北海道大学 研究シーズ集

複合量子ビーム超高圧電子顕微鏡と材料研究

マルチ量子ビーム科学と工学応用

北海道大学超高圧電子顕微鏡研究室では、複合量子ビーム照射による微細組織変化のその場観察が原子スケールで可能な世界初となる光・イオン・電子の複合量子ビーム超高圧電子顕微鏡を開発しました。

研究の内容

【世界初の複合量子ビーム超高圧電子顕微鏡:左図】2014年に複数のレーザーを利用できる光学系を増設し、イオンビーム、レーザー光、電子など複数の量子ビーム照射下で原子レベルでのその場観察が可能な複合量子ビーム超高圧電子顕微鏡を開発。現在、その場分光システム開発中。

【紫外線照射によるナノ結晶成長:右図】紫外線を水中プラズマ処理をしたZnに照射することによってZnOナノ結晶を成長させることに成功しました。現在、その成長メカニズムや応用について研究を推進しています。Scientific Report, 5, 11429(2015), AIP Advances, 7(2017) pp. 035220,
その他参考文献:Nano Letters, 17(2017) pp. 2088-2093

社会実装への可能性

  • ・高エネルギー量子ビームによる材料開発研究例
  • ・ 過酷環境材料開発(高温、溶接材)
  • ・ 耐放射線・宇宙環境材料開発
  • ・グリーンテクノロジーへの応用例
  • ・ グリーンエネルギー材料開発
  • ・ 光誘起の非平衡材料開発
  • ・ 光によるグリーンナノテク応用

産業界や自治体等へのアピールポイント

複合量子ビーム超高圧電子顕微鏡により、宇宙環境や、放射線場などの過酷な環境で使用することを目的とした、高い信頼性を要求される材料の研究開発が、飛躍的に進むと期待されます。また、これまでにない優れた電気的特性や光学特性、磁性、触媒活性を発現する材料の開発研究や生命科学への展開と液中Operand観察が計画されています。

2018/4/3公開