原子を色分け、観察可能に 名城大・飯島氏ら新手法開発
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STEM-EDXの手法ですね。
STEM(走査透過型電子顕微鏡法;Scanning Transmission Electron Microscopy)とは、電子線で原子レベルの観察を行えるTEM(透過型電子顕微鏡法)の一種ですが、電子ビームをピコメートルオーダーまで細く絞ってサンプル表面をスキャンしながら透過像を得る手法です。
また、EDX (エネルギー分散型X線分光法; Energy Dispersive X-Ray spectroscopy)というのは、電子線で励起した対象物から発生する原子種に固有のX線のエネルギーを調べる事で、試料に何の元素が含まれているのかを調べる手法です。
面白いのはこれらの技術を組み合わせた時で、細い電子ビームで試料をスキャンして像を取得すると同時に、発生しているX線を試料の近くに設置した検出器で捉えることで※、今見ているピクセルには何の原子がいるのかをコンピュータの中でマッチさせて組成マッピングができるようになる訳です。
原子レベルでこのようなマップを得ること自体は特段新しいことではないのですが(原子の種類どころか原子内部の電場まで可視化している先生もいます; 論文内引用［5］に登場する柴田先生、幾原先生がスペシャリスト)、その得られた像から、他の分析データも加味して結晶学的に整合性のある考察を行うことは大変専門的で難しく、それをこのような複雑な形状の結晶で仔細に考察されているのが流石飯島先生ですね。(しかもサンプルの調製がずいぶんシンプルな様子...結構大きな試料に見えるのですがこんなに綺麗に見えるとは)
論文を読み始めましたが、理解するのにかなり気合を入れる必要があります。頑張ろう。
使用されている日本電子製のARM-200F、ARM-300F、及びX線用の100mm2-SDDディテクターなどは、国内にもいくつかあるので、これまたそれほど特殊ではありませんが、こういう研究でよく使われるものです。非常に高性能な電子顕微鏡なのは間違いないです。
https://www.jeol.co.jp/applications/detail/1101.html
STEM-EDX実験は自分でもやるので(ここまで細かいところは見ませんが)、良い刺激になる記事でした。
面白いな電子顕微鏡。←NPのキーワードに電子顕微鏡を入れてる人名城大学名誉教授の飯島澄男先生は、東北大学理学部物理のご出身で東北大学特別招聘プロフェッサー。カーボンナノチューブに関して毎年ノーベル賞候補としてお名前が挙がります。
今回は透過型電子顕微鏡により原子の状態を可視化した論文がNature Articleになったことが報道されたものですね。イメージングは種々の領域で21世紀の重要な基盤技術だと思います。透過型電子顕微鏡(TEM)を使わせたら右に出る者が居ないくらい、スペシャリストという表現すらも陳腐に思える飯島先生の新電子顕微鏡。
昔はTEMの試料を薄くするのが大変で、電解研磨しながら寝てしまってましたが、今はバルクでも見れるんですかね。
