特集　最先端電子顕微鏡法の最前線

最先端の電子顕微鏡は，原子一個の観察，電子状態計測，局所電磁場の観察，低電子ドーズ観察，クライオ電子顕微鏡，その場観察，4D-STEMや三次元構造観察など非常に多くの領域で革新的な進展をもたらしてきています．これら一連の新手法は，セラミックスの微細構造や機能特性を理解する上で極めて重要な計測手法になりつつあります．そこで，本特集では，特に最近進展の大きな新手法を中心に，電子顕微鏡解析に関する研究の最前線を紹介します．　（特集担当委員：幾原裕美・柳田さやか・岡本篤人）

■ 最先端電子顕微鏡法の新展開

幾原　雄一

先端（走査）透過電子顕微鏡法の最近の急進展の状況およびその背景について各要点を概説するとともに，今後の展開について言及する．

■ 高分解能STEMを用いた損失電子線分析によるスピネル材粒界偏析の定量評価

渡辺万三志

アルミン酸マグネシウムスピネルスピネル材粒界の添加元素偏析挙動を高分解能走査透過電子顕微鏡に搭載した最新の電子損失分光システムを用い，定量的に評価した結果を紹介する．

■ 高分解能EELSを用いた低次元物質構造解析

末永　和知

最近の電子顕微鏡エネルギー分解能の進歩により，高分解能EELSを用いると試料の局所的な光学特性・振動特性の測定が可能になってきた．本稿では，とくに低次元物質における，光学ギャップ測定，エキシトン寿命測定，キャリア濃度測定，赤外分光，同位体分析などの例を紹介する．

■ 電子線ホログラフィーの高精度化と触媒の帯電状態解析

村上　恭和・麻生亮太郎・谷垣　俊明

電子線ホログラフィーの解析精度を高め，酸化物に担持した金属ナノ粒子の微弱な帯電量を電子1個の計数精度で決定するとともに，ナノ粒子の結晶構造と帯電状態の相関に関わる考察を行った．

■ 傾斜平均DPC STEMによる材料・デバイス界面局所電磁場観察

遠山　慧子・関　岳人・柴田　直哉

近年，界面の電磁場を定量的かつ高空間分解能で観察する手法である傾斜平均DPC法が開発された．傾斜平均DPC法の概要と，本手法を半導体ヘテロ接合界面電荷や，酸化物粒界空間電荷層に応用した研究について示す．

■ 最適明視野STEM法による低損傷原子分解能観察

大江　耕介・関　岳人・吉田　要・河野　祐二・幾原　雄一・柴田　直哉

走査透過電子顕微鏡における新規超高感度イメージング手法であるOBF STEM法を用いて，ポーラス材料であるゼオライトの骨格構造や双晶界面・吸着カチオンサイトの原子スケール直接観察を行った結果を紹介する．

■ クライオTEMと3次元電子回折法の新展開

米倉　功治

クライオ電子顕微鏡の単粒子解析と3次元回折法により，タンパク質と有機化合物の三次元構造を高い空間分解能で明らかにできる．私たちは，原子配置に加え，試料の詳細な化学情報が抽出できることも示した．最近の研究について紹介したい．

■ ナノ回折イメージングによる高分子結晶の分子配向直接観察

陣内　浩司・狩野見秀輔

高分子結晶の階層構造の基本要素である“ラメラ晶”中の分子鎖配向は，融点などの結晶のマクロな物性を左右するが，過去数十年にわたり定量化されていなかった．本稿では，最先端の電子顕微鏡手法により分子鎖配向の直接観察に成功した事例を紹介する．

■ オペランド透過電子顕微鏡法を用いた電池材料解析の進展

野村　優貴・山本　和生・平山　司

オペランドSTEM–EELS法は充放電中の全固体Li電池内の電気化学反応分布をナノスケールで可視化することができる．本稿では，Ni-rich層状正極とチタン酸リチウム負極を例に，著者らが近年実施してきた解析結果について概説する．

■ 超高速時間分解電子顕微鏡の開発と応用

下志万貴博

透過電子顕微鏡に超短パルスレーザーを組み合わせることで，時間分解能を大幅に向上させることが可能である．私たちが開発してきた超高速時間分解電子顕微鏡の原理と，ナノ材料ダイナミクスの研究例について紹介する．

■ 高速電子顕微鏡法による原子ダイナミクスの直接観察

石川　亮・神保　雄・二塚　俊洋・川原　一晃・柴田　直哉・幾原　雄一

原子分解能を保持しつつ高い時間分解能を実現するために，新たな電子プローブ走査システムを構築した．これにより，原子分解能で40ミリ秒の時間分解能を達成し，助触媒である貴金属ナノ粒子やクラスターの原子ダイナミクスを明らかにした．

■ 4D-STEM計測とタイコグラフィー

三石　和貴・中澤　克昭

電子顕微鏡の新しい手法として近年注目を集めている4D-STEMとタイコグラフィーについて紹介する．

■ 電子顕微鏡による液中電気化学反応のその場観察手法

吉田　要・佐々木祐生・桑原　彰秀・幾原　雄一

現在液中反応のその場観察可能な電子顕微鏡法が大きく発展している．本稿では水系二次電池開発に関連して行なった亜鉛電析過程のその場電子顕微鏡観察手法を紹介する．

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