【公開日：2024.07.25】【最終更新日：2024.06.17】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
23NU0076
利用課題名 / Title
STEM-EELSによる鉱物の水素イオン照射損傷過程の解明
利用した実施機関 / Support Institute
名古屋大学 / Nagoya Univ.
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
照射損傷, 鉱物,電子顕微鏡/ Electronic microscope,電子分光/ Electron spectroscopy,ナノ粒子/ Nanoparticles
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
伊神 洋平
所属名 / Affiliation
京都大学大学院理学研究科
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
武藤 俊介
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
樋口公孝,山本悠太
利用形態 / Support Type
（主 / Main）共同研究/Joint Research（副 / Sub）,機器利用/Equipment Utilization
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
NU-102：高分解能電子状態計測走査透過型電子顕微鏡システム
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
月や小惑星の表層で太陽からの水素イオン照射を受けた鉱物粒子が示す表面数十nm厚の損傷組織について理解を深めるため、実験的に水素イオンを照射した鉱物試料に対して電子線エネルギー損失分光(EELS)分析を活用し、ナノオーダーでの局所構造・電子状態変化の解析を行った。
実験 / Experimental
試料には、エンスタタイト(MgSiO3)の単結晶を用いた（図１）。エンスタタイトは、SiO4四面体の頂点共有によりc軸方向に伸長した鎖状構造と、それらの間でOを八面体配位するMgにより構成される。エンスタタイト単結晶基板にイオン照射装置を用いて40 keV H2+を照射した後、照射表面を含む断面薄膜を作成し、像観察や電子回折図形の取得および、収差補正電子顕微鏡JEM-ARM200Fを用いてSTEM-EELS分析を実施した。Mg L2,3, Si L2,3,およびO K-edge領域のスペクトラムイメージングデータを取得した。
結果と考察 / Results and Discussion
図2に分析試料の一例を示す。電子回折図形から、損傷ピーク領域において長距離秩序を反映する回折スポットの弱化が確認されたが有意な非晶質化までは認められなかった。これは図1に示したエンスタタイトの複合的構造に起因する可能性がある。また、この領域でEELSスペクトルラムイメージングを実施し、データを構成する複数スペクトルのクラスタリングを試みた結果、各クラスタの空間分布が電子励起効果とはじき出し損傷それぞれへの対応を示すことを示唆する結果を得た。現在、各クラスタの平均スペクトルについて検討し、対応する構造あるいは化学的変化の解釈を進めている。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図1 直方エンスタタイト (MgSiO3)の結晶構造
図２ 分析試料の一例。 (a)BF-TEM像。(b–d) (a)に示す領域から取得したナノビーム電子回折図形。これらが含まれる領域でEELSスペクトラムイメージングを実施した。
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件