電子線ホログラフィーにより、位相 情報を抽出し電磁場の様子を再生しています。

ＮＥＤＯ （新エネルギー・産業技術総合開発機構）「経済産業省」

平成１０年度提案公募事業委託研究
（平成１０年度 － 平成１２年度）
-　新規産業創造型提案事業提案研究開発プロジェクト -

1. 共同研究体統一題目
   
   機能直視顕微鏡プロジェクト
2. 研究機関
   
   財団法人 ファインセラミックスセンター
   株式会社 イメージセンス
3. 研究課題・技術開発の要点
   
   本研究では電子の量子力学的な波としての性質を積極的に利用し、電子顕微鏡を用いて材料や素子の電場・磁場に関する情報を含む干渉パターンを撮影する。さらに，コンピューターを用いた画像解析によって上記干渉パターンから電場・磁場を可視化する技術を開発する．このような電子波干渉技術とコンピューターを用いた画像解析技術の融合によって微小領域の電場・磁場を直視する機能直視顕微鏡技術を確立し，機能材料・機能素子の分野の産業技術の発展に大きく貢献することをねらいとするものである．
4. 提案プロジェクトの概要
   
   本研究プロジェクトでは，先端材料や機能素子の電磁気的機能を支配する電場・磁場の状態を観察（機能直視）し，それらの技術開発に貢献することを狙うものである．現代の量子力学の説くところによれば，電子は波と粒子の２重性を持つ．電子の波が電場や磁場を通過するときには，その波動関数の位相項が変化することが知られているが，通常の電子顕微鏡ではその位相項の情報は消失してしまうために電場・磁場を直接観察することはできない．しかし，波としての性質が顕著に現れる「干渉」という現象を利用すると位相項に含まれる情報を抽出することができ，電磁場を直視することができるようになる．本研究では，我々が開発してきた電子線ホログラフィや電子線３波干渉技術などの技術をさらに発展させ，新規な電子波干渉技術によって電磁場の可視化を行い，電磁気的機能を直視するすぐれた電子顕微鏡技術を開発することを特徴とする．
5. 研究開発の目的と最終目標
   
   1)研究開発の背景・目的
   
   近年の先端材料や半導体，磁気記録素子等の機能素子の発展には，めざましいものがあり，わが国の産業の発展と国民生活の向上に大きな貢献をしている．これらの分野の技術開発や品質管理においては，素子や材料が設計通りの形態や構造をもっていることを確認し，よりすぐれた製品を開発製造するための指針を得る必要があり，電子顕微鏡を用いた形態観察や構造解析が重要な役割を演じてきた．しかし，それだけでは不十分になりつつある．なぜならば素子や材料の機能はほとんどの場合微小領域の電場や磁場の状態及びその変化のしかたと密接な関係をもっており，これらは通常の電子顕微鏡等の手法では捉えることができないからである．もし，微小領域の電磁場を直接観察することができれば，機能発現の根本に食い込む重要な現象を手に取るように見ることができ，素子や材料の特性向上に直結するデータを提供できると考えられる．本研究プロジェクトでは，このような微小領域の電磁気的機能を直視する新しい電子顕微鏡手法の開発を目的とするものである．
   
   2)機関別最終目標
   
   ・ 財団法人 ファインセラミックスセンター
   　
   電子が波動性をもつことを積極的に利用し，材料・素子の電磁気的機能の情報を含む電子波干渉パターンを撮影する技術を開発し，（株）イメージセンスにて開発する画像解析技術を利用して電磁気的機能を直視する顕微鏡技術を確立する．
   
   ・ 株式会社 イメージセンス
   
   上記の電子波干渉パターンから，試料の電磁気的機能に関係する情報（位相情報）を抽出し，それを可視化する画像解析技術を確立する。