| チームリーダー ： |
波多 聰【九州大学 大学院総合理工学研究院 教授】 |
| サブリーダー ： |
古河 弘光【株式会社システムインフロンティア 取締役 副社長】 |
| 中核機関 ： |
九州大学 |
| 参画機関 ： |
株式会社システムインフロンティア、筑波大学、大阪大学、東北大学
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- Ⅰ．開発の概要
- 本開発は、透過電子顕微鏡で動的な自然物理現象をその場3次元観察するシステムを開発することを目的とする。連続傾斜像を撮影しながら3次元画像を再構成するソフトウェア、及び試料のその場試験が可能なトモグラフィーホルダーを開発し、これらソフトウェアとハードウェアの融合により、ナノスケール変形挙動のリアルタイム3次元観察の実現を目指す。エネルギー問題や元素戦略で注目を集める先端材料、及び生命科学の研究開発現場への波及が期待される。
- Ⅱ．開発項目
- （１）その場変形トモグラフィー試料ホルダーの開発
- ひずみ速度可変機構については、ひずみ速度：10-4/秒～10-6/秒に対応する当初目標の性能を達成した。高傾斜可能形状について、±60度以上の高角度試料傾斜の性能を達成した。顕微鏡メーカー対応については2機種で、それぞれのホルダー形状への対応を達成した。
- （２）動的連続傾斜像撮影ソフトウェアの開発
- 4次元動画像１フレーム分の連続傾斜像を撮影条件、撮影倍率：9800倍、撮像素子：CCDカメラを1024×1024ピクセルの条件で使用し、1枚の画像撮影時間0.125秒、TEMゴニオメーターの回転速度：毎秒1度、2度傾斜おきに画像撮影（可変）、試料傾斜角度範囲：-20～+60度において、3分未満で収録することを可能にしており、当初目標を達成している。
- （３）その場変形電子線トモグラフィーシステムの開発
- 合金試料の塑性変形のその場トモグラフィー観察を、20フレーム/時以上の3Dフレームレートで取得することに成功している。さらに、各連続傾斜像データから3D画像フレームを構築し、位置合わせの後に連続的に出力し動画化することで、4次元動画像を作成することを可能にしている。
- Ⅲ．評 価
- 本課題は、これまで透過電子顕微鏡で困難であった電子線によるリアルタイムでの3次元観察を可能とするシステムの開発を目指すものである。
設定目標については、すべて達成しており、「その場変形トモグラフィー試料ホルダーの開発」については、課題解決のために形状、機構に新たな工夫がみられ、知財戦略についても積極的に進められている。「動的連続傾斜像撮影ソフトウェアの開発」は、高精細な撮像を短時間でという市場の要求について、圧縮センシング画像再構成アルゴリズムの適用という野心的な試みを行い、既に市販製品への組み込みも進んでいる点は高く評価できる。
今後、格子像レベルでの観察ができるように開発を行うとともに、より効果を発揮する応用分野の開拓に期待したい。
本開発は、当初の開発目標を達成し、本事業の趣旨に相応しい成果が得られたと評価する。 [Ａ]
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