【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.16】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

24NU0092

利用課題名 / Title

STEMによる暗視野観察

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）量子・電子制御により革新的な機能を発現するマテリアル/Materials using quantum and electronic control to perform innovative functions（副 / Sub）高度なデバイス機能の発現を可能とするマテリアル/Materials allowing high-level device functions to be performed

キーワード / Keywords

超伝導材料・物質・素子/ Superconducting materials,表面・界面・粒界制御/ Surface/interface/grain boundary control,電子顕微鏡/ Electronic microscope,高品質プロセス材料/技術/ High quality process materials/technique

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)

一瀬 中

所属名 / Affiliation

一般財団法人電力中央研究所

共同利用者氏名 / Names of Collaborators Excluding Supporters in the Hub and Spoke Institutes

武藤俊介

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Supporters in the Hub and Spoke Institutes

荒井重勇

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）,共同研究/Joint Research

利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

NU-103：高分解能透過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)

パルスレーザー蒸着法で成膜した不純物添加、無添加のYB₂Cu₃0_y膜において、不純物、欠陥等の微細組織観察に適した暗視野観察条件を求めるため、観察条件による観察像の変化を確認した。

実験 / Experimental

高分解能透過型電子顕微鏡システムJEM-2100F/HKを用いて、暗視野STEM観察条件を変えて観察を行った。観察試料は不純物を添加したYB₂Cu₃0_y膜の断面組織観察用試料と不純物を添加していないYB₂Cu₃0_y膜の平面組織観察用試料で、集束イオンビーム装置で作製した。

結果と考察 / Results and Discussion

不純物添加したYB₂Cu₃0_y膜の断面組織観察において、観察条件を変えた暗視野STEM像の一例を図１に示す。像の左端から真空、超電導層、下地材である。カメラ長を短くして、散乱角を大きくすると、構成元素の情報が明瞭になり、超電導膜内に下地材から表面に伸びた不純物が明るく明瞭に観察された。一方、カメラ長を長くして散乱角を小さくすると、回折条件によるコントラストが強くなり、超電導内の不純物が不明瞭になるが、特に下地材の結晶粒界が鮮明に見えた。また、不純物を添加していないYB₂Cu₃O_y膜の平面組織では、カメラ長を変えることにより、双晶構造に対応する斜め線、および、構成元素のひとつであるYの酸化物のY₂O₃の見え方が変化した。カメラ長を長くすることで、双晶界面、Y₂O₃と超電導相の界面の歪を観察していると考えられる。（図２）

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations

図1　断面組織の暗視野STEM像
加速電圧：200 kV、スポット径：1 nm

図２　平面組織の暗視野STEM像
加速電圧：200 kV、スポット径：0.5 nm

その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

本研究は、JST-CREST、JPMJCR2336の支援を受けて実施したものである。

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