Innovation of synchrotron radiation moving image by single-shot X-ray ptychography

单次X射线叠层同步辐射运动图像的创新

基本信息

批准号：
20K20523
负责人：
高橋幸生
金额：
$ 16.47万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-07-30 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K20523/
关键词：
放射光コヒーレント回折イメージング位相回復 X線可視化

项目摘要

令和４年度は、以下の２つの項目を中心に実施した。①シングルショットコヒーレント回折イメージングによる金コロイド粒子の動画撮像の実証大型放射光施設SPring-8において、三角形開口を導入したシングルショットコヒーレント回折イメージング(シングルショットCDI)による液中の金コロイド粒子のブラウン運動のイメージングを行った。直径150nmの金コロイド粒子が分散した溶液を窒化ケイ素メンブレンチップで挟みアラルダイトで接着することで封入し、試料とした。5keVに単色化された放射光X線を1辺の長さ10μmの三角形開口によって切り出し、フレネルゾーンプレートにより2分の1に縮小し、試料に照射した。そして、二次元画像検出器によって1秒露光で2000枚の回折データを連続的に収集した。回折強度パターンに位相回復計算を実行し、像再生を行った結果、金コロイド粒子がブラウン運動する様子を捉えることに成功した。②シングルショットCDI用試料加熱装置の開発シングルショットCDIによる動画撮像の応用研究に向けて、試料加熱装置の開発を行った。具体的には、MEMSマイクロヒータを搭載した窒化ケイ素メンブレンに電流を印可する加熱機構を開発した。リハーサルチャンバー内での加熱試験を行った結果、数マイクロメートルの領域を約1000℃まで加熱できることを確認した。これまでの研究により、シングルショットCDIによる動画撮像法が実証され、応用研究に向けた研究開発が行われた。今後、本手法の更なる高分解能化ならびに様々な実試料観察への応用展開が期待される。

在2022财政年度，实施重点是以下两个项目。 1。通过单发相干辐射设施中的单发相干衍射成像Spring-8的单发相干衍射成像的视频成像，液体中胶体金颗粒的布朗运动图像是通过单孔孔径的单光相干衍射成像（单光（单形）射击）进行的。通过用氮化膜尖端将它们夹紧并用阿拉迪地粘合以形成样品，从而密封包含150 nm胶体金颗粒的溶液。同步的X射线单色单色，通过一侧10μm的三角形开口切除，从一侧减少了一半，并被辐照到样品上。然后，通过二维图像检测器连续收集2,000个衍射数据，并进行一次暴露。对衍射强度模式进行了相恢复计算，并进行了图像再生，结果，它成功捕获了胶体金颗粒的棕色运动。 2。开发单次CDI的样品加热设备，我们已经开发了一种样品加热设备，以准备使用单摄像机CDI对视频成像进行申请研究。具体而言，我们已经开发了一种加热机构，该机制将电流应用于配备有MEMS微热器的氮化硅膜。在排练室进行了加热测试，并确认可以将几个微米的区域加热到约1000°C。先前的研究证明了使用单光CDI的视频成像方法，并进行了研究和开发进行应用研究。预计将来将进一步改进该方法，并将应用于各种实际样本。