Pixon型信号処理による微量軽元素の電子状態分析法の開発

利用Pixon型信号处理开发微量轻元素电子态分析方法

基本信息

批准号：
17656204
负责人：
武藤俊介
金额：
$ 2.18万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

○PIXON法によるスペクトル回復及び分解能向上プログラムの開発前年度、我々はPIXON法と呼ばれる新しい画像回復アルゴリズムを電子エネルギー損失(EELS)スペクトルに適用し、微量な元素からのシグナルからスペクトル回復する事を企図した。今年度は更にプログラムを改良し、スペクトル分散方向への装置関数による逆畳込みと分散垂直方向への強度フィッティングによって微小信号を抽出するために現在最高性能を有するコードを開発した。このプログラムによってスペクトル分解能は最低でもおよそ二分の一にまで向上する事が判った。○開発プログラムの応用(1)微量元素の電子状態解析本プログラムによって通常不可能とされていた1原子%という微量な元素のスペクトルを回復させ、第一原理計算による理論スペクトルと比較することができる質を持ったデータを取得することに成功した。これによってリチウムイオン二次電池において繰り返しサイクルによる内部抵抗上昇を抑える効果のあるMg添加元素の占有サイトと電子状態を明らかにした。(2)電子チャネリングを利用した原子サイト選択的電子状態測定への応用本研究室で推し進めている表記研究において、信号強度の弱い測定をするために本開発プログラムが威力を発揮した。これによってMn酸化物の電荷秩序配列現象の直接的検証に成功した。(3)鉄カーバイド粒子中の水素分布のイメージング本プログラムを用いたイメージスムージングを利用し、大量の水素を含んだ鉄カーバイド粒子の電子状態変化をエネルギーフィルター像を用いて可視化を行うことに成功した。

○使用PIXON方法开发光谱恢复和分辨率提高程序去年，我们将一种称为PIXON方法的新图像恢复算法应用于电子能量损失（EELS）光谱，并计划从痕量元素的信号中恢复光谱。今年，我们进一步改进了程序，开发了目前性能最高的代码，通过在光谱色散方向上与仪器函数进行反卷积以及在垂直于色散方向上的强度拟合来提取微小信号。结果发现，该程序将光谱分辨率提高了至少一半。 ○开发程序的应用 (1) 微量元素的电子结构分析该程序允许我们恢复通常被认为不可能的小至 1 原子％的元素的光谱，并将其与基于第一性原理计算的理论光谱进行比较我们成功获得了高质量的数据。这揭示了Mg添加元素的占据位点和电子状态，其具有抑制由于锂离子二次电池的重复循环而导致的内阻增加的效果。 (2)利用电子沟道在原子选位电子态测量中的应用在本实验室正在推进的符号研究中，该开发的程序已经证明了其在测量微弱信号强度方面的能力。结果，我们成功地直接验证了Mn氧化物的电荷有序现象。 (3)碳化铁颗粒中氢分布的成像通过使用该程序的图像平滑，我们成功地使用能量过滤图像可视化了含有大量氢的碳化铁颗粒的电子状态的变化。