単粒子X線レーザーイメージングの実現に向けたグラフェン溶液セル

用于实现单粒子X射线激光成像的石墨烯溶液单元

基本信息

批准号：
22K18698
负责人：
鈴木明大
金额：
$ 4.08万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18698/
关键词：
X線自由電子レーザー単粒子イメージンググラフェン

项目摘要

（1）大面積自立グラフェン膜の実現：電子顕微鏡用の試料ホルダとして直径~1-2 um程度の自立グラフェン膜がすでに市販されている。しかしながら、これをX線レーザーイメージング測定へ応用すると、X線のサイドローブとグラフェンを支える孔あきカーボン膜がかすかに干渉し、データ解析上無視できない背景散乱が発生するという課題があった。まず、自立膜の大面積化のため、多層グラフェンを安定的に合成できる化学気相成長（CVD）レシピを探索した。さらに、孔あきカーボン膜つきCuグリッドへの転写プロセスにおいて、洗浄工程等を洗練化することで、市販品の100倍以上の面積をもつ自立グラフェン膜を実現した。（2）自立グラフェン膜からの背景散乱強度計測： SACLAで開発を進めるX線レーザーイメージングシステムを用いて、大面積自立グラフェン膜からの背景散乱強度を計測した。生体粒子測定用に独自に製造した、非常に薄く（20 nm）表面粗さが小さい窒化ケイ素（SiN）薄膜と比較したところ、低空間周波数領域ではSiN薄膜からの背景散乱強度が低い一方で、数ナノメートルの実空間構造に対応する高空間周波数領域では、自立グラフェン膜が優れていることが明らかになった。（3）自立グラフェン膜上に展開した金属ナノ粒子のシングルショット回折パターン測定：作製した自立グラフェン膜が試料支持膜として機能するかを確かめるため、Auナノ粒子溶液を自立グラフェン膜に滴下・自然乾燥させ、光学顕微鏡と電子顕微鏡で評価した。試料展開による自立グラフェン膜の破損は見られず、SiN膜と同様にAuナノ粒子を保持できることを確認した。さらに、SACLAにおいてAuナノ粒子からシングルショット回折パターンを取得することにも成功した。

（1）大面积独立石墨烯膜的实现：直径约为1-2 UM的独立石墨烯膜已作为电子显微镜的样品持有者提供。但是，当将其应用于X射线激光成像测量中时，X射线侧叶和二线碳膜互支持的碳膜略微互相干扰，从而导致背景散射在数据分析中无法忽略。首先，我们搜索了化学蒸气沉积（CVD）食谱，该配方允许稳定合成多层石墨烯，以增加自支持膜的面积。此外，通过细化清洁过程，在带有带孔碳膜的CU网格中，已经实现了一种自支撑的石墨烯膜，其面积超过了100倍以市售产品面积的面积。（2）使用独立的石墨烯膜的背景散射强度的测量：使用SACLA开发的X射线激光成像系统测量了大面积独立石墨烯膜的背景散射强度。与具有非常薄的（20 nm）表面粗糙度的生物颗粒测量的氮化膜（SIN）薄膜相比，已经揭示了在低空间频域中的SIN薄膜中的背景散射强度，而自由式的石墨烯膜在高空间频率范围内在实际的空间频率范围内均优质，与现实的Space Supperters相对应，该结构对应于几个NIN NIN NIN NIN NIN NIN。（3）在独立式石墨烯膜上开发的金属纳米颗粒的单发衍射模式的测量：为了检查制备的独立式石墨烯膜作为样品支持膜的作用，将Au纳米粒子溶液丢弃到自由主义的石墨烯膜上并自然干燥并使用光学显微镜和电子显微镜进行评估。由于样品膨胀，在独立的石墨烯膜中未观察到损坏，并且可以证实，Au纳米颗粒可以与SIN膜相同的方式保留。此外，我们还成功地从SACLA的AU纳米颗粒中获取了单个射击衍射模式。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Focused coherent X-rays open up new opportunities in microscopy

聚焦相干 X 射线为显微镜技术开辟了新机遇

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
N. Muramatsu;T. Harada;S. Date;K. Kanda ;M. Miyabe;S. Miyamoto; H. Ohkuma;M. Okabe;H. Shimizu;S. Suzuki;A. Tokiyasu;T. Watanabe;Koji Ishidoshiro;Masahiro Okabe;Akihiro Suzuki
通讯作者：
Akihiro Suzuki

Probing Nanostructures with Coherent X-rays

用相干 X 射线探测纳米结构

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
N. Muramatsu;S. Date;T. Harada;K. Kanda;M. Miyabe;S. Miyamoto;H. Ohkuma;M. Okabe;H. Shimizu;S. Suzuki;A. Tokiyasu;and T. Watanabe;Akihiro Suzuki
通讯作者：
Akihiro Suzuki

Researchmap

研究地图

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

X線レーザーが照らし出す全固体電池材料の海島ナノ構造

X射线激光照射全固态电池材料的海岛纳米结构

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Mohamad Zulfakri;Ishidoshiro Koji;Kishimoto Yasuhiro;Mima Satoru;Taino Tohru;Hosokawa Keishi;Nakamura Kosuke;Eizuka Minori;Ito Ryota;Kawamura Hiroki;石徹白晃治;市村晃一;鈴木明大
通讯作者：
鈴木明大