講義科目名		ナノ構造解析学基礎
講義題目
授業科目区分		専攻授業科目又は関連授業科目(major courses or related courses)
開講年度		2017
開講学期		前期
曜日時限		前期 木曜日 １時限
必修選択		学府要項を確認のこと。(refer to the Guidelines for IGSES)
単位数		2
担当教員		波多　聰
開講学部・学府		総合理工学府
対象学部等		総合理工学府(IGSES)
対象学年		修士課程(Master’s Program)
開講地区		筑紫地区
その他 （自由記述欄）

履修条件		固体物理学の基礎（代表的な結晶構造、ミラー指数、ブラッグの条件、逆格子）および複素関数の基礎（オイラーの公式、フーリエ変換）を理解していることが望ましい。
授業概要		電子顕微鏡は、原子レベルに達する高分解能イメージングが比較的容易に行えるだけでなく、電子回折やX線分光をはじめとする各種分析が行える複合的な微細構造解析装置である。本授業では、電子顕微鏡による物質・材料の微細構造解析を行う上で最低限知っておきたい基礎知識を修得する。具体的な内容は以下の通り。 1. 物質による電子線の散乱（X線や中性子線の散乱との比較を含む） 2. 走査電子顕微鏡法（SEM）、透過電子顕微鏡法（TEM）、走査透過電子顕微鏡法（STEM） 3. 電子顕微鏡による微細構造解析の例  Electron microscopes can be called “comprehensive microstructural analyzers”, because they are capable of not only atomic-resolution imaging of microstructures by conventional methods but also various analytical experiments such as electron diffraction, X-ray spectroscopy, etc. This lecture gives fundamental knowledge of electron microscopy for microstructural analyses. 1. Electron scattering phenomena (including comparisons with X-ray/neutron scattering) 2. Typical electron microscopy techniques: scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM) and scanning transmission electron microscopy (STEM) 3. Examples of microstructural analysis using electron microscopy
全体の教育目標		物質・材料研究の論文における電子顕微鏡実験の概要を理解できる。
個別の教育目標		電子線の散乱や回折およびそれらを用いた代表的な観察・分析法の原理を理解している。 電子顕微鏡の仕組みと基本的な機能を理解している。
授業計画		1. 微細構造解析に電子顕微鏡を用いる理由 2. 電子顕微鏡のしくみ（１）顕微鏡本体（SEM、TEM、STEM）、収差補正技術 3. 電子顕微鏡のしくみ（２）付属機器（カメラ、分光装置、試料ホルダー）、試料作製 4. 物質による電子線の散乱（１）電子および原子による弾性散乱、X線・中性子線との比較 5. 物質による電子線の散乱（２）結晶による回折、動力学的回折の影響 6. 物質による電子線の散乱（３）非弾性散乱、エネルギー分散X線分光法（EDX）、電子エネルギー損失分光法（EELS） 7. SEM観察の基礎：二次電子像、反射電子像、チャネリングコントラスト像、加速電圧の選択、後方散乱電子回折 8. TEM観察の基礎：像と回折図形、TEM像のコントラスト、明・暗視野法、各種電子回折法、高分解能電子顕微鏡法（HREM） 9. STEM観察の基礎：TEM像とSTEM像の比較、高角度環状暗視野法（HAADF） 10. 最近のトピック：３次元観察、その場観察、電磁場観察 11. 微細構造解析に関する記事や論文のレポートおよびプレゼンテーション
キーワード		散乱理論（scattering theory）、電子回折（electron diffraction）、走査電子顕微鏡法（scanning electron microscopy: SEM）、透過電子顕微鏡法（transmission electron microscopy: TEM）、走査透過電子顕微鏡法（scanning transmission electron microscopy: STEM）、高分解能電子顕微鏡法（high-resolution electron microscopy: HREM）、X線分光法（X-ray spectroscopy）、電子エネルギー損失分光法（electron energy-loss spectroscopy: EELS）
授業の進め方		講義、レポートおよびその内容のプレゼンテーション
テキスト		資料配付
参考書		・ 米澤徹，朝倉清髙，幾原雄一（編著），ナノ材料解析の実際，講談社 (2016) ・ 今野豊彦，物質からの回折と結像 –透過電子顕微鏡法の基礎，共立出版 (2003) ・ 田中通義，津田健治，寺内正己，改訂新版やさしい電子回折と初等結晶学 –電子回折図形の指数づけ，　収束電子回折の使い方，共立出版 (2014) ・ 宝野和博，弘津禎彦 編，金属ナノ組織解析法，アグネ技術センター (2006) ・ 進藤大輔，平賀贒二，材料評価のための高分解能電子顕微鏡法，共立出版 (1996) ・ 進藤大輔，及川哲夫，材料評価のための分析電子顕微鏡法，共立出版 (1999) ・ 藤田英一，金属物理−材料科学の基礎−，アグネ技術センター (1997) ・ 田中信夫，電子線ナノイメージング –高分解能TEMとSTEMによる可視化−，内田老鶴圃 (2009) ・ 坂公恭，結晶電子顕微鏡学 –材料研究者のための−，内田老鶴圃 (2001) ・ 竹中章郎，藤井保彦共訳、D. S. Sivia原著，X線・中性子の散乱理論入門，森北出版 (2014)
学習相談		メールや授業時間後の面談
試験／成績評価の方法等		学期末試験と普段のレポートの点数7割程度、出席3割程度で成績評価
その他
添付ファイル
更新日付		2017-04-13 01:00:10.432