電子のふるまいを1マイクロメートルの細かさで見る顕微鏡の開発に成功 ~量子材料・次世代情報処理デバイス開発の加速に期待~

2026-03-11 量子科学技術研究開発機構,東北大学

量子科学技術研究開発機構(QST)東北大学研究チームは、物質電子状態精細可視できる「2D-RIXS顕微鏡」世界初めて開発した。共鳴弾性X散乱(RIXS)では従来、超高エネルギー分解能空間分解能両立困難が、X光子ごと信号から発生位置逆算する手法導入することで、エネルギー分解能維持したまま1マイクロメートル以下空間分解能実現した。ナノテラス輝度放射光独自光学組み合わせ、電子スピン量子状態空間分布顕微鏡よう直接観測できる。量子材料、スピントロニクス材料、ナノデバイス内部電子状態解析可能にし、次世代情報処理デバイス研究加速期待れる。

電子のふるまいを1マイクロメートルの細かさで見る顕微鏡の開発に成功 ~量子材料・次世代情報処理デバイス開発の加速に期待~
図1:超高エネルギー分解能と高空間分解能を両立する「2D-RIXS顕微鏡」の概念図。

<関連情報>

2D-RIXS: 高エネルギー・高空間分解能の共鳴非弾性X線散乱顕微鏡
D-RIXS: resonant inelastic X-ray scattering microscopy with high energy and spatial resolutions

Kohei Yamamoto,Hakuto Suzuki and Jun Miyawaki
Journal of Synchrotron Radiation  Published:11 March 2026
DOI:https://doi.org/10.1107/S1600577526000573

A two-dimensional resonant inelastic X-ray scattering (2D-RIXS) microscopy system has been developed at beamline BL02U of NanoTerasu. The instrument combines a Wolter type-I mirror for spatial imaging with a varied-line-spacing grating spectrometer, simultaneously achieving micrometre-scale spatial resolution and ultrahigh energy resolution in the soft X-ray regime. Test chart measurements confirm a vertical spatial resolution of 1.0 µm near the field-of-view center, and the horizontal resolution determined by the incident beam footprint is 0.8 µm. RIXS imaging capabilities have been demonstrated by the measurements of a patterned NanoTerasu logo and exfoliated NiPS3 nanoflakes, highlighting its efficiency in locating specific microscale regions within inhomogeneous samples. These results establish 2D-RIXS microscopy as a position-sensitive probe of elementary excitations in quantum materials and functional devices.

0110情報・精密機器
ad
ad
Follow
ad
タイトルとURLをコピーしました