球面収差補正走査透過型電子顕微鏡
(spherical aberration corrected Scanning Transmission Electron Microscope:Cs-corrected STEM)
低加速電圧によるカーボン材料などの低ダメージ測定
カーボンナノチューブやグラフェンに代表されるカーボンナノ材料や有機材料などは、入射電子が試料中の原子を直接たたき出すノックオンダメージを受けやすく、通常用いられる加速電圧200kVで明瞭な構造観察や組成分析を実施することは困難であった。80kVの低加速電圧でこれらの材料を観察することによって、電子線照射によるノックオンダメージを抑制した測定が可能になる。
Fig.1(a)及び(b)はそれぞれ加速電圧80kVで撮影した2層カーボンナノチューブの明視野STEM像及びHAADF-STEM像である。電子線照射による試料の損傷が抑えられたことにより、カーボンナノチューブの炭素原子の原子配列を明瞭に観察することに成功している。Fig.1(c)はFig.1(b)に示した測定点A(外側の層)、B(内側の層)、C(ナノチューブの中央)から取得したEELSスペクトルである。測定点ごとに異なる形状のスペクトルが取得できており、炭素原子の局所的な電子状態の議論が可能となる。
(a)
(b)
(c)
Fig.1 80kVの低加速電圧で測定した2層カーボンナノチューブの測定結果
(a)BF-STEM像（フィルター処理後)
(b)HAADF-STEM像
(c)各測定点から取得したEELSスペクトル
