【本学研究者情報】

〇本学代表者所属?職?氏名：国際放射光イノベーション スマート研究センター/多元物質科学研究所?教授?高橋　幸生
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【概要】

理化学研究所（理研）放射光科学研究センター理研RSC-リガク連携センターイメージングシステム開発チームの姜正敏客員研究員（東北大学国際放射光イノベーション?スマート研究センター助教）、高澤駿太郎研修生（東北大学大学院工学研究科博士前期課程）、高橋幸生チームリーダー（同センター、兼多元物質科学研究所教授）らの共同研究チームは、1枚の回折強度パターンから広がった試料の実空間像を再構成できるコヒーレント回折イメージング法（CDI）^[1] （シングルフレームCDI）を提案?実証しました。

本研究成果は、今後、動的現象を可視化するX線動画撮像としての展開が期待できます。

CDIには、平面波照明と走査型（通称タイコグラフィ^[2]）の二つがあります。平面波照明CDIは照明領域より小さな孤立物体だけしか観察できないのに対し、走査型CDIは照明領域よりも広がった物体を観察できますが、試料を走査しながら複数回ごとの回折強度パターンを収集する必要があります。

今回、共同研究チームは、三角形など非点対称でエッジが鋭い開口を用いることで、シングルフレームCDIの像質が向上することを発見しました。大型放射光施設「SPring-8^[3]」における実証実験では、1枚の回折強度パターンから空間分解能17 ナノメートル（nm、1nmは10億分の1メートル）で試料像の再構成に成功しました。

本研究は、手法の提案については科学雑誌『Optics Express』オンライン版（1月8日付）に、実証実験の結果についても同誌オンライン版（4月27日付）に掲載されました。

【用語解説】

[1] コヒーレント回折イメージング法（CDI）
回折強度パターンに位相回復計算を実行し、試料像を取得するイメージング法。重要な特長として、X線領域において光学素子の性能に制限されない高い空間分解能を有する。CDIはcoherent diffraction imagingの略。

[2] タイコグラフィ
コヒーレントＸ線回折イメージング手法の一つ。Ｘ線照射領域が重なるように試料を二次元的に走査し、各走査点からのコヒーレント回折パターンを測定する。そして、回折パターンに位相回復計算を実行し、試料像を再構成する手法。

[3] 大型放射光施設「SPring-8」
兵庫県の播磨科学公園都市にある世界最高性能の放射光を生み出す理化学研究所の施設で、その利用者支援は高輝度光科学研究センターが行っている。SPring-8の名前はSuper Photon ring-8 GeVに由来。放射光とは、電子を光とほぼ等しい速度まで加速し、電磁石によって進行方向を曲げたときに発生する強力な電磁波のこと。SPring-8では、遠赤外から可視光線、軟X線を経て硬X線に至る幅広い波長域で放射光を得ることができるため、原子核の研究からナノテクノロジー、バイオテクノロジー、産業利用や科学捜査まで幅広い研究が行われている。

詳細（プレスリリース本文）

問い合わせ先

（研究に関すること）
東北大学　国際放射光イノベーション?スマート研究センター
（多元物質科学研究所 兼務）
教授　高橋　幸生（たかはし　ゆきお）
TEL： 022-217-5166
E-mail：ytakahashi*tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）

（報道に関すること）
東北大学 多元物質科学研究所　広報情報室
TEL： 022-217-5198
E-mail：press.tagen*grp.tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）