(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被撮像物の原子配列を認識可能な画像データを用いる規則構造評価方法において、
前記画像データに対し、フーリエ変換処理、空間周波数フィルタリング処理、及び逆フ
ーリエ変換処理を行い、評価対象の規則構造の像強度の分布を示すデータを生成する工程
と、
前記画像データから前記規則構造を有する領域の境界の画素位置を得る工程と、
前記像強度の分布を示すデータから、前記工程で得られた画素位置に対応する像強度を
得る工程と
を有することを特徴とする規則構造評価方法。
【請求項２】
前記空間周波数フィルタリング処理は、前記フーリエ変換を行ったデータから前記評価
対象の規則構造に起因する規則格子反射成分を取り出すことを特徴とする請求項１に記載
の規則構造評価方法。
【請求項３】
前記画像データは、高角環状暗視野法を用いて撮像した画像データであることを特徴と
する請求項１又は２に記載の規則構造評価方法。
【請求項４】
更に、規則化度を測定したい領域の全画素数に対する、前記像強度以上の画素数の割合
を導出する工程を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の規則構
造評価方法。
【請求項５】
更に、前記像強度以上の画素の位置情報を求める工程を有することを特徴とする請求項
１乃至４のいずれか１項に記載の規則構造評価方法。
【請求項６】
被撮像物の原子配列を認識可能な画像データを用いて規則構造評価を行う規則構造評価
装置において、
前記画像データに対し、フーリエ変換処理、空間周波数フィルタリング処理、及び逆フ
ーリエ変換処理を行い、評価対象の規則構造の像強度の分布を示すデータを生成する第１
解析部と、
前記像強度の分布を示すデータから、前記画像データにおいて前記規則構造を有する領
域の境界の画素位置に対応する像強度を得る第２解析部と
を有することを特徴とする規則構造評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、規則構造を有する材料の規則構造を評価する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複数の原子が規則的に配列して結晶構造を形成する規則合金は、構成元素やその構成比が同じであっても、原子の規則的配列の度合い（規則化度）により諸特性が大きく変わる。例えば、ＡｌとＴｉの合金では、Ｌ１０規則構造により軽量耐熱材料となる。ＮｉとＡｌではＬ１２規則構造により高強度耐熱材料となる。その他、Ｌ１０規則構造により反強磁性を示すＰｔＭｎ、Ｌ１２規則構造により巨大交換結合磁界を示すＭｎ３Ｉｒ、Ｌ２１規則構造によりスピン分極率１を持つＣｏ２ＭｎＳｉホイスラー合金など枚挙に暇は無い。
【０００３】
規則構造の評価は、一般的にＸ線回折や透過型電子顕微鏡法により行われる。Ｘ線回折では、規則構造を形成することで生じる規則格子反射の回折強度と基本格子反射の回折強度の比から規則化度を定量的に評価できる。しかし、Ｘ線回折の場合は、単一の材料に対しての定量性は高いが、局所的な微小領域の構造を評価できないことや、多層膜など複雑な構造を有する系の場合は特定の領域の評価は出来ない。また、規則構造領域と不規則構造領域の分布の評価も出来ない。一方、透過型電子顕微鏡法では、電子線回折法、暗視野法、高分解能電子顕微鏡法が行われている。電子線回折法では、制限視野絞りを用い、数百ｎｍから数μｍの領域から電子線回折図形を得る制限視野電子線回折法（ＳＡＥＤ）や電子線をナノメートルオーダーに収束させて電子線回折図形を得る収束電子線回折法（ＣＢＥＤ）が行われている。電子線回折では、Ｘ線回折と同様に、規則格子反射を得ることが出来るが、その強度情報は、動力学的回折効果により定量的に扱うことは容易ではない。また、規則化領域の分布は分からない。暗視野法は、制限視野電子線回折で得た規則格子反射を用いて結像する手法であり、規則化領域の分布を可視化することが出来る。しかし、暗視野像で可視化された規則化領域の強度情報から、強度を示す領域がどの程度の規則化度を有することを定量することは難しい。高分解能電子顕微鏡法は、透過型電子顕微鏡の高い空間分解能を用いて、格子像を観察し、結晶構造情報を直接観察する方法である。高分解能電子顕微鏡法では、像コントラストは位相コントラストを成因としており、回折波毎の位相コントラスト伝達関数が試料厚さ及びデフォーカスに対して鋭敏に変化するため、結晶構造の解釈が容易ではない。
【０００４】
上記のように、これまでは、規則化度を定量的に評価することが困難であった。また、規則構造材料の規則構造領域と不規則構造領域の分布の評価も困難だった。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】Ｔ．Ｍ．Ｎａｋａｔａｎｉ，ｅｔ  ａｌ．，“Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｐｒｏｐｅｒｔｙ，ａｎｄ  ｓｐｉｎ  ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎｏｆ  Ｃｏ２ＦｅＡｌｘＳｉ１−ｘ  Ｈｅｕｓｌｅｒ  ａｌｌｏｙｓ”，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，Ｖｏｌ．１０２，ｐｐ．０３３９１６，２００７
【非特許文献２】Ｓ．Ｖ．Ｋａｒｔｈｉｋ，ｅｔ  ａｌ．，“Ｅｆｆｅｃｔ  ｏｆ  Ｃｒ  ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｆｅ  ｏｎ  ｔｈｅ  ｓｐｉｎ  ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｃｏ２ＣｒｘＦｅ１−ｘＳｉ  Ｈｅｕｓｌｅｒ  ａｌｌｏｙｓ”，Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，Ｖｏｌ．１０２，ｐｐ．０４３９０３，２００７
【非特許文献３】Ｍ．Ｈａｓｈｉｍｏｔｏ，ｅｔ  ａｌ．，“Ａｔｏｍｉｃ  ｏｒｄｅｒｉｎｇ  ａｎｄ  ｉｎｔｅｒｌａｙｅｒ  ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ  ｏｆ  Ｃｏ２ＦｅＳｉ  ｆｉｌｍｓ  ｇｒｏｗｎ  ｏｎ  ＧａＡｓ  （００１）  ｓｔｕｄｉｅｄ  ｂｙ  ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ”，Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｂ，Ｖｏｌ．２５，Ｎｏ．４，ｐｐ．１４５３−１４５９，Ｊｕｌ／Ａｕｇ，２００７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、規則構造を有する材料の規則構造を評価する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面によると、
被撮像物の原子配列を認識可能な画像データを用いる規則構造評価方法において、
前記画像データに対し、フーリエ変換処理、空間周波数フィルタリング処理、及び逆フ
ーリエ変換処理を行い、評価対象の規則構造の像強度の分布を示すデータを生成する工程
と、
前記画像データから前記規則構造を有する領域の境界の画素位置を得る工程と、
前記像強度の分布を示すデータから、前記工程で得られた画素位置に対応する像強度を
得る工程と
を有することを特徴とする規則構造評価方法が提供される。
【０００８】
本発明の別の側面によると、
被撮像物の原子配列を認識可能な画像データを用いて規則構造評価を行う規則構造評価装置において、
前記画像データに対し、フーリエ変換処理、空間周波数フィルタリング処理、及び逆フーリエ変換処理を行い、評価対象の規則構造の像強度の分布を示すデータを生成する第１解析部と、
前記像強度の分布を示すデータから、前記画像データにおいて前記規則構造を有する領域の境界の画素位置に対応する像強度を得る第２解析部と
を有することを特徴とする規則構造評価装置が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の規則構造評価方法によれば、規則構造を有する材料の規則構造の分布を評価でき、規則化度を定量的に評価できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に係るＨＡＡＤＦ−ＳＴＥＭ法の原理図である。
【図２】被撮像物がＸ２ＹＺの組成を持つホイスラー合金薄膜を含む多層膜を示すＨＡＡＤＦ−ＳＴＥＭ像である。
【図３】図２のＨＡＡＤＦ−ＳＴＥＭ像を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理して得られるＦＦＴ像である。
【図４】図３のＦＦＴ像において、評価対象のＬ２１規則構造に起因する（１１１）スポットをフーリエ空間で原点に移動し、空間周波数フィルターを掛けた像である。
【図５】図４の像を逆フーリエ変換して得られる強度分布像（振幅像）である。
【図６】図６（ａ）は、図２のＨＡＡＤＦ−ＳＴＥＭ像におけるＸ２ＹＺ層２２の拡大図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）のＨＡＡＤＦ−ＳＴＥＭ像の拡大図に対応する強度分布像の拡大図である。
【図７】図６（ｂ）のＨＡＡＤＦ−ＳＴＥＭ像中に記したＡ−Ｃラインの位置に対して、強度分布像の像強度をプロットしたグラフである。
【図８】実施形態の規則構造評価方法を実施する装置の概念図である。
【図９】一般的なコンピュータを用いて実現した、規則構造評価方法を実施する装置の概念図である。
【図１０】図９に示される構成の装置を用いて行った規則構造評価方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施形態の規則構造評価方法を図１から図１０を用いて説明する。
【００１２】
本実施形態では、Ｌ２１規則構造の規則化度と規則構造の分布とを評価する。なお、本実施形態において規則化度とは、特定の領域内に評価対象の規則化構造が占める割合を示す。規則化度が高いほど、評価対象の規則化構造が占める割合が高い。
【００１３】
本実施形態の規則構造評価方法において、透過型電子顕微鏡の観察手法の一つである高角環状暗視走査透過電子顕微鏡（ＨＡＡＤＦ−ＳＴＥＭ）法が使用される。ＨＡＡＤＦ−ＳＴＥＭ法を用いることで、撮像対象の材料の表面を原子分解能で観察できる。すなわち、ＨＡＡＤＦ−ＳＴＥＭ法によれば、被撮像物を構成する原子配列を認識可能な画像を撮像することができる。
【００１４】
図１は、実施形態に係るＨＡＡＤＦ−ＳＴＥＭ法の原理図ある。図１に示すように、ＨＡＡＤＦ−ＳＴＥＭ法では、試料１２に電子線１１を照射し、試料１２を透過してきた電子線の中で、図１における角度β１〜角度β２の範囲に散乱した電子１３を環状検出器１４上に結像する。角度β１は５０ｍｒａｄ以上の高角度である。高角度に散乱した電子１３は熱散漫散乱された電子が支配的であり、得られるＨＡＡＤＦ−ＳＴＥＭ像の像強度は原子番号に依存したコントラストを示すと共に、非干渉像となることが知られている。ＨＡＡＤＦ−ＳＴＥＭ像のような非干渉像は、例えば、通常の高分解能ＴＥＭ像等の干渉像とは異なり、構造の解釈が容易である。また、試料１２の表面において、局所的な微小領域の構造を評価することができる。
【００１５】
試料１２の形状は特に限定されないが電子線１１が透過可能な厚さである。例えば電子線１１の加速電圧が２００ｋＶのとき、試料１２の厚さは１００ｎｍ程度以下が好ましい。
【００１６】
図２は、評価対象の試料がＸ２ＹＺの組成を持つホイスラー合金薄膜を含む多層膜の表面を撮像して得たＨＡＡＤＦ−ＳＴＥＭ像である。被撮像物は、バッファー層２１、Ｘ２ＹＺ層２２、酸化物層２３、Ｘ２ＹＺ層２４が積層された多層膜である。Ｘ２ＹＺの組成のホイスラー合金は、Ｌ２１規則構造、Ｂ２規則構造、Ａ２規則構造の結晶構造を取りうる物質である。
【００１７】
原子分解能で観察したＨＡＡＤＦ−ＳＴＥＭ像には、Ｌ２１規則構造と他の構造（例えば、Ｂ２規則構造、Ａ２規則構造、複数の規則構造が混在した構造、及び不規則構造等）とが原子配列の違いとして示されている。ただし、この像のみからでは原子配列の違いがどの規則構造に対応するか決定できない。
【００１８】
次に、得られたＨＡＡＤＦ−ＳＴＥＭ像をフーリエ変換し、Ｌ２１規則構造に起因する（１１１）スポットをフーリエ空間で原点に移動し、空間周波数フィルターを掛け、逆フーリエ変換を行う。この処理により、撮像領域内のＬ２１規則構造領域の分布を可視化することが可能となる。
【００１９】
図３は、図２のＨＡＡＤＦ−ＳＴＥＭ像を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理して得られるＦＦＴ像である。ＦＦＴ像には、基本格子反射に起因するスポットのほか、規則構造領域が存在していれば規則格子反射に起因するスポットが現れる。図３のＦＦＴ像には、Ｌ２１規則構造に起因する（１１１）スポット、Ｂ２規則構造に起因する（００２）スポット、Ａ２規則構造に起因する（２２０）スポットが現れている。
【００２０】
図４は、図３のＦＦＴ像において、評価対象のＬ２１規則構造に起因する（１１１）スポットをフーリエ空間で原点に移動し、空間周波数フィルターを掛けた像である。図５は、図４の像を逆フーリエ変換して得られる強度分布像（振幅像）である。空間周波数フィルターをかけ、更に逆フーリエ変換処理を行って得られる強度分布像において、Ｌ２１規則構造の領域が像強度の分布として表示される。なお、図３のＦＦＴ像のように、（１１１）スポットが明瞭であり、その近傍に他のスポットがない場合においては、（１１１）スポットを原点に移動する処理を行わずに空間周波数フィルターをかけても同様の強度分布像が得られる。
【００２１】
次に、図３のＨＡＡＤＦ−ＳＴＥＭ像と図５の強度分布像とから、評価対象であるＬ２１規則構造とそれ以外の構造との境界を抽出し、その境界の位置における強度分布像の像強度（閾値強度）を求める。ここで境界とは、評価対象であるＬ２１規則構造の原子配列を表示する画素のうち、それ以外の構造の原子配列を表示する画素に隣接する画素を意味する。
図６（ａ）は図２のＨＡＡＤＦ−ＳＴＥＭ像におけるＸ２ＹＺ層２２の拡大図である。図６（ａ）のＨＡＡＤＦ−ＳＴＥＭ像から、Ｘ２ＹＺ層２２に原子配列の異なる領域を観察することができる。例えば、図６（ａ）のＡ−Ｂライン付近とＢ−Ｃライン付近とで原子配列が異なることが分かる。図６（ａ）の点線は原子配列が異なる２つの領域の境界を示しており、その境界を横切るＡ−Ｃラインの位置座標を求める。図６（ｂ）は、図６（ａ）のＨＡＡＤＦ−ＳＴＥＭ像の拡大図に対応する強度分布像の拡大図である。ＨＡＡＤＦ−ＳＴＥＭ像上の座標とＬ２１規則構造の強度分布像上の座標とは対応している。強度分布像において、Ｌ２１規則反射が強い領域ほど色が薄く、Ｌ２１規則反射が強い領域ほど色が薄く表示されている。強度分布像において色が薄く表示された領域（例えば、強度分布像において強度が最も高い位置の近傍）に対応する、ＨＡＡＤＦ−ＳＴＥＭ像の原子配列がＬ２１規則構造であることがわかる。次いで、ＨＡＡＤＦ−ＳＴＥＭ像から、Ｌ２１規則構造の原子配列を有する領域と他の原子配列を有する領域との境界の位置座標を求める。また、ＨＡＡＤＦ−ＳＴＥＭ像において、上記境界が観察されている位置に対応するＬ２１規則構造の強度分布像の像強度を求める。
【００２２】
図７は、図６（ａ）のＨＡＡＤＦ−ＳＴＥＭ像中に記したＡ−Ｃラインの位置に対して、図６（ｂ）の強度分布像の像強度をプロットしたグラフである。図７より、点Ｂが上記境界の位置である。点Ｂにおける像強度は３５０００である。よって、Ｌ２１規則構造を有する領域は、Ｌ２１規則構造の強度分布像において像強度が３５０００以上の領域であり、例えば、Ｂ−Ｃライン上はＬ２１規則構造を有する。一方、Ａ−Ｂライン上はＬ２１規則構造ではない他の構造を有する。
【００２３】
規則化度を求めたい領域（図５における点線で囲まれた領域５１）の総画素数は７２１９２０画素であり、総画素数の内、Ｌ２１規則構造の強度分布像において像強度が３５０００以上の画素数は３５９９３３画素である。従って、Ｌ２１規則化度は３５９９３３／７２１９２０＝０．４９８５（４９．９％）となり、画素数の比を用いて容易に規則化度を求めることが出来る。例えば、上記Ｘ２ＹＺの組成のホイスラー合金においてＬ２１規則構造の領域は、ハーフメタル（スピン分極率が１）であるため、材料のＬ２１規則構造の領域が増えるほどスピン分極率が高くなる。例えば磁気ランダムアクセスメモリ（ＭＲＡＭ）に利用できるトンネル磁気抵抗（ＴＭＲ）素子に、スピン分極率が高いＸ２ＹＺの組成のホイスラー合金を用いるとＴＭＲ比が向上する。よって、規則化度評価することにより、ＴＭＲ素子に用いる材料としての適性を評価することができる。
【００２４】
また、強度分布像を用いて、Ｌ２１規則構造を有する領域の分布を評価することもできる。例えば、本実施形態の評価対象の材料において、Ｌ２１規則構造の膜中の均一性、界面近傍の規則化度の様子、バッファー層近傍の規則化度の様子を評価することができ、特性と構造の関係を詳細に評価することが出来る。
【００２５】
図８は上記規則構造評価方法を実施する装置１００の概念図である。装置１００は、顕微鏡部１２０、制御部１１２、解析部１１３を含む。
【００２６】
制御部１１２は、顕微鏡部１２０及び解析部１１３に接続され、顕微鏡部１２０及び解析部１１３を制御する。顕微鏡部１２０は、電子銃１２１、収束レンズ１２２、収束レンズ絞り１２３、走査コイル１２４、対物レンズ１２５、環状暗視野（ＳＴＥＭ）検出器１２７を含む。撮像時に、電子銃１２１と環状暗視野検出器１２７との間に試料１２６を配置する。制御部１１２は、電子銃１２１から電子線を射出させる。電子線は、集束レンズ１２２、収束レンズ絞り１２３、走査コイル１２４、対物レンズ１２５によって、試料１２６の測定部位に収束される。試料１２６に照射された電子線のうち高角度に散乱した電子がＳＴＥＭ検出器１２７上に到達する。制御部１１２は、ＳＴＥＭ検出器１２７に到達した電子の強度をマッピングすることでＨＡＡＤＦ−ＳＴＥＭ像を得る。解析部１１３は、顕微鏡部１２０を用いて撮像したＨＡＡＤＦ−ＳＴＥＭ像を解析し、規則構造の強度分布像を作成する。すなわち、解析部１１３は、得られたＨＡＡＤＦ−ＳＴＥＭ像をフーリエ変換し、空間周波数フィルターを掛け、規則構造の情報のみを抽出した像に逆フーリエ変換を行い、規則構造の強度分布像を得る。また、解析部１１３は、ＨＡＡＤＦ−ＳＴＥＭ像と規則構造の強度分布像から、規則化領域の強度の閾値を決定する。また、解析部１１３は、規則構造の強度分布像を用い、規則化領域の強度の閾値以上の画素数と全画素数の比から規則化度を導出する。なお、上記解析部１１３が有する機能は、個別の装置により実現されていても、一つの装置により実現されていてもよい。
【００２７】
上記装置１００は、例えば一般的なコンピュータを用いて実現できる。図９は、一般的なコンピュータを用いて実現した装置１００の一例を示す模式図である。コンピュータ１１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１４０、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１５０、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１６０を含む。ＣＰＵ１４０は、バス１８０を介してＲＯＭ１５０、ＲＡＭ１６０と接続される。また、ＣＰＵ１４０は、顕微鏡部１２０、入力手段１３０、画像保存装置１７０、モニタ１９０と接続されている。装置１００全体の動作はＣＰＵ１４０によって統括制御される。コンピュータ１１０は、図８における制御部１１２及び解析部１１３として機能する。すなわち、ＣＰＵ１４０は、所定のプログラム及び／又は入力手段１３０から入力された情報に従って顕微鏡部１２０、画像保存装置１７０、及びモニタ１９０の表示を制御する制御手段として機能する。また、ＣＰＵ１４０は、得られたＨＡＡＤＦ−ＳＴＥＭ像をフーリエ変換し空間周波数フィルターを掛け規則構造の情報のみを抽出した像に逆フーリエ変換を行い、規則構造の強度分布像を得る処理や、ＨＡＡＤＦ−ＳＴＥＭ像と規則構造の強度分布像から規則化領域の強度の閾値を出力する処理や、規則構造の強度分布像を用い、規則化領域の強度の閾値以上の画素数と全画素数の比から規則化度を導出する処理など各種演算を実施する演算手段として機能する。ＲＡＭ１６０は、プログラムの展開領域及びＣＰＵ１４０の演算作業用領域として利用されるとともに、画像データの一時記憶領域として利用される。ＲＯＭ１５０には、ＣＰＵ１４０が実行するプログラム及び制御に必要な各種データや、顕微鏡部１２０、入力手段１３０、画像保存装置１７０、モニタ１９０の動作に関する各種定数／情報等が格納されている。画像保存装置１７０は任意の情報記憶装置である。画像保存装置１７０として、例えば、磁気ディスク装置などが用いられる。入力手段１３０は、例えばキーボードやマウスである。モニタ１９０は、得られたＨＡＡＤＦ−ＳＴＥＭ像や強度分布像を表示する。
【００２８】
図１０に、図９に示される構成の装置を用いて行った規則構造評価方法のフローチャートを示す。
【００２９】
まず、高角環状暗視野走査透過電子顕微鏡法により原子分解能で試料を撮像する（Ｓ１０１）。具体的には、例えば、入力手段１３０による指示に基づき、ＣＰＵ１４０が、電子銃１２１、環状暗視野（ＳＴＥＭ）検出器１２７、及び必要に応じて収束レンズ１２２、収束レンズ絞り１２３、走査コイル１２４、対物レンズ１２５を制御し、試料１２６への電子線の照射と、環状暗視野検出器１２７による電子の強度の検出と、検出した電子の強度のマッピングとを行う。ＣＰＵ１４０は、得られるＨＡＡＤＦ−ＳＴＥＭ像をＲＡＭ１６０に一時的に保存する。ＣＰＵ１４０は、得られるＨＡＡＤＦ−ＳＴＥＭ像をモニタ１９０上に表示する。上記一連の処理は、ＣＰＵ１４０がコンピュータ１１０に組み込まれた制御ソフトウエアを実行することにより行うことができる。また、入力手段１３０からの指示に基づき、ＣＰＵ１４０は得られるＨＡＡＤＦ−ＳＴＥＭ像を画像保存装置１７０に保存してもよい。
【００３０】
次いで、得られたＨＡＡＤＦ−ＳＴＥＭ像をフーリエ変換する（Ｓ１０２）。具体的には、例えば、入力手段１３０からの指示に基づき、ＣＰＵ１４０が、ＲＡＭ１６０に一時保存したＨＡＡＤＦ−ＳＴＥＭ像を読み出し、このＨＡＡＤＦ−ＳＴＥＭ像をフーリエ変換する。フーリエ変換は、ＣＰＵ１４０がコンピュータ１１０に組み込まれた高速フーリエ変換プログラムを実行することにより行うことができる。ＣＰＵ１４０は、フーリエ変換像をＲＡＭ１６０に一時的に保存し、その像をモニタ１９０上に表示する。
【００３１】
次いで、フーリエ空間で規則格子反射を原点に移動し、空間周波数フィルターを掛けて規則構造の情報のみを抽出する（Ｓ１０３）。具体的には、例えば、ＣＰＵ１４０が、ＲＡＭ１６０に一時的に保存されたフーリエ変換像を読み出し、その像の規則格子反射を原点に移動し、さらに空間周波数フィルターを掛けて、規則構造の情報のみを抽出した像を得る。ＣＰＵ１４０は、抽出した像をＲＡＭ１６０に一時的に保存する。上記処理は、例えば、ＣＰＵ１４０がコンピュータ１１０に組み込まれたプログラムを実行することにより行うことができる。
【００３２】
次いで、規則構造の情報を抽出した像を逆変換し、規則構造の強度分布像を得る（Ｓ１０４）。具体的には、例えば、ＣＰＵ１４０が、ＲＡＭ１６０に一時的に保存された規則構造の情報のみを抽出した像を読み出し、この像を逆フーリエ変換する。フーリエ変換は、ＣＰＵ１４０がコンピュータ１１０に組み込まれた逆高速フーリエ変換プログラムを実行することにより行うことができる。ＣＰＵ１４０は、逆フーリエ変換像（強度分布像）をＲＡＭ１６０に一時的に保存し、その像をモニタ１９０上に表示する。また、入力手段１３０からの指示に基づき、ＣＰＵ１４０は得られる強度分布像を画像保存装置１７０に保存してもよい。
【００３３】
次いで、ＨＡＡＤＦ−ＳＴＥＭ像と規則構造の強度分布像から、規則化領域の強度の閾値を出力する（Ｓ１０５）。具体的には、例えば、ＣＰＵ１４０がコンピュータ１１０に組み込まれた、ＨＡＡＤＦ−ＳＴＥＭ像から境界の座標を探すプログラムを実行することにより、原子配列が異なる２つの領域の境界の座標を探す。その後、ＣＰＵ１４０は、その境界の座標に対応する強度分布像の座標における像強度を読み取り、読み取った像強度（閾値強度）をＲＡＭ１６０に一時的に保存する。
【００３４】
なお、上記原子配列が異なる２つの領域の境界の座標を探す処理の代わりに、モニタ１９０上に表示されたＨＡＡＤＦ−ＳＴＥＭ像から原子配列が異なる２つの領域の境界の座標を探してもよい。ＣＰＵ１４０は、入力手段１３０で入力されたその境界の座標に対応する強度分布像の座標における像強度を読み取る。ＣＰＵ１４０は、読み取った像強度（閾値強度）をＲＡＭ１６０に一時的に保存する。
【００３５】
次いで、規則構造の強度分布像を用い、規則化領域の強度の閾値以上の画素数と全画素数の比から規則化度を導出する（Ｓ１０６）。具体的には、例えば、強度分布像において、ＲＡＭ１６０に一時的に保存された閾値強度以上の像強度を有する画素の割合を算出する、プログラムをＣＰＵ１４０が実行することにより規則化度を算出することができる。
【００３６】
ＣＰＵ１４０は、ＲＡＭ１６０に一時保存した強度分布像を読み出し、閾値強度以上の像強度を有する画素の色を、閾値強度未満の画素の色と異なる色になるように、色調を変更してモニタ１９０上に出力することができる。モニタ１９０に出力された色調を変更した像から、規則構造を有する領域の分布を目視評価することができる。
【００３７】
なお、例えば、Ｂ２規則構造について規則化度を求める場合にも上記同様の方法で規則化度を算出することができる。すなわち、ＨＡＡＤＥＦ−ＳＴＥＭ像を高速フーリエ変換処理して得た図３のＦＦＴ像においてＢ２規則構造に起因する（００２）スポットをフーリエ空間で原点に移動し、更に逆変換してＢ２規則構造の強度分布像を得る。
Ｂ２規則構造の強度分布像において強度が高い領域から低い領域への変化が認められる領域と、図１の画像においてその領域に対応し且つＢ２規則構造と他の規則構造とが原子配列の違いとして示されている領域とを抽出する。図１のＨＡＡＤＥＦ−ＳＴＥＭ像において、Ｂ２規則構造領域と他の構造の領域との境界の任意の位置の座標を求め、Ｂ２規則構造の強度分布像からその座標の強度（閾値強度）を求める。Ｂ２規則構造の強度分布像の規則化度を求めたい領域の総画素数に対する閾値強度以上の画素数の割合（Ｂ２規則化度）を求める。また、Ｂ２規則構造の強度分布像上でＢ２規則構造を有する領域の分布を評価する。また、説明は省略するが、Ａ２構造についても同様に評価することができる。また、例えば、被撮像物が複数種の規則構造領域と不規則構造領域を有するとき、上記方法で各規則構造領域の割合及び分布を評価することで、不規則構造領域の割合及び分布も評価することができる。
【００３８】
上記実施形態において評価対象の材料としてＸ２ＹＺの組成のホイスラー合金を用いたが、評価対象の材料は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、ＮｉとＡｌの合金では高強度で耐熱性を具備するＬ１２規則構造の領域の分布を評価することにより、材料の組織構造を知ることができる。
【００３９】
尚、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【符号の説明】
【００４０】
１１    電子線
１２    試料
１３    散乱電子
１４    環状検出器
２１    バッファー層
２２、２４    Ｘ２ＹＺ層
２３    酸化物層
５１    規則化度を求めたい領域
１００    規則構造評価方法を実施する装置
１１０    コンピュータ
１１２    制御部
１１３    解析部
１２０    顕微鏡部
１２１    電子銃
１２２    収束レンズ
１２３    収束レンズ絞り
１２４    走査コイル
１２５    対物レンズ
１２６    試料
１２７    ＳＴＥＭ検出器
１３０    入力手段
１４０    ＣＰＵ
１５０    ＲＯＭ
１６０    ＲＡＭ
１７０    画像保存装置
１８０    バス
１９０    モニタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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