本記事は , 文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム事業 秀でた利用成果について紹介するものです .

文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム 令和元年度秀でた利用成果

ガス環境下における自動車触媒ナノ粒子のオペランド TEM 観察～触媒開発に大きく貢献する研究開発手法～

トヨタ自動車株式会社 田中 展望氏，日本電子株式会社 樋口 哲夫氏，名古屋大学 未来材料 ・ シス
テム研究所 武藤 俊介氏，名古屋大学微細構造解析プラットフォーム 荒井 重勇氏に聞く

文部科学省ナノテクノロジープラット
フォーム（NPJ）事業 [1] は，最先端ナノテクノロジー装置を有する 25 研究法人
が，全国の産学官の研究者へそれら装置と使用上のノウハウを提供することに拠り，イノベーションにつながる研究成果の創出を目指している．NPJ は微細構造
解析，微細加工，分子・物質合成の 3 つのプラットフォーム（PF）から構成され，1,000 を 超 え る 最 先 端 の ナ ノ テ ク ノ ロ
ジー 設備を保有している．利用件数は年
間 3,000 件を超え，その中から，NPJ は
毎年，特に優れた成果を上げた数件の研究課題を「秀でた利用成果」として表彰してきた．令和元年度は 4 件が表彰され，その内の「ガス環境下における自動車触媒ナノ粒子のオペランド TEM 観察」が最優秀賞に選ばれた [2]．ユーザーは，トヨ

左から樋口 哲夫氏，荒井 重勇氏，武藤 俊介氏，田中 展望氏．
菅沼 拓也氏（上左），樋口 公孝氏（上右）タ自動車株式会社第 2 材料技術部 材料創生・解析室 主任 田中 展望 ( たなか ひろ

もち ) 氏，トヨタ自動車株式会社 東富士研究所 先端材料技術部 部付 先進触媒グループ 菅沼 拓也（すがぬま たくや）氏，
日本電子株式会社 科学・計測機器営業本部 SI 販促室 MS グループ 技術担当 樋口 哲夫（ひぐち てつお）氏，
名古屋大学未来材料・システム研究所 超高圧電子顕微鏡施設 施設長 教授 武藤 俊介（むとう しゅんすけ）氏であり，支援機関担当者は，名古屋大学未来材料・システム研究所 超高圧電子顕微鏡施設 施設長 教授 武藤 俊介（むとうしゅんすけ）氏，名古屋大学微細構造解析プラットフォーム 未来材料・システム研究所 超高圧電子顕微鏡施設 技
術職員 樋口 公孝（ひぐち きみたか）氏，同施設 特任准教授 荒井 重勇（あらい しげお）氏である．そこで，どのような新しい研究設備を構築し，どのような工夫をしてどのような成果が得られたのかを知るべく，関係の方々に
nanotech 2020 展示会場の一室にお集まりいただきお話を伺った．

② 反 応 科 学 超 高 圧 走 査 透 過 型 電 子 顕 微 鏡（RSHVSTEM）に四重極質量分析装置（QMS）を組み合

１．本研究の背景

わせることによって，今回の受賞は，③電子顕微鏡内で，自動車の排気ガス浄化触媒モデル①名古屋大学，トヨタ自動車及び日本電子の研究グ
ループが，NanotechJapan Bulletin Vol. 13, No. 2, 2020

材が浄化反応活性を示す時の様子を原子レベルで観察すると同時に，文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム 令和元年度秀でた利用成果 -1

④触媒反応で消費・生成するガスを実時間で定量的に検出することに初めて成功したことに対するものであり，その内容の詳細は次章以下に紹介
するが，その前にそれぞれの研究グループの歴史的背景に触れておく．

１．
１

名古屋大学微細構造解析プラットフォーム

１）微細構造解析プラットフォームの概要 [3]名古屋大学微細構造解析プラットフォーム（名大微細構造解析 PF）は「高性能電子顕微鏡による反応科学・ナ
ノ材料科学研究支援拠点」と呼称し，名大の超高圧電子顕微鏡施設で事業を行っている．百万ボルトの超高圧電子線により様々な環境下の試料を観察できる 反応科学超高圧電子顕微鏡（図１）による支援を中心に，4 台の走査
透過電子顕微鏡（STEM），透過電子顕微鏡（TEM）と走査電子顕微鏡（SEM）の各 1 台を保有している．これに加えて，電子顕微鏡観察に用いる試料の作製装置を用意している．これらを総合して，極微小元素分析，三次元立
体観察，ガス中その場観察，極低温観察を可能とし，支援項目の多様化による PF 利用拡大が可能となっている．
２）反応科学超高圧電子顕微鏡の構成と機能反応科学超高圧電子顕微鏡（RS-HVSTEM）は，自動車の排ガス浄化用触媒の材料開発や燃料電池・リチウム電池の化学反応の観察，がん細胞の 3 次元構造解析などで

図2

NanotechJapan Bulletin Vol. 13, No. 2, 2019

図1

反応科学超高圧電子顕微鏡（RS-HVSTEM ，JEM-1000K RS）

反応科学超高圧電子顕微鏡試料室の構造

文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム 令和元年度秀でた利用成果 -2

威力を発揮することを期待して，日本電子（JEOL）と共結合し，TEM 内化学反応に伴う触媒の挙動観察と同時に同開発し，2008-9 年に建設され，2010 年より共用に至っ

反応ガスの消費・生成を検出する “RS-HVSTEM － QMS

た．

システム ” の開発」にその活路を見出した．

RS-HVSTEM は，図 1 の仕様にあるように，①透過電子が結像する像を観察する透過電子顕微鏡（Transmission
Electron Microscopy, TEM），②電子線を走査して試料原

１．２

日本電子

子から散乱された電子によって構成される像を観察する“「創造と開発」で，常に世界最高の技術に挑戦し製品

走 査 透 過 電 子 顕 微 鏡（Scanning Transmission Electron

を通じて科学の進歩と社会の発展に貢献する ” を経営理念

Microscopy, STEM），③透過した電子線のエネルギーをとして，透過型電子顕微鏡，走査型電子顕微鏡をはじめ測定する電子エネルギー損失分光（Electron Energy Loss

多くの研究開発用の装置を世界各国に輸出している．令Spectroscopy, EELS），④ 3D 観察，および⑤各種ガス環

和元年（2019 年）には設立 70 周年を迎え，連結売上で境下でのその場観察の機能を備えている．ここでは本稿

1000 億円を越す科学機器，半導体関連装置，医療検査機の主題に関係する各種ガス環境下でのその場観察の機能器を含む総合的な先端技術会社に成長している．会社設を，試料室の構成を示す図 2 を用いて説明する．

立以来，上記のように数々の装置を開発してきた．そのなかで，昭和 38 年（1963 年）に高分解能質量分析計を①上（a）がガスを導入しない通常の観察時，下（b）

世に送りだした日本電子は，質量分析計の老舗でもある．
図 3 は 高 感 度 四 重 極 質 量 分 析 計（QMS，JMS-

は ガス環境下での観察時である．
②青色で示した空間が高真空（10-6 Pa 台）に差動排Q1500GC）[9] である．本装置は “RS-HVSTEM － QMS シ

気している部分で，鏡筒の上方から加速された電子ステム ” の開発に応えるポテンシャルを保有していた．

線ビームが入射して，試料を透過して下方の検出系に出射する．
③試料は，試料ホルダー（白色）に搭載されて，図の右側から電顕試料室に挿入される．

１．３

トヨタ自動車自動車業界は 100 年に一度の大変革時代に入っている．

④オレンジ色の部分がガス導入機構で，図の左側からガスを試料室に導入する．

「コネクテッド」，「自動化」，「シェアリング」，「電動化」
をキーワード（CASE）に技術革新が急速に進んでいる．

⑤通常観察時は，
ガス導入機構は光軸から抜いておく．

これらの技術革新のうちの「電動化」に関して，トヨタ

ガス導入機構先端にはノズルがあり，試料近くまで

は 1997 年に第一世代のハイブリッド車（HV），2014 年

ノズルを寄せてガスを試料に吹き付ける．

には燃料電池車（FCV）を発売した．HV はガソリンエン⑥黄色で示した部分が，ガス環境の範囲である．差動

ジン，燃料タンク，駆動モータ，制御用の CPU，昇圧コ

排気により，電子ビームに対する真空度を落とすこ

ンバータ・インバータなどのパワー素子を搭載したインとなく，ガスは最大 1.3 × 104 Pa（約 0.1 気圧）まテリジェントパワーモジュール，二次電池を搭載していで保持できる．

る．HV 技術は様々な電動車両にも共通して利用可能なコ⑦また，試料ホルダーには加熱等の付加機構もある．

ア技術で，概念的には HV の電池容量を増やして外部充電機能を追加すればプラグインハイブリッド車（PHV）に，

これにより各種ガス環境下での温度変化による試料のPHV からエンジンと燃料タンクを取り除くと電気自動車

構造変化を観察することができる．この RS-HVSTEM を（EV）に，HV のエンジンと燃料タンクを燃料電池と水素利用した数々の研究成果が，NanotechJapan Bulletin に紹

タンクに置き換えれば FCV になると考えることができる．
図 4 に示すように，世界車両生産台数に占めるエンジ

介されている [4][5][6][7][8]．
このように，RS-HVSTEM はユニークな装置として，特ン車の割合は現在 90% を超えるが，次第に電動車両の生に外部機関・民間利用で活躍しているが，弱点がある．

産が増し，2050 年には HV と PHV が 60% 以上を占め，

RS-HVSTEM での分析手段である電子エネルギー損失分光

エンジン車，EV（図では BEV と表示）と FCV が 40% 弱（EELS）の微量元素に対する感度はおよそ 1 原子 % が限になるとみられている．HV と PHV はエンジンを搭載し度である，即ち分析感度が悪いということである． とこているから，電動化が進む 2050 年になってもエンジン

ろで，広く分析技術一般に目を転じてみると高感度な分搭載車は運行している自動車の過半数以上を占めると予析手法がある．中でも質量分析（MS）をベースとする手測されている．したがって，排ガス浄化は将来的にも重法の検出感度は一般に ppm あるいは ppb オーダーである．

要な課題になると考えられる．

RS-HVSTEM の開発からその活用を中心となって推進

排出ガスの主な成分は窒素酸化物（NOx），一酸化炭素して い る 武 藤 氏 は，
「上記の弱点を克服するため，RS-（CO），炭化水素（HC など）の 3 成分で，触媒を用いる

HVSTEM の製造メーカである日本電子（株）と共同でこ化学反応で窒素（N2），炭酸ガス（CO2），水（H2O）に変の RS-HVSTEM に高感度の四重極質量分析計（QMS）を換して排気ガスを浄化している．トヨタ自動車は，1969

NanotechJapan Bulletin Vol. 13, No. 2, 2019文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム 令和元年度秀でた利用成果 -3

図3

図4

四重極質量分析計（日本電子製

自動車動力源シェアの推移・予測

JMS-Q1500GC）

図5

年に触媒の研究を始め 1977 年に量産車両とし世界初の三元触媒を実用化した [10]．1973 年の規制から約 40 年

２．１

排ガス NOX 規制

RS-HVSTEM － QMS システム構成 [11]間で排出量規制値は約 50 倍厳しくなり，今では浄化率

JEM-1000K RS の ガ ス 環 境 セ ル に QMS（ 日 本 電 子 製

99％以上が求められるようになっている（図 5）．触媒のJMS-Q1500GC）を設置したブロック図を図 6 に示す．ガ

性能向上はこれからも大切な研究開発課題である．トヨス環境セルは差動排気型で，電子ビーム通路である上下

タ自動車は，名大微細構造解析 PF との共同研究により，のオリフィスを通じて環境セルから鏡筒への漏洩ガスを触媒上での浄化作用のメカニズム究明から，この課題に排気している．図 6 の黄色部に示すようにガス環境セル

取り組んでいる．

の排気ラインを分岐させ，通常排気と QMS 動作モードを
V1，V2 の二つのバルブの切り替えによって実現している．QMS モードでは V1 を閉め，V2 を開けてガス環境セ

２． 反 応 科 学 超 高 圧 電 子 顕 微 鏡（RSHVSTEM）と四重極質量分析計（QMS）による新しいオペランド測定システム（RSHVSTEM － QMS システム）の開発

NanotechJapan Bulletin Vol. 13, No. 2, 2019

ル内のガス分子を QMS へ導入する．図 7 は本システムの外観写真である．切り替えバルブ V1，V2 は JEM-1000K
RS のガス環境セルの背後に設置され，長さ約 2m のライ
ナーチューブによって QMS に連結される．QMS の ON/

文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム 令和元年度秀でた利用成果 -4

図 6 HVSTEM-QMS システムの模式図．
（OL P. P.: 対物レンズポールピース；TMP：ターボ分子ポンプ；Scroll P：スクロールポンプ）

図 7 HVSTEM-QMS システムの外観写真（（左）JEM1000K RS RS-HVSTEM 操作室の正面写真．（右）同システムの右後方写真．
図中（a）試料ホルダー挿入室，（b）JMS-Q1500GC QMS，（c）QMS 制御 PC）

OFF，データ取得及びスペクトル表示はすべて PC 上の専

子触媒によるカーボンナノチューブ（CNT）の酸化（燃用ソフトウェアによって制御される．実際の実験におい焼）実験を行った．図 8（左）に TEM 像の連続写真を示て，TEM 内部のガス環境セル内で起る触媒反応に伴ってす。図中の矢印の先が Pd 粒子、その周辺の薄い像がカー生成放出されるガス種を QMS で定量的に正確に捉えるた

ボンナノチューブである．環境セル中に約 15Pa の O2 ガ

めには、反応前に既にガス環境セルおよび配管内に存在スを導入し，徐々に試料温度を上げていったときの選択していたバックグラウンドガス（O2，N2，CO2，Ar，H2O

イオンモニタリング（Selected Ion Monitoring: SIM）
チャー

及び炭化水素ガスなど）を除去・低減させる工夫が極めトを図 8（右）に示す．m/z 16（m は質量，z は電価数て重要である．

であり，m/z 16 は O2 の二価イオン，図中赤線，右側目盛）および m/z 44（CO2，図中黒線，左側目盛）をモニター

２．
２ RS-HVSTEM － QMS システムの動作検証実験：
O2 雰囲気下での Pd 微粒子触媒によるカーボンナノ
チューブ燃焼実験 [11]した．ヒーター（フィラメント）で試料の温度を徐々に本システムのテストとして，酸素雰囲気下での Pd 微粒

しばらく CO2 の発生は増加するが，徐々にその量は飽和

NanotechJapan Bulletin Vol. 13, No. 2, 2019

上げていくと，400℃を超えた時点で Pd 微粒子があたかも CNT を食べながら動き回るように動き出す．この動き出しから殆ど遅滞なく m/z 44（CO2）の増加が観察される．

文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム 令和元年度秀でた利用成果 -5図8検証実験：O2 雰囲気下での Pd 微粒子触媒によるカーボンナノチューブ燃焼

した後減少に転じ，Pd 粒子の動きが鈍くなる様子と連動ではないかということで，次章に取り上げる自動車排ガ

して m/z 44 放出も停止する．通常炭素は酸素雰囲気中でス浄化触媒のオペランド観察を，トヨタ自動車と共同研

約 800℃程度まで加熱しないと燃焼（CO2 発生）しない．

究をすることにした．

しかし Pd 微粒子などの酸化促進触媒が存在するとき，Pd
粒子表面で炭素と O2 との結合による CO2 発生が 200 〜
400℃の低温から始まる．

３． 自 動 車 触 媒 ナ ノ 粒 子 の オ ペ ランド
TEM 観察図 8 右のグラフのデータを用いて，化学反応速度論的解析が可能である [11]．詳細は省略するが，温度やガス圧の変化に対するパラメータ評価によって反応定数や活性化エネルギーを求めることも可能となる．これらのデー

３．１

実験の構成と手順

タは同時に得られている TEM 像に記録された構造変化の

排ガス中の NO の浄化を取り上げることにした．NO は，頻度などと比較して論じることができる．即ち，真の触排ガスの中で浄化が比較的難しいガス種である．実験条

媒動作条件下で原子レベルでの構造変化観察と触媒活性件・手順は以下の通り：の測定を同時に行うオペランド観測が実現できた．

（1）使用触媒：担体 ZrO2 粉末上に担持された Rh 微粒子

以上のオペランド観察可能の成果を広く世間に知って（2）想定浄化反応式：2NO → N2+O2

もらい，活用して欲しいと考えた．そのために，実用上（3）実験装置配置と実験手順：図 9（図 6 の環境セル領

インパクトのある課題に取り組みその成果を発表しよう

域を拡大し、模式的に表示）

図9

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自動車触媒ナノ粒子のオペランド TEM 観察実験の構成

文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム 令和元年度秀でた利用成果 -6

①ワイヤーヒータ線に Rh/ZrO2 粉末触媒を塗布

同時に触媒表面は、サブ秒の時間スケールで、“RhOx ⇔ Rh”②ガス噴射ノズルより Ne（99vol.%），NO（1vol.%）の変化を繰り返す（図 12，500℃以上の場合）．

の混合ガス（ガス圧約 30Pa）を導入し，触媒に触（フラットな結晶面上で酸化膜層の生成・消滅が繰り返しれ反応したガスを QMS に吸引起こり，隣接する低次結晶面が接続する稜部分では激し③電子ビーム（1000kV）を触媒に照射し，透過電子
顕微鏡像を動画撮影（分解能 0.2nm）

い原子列の動きが観測される）（3）NO の消費量と N2 の生成量の経時変化を定量的に計④ワイヤーヒータに電流を流し，触媒を昇温（室温～600℃）

測（図 13）（初期反応速度のアレニウスプロットによって NO ガス分⑤触媒の温度変化に伴う原子レベル高分解能電子顕微解及び N2 ガス生成に伴う活性化エネルギーを評価するこ鏡像と QMS 検出ガス種を定量的に同時観測・計測とができる．実際に算出された反応の活性化エネルギー
は，NO の直接化学接合切断による分解に要するエネル

３．
２

ギーに比べて一桁小さく，このことも本実験が実際の触実験結果（1）触媒温度

媒反応をとらえていることを示唆している）

室温～ 200℃：触媒表面は厚い Rh 酸化（4）Rh/ZrO2 粉末触媒による NO 浄化反応モデルが示さ物（RhOx）で覆われ，触媒活は無い（図 10，
200℃の場合）．

れた（図 14）．（①反応ガス NOx が触媒 Rh 表面に吸着し、（2）触媒温度②それが N と O に解離し、③さらにそれらがそれぞれに

300 ～ 600℃：昇温と共に N2 の生成量が増加する（図 11）．

会合して N2 と O2 になり脱離する）

図 10

低温（200℃）における触媒の表面状態

図 11

試料温度 200 ～ 600℃における N2 生成量

図 12

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500℃以上で見られた触媒の表面状態変化の例

文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム 令和元年度秀でた利用成果 -7

図 13

図 14

NO の消費量と N2 の生成量の経時変化

Rh/ZrO2 粉末触媒による NO 浄化反応モデル

３．
３ 実験結果の意義と残された課題及び今後の展開

３）今後の展開
今回の実験で，触媒構造の変化（RS-HVSTEM の観察）

１）意義と触媒活性（QMS のデータ）とをヒモづけて考察できる
開発した RS-HVSTEM － QMS システムで，NO ガスがようになった．これをもって，今までになかった新しいN2 ガスに転換される際の触媒粒子の原子像と排出されるより正確な浄化モデルが考えられる．また，触媒に加えガスの両方の変化を世界で初めて実時間で捉えることにた添加元素がどのような働きをするか，さらには実際の成功した．

反応が起こっているところでどのような物質が反応を阻

この成果は，触媒浄化反応のメカニズムの理解に役立害するいわゆる被毒現象を起こすのかをオペランド観察

ち，今後のより高性能な触媒開発手法につながろう．地することによって，より良い触媒開発に繋がる発想が得

球環境に配慮したモビリティ社会実現に貢献する様々なられるようになる．これがユーザーの田中氏にとって最応用成果が期待される．

大の効果であると言う．
また，外部に向けては，RS-HVSTEM － QMS システムの機能・効用を周知するようにする（本稿はその具体的

２）残された課題一例である）．そしてこのシステムを使いこなして，良武藤氏によれば，「触媒表面の構造・コントラスト変化
が具体的に何に対応するのか？

い研究をしてもらいたい．RS-HVSTEM で見えたものとこれが今後国際学会等

QMS の計測値でそこで起こっていることを数値化し、化で議論になるであろう」とのことである．触媒表面のど

学反応方程式を解くことによって定量的に反応機構を明のようなポジションに，ガスがどのように吸着し，そのらかにするという，新しい発展につなげてほしいと武藤

吸着状態が時間と共にどのように変化し，そして触媒の氏は言われた．

どこから生成ガスが離脱するのかの見える化が要求されることになるだろうと言うことである（図 14 の見える化）．このことについては，目下検証している段階であるとのこと．

NanotechJapan Bulletin Vol. 13, No. 2, 2019

４．インタビューを終えて：本研究開発を顧みて

文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム 令和元年度秀でた利用成果 -8測できるかである．この計画に対し周辺からはそんなものは無理と言われたが，実現できた．研究グループのチー
ムワークが大変良かったからであると関係者は異口同音に述べられた．様々な問題に直面したが，その都度関係者が遠慮することなくああでもないこうでもない，こうすればよいのではないかと意見を出し合い，解決策を見出した．物理屋である武藤氏，電気屋である荒井氏，化学屋である樋口氏らをはじめ関係者がそれぞれ見解を述べ解決策を編み出すことに成功した．

５．おわりに
図 15 実験風景（左より） 樋口氏（日本電子），前出氏（名古屋大学学生），
石川氏（トヨタ自動車，菅沼氏の後任，立ち姿），
田中氏，武藤氏，荒井氏）“ 電子顕微鏡の狭い試料室の中で，極々少量の μg オー
ダーの触媒表面に，これまた極々少量の nL オーダーのガスを接触させ，触媒反応を進行させる．触媒反応進行中の触媒構造変化と反応ガスの変化量を同時に定量的に計

インタビューのはしばしに，このグループでの研究は測する．そして，そこで起きた触媒反応を反応速度論的

楽しく，また感動したとする場面の話があった．少々長に解析できる ”

いが以下に紹介する．図 15 に実験風景を示す．

ム研究の話を伺い感動した．そのシステムの機能と効用

新しく素晴らしいオペランド測定システ

本研究の経緯をリーダの武藤氏は次のように語られた．

を紹介した本記事を読まれた読者が，我々のところでは「電子顕微鏡は分析装置としては感度が悪い．不純物としこのようなことで困っている，是非この RS-HVSTEM －ては通常 1% 以上ないと検出できない．QMS ははるかに

QMS システムを使いたいという申し出が多く来て，問題高い分析感度を持っており、これを電子顕微鏡と結合す解決と共に新しい発見や進展につながることを期待したることが有効であることはわかっていた．しかし機が熟い．

し、QMS の専門家である日本電子の樋口氏に密にかかわってもらうまでに 7 ～ 8 年を要している．私自身は，原理的には可能であるが実現にはさらに 2 ～ 3 年かかるだろうと思っていた．ところが装置を実際に組み上げてカーボンを燃やす実験をしてみると、像の動きとガス放出がまさしく同時に検出され、胸が躍るのを感じた．これなら科学的にも意義のあるハードルの高いテーマに挑戦す

参考文献[1] 文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム（NPJ）
事業

https://www.nanonet.go.jp/[2] 令和元年度「秀でた利用成果」

るしかない．自動車排ガス浄化触媒反応のオペランド観

https://www.nanonet.go.jp/ntj/topics_

察である．触媒のその場観察（直接観察）は，多くの場

gov/?action=common_download_main&upload_

合触媒反応の条件を電子顕微鏡の中で実現して，反応がid=4582

起こっているという仮定の下で触媒の構造変化のみを見ていた．本当にそこで反応が起こっているのかどうかは[3] 名古屋大学微細構造解析 PF

H.P.

https://nanoplat.nagoya-microscopy.jp/

ほとんど誰も確認していない．今回，触媒の姿を見なが[4] 今井 健仁，荒井 重勇，他，「超⾼圧⾛査透過電⼦顕ら実際に出てきた NO が還元されて N2 が出てきているこ

微鏡で⽑髪メラニン内部の 3D 構造が明らかに」，とが QMS で確認されたとき，当たり前であるが、ああちゃ

NanotechJapan Bulletin Vol. 7, No. 1（2014）

んと触媒が働いていると心から感動した．NO が還元されhttps://www.nanonet.go.jp/ntjb_pdf/て N2 が出てくる，そしてそれに連動して触媒表面構造がnanotechEXPRESS-16.pdf

動いていることを実際に見た．実稼働下での観察，オペ[5] 高橋 竜太，山本 剛久，他，「超高効率水素製造光触ランド観察ができた．
」

媒を実現した新奇薄膜構造の発見とその構造解析」，

RS-HVSTEM と QMS という既にある装置を結合するだけ

平成 28 年度「秀でた利用成果」，NanotechJapan

ではあるが，
そこに用いられるガスは nL，
触媒は μg のオーダーであり，反応物・生成物の定量的計測は極めて難し

Bulletin Vol. 10, No. 2（2017）

いと考えられた．試料室や配管からのバックグラウンド

mag_pdf/Exellent_pdf/MajorResults2017_1.pdf

ガスをどれだけ低減できるか，そして極々僅かな量の反[6] 荒井 重勇，「反応科学超高圧電子顕微鏡による研究支

応ガスと生成ガスをバックグラウンドガスと区別して計援」，平成 28 年度「優秀技術賞」，NanotechJapan

NanotechJapan Bulletin Vol. 13, No. 2, 2019https://www.nanonet.go.jp/magazine/content/files/

文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム 令和元年度秀でた利用成果 -9

Bulletin Vol. 10, No. 2（2017）https://www.jeol.co.jp/products/detail/JMS-

https://www.nanonet.go.jp/ntjb_pdf/Award_for_

Q1500GC.html

technical_staff_2017-1.pdf[10] トヨタ自動車，三元触媒[7] 樋口 公孝，「超高圧電子顕微鏡によるガス中その場

https://www.toyota.co.jp/jpn/company/

観察の研究支援」，平成 29 年度「若手技術奨励賞」，

history/75years/data/automotive_business/

NanotechJapan Bulletin Vol. 11, No. 4（2018）

products_technology/technology_development/

https://www.nanonet.go.jp/magazine/content/materials/details_window.html#supplement10

files/mag_pdf/Staff_Aw_pdf/Award_for_technical_
staff_2018-4.pdf[11] 武藤 俊介，荒井 重勇，樋口 哲夫，大田 繁正，折田
浩二 ,「反応科学超高圧電子顕微鏡と四重極質量分析[8]「次世代半導体配線接合用高機能材料の開発」，平成30 年度「秀でた利用成果」，NanotechJapan Bulletin

計による新しいオペランド測定システム開発」，日本
電子 news，Vol.51，No.1, pp.5-9(2019)Vol. 12, No. 5（2019）https://www.nanonet.go.jp/magazine/content/files/（図はすべて田中氏，樋口氏（日本電子），武藤氏，荒井mag_pdf/Exellent_pdf/MajorResults2019_2.pdf

氏から提供されたものである．）[9] 四重極質量分析計（日本電子製

JMS-Q1500GC

UltraQuadTM GC/MS）（真辺 俊勝）【お問い合わせ】
微細構造解析プラットフォーム
名古屋大学☎ 052-789-3632
E-mail nanoplat@nagoya-microscopy.jp

ホームページ
https://nanoplat.nagoya-microscopy.jp/

NanotechJapan Bulletin Vol. 13, No. 2, 2019文部科学省ナノテクノロジープラットフォーム 令和元年度秀でた利用成果 -10