放射光科学30年の歩みと展望

X 線タイコグラフィによる微細構造可視化の最前線
高橋幸生
大阪大学大学院工学研究科〒5650871 大阪府吹田市山田丘 21

理化学研究所放射光科学総合研究センター〒6795148 兵庫県佐用群佐用町光都 111

X 線タイコグラフィは，コヒーレント X 線を利用した走査型イメージング技術であり，“拡がった試料”のナノ組■
要
旨

織構造の観察を得意とする。2007年に位相回復計算に基づく X 線タイコグラフィが実証されて以来，その計測解析技術は著しく進展している。特に，コンピュータ断層撮影による三次元イメージングや分光との融合による磁気化学イメージングの展開が目覚ましい。次世代放射光施設において， X 線タイコグラフィは多次元 X 線イメージング技術として主要な放射光 X 線顕微法の一つになるであろう。

であり，電子線回折強度パターンが，試料の静電ポテンシ

1. はじめにャルのフーリエ変換と電子線の波動場のフーリエ変換の畳X 線タイコグラフィが，次世代の放射光 X 線顕微法とみ込み積分によって表現されることに由来する。タイコグして注目を集めている。現在， X 線タイコグラフィは，ラフィの基本原理は，この性質を利用し，照射位置の関数

コヒーレント X 線回折イメージング（ CoherentX rayとして取得した回折強度パターンのデータセットから回折

diŠractive imaging: CXDI）の一手法として分類されるこ波の位相を回復することである。1989年に Bates ら6)は，とが多い1)。CXDI は，コヒーレント X 線を試料に照射し走査型透過電子顕微鏡の空間分解能を向上させるために，た際に観測される回折強度パターンに計算機上で位相回復

Wigner-distribution deconvolution（WDDC）を利用した計算を実行することで試料像を取得する。 CXDI の特長タイコグラフィの直接的位相回復法を提案した。しかし，は，電子顕微鏡では観察の難しい厚みのある試料のナノスWDDC によって再構成された試料像の空間分解能は，試ケール微細構造を可視化できることにある。これは，現料の走査間隔によって決定されてしまう。したがって，従状，空間分解能の観点から，対物レンズを備えた放射光来法と比べ大きな優位性が見出だせず， 1990 年代中期にX 線顕微鏡では取得できない構造情報である。 1999 年に電子線7)および X 線8)を用いて実証されて以来，広く浸透

Miao ら2) が軟 X 線領域における CXDI の実証実験に成功

す る こ と は 無 か っ た 。 そ の 後 ， 2004 年 に Faulkner として以来，その計測解析技術は飛躍的に進展し，物質科

Rodenbrug がフーリエ反復法に基づく反復的位相回復法学生命科学をはじめとする様々な分野への応用研究が多である Ptychographical Iterative Engine（PIE）を提案し数報告されている。Miao らが実証した手法は，現在，平たことが契機となって，タイコグラフィは新たな展開を迎面波照明に基づく CXDI として分類されることが多く，えた9,10)。反復法によって再構成された試料像の空間分解

本学会誌においても，いくつかの記事3,4) で詳細な解説が能は回折波の最大散乱角で決定される。したがって，高いなされている。一方， X 線タイコグラフィは，平面波照空間分解能を維持しつつ広い視野で試料を観察することが明 CXDI では観察の難しい“拡がった試料”の観察が可可能となった。この反復的位相回復法を利用したタイコグ能であることから，様々な実試料観察への展開が比較的容

ラフィは， 2007年に Rodenburg らによって可視光11)およ易である。本稿では，タイコグラフィの歴史的背景と原理

び X 線12) 領域で実証された。そして，当時の実用的な課について述べた後，放射光を用いた X 線タイコグラフィ

題であった入射波動場は既知情報として扱われるという解について，近年の技術的な進展と応用研究を紹介する。そ析上の制約も， 2009 年に Maiden ら13)が提案した extend-して，次世代放射光利用における X 線タイコグラフィをed PIE（ePIE）や Thibault ら14,15)が提案した DiŠerence

展望する。

Map（DM）アルゴリズムによって解決され，現在では試料像と入射波動場の同時再構成が可能である。さらに，2013 年 に は ， Thibault と Menzel に よ っ て ePIE と DM

2. タイコグラフィの歴史的背景

アルゴリズムは，測定系のコヒーレンスが完全でない場合タイコグラフィ（ Ptychography ）は， 1969 年に Hoppeについても像再生が可能な方法へ拡張されている16) 。現ら5)によって，電子顕微鏡における結晶構造解析法として在， X 線タイコグラフィは反復的位相回復法を用いる方提案された。“Ptycho”は“畳み込み”を表すギリシャ語法を指すことが多い。本稿でも以後， X 線タイコグラフ

放射光 March 2018 Vol.31 No.2 ● 111(C) 2018 The Japanese Society for Synchrotron Radiation Researchィは反復的位相回復法を用いるものとする。

関数）を P ( r )とすると，第 i 番目の照射位置における試料背面の波動場ψi(r)は，3. X 線タイコグラフィの原理

ψi(r)＝Ti(r)×P(r)( 2)

Fig. 1 に X 線タイコグラフィの概念図を示す。X 線タイコグラフィでは，照明領域が重複する走査間隔で試料を二と表現される。このとき，十分遠方で観測される回折強度次元走査し，走査点毎に取得した回折強度パターンのデーパターン Ii(q)はタセットに対して反復的位相回復計算を適用する。この位相回復において，試料は複素透過関数（試料関数）として扱われる。投影近似下では，複素透過関数 T(r)は複素屈Ii(q)＝| [ψi(r)]|2＝|fψi(r) exp (－ikr)dr2| ( 3)

折率 n ( r )＝ 1 － d ( r )＋ ib ( r )を用いて次のように表現されと表現される。ここで， はフーリエ変換を表す演算子でる。

あ る 。 X 線 タイ コ グ ラ フ ィ に お け る 位 相 回 復 の目 的 とff

は，回折データセット Ii(q)から試料関数 T(r)および照射

T(r)＝exp (ik (n(r)－1)dz)＝exp (－k {b(r)＋id(r)}dz)

関数 P(r)を再構成することである。
(1)

反復的位相回復計算では，実空間と逆空間のそれぞれにおいて，推定解と真の解との差が減少するように推定解を更新する。本稿では，最も良く用いられる ePIE アルゴリ

ここで，k は波数を表す。振幅|T(r)|が振幅像，偏角 arg

ズムについて説明する。位相回復計算は，適当な値を入力{ T ( r )}が位相像に対応する。試料中での回折波の拡がりした初期試料関数および初期照射関数から開始される。第を無視できる場合，コヒーレント X 線の複素振幅（照射j 反復について考えると，逆空間における更新は回折波をC(i j)(q)＝ [ψ(i j)(r)]として，(q)＝C(i j)′

Ii(q)C(i j)(q)|C(i j)(q)|( 4)となる。一方で，実空間における更新は，逆空間拘束後の(r)＝背面波動場をψ(i j)′

T(i j＋1)(r)＝T(i j)(r)＋a－1[C(j)′(q)]として，
iP(j)(r)(ψ(i j)′(r)－ψ(i j)(r))|P(j)(r)|2max( 5)
T(i j)(r)(ψ(i j)′(r)－ψ(i j)(r))
P(j＋1)(r)＝P(j)(r)＋b|T(i j)(r)|2max( 6)となる。ここで，は複素共役を表し， a と b は更新係数である。これらの更新をすべての照射点について計算することを 1 反復とし，この反復を試料関数と照射関数が収束するまで繰り返す。タイコグラフィの位相回復計算の収束性は，照明領域のオーバーラップ率に大きく依存する。
オーバーラップ率 R はステップサイズ a と試料面上での照射ビームの直径 D を用いて次のように定義できる。

( Da )×100

R ＝ 1－Fig. 1(Color online) Schematic of X
ray ptychography. Coherent
Xray beam is scanned across the sample. Phase and amplitude images are reconstructed from the diŠraction patternsby phase retrieval calculation.

112 ● 放射光 March 2018 Vol.31 No.2

( 7)

Bunk ら17)の報告によると，オーバーラップ率が60以上のとき良い収束性が得られるとされる。

特集 ■ 放射光科学30年の歩みと展望

4. 混合状態再構成アルゴリズムとその応用
前節での議論では，静止した試料がコヒーレント照明されている理想的な場合を考えていた。しかし，これらの前と表現される。ここで，時間的には完全にコヒーレントであるとしている。光源をガウス型シェルモデルで近似できるときの MOI は，互いにインコヒーレントである直交した複数の照射関数 Pn(r)を用いて，提 は 常 に 保 証 さ れ て い る わ け で は な い 。 2013 年 にN

Thibault と Menzel は，部分的コヒーレント光が照明されJ(r1, r2)＝∑ Pn(r1)P
n(r2)て取得された回折データセットから像再生を行う位相回復( 9)n＝ 1法として，混合状態再構成アルゴリズムを提案した16) 。
部分的コヒーレント照明下における回折強度パターンは相と 表現 でき る。 ここ で ， N は 照射 関数 の 数で ある 。コ

互強度（ MOI: Mutual Optical Intensity ） J ( r1, r2 )を用いヒーレント照明の場合は N＝1 となり，式(8)は式(3)に帰着する。空間コヒーレンス度の低下は， N の増大に対応て以下のように表現される。

する。式(9)を式(8)に代入すると，

ff

Ii(q)＝J(r1, r2)Ti(r1)Ti(r2) exp {ik･(r2－r1)}dr1dr2

(8)
N

N

ff

Ii(q)＝Pn(r1)P
n(r2)Ti(r1)T
i(r2) exp {ik･(r2－r1)}dr1dr2＝∑ Ii, n(q)∑n＝ 1n＝ 1となり，部分的コヒーレント照明下における回折強度パ(10)修正される。

ターンは，N 個の照射関数 Pn(r)を試料関数 Ti(r)に照明した際の回折強度パターン Ii, n ( q )の総和によって表現さ(q)＝
C(i,j)n′Ii(q)C(i,j)n(q)(j)
N|
n＝1 Ci, n(q)|∑れる。したがって，部分的コヒーレント照明系における位(11)相回復では，回折データセット Ii(q)から N 個の照射関数Pn(r)と 1 個の試料関数T(r)の再構成を行う。そして，部同様に，試料関数と照射関数に対する実空間拘束はそれぞ

分的コヒーレント照明系における逆空間拘束は次のようにれ次のように修正される。

T(i j＋1)(r)＝T(i j)(r)＋aN1(r))P(nj)(r)(ψ(i,j)n(r)－ψ(i,j)n′(j )N2
n＝1 |Pn (r)|max n＝1∑∑

P(nj＋1)(r)＝P(nj)(r)＋b

T(i j)(r)(ψ(i,j)n(r)－ψ(i,j)n′(r))|T(i j)(r)|2max(12)(13)

このようにして， ePIE アルゴリズムは部分的コヒーレン

相回復計算には，混合状態を考慮しない従来の再構成アルト照明系において解析可能なアルゴリズムへ拡張された。

ゴリズム（ ePIE ）と混合状態再構成アルゴリズム（ Mix-本解析法の登場によって，振動している物体のイメージン

ed-state ePIE ）を用いた。 Fig. 2 に再構成された試料像なグ18)や On-the-Fly 測定19)が可能になった。

らびに入射 X 線の波動場を示す。従来法では，コヒーレ

ここでは，混合状態再構成の応用例として，著者らの行

ント X 線を照射した場合のみ，試料像が再構成された。

った放射光 X 線の高効率利用法20) について紹介する。ま一方，混合状態再構成アルゴリズムを用いた場合，いずれず，波動光学シミュレーションにより，部分コヒーレントの X 線照射においても試料像が再構成されたが，部分コX 線を集光することでコヒーレント X 線のモード数の増ヒーレント X 線を照射することで，空間分解能が向上し加を抑制しつつ，第 1 モードのコヒーレント X 線を効率た。これは，部分コヒーレント X 線に含まれる第 1 モー

良く利用できる測定条件が存在することを見出した。そしドのコヒーレント X 線の強度がコヒーレント X 線に含まて，この条件に基づき， SPring 8 の BL29XUL においてれる第 1 モードのコヒーレント X 線の強度よりも大きい実証実験を行った。厚さ12 nm のタンタルテストパターンことを意味する。再構成された入射 X 線の波動場から，を試料として，入射 X 線にコヒーレント X 線と部分コ

試料に照射された第 1 モードのコヒーレント X 線の光子

ヒーレント X 線を用い， X 線回折強度パターンを測定し数を比較したところ，コヒーレント X 線に比べて，部分た。その際， X 線の照射時間は，両者において同じにな

コヒーレント X 線は 6 倍程度大きいことが判明した。するようにした。そして，実験で得られた X 線回折強度パなわち，従来と比較して 6 倍程度高い効率でコヒーレンターンに位相回復計算を実行し，試料像を再構成した。位ト X 線を使用できることを実証した。

放射光 March 2018 Vol.31 No.2 ● 113

Fig. 2(Color online) (a) Phase images of the test pattern reconstructed using the ePIE algorithm and the mixed-state ePIEalgorithm. (b) Phase and amplitude images of probe modes
reconstructed using the mixed-state ePIE algorithm.

5. X 線タイコグラフィの高分解能化
高感度化
CXDI の空間分解能は，高い空間周波数領域における散乱強度の信号対雑音比によって制限される。したがって，高分解能化を達成するには，高フラックス密度のコヒーレ

Fig. 3(Color online) (a) Schematic view of experimental setup ofdarkˆeld Xray ptychography. The sample and the cylindrical object are placed at the focus point and a few hundred
micrometer upstream from the sample, respectively. A
beamstop is positioned immediately before the CCD detector. (b)Phase images of the test patterns (left) and the magnetotactic bacteria MO-1 (right).

ント X 線の照射が不可欠となる。著者らは，高い精度で作製された楕円面鏡を KirkpatrickBaez 配置することで，1 mm 以下のスポットサイズの高強度コヒーレント X 線

ィ測定では光子計数率の高いハイブリッド型ピクセルアビームを形成し，これを孤立試料に照射することで，平面レイ検出器の使用が標準化している。著者らは，検出器性

波照明型 CXDI の高分解能化を実現してきた21) 。 X 線タ能によって実験的に制限されている回折強度パターンのダイコグラフィもこの高強度コヒーレント X 線ビームを用イナミックレンジを圧縮する方法として，暗視野 X 線タいることで高分解能化を達成可能である。これに加えて，イコグラフィ法を提案している23)。Fig. 3 に暗視野 X 線タ

X 線タイコグラフィでは， X 線照射の位置精度によってイコグラフィの概念図ならびに観察例を示す。この手法も空間分解能が制限される。したがって，試料上の正確なは，試料上流に微小構造体を配置し，微小構造体からの散位置に X 線を照射することが極めて重要である。著者ら

乱 X 線をインラインホログラフィの参照波として用いは， X 線照射位置エラーの原因となる装置系の熱膨張る。インラインホログラフィは，低空間周波数の情報を含収縮を抑えるために，恒温化システムを開発し，光学系のむため，透過 X 線強度分布の有する情報を補完すること温度変化～ 0.01 °C /日まで抑えることに成功した。さらができる。 SPring 8 BL29XUL での実証実験の結果， 30に，暗視野ナイフエッジ走査法を応用した X 線照射位置

nm 厚さのタンタルテストチャートを～ 12 nm の二次元分修正法により，ナノメートルオーダーの位置精度での X解能，～0.01ラジアンの位相分解能で再構成できている。

線照射を可能とした22)。

ま た ， 生 物 試 料 と し て 磁 性 細 菌 MO-1 の 観 察 を 行 い ，

X 線タイコグラフィで，空間分解能と感度を両立する

ためには，広いダイナミックレンジで回折強度パターンを取得する必要があり，光子計数率の高い検出器が必要である。したがって，現在，硬 X 線領域の X 線タイコグラフ

114 ● 放射光 March 2018 Vol.31 No.2

MO-1 の外形とマグネタイト微粒子が数珠状に繋がったマグネトソームの観察に成功している24)。

特集 ■ 放射光科学30年の歩みと展望

6. 3 次元イメージングへの展開
X 線タイコグラフィでは，コンピュータ断層撮影（CT）により，試料の三次元像を再構成することが可能である。
Dierolf らが 2010 年 にマ ウス大 腿骨の 3 次元 再構成 に成功25) し て 以 来 ，凍 結 水 和 し た 生物 細 胞 の 質 量密 度 の 決定26) や，マイクロプロセッサ内部のクラックの観察27) など実証実験には留まらない実用性の高い応用例が報告されている。 X 線タイコグラフィでは，広い観察領域が得られることから大きなサイズの試料を観察することができる。ただし，空間分解能が高くなるにつれて観察可能な試料の厚みが制限されることに注意することが必要である。
これは，顕微鏡における被射界深度に相当し， Chapmanらの定義28)に従えば，

D

d2x, y2l(14)で与えられる。ここで，D は被射界深度，dx, y は最大散乱角で決定される空間分解能，l は入射 X 線の波長である。この問題を解決する方法として有望視されているのがマルチスライス法である。マルチスライス法は，厚みをもった試料を薄い層の積み重ねとして考え，層間での入射波面の伝播を考慮する解析法である。所望の分解能に対して式( 14)で算出される被射界深度 D よりも小さな層に試料を分割し解析することで，試料厚さに制限されない分解能での像再生が可能である。Maiden らは，タイコグラフィの位相回復アルゴリズムにマルチスライス法を組み込み，可視光領域のタイコグラフィにおいてマルチスライス像再生を実証した29)。その後，著者らのグループによって，XFig. 4(Color online) (a) Schematic of the precession X
ray ptychography experiment. The incident Xray angle was controlled by adjusting a two-axis rotational stage, where q andv are the horizontal and vertical tilt angles, respectively.
Ptychographic diŠraction pattern data set were collected at(q, v)＝(0°) , (1 °), (－1°) , (0 °),and (0°, 0°, 0°, 0°, 1°,－1°). (b) Phase images of the test sample reconstructedfrom ptychographic diŠraction patterns recorded at ˆve incident angles.

線領域におけるマルチスライス像再生が実証され30) ，被射界深度を越える厚みをもった試料の三次元観察へ向け研究が進められている。 Fig. 4 に著者らの研究例を示す31)。

基板の非破壊三次元観察にも成功している32) 。今後，試料には白金を成膜した 4 枚のメンブレンを貼り合わせ更に研究が進むことで 100 × 100 × 100 mm3 を越えるサイた 4 層構造体を利用し，それぞれの層間距離は上流からズの試料を10 nm より優れた空間分解能で三次元観察する

100 mm ， 10 mm ， 100 mm ，トータルの試料厚さは 210 mmことも可能となるであろう。

である。式(14)に従うと，X 線エネルギー6.5 keV において達成可能な分解能は 400 nm となる。マルチスライス法を組み込んだ位相回復計算は，像再生する情報量の増加か7. 磁気化学イメージングへの展開

ら一般的な解析よりも困難であることが知られている。そX 線タイコグラフィのもう一つの展開として，磁気

こで，試料を歳差運動軌道上に配置した測定（プリセッシ化学イメージングが挙げられる。これは，吸収像と位相像ョン測定）を付加的に行い，取得した全てのデータを利用に加えて，磁気状態や化学状態を可視化し，試料を多角的した位相回復計算を行うことで像再生が容易になる。 Fig.に解析するものである。いずれも元素の吸収端近傍のエネ4(b)にマルチスライス解析により再構成した試料位相像をルギーで測定を行う。これまでに著者らは，吸収端下の 2示す。それぞれの層で線幅 100 nm 程度の構造が鮮明に再つの X 線エネルギーに対する位相像の応答の違いを利用構成されており，マルチスライス法が被写界深度よりも厚することで，金/銀ナノボックスの元素分布を高分解能でい試料の高分解能観察に有用であることを裏付ける結果と観察することに成功している33) 。磁気状態や化学状態をなっている。また，最近では，プリセッション測定を用い可視化するには，吸収端上での測定も必要になる。磁気状たマルチスライス X 線タイコグラフィにより，多層配線態の可視化のためには，円偏光 X 線に対する磁性材料の放射光 March 2018 Vol.31 No.2 ● 115

磁気円二色性を利用する。 X 線タイコグラフィによる磁したときに再構成された XAFS スペクトルの方が，透過気イメージングは，Advanced Photon Source の軟 X 線配置において取得された XAFS スペクトルに近いことがビームラインにおいて， FeGd 多層膜の観察で実証され分かる。さらに応用研究として，自動車の排ガス浄化触媒た34)。その後，硬 X 線領域における磁気イメージングは，システムにおいて助触媒として用いられる酸素吸蔵放出材

Swiss Light Source（SLS）のグループによって FeGd 多料 Ce2Zr2Ox ( CZ: 7 ≦ x ≦ 8 ）を測定し，酸化途中の CZ 粒層膜の観察で実証された35)。また， 2017年には SLS の同子の二次元価数イメージングに成功している43)。

グル ープに よっ て三次 元磁 気イメ ージン グが 報告 された36) 。一方，化学状態分布の可視化のためには，吸収端を含む複数の X 線エネルギーでタイコグラフィ測定を行う。エネルギー毎に再構成された振幅像から，空間的に分8. 将来展望
次世代放射光計画において， X 線タイコグラフィは重解されたナノスケール X 線吸収微細構造（ XAFS ）スペ要な顕微法の一つとして挙げられる。その理由は， X 線クトルを取得することができ，局所的な化学状態を議論でタイコグラフィが高い空間分解能を有することに他ならなきる。 X 線タイコグラフィによる化学状態イメージング

い。次世代放射光では，放射光のコヒーレントフラックス

は，吸収断面積の大きな軟 X 線領域において先行し，Ad-が現状の SPring 8 の 10 倍から 100 倍向上し， X 線タイコ

vanced Light Source のグループによって初めて報告されグラフィの更なる高空間分解能化，高スループット化を期た37) 。また，同じグループによってその後も LiFePO4 ナ待できる。現状では，数 mm 視野を維持しつつ，10 nm 程ノプレート材料38,39)や，磁性細菌内部のマグネタイト40)，度の空間分解能を有する二次元試料像を取得するには，数接触分解用触媒材料41) など幅広い試料の観察に応用され分から数時間要する。次世代放射光では同程度の測定時間ている。一方で，硬 X 線領域における化学状態イメージで三次元イメージングが可能となる。また，エネルギー軸ングは， X 線吸収断面積が小さく振幅像の再構成が困難方向に発展させた測定も数時間のオーダーで可能となる。

であったことから行われてこなかった。しかし，硬 X 線

著者らが最近行った三次元価数識別イメージングの実験でを利用することでマイクロメートル程度の厚みを持ったバは，一つのサンプルで取得する回折強度パターンが 10 万ルク材料の化学状態を観察することが可能となり，さらに枚を超えた。次世代放射光では，このような多次元データCT 測定を組み合わせることで三次元化学状態ナノイメーを大量に扱う必要がある。現状では，像再生までは半自動ジングへの展開も期待できる。

で行えるが，その先にある構造―機能相関の解析は人の感

著者らは，SPring8 において硬 X 線タイコグラフィにに頼っている。次世代放射光では，機械学習のような情報よる化学状態イメージングの手法開発および応用研究に取科学的な手法を駆使した特徴量解析を行わない限り，大量り組んでいる。硬 X 線領域の微弱な XAFS を再構成するのイメージングデータに埋もれた重要な情報を抽出するこために， Kramers Kronig の関係式（ KKR ）を拘束条件とは困難かもしれない。また，次世代放射光では， CXDIとして追加した反復的位相回復法を提案した42)。そして，によるナノ構造の時間発展可視化研究も大いに進展するで

SPring 8 BL29XUL に お け る 実 証 実 験 で は ， 文 字 列 パあろう。この際，試料走査を必要とする X 線タイコグラ

ターンを加工した Mn2O3 薄膜材料を測定した。6.554 keV

フィでは，時間分解能の大きな向上は見込めないため，拡において再構成された振幅像と，それらから得られた空間がった試料をワンショットで観察できる CXDI の開発が分解 XAFS スペクトルを Fig. 5 に示す。 KKR 拘束を利用望まれる。これに関して，これまで幾つかの提案があるが4446) ，様々な理由で普及には至っていない。今後，日本で建設される次世代放射光施設では，CXDI に特化したイメージングビームラインが設置されることを期待した
い。そこでは，CT による 3 次元イメージングや磁気化学イメージング技術を駆使した様々な試料のナノ構造―機能解析が行われ，新たな物質創成や生命機能の理解へと繋がる研究が展開されるであろう。
謝辞
本稿を執筆するにあたり，大阪大学大学院工学研究科のFig. 5(Color online) (a) Amplitude image reconstructed at 6.554
keV. (b) Near-edge XAFS spectrum of the sample measured
in transmittance geometry using a focused Xray beam(top). Near-edge XAFS spectra reconstructed by X
ray ptychography without (left) and with (right) using the KKR
constraint. The spectra were extracted from the 40×40 nm2
regions (2×2 pixels) indicated by the arrows in (a).

116 ● 放射光 March 2018 Vol.31 No.2

大学院生 広瀬真 氏と下村啓 氏にご協力頂いた。お二人には心より感謝申し上げる。

特集 ■ 放射光科学30年の歩みと展望

参考文献
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著者紹介
高橋幸生
大阪大学大学院工学研究科 准教授（兼）理化学研究所放射光科学総合研究センター チームリーダーEmail takahashi＠prec.eng.osaka-u.ac.jp
専門コヒーレント X 線光学，位相回復，
X 線構造解析［略歴］
2004 年，東北大学大学院工学研究科博士後期課程修了（期間短縮），博士（工学），2004 年2005 年 日本学術振興会特別研究員 PD，2005年2007年 理化学研究所 基礎科学特別研究員， 2007 年2011年 大阪大学大学院工学研究科 特任講師。 2011 年
より同准教授。 2014 年より理化学研究所
放射光科学総合研究センター チームリーダーを兼務。

Frontier of ˆne structure visualization by X
rayptychography
Yukio TAKAHASHI

Abstract

Department of Engineering, Graduate School of Osaka University, Yamada-oka,Suita, Osaka, 565-0871, JapanRIKEN SPring8 Center, Kouto, Sayo-cho, Sayo, Hyogo, 679-5148, JapanXray ptychography, which is a scanning imaging technique using coherent Xrays, can visualize
nanoscale structures of extended objects. Since the ˆrst demonstration of Xray ptychography
based on phase retrieval calculation in 2007, its measurement and analytical techniques havebeen dramatically progressed. Especially, three-dimensional imaging techniques using computed
tomography and magnetic/chemical imaging techniques in combination with spectroscopy are
remarkably developed. Xray ptychography will become one of the main Xray imaging techniques in the next-generation synchrotron facilities.

放射光 March 2018 Vol.31 No.2 ● 117