第三分科会

タイトル

　光ドレスト電子線による超高速分子イメージング 

• 講師：歸家 令果 先生　(東京都立大学・教授) 研究室HP

• 担当：坂口 颯太 　(東京科学大学 D2) 

• 担当連絡先：sec3(at)ymsa.jp

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紹介文

高速電子線は、原子・分子の大きさよりも短いド・ブロイ波長をもつため、物質を原子レベルで“見る”ことができます。電子回折や電子顕微鏡はその代表例であり、現代の科学技術を支える重要なイメージング手法として広く利用されています。近年では、レーザー光や近接場光と電子線を相互作用させることで、電子線に時間的な構造を与え、超高速現象を観測できるようにする研究が急速に進展しています。これにより、化学反応や分子のダイナミクスをフェムト秒・アト秒スケールで捉える新しい可能性が拓かれつつあります。

本講義では、まず電子線イメージングの基礎から、電子と電磁場の相互作用、そして電磁場を用いた電子波束の時空間制御の考え方を解説します。さらに、時間分解電子回折、時間分解電子顕微鏡、時間分解走査トンネル顕微鏡など、最新の超高速電子線イメージング手法の原理と発展を紹介し、分子科学への応用や今後の展望について議論します。電子線やレーザーを使った先端計測に興味のある学生にとって、研究の最前線に触れられる講義になるはずです。 

講義概要（予定）

   I. 電子線の特徴

  II. 電子線によるイメージング法

 III. 電子と電磁場との相互作用

 IV. 電磁場による電子波束制御

  V. 最新の時間分解電子線イメージング法

 VI. 分子科学への展開と極短時間現象への挑戦

第三分科会担当者コメント

　　　担当：坂口 颯太 　(東京科学大学 D2)

第三分科会では、歸家令果先生を講師にお迎えし、光ドレスト電子線を用いた超高速分子イメージングについてご講義いただきます。

分子の構造が時々刻々と変化していく様子をスナップショット的に捉える、いわゆる「分子動画」の撮影は、物理化学の究極的な目標の一つです。原子スケールの空間分解能をもつ電子線を用いた超高速イメージングは、それを実現する有効な手段と考えられています。しかし、化学反応を観測するために必要なフェムト秒オーダーのパルス電子線の生成は容易ではなく、化学者が夢見たような分子動画の撮影にはまだ至っていません。

こうした課題に対して、歸家先生は、電子と光の相互作用を活用することで、従来の時間分解能の限界を超える新しい超高速電子線イメージング手法の開発に取り組まれています。電子と光の相互作用で生まれる「光ドレスト電子線」とは何か、そしてなぜそれで高い時間分解能が得られるのか。本分科会では、その仕組みや応用の可能性について、皆さんと一緒に考え、議論を楽しみながら理解を深めていければと思います。