014D-STEMによる高分解能計測
走査型透過電子顕微鏡（STEM）で得られる4次元的な回折データを用いることで、 従来より高い分解能での構造解析が可能になります。電子線タイコグラフィー法を用いれば、 ゼオライトのような多孔質材料の内部に存在するごく微量な金属原子の位置を直接的に捉えることもできます。
実働環境電子顕微鏡開発グループ In-situ Electron Microscopy Technique Group
01
グループ概要
外部からの刺激に対して材料がどのように変化するかをその場で捉える「その場観察」は、材料研究に欠かせない手法です。 近年は、機能性材料やデバイスが実際に動作している状態そのものを捉える「実働環境（オペランド）計測」への関心が 世界的に高まっています。電子顕微鏡による実働環境計測には、観察環境自体に起因する制約が数多く存在し、 目的に応じた独自の工夫が求められます。
当グループでは、電圧印加・ガス雰囲気・液中観察といった実働環境計測技術の高度化を進めるとともに、 大量データの情報理論的な処理による低ダメージ観察手法の開発など電顕手法自体の高度化に取り組み、 より広い適用範囲を持つ実働環境計測の実現を通じて材料研究全般に貢献することを目指しています。
専門分野・研究対象
- その場観察手法開発
- 電子顕微鏡法
- 各種位相回復法
- オペランド水素顕微鏡
02
NEWS
グループ内の最新情報についてお知らせします。
-
2026.10.26
イベント新着
KTH - Royal Institute of TechnologyのIlya Sychugov先生をお招きして、「Nanomaterials for Semi-Transparent and Color Photovoltaics」と題するセミナーをしていただきました。
-
2026.09.30
イベント
University of OxfordのPeter D. Nellist先生をお招きして、「4D-STEMおよびタイコグラフィーの原理と最新動向」に関するセミナーをしていただきました。
- 2026.09.24
- 2026.9.16
- 2026.09.09
- 2026.08.31
- 2026.08.13
-
2026.07.13
- 2026.07.06
-
2026.06.15
- 2026.06.11
- 2026.06
-
2026.05.31
イベント
NIMS一般公開2026にてラボ公開をしました。ご来場いただきありがとうございました。
- 「水素の透過が見える顕微鏡」（担当：矢ヶ部主幹研究員、板倉特任研究員、艸分特任エンジニア）
- 「不思議な氷を作ろう」（担当：新津主任研究員、三石グループリーダー）
- 2026.04.15
-
2026.04.12
メンバー
2025年度LOTUSプログラム（JST）が採択され、Indian Institute of Technology (BHU) VaranasiよりMUKHERJEE Sohamさんがグループに加わりました。 - 2026.03.13
- 2026.01.08
- 2026.01.05
03
研究紹介
実働環境下での材料計測を支える、代表的な研究テーマを紹介します。
02オペランド水素顕微鏡
NIMSで開発された水素の可視化装置です。走査型電子顕微鏡内に、電子励起脱離した水素イオンを検出する機構と 薄板試料の背面から水素を導入する機構を組み込むことで、試料を透過してきた水素の二次元分布を長時間にわたり in-situ計測することができます。現在この装置は、ライセンス契約のもとエリオニクス株式会社から製造・販売されています。
04
メンバー紹介
グループリーダーおよび在籍メンバーです。各研究者の詳細情報はリンクからご覧ください。
松本 佳久
まつもと よしひさ
大分工業高等専門学校
青柳 里果
あおやぎ さとか
MUKHERJEE SOHAM
ムカージー ソハム
(2025年度JST-LOTUSプログラム参加者)
05
論文リスト
グループが発表した論文を年別に掲載します。
2026
- Katsuaki Nakazawa, Kazutaka Mitsuishi, "Relaxation time measurement: correlating diffraction patterns" , Microscopy, 75(3), 285-293
- Florian Stainer, Junji Akimoto, Yoshitaka Matsushita, Kazutaka Mitsuishi, Kazunori Takada, H. Martin R. Wilkening, "From lithium to proton mobility in garnet electrolytes: an NMR and conductivity study of H5.2Li1.3La3Zr1.5Ta0.5O12" , Journal of Materials Chemistry A, 14(31), 20491-20503
- Masahiko Shimizu, Katsuaki Nakazawa, Hisashi Shima, Hajime Matsumoto, Takahiko Takewaki, Kazutaka Mitsuishi, Ayako Hashimoto, "Atomic-scale insights into the Cu ion distribution in zeolites used for ammonia selective catalytic reduction during early hydrothermal degradation" , Chemical Communications, 62(10), 3260-3264
- Masahiko Shimizu, Katsuaki Nakazawa, Hisashi Shima, Masakazu Koike, Hajime Matsumoto, Takahiko Takewaki, Kazutaka Mitsuishi, Ayako Hashimoto, "Visualizing Hydration-Induced Cu Migration in SSZ-13 Zeolite Through Electron Ptychography" , ChemistrySelect, 11(1), e03562
- Kazuki Koreishi, Kodai Niitsu, Takuto Soma, Kohei Yoshimatsu, Akira Ohtomo, "Lattice-matched (AlxScyGa1−x−y)2O3/β-Ga2O3 heterostructures with widely tunable bandgap" , Applied Physics Letters, 129(1), 012102
2025
- K. Niitsu, F. Ichihara, S. Miyoshi, M. Ode, K. Mitsuishi, T. Masuda, K. Takada, "Structural analysis of the LiCoO2 cathodes/garnet-type Li6.5La3Zr1.5Ta0.5O12 solid electrolyte interface" , Solid State Ionics, 421, 116804
- Keisuke Sagisaka, Kazutaka Mitsuishi, "Atomic and electronic structures of the β-FeSi2/Si(001) interface" , Applied Surface Science, 682, 161539
- Kohei Aso, Takafumi Kakeya, Takumu Tsuchida, Hiroki Ito, Sho Asano, Kenta Watanabe, Kazutaka Mitsuishi, Koji Kimoto, Keisuke Shinoda, Takuya Masuda, Masaaki Hirayama, Yoshifumi Oshima, "Low-Dose Nanoscale Visualization of Crystal Phases in Epitaxial Cathodes via Cepstral Matching of Scanning Nanobeam Electron Diffraction" , Nano Letters, 25(44), 15840-15847
- Kazutaka Mitsuishi, Fumiaki Ichihashi, Yoshio Takahashi, Katsuaki Nakazawa, Masaki Takeguchi, Ayako Hashimoto, Toshiaki Tanigaki, "Resolution improvement of differential phase-contrast microscopy via tilt-series acquisition for environmental cell application" , Microscopy, 74(2), 92-97
- Shinichi Takeno, Taiki Suematsu, Ryusei Kunisaki, Gen Hasegawa, Ken Watanabe, Naoaki Kuwata, Kazutaka Mitsuishi, Tsuyoshi Ohnishi, Kazunori Takada, Kohichi Suematsu, Kengo Shimanoe, "New insight into designing a thick-sintered cathode for Li-ion batteries: the impact of excess lithium in LiCoO2 on its electrode performance" , Journal of Materials Chemistry A, 13(4), 2943-2949
- Kenji Hirata, Kodai Niitsu, Sri Ayu Anggraini, Taisuke Kageura, Masato Uehara, Hiroshi Yamada, Morito Akiyama, "Enhancing the piezoelectric performance of nitride thin films through interfacial engineering" , Materials Today, 83, 85-95
- Kodai Niitsu, Ryosuke Kainuma, "Experimental determination of equilibrium stress in stress-induced martensitic transformation at low temperatures in Ni-rich TiNi" , Applied Physics Letters, 127(24), 241903
- Ryuichi Maekawa, Koji Kawada, Koji Yazawa, Kenzo Deguchi, Shinobu Ohki, Kimihiro Yamashita, Hideki Hashimoto, Kodai Niitsu, Yohei Onodera, Toshinori Okura, "Effect of P2O5 addition on the structure of Na2O–Y2O3–SiO2 glasses and glass-ceramics" , Ceramics International, 51(30), 62626-62634
2024
- Kazutaka Mitsuishi, Tsuyoshi Ohnishi, Kodai Niitsu, Takuya Masuda, Shogo Miyoshi, Kazunori Takada, "Lowering the sintering temperature of LiCoO2 using LiOH aqueous solution" , Solid State Ionics, 417, 116717
- Katsuaki Nakazawa, Kazutaka Mitsuishi, Konstantin Iakoubovskii, Shinji Kohara, Koichi Tsuchiya, "Structure-dynamics relation in metallic glass revealed by 5-dimensional scanning transmission electron microscopy" , NPG Asia Materials, 16(1), 57
- Masaki Takeguchi, Kazutaka Mitsuishi, Ayako Hashimoto, "Facile preparation of graphene–graphene oxide liquid cells and their application in liquid-phase STEM imaging of Pt atoms" , Applied Physics Express, 17(8), 085001
- Toshiaki Tanigaki, Tetsuya Akashi, Takaho Yoshida, Ken Harada, Kazuo Ishizuka, Masahiko Ichimura, Kazutaka Mitsuishi, Yasuhide Tomioka, Xiuzhen Yu, Daisuke Shindo, Yoshinori Tokura, Yasukazu Murakami, Hiroyuki Shinada, "Electron holography observation of individual ferrimagnetic lattice planes" , Nature, 631(8021), 521-525
- Masaki Takeguchi, Ayako Hashimoto, Kazutaka Mitsuishi, "Depth sectioning using environmental and atomic-resolution STEM" , Microscopy, 73(2), 145-153
- Akiko N. Itakura, Naoya Miyauchi, Masahiro Kitajima, Taro Yakabe, Hajime Yoshida, "Visualizing micro leakage position by dynamic measurement in operando hydrogen microscope" , Vacuum, 228, 113471
- Naoya Miyauchi, Taro Yakabe, Yoshiharu Murase, Masahiro Kitajima, Shoji Takagi, Akiko N. Itakura, "Apparatus design of operando hydrogen microscope for visualization of time-dependent distribution of hydrogen" , Journal of Vacuum Science & Technology A, 42(1), 013201
- Akiko N. Itakura, Tomoko Kusawake, Tomoyasu Fujimaru, Souta Miyai, Yoshihisa Matsumoto, Yoshiharu Murase, "Sample Holder for Time Dependence Silver-decoration under Optical Microscope Observation" , e-Journal of Surface Science and Nanotechnology, 22(2), 174-178
- 板倉 明子, "水素の動きを可視化する水素顕微鏡の開発", MDB技術予測レポート, 2023, 4-1-4-16
- 杉浦悠紀, 小野文子, 野原正勝, 新津 甲大, 齋藤靖子, "骨の再生医療：骨再生を可能にするセラミック系骨補填材の開発" , 岩石鉱物科学, 53(1), 231209
- Kodai Niitsu, "Impact of thermal activation on the growth dynamics of thermoelastic martensitic transformation" , Materials Today Communications, 39, 108987
- 谷垣俊明, 明石哲也, 吉田高穂, 原田 研, 石塚和夫, 市村雅彦, 三石 和貴, 富岡泰秀, 于秀珍, 進藤大輔, "超高圧ホログラフィー電子顕微鏡による格子面磁場観察", 顕微鏡, 59(3), 119-126
2023年度以前の情報は、研究者総覧SAMURAIをご参照ください。
06
お問い合わせ
研究内容へのご質問・共同研究等のご相談は、下記までお願いいたします。
国立研究開発法人物質・材料研究機構（NIMS）
マテリアル基盤研究センター（CBRM）／先端解析分野
実働環境電子顕微鏡開発グループ
- 所在地
- 〒305-0047 茨城県つくば市千現1-2-1
- 副センター長／グループリーダー
- 三石和貴（みついし かずたか）
E-Mail: MITSUISHI.Kazutaka=nims.go.jp
（[ = ] を [ @ ] にしてください）
国立研究開発法人物質・材料研究機構（NIMS）
マテリアル基盤研究センター（CBRM）運営室
- 所在地
- 〒305-0047 茨城県つくば市千現1-2-1
E-Mail: cbrm_office=nims.go.jp
（[ = ] を [ @ ] にしてください）