［プレスリリース］X線撮像素子のピクセルサイズを 従来の1/1000以下にする超解像現象の発見

【発表のポイント】
●従来の背面照射型CCD或いは背面照射型CMOSを用いた軟X線*1撮像素子のピクセルサイズは10×10µｍ2程度のサイズです。新たにシンチレーター*2と誘導放出*3抑制（STED*4）技術を組み合わせることで、ピクセルサイズを10×10nm2台にまで縮小する現象を発見しました。

●2次元検出器はX線顕微鏡などにおける像の取得に必要な装置であり、ピクセルサイズが小さく、ピクセル数が多いほど高解像度な撮像素子となります。今回発表した成果は、このピクセルサイズを縮小するための超解像技術の原理を検証したことになります。

【概要】
 東北大学多元物質科学研究所の江島丈雄准教授、埼玉医科大学保健医療学部の若山俊隆教授、宇都宮大学工学部の東口武史教授らの研究グループ* は、シンチレーターのひとつであるCe:Lu2SiO5 (以下、Ce:LSO) からの発光領域を、可視対物鏡の回折限界スポット径の1/10以下に制限することに世界で初めて成功しました。
 これまでX線励起によるSTED現象は知られていませんでしたが、本研究ではシンチレーターのひとつであるCe:LSOが、X線励起による蛍光においてSTED現象を示すことと、ベクトル偏光*5した光を用いるとその蛍光領域を制限できることの２つを確認しました。これらの結果は、対物レンズの空間分解能よりも小さな蛍光点径が得られること、その結果として高い解像度を持つ2次元検出器やレントゲン方式の顕微鏡として応用が可能であることを示しています。
 本研究成果は、2020年3月25日（英国時間）に、Nature ResearchのScientific Reportsにオンライン公開されました。
 この研究成果の一部は、文部科学省科学研究費補助金 基盤B（課題番号16H03902, 19H04391）、挑戦的萌芽（17H190210）の支援を受けています。実験は、高エネルギー加速器研究機構 物質構造科学研究所 フォトンファクトリーの放射光共同利用実験審査委員会（提案番号2018G072）の承認の下で行われました。

【研究グループ】
江島　丈雄 国立大学法人東北大学 多元物質科学研究所・准教授
若山　俊隆 学校法人埼玉医科大学 保健医療学部・教授
東口　武史 国立大学法人宇都宮大学 工学部・教授
畑山　元太 東北大学 工学部電気情報物理学科4年（当時）
篠崎　夏美 宇都宮大学 大学院工学研究科博士前期課程2年（当時）
庄司　美咲 宇都宮大学 工学部4年（当時）、大学院地域創生科学研究科1年（現在）

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【問合せ先】
国立大学法人宇都宮大学工学部
教授　東口 武史（ひがしぐち たけし）
電話：028-689-6087
E-mail: higashi※cc.utsunomiya-u.ac.jp
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