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X線スペクトロタイコグラフィとデータ科学の連携による材料機能の可視化

机译：X線スペクトロタイコグラフィとデータ科学の連携による材料機能の可視化

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実用機能性材料の多くは，ナノスケールからマクロスケールまでの空間階層構造を有する不均一·複雑系である．とりわけ，ナノとマクロを繋ぐメソスケールでの微細構造と材料機能の相関はブラックボックスとなっており，それを解明し，材料プロセシングを最適化することが，ものづくり産業における重要な課題となっている．近年，放射光を光源とするイメージング·分光技術は飛躍的に進展し，それを駆使することで実用機能性材料全体の構造·元素·電子状態を多角的に可視化することが可能になってきた．特に，放射光のコヒーレンスを活用し，計算機上での位相回復計算により試料の実空間像を再構成するタイコグラフィは，X線領域で未踏であったナノスケールでの構造可視化を実現する次世代の顕微法として注目されている．また，近年のデータ科学の発展に伴い，三次元空間に分布する元素·電子状態の情報から構造-機能相関に関する特徴的な情報を抽出することも可能になりつつある．本稿では，最初にタイコグラフィの歴史と現状について簡単に述ベる．そして，X線領域のタイコグラフィを用いて固体触媒材料粒子のナノ構造と化学状態を三次元的に可視化し，さらに，データ科学的なアプローチによって粒子中の酸素拡散の軌跡を三次元的に可視化した筆者らの研究について紹介する．最後に，次世代放射光施設におけるタイコグラフィの展望について述べる．

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