図1　日立が�o開した1.2MVの透�堙纏匕家���　高さは7.4mある(��)　その内��(下)

この顕微��は、故外��彰フェローがナノ�覦茲療甜Ь譴鮗��Rできるホログラフィー電子顕微��を1978�Qに初めて実��化した�\術をベースにしている。ホログラフィー顕微��は、電�c放�o銃から放出される電子ビームが試料を通�圓靴��気函�通�圓靴覆�った�気箸苓J渉�Hを逆変換して、�気鮃臉�する。文�C通り原子レベルの試料内�陲療甜��Sを�荵，垢�����である。

原子の�eを捉えることのできる、この透�堙展欧鮖箸┐弌⊆Ю���や新型電池、��電導、トポロジカル絶縁��など新材料の構�]を�荵　Σ鮴呂任�、新しい材料を�擇濬个江}段になりうる。日立は2010�Q3月からの国家プロジェクト「最先端研�|開発�мqプログラム」の�\成を�pけて、この電子顕微��を開発した。電子線の加�]電圧を1.2MVと�屬欧襪海箸播纏劼��S長を�]くし、分解�Δ魑鵑欧蕕譴襪茲Δ砲覆辰拭�

そのために新たに開発した�\術は主に四つある。�kつは球�C収差を抑えた、二つ�`は電子ビームのエネルギーバラつきを抑えた、��つ�`は電子銃を�W定にした、四つ�`はノイズを極��抑える環境を作った、である。最初の球�C収差の低��には、ビームを絞る��レンズに加え、収差を抑えるための凹レンズを�{加・工夫した。電顕のレンズは、もちろん電磁�cで構成するが、その�W定性が何よりも�_要だった。球�C収差係数が�����iは2.4mmだったが、����後は0.01mm未満に��少したという。

二つ�`のエネルギーのバラつきには、ノイズ�敢�と�a度変化に�瓦靴禿典��B�^の変化が少ない�B�^�_や��高圧ケーブル、さらに��高電圧レギュレータなどをフル����した。その�T果、�W定度は0.3ppmという低い電圧変化を1.2MVシステムで達成した。この�T果エネルギーの揃った高�]電子ビームを放�oすることが可�Δ砲覆辰拭�

��つ�`の電子銃の�W定動作には、先端の径が0.1µm以下という細い電子銃の放出電流が劣化するという問��があり、1日に1〜2�vメンテナンス電圧調�Dをしなければならなかった。これを解��するため、真空度を��来よりも100倍�屬�3×10の-10乗パスカルまで圧��を下げた。

図2　透�堙纏匕家���の専��建屋　周囲は��かな森の中

振動に�瓦靴討蓮�外�靈廾�を排除するように努めた。電子顕微��の分解�Δ��屬欧譴��屬欧襪曚鼻△舛腓辰箸靴真尭阿任皺��気�震えてしまうため、ごくわずかな振動との戦いだった。電顕をしっかり�w定するため、専��建屋(図2)を建設、音の振動さえ嫌い、電顕の�隹阿鯔媛纂爾砲靴拭�また、�荵，垢觧�は真空ポンプを�科�に引いたらポンプを�Vめ、その振動も排除した。また、電顕の操作は別室で行い、操作室にも吸音材を張り巡らせた。外�霄Ь譴��瓦靴討賄展欧亮�りをパーマロイでカバーするだけで�科�だとしている。

図3　電顕室の屋�屐ヽ宛�は透�堙展欧離▲織泙��霾�と変わりないが、左のタンクが高電圧発�昊_、��のタンクは電子銃�U御電源　�^真には�^っていないがその��に電顕がある

この電顕に使う1.2MVという��高電圧は専��の��圧�_と専��の電子銃�U御電源も電顕のそばに設��されており(図3)、それらを��高圧に耐えるケーブルでつないでいる。ただし、これだけ高電圧となると空気中にケーブルが露出すると放電するため、SF6ガスで気密封�Vしている。��圧は、40kVずつ44段のポンピング�v路で�屬欧討い�という。