研究者詳細

顔写真

アベ　マサキ
阿部　真樹
Masaki Abe
所属
国際放射光イノベーション・スマート研究センター　横幹研究部門　データ可視化スマートラボ
職名
助教
学位

  • 博士（工学）（東北大学）

  • 修士（工学）（東北大学）

e-Rad 研究者番号
91016039
Researcher ID
EJL-0677-2022

経歴 4

  • 2025年1月 ～ 継続中
    東北大学　多元物質科学研究所　助教

  • 2025年1月 ～ 継続中
    東北大学　国際放射光イノベーション・スマート研究センター　助教

  • 2024年4月 ～ 2024年12月
    日本学術振興会　特別研究員 (PD)

  • 2023年4月 ～ 2024年3月
    日本学術振興会　特別研究員 (DC2)

学歴 2

  • 東北大学　大学院工学研究科　金属フロンティア工学専攻

    2020年4月 ～ 2024年3月

  • 東北大学　工学部　材料科学総合学科

    2016年4月 ～ 2020年3月

所属学協会 2

  • 日本光学会

    2024年8月 ～ 継続中

  • 日本放射光学会

    2021年1月 ～ 継続中

受賞 5

  1. 第10回OPJ優秀講演賞

    2024年12月　一般社団法人 日本光学会　シングルフレームコヒーレント回折イメージングにおけるGuided Filterを用いた振幅像再構成手法

  2. 学生発表賞

    2024年1月　第37回日本放射光学会年会・ 放射光科学合同シンポジウム（JSR2024）　Virtual singleｰpixel imagingに基づくX線タイコグラフィｰ蛍光顕微法の提案

  3. 学生発表賞

    2023年1月　第36回日本放射光学会年会・ 放射光科学合同シンポジウム（JSR2023）　テンダーX線スペクトロタイコグラフィによるリチウム硫黄電池正極の硫黄化学状態イメージング

  4. Young Poster Award

    2022年11月　Asia Oceania International Conference on Synchrotron Radiation Instruments 2022 (AO-SRI 2022)　Development of Tender X-ray Ptychography Measurement System and Its Application to Sulfur Chemical State Imaging

  5. 第16回多元物質科学研究奨励賞

    2021年12月　東北大学多元物質科学研究所　テンダーX線タイコグラフィ法の開発と硫黄化学状態イメージングへの応用

論文 16

  1. Activation of Anionic Redox for Stoichiometric and Li-Excess Metal Sulfides through Structural Disordering: Joint Experimental and Theoretical Study 査読有り

    Miyuki Shinoda, Koki Matsunoshita, Masanobu Nakayama, Satoshi Hiroi, Koji Ohara, Masaki Abe, Nozomu Ishiguro, Yukio Takahashi, Gen Hasegawa, Naoaki Kuwata, Tsukasa Iwama, Takuya Masuda, Kosuke Suzuki, Hirofumi Ishii, Yu-Cheng Shao, Daisuke Shibata, Akinori Irizawa, Toshiaki Ohta, Itsuki Konuma, Teppei Ohno, Yosuke Ugata, Naoaki Yabuuchi

    Journal of the American Chemical Society　2025年7月30日

    DOI： 10.1021/jacs.5c04018 　

  2. Development of Operando Hard X-ray Ptychography: Application to Thin-Film All-Solid-State Lithium-Ion Batteries 査読有り

    Yuhei Sasaki, Nozomu Ishiguro, Hideshi Uematsu, Shuntaro Takazawa, Masaki Abe, Naru Okawa, Yasuhiro Suzuki, Kyosuke Ozaki, Kazuo Kobayashi, Haruki Nishino, Yoshiaki Honjo, Yasumasa Joti, Takaki Hatsui, Yasutoshi Iriyama, Yukio Takahashi

    The Journal of Physical Chemistry C　2025年6月2日

    DOI： 10.1021/acs.jpcc.4c08299 　

    ISSN：1932-7447 1932-7455

  3. PID3Net: a deep learning approach for single-shot coherent X-ray diffraction imaging of dynamic phenomena 査読有り

    Tien-Sinh Vu, Minh-Quyet Ha, Adam Mukharil Bachtiar, Duc-Anh Dao, Truyen Tran, Hiori Kino, Shuntaro Takazawa, Nozomu Ishiguro, Yuhei Sasaki, Masaki Abe, Hideshi Uematsu, Naru Okawa, Kyosuke Ozaki, Kazuo Kobayashi, Yoshiaki Honjo, Haruki Nishino, Yasumasa Joti, Takaki Hatsui, Yukio Takahashi, Hieu-Chi Dam

    npj Computational Materials　11　(1)　2025年3月12日

    出版者・発行元： Springer Science and Business Media LLC

    DOI： 10.1038/s41524-025-01549-x 　

    eISSN：2057-3960

  4. Guided-image-filtering-assisted phase retrieval for amplitude reconstruction in single-frame coherent diffraction imaging 査読有り

    Masaki Abe, Shuntaro Takazawa, Hideshi Uematsu, Yuhei Sasaki, Naru Okawa, Nozomu Ishiguro, Yukio Takahashi

    Optica　11　(12)　1708-1715　2024年12月13日

    出版者・発行元： Optica Publishing Group

    DOI： 10.1364/optica.542299 　

    eISSN：2334-2536

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    Coherent diffraction imaging enables high-resolution sample observations to surpass lens performance limitations. However, accurate reconstruction of amplitude images from a single diffraction intensity pattern remains challenging, hindering its application to dynamic chemical process observation. We propose a phase retrieval method that enhances amplitude image reconstruction by exploiting the structural similarity between phase and amplitude images using guided image filtering. Numerical simulations and synchrotron radiation experiments demonstrate that it can reconstruct amplitude images with quantitative accuracy comparable to that of ptychography and attain a spatial resolution equivalent to that of phase images. This technique can potentially revolutionize material characterization by improving the temporal resolution of nanoscale chemical-state imaging.

  5. In situ heating coherent X-ray diffraction imaging for visualizing nanometer-scale structural changes in metallic materials 査読有り

    Shuntaro Takazawa, Yuhei Sasaki, Masaki Abe, Hideshi Uematsu, Naru Okawa, Nozomu Ishiguro, Yukio Takahashi

    Materialia　102311-102311　2024年12月

    出版者・発行元： Elsevier BV

    DOI： 10.1016/j.mtla.2024.102311 　

    ISSN：2589-1529

  6. Three-Dimensional Nanoscale Imaging of SiO2 Nanofiller in Styrene-Butadiene Rubber with High-Resolution and High-Sensitivity Ptychographic X-ray Computed Tomography 査読有り

    Naru Okawa, Nozomu Ishiguro, Shuntaro Takazawa, Hideshi Uematsu, Yuhei Sasaki, Masaki Abe, Kyosuke Ozaki, Yoshiaki Honjo, Haruki Nishino, Yasumasa Joti, Takaki Hatsui, Yukio Takahashi

    Microscopy and Microanalysis　2024年11月4日

    DOI： 10.1093/mam/ozae094 　

  7. Towards sub-10 nm spatial resolution by tender X-ray ptychographic coherent diffraction imaging 査読有り

    Nozomu Ishiguro, Fusae Kaneko, Masaki Abe, Yuki Takayama, Junya Yoshida, Taiki Hoshino, Shuntaro Takazawa, Hideshi Uematsu, Yuhei Sasaki, Naru Okawa, Keichi Takahashi, Hiroyuki Takizawa, Hiroyuki Kishimoto, Yukio Takahashi

    Applied Physics Express　17　(5)　2024年5月1日

    DOI： 10.35848/1882-0786/ad4846 　

    ISSN：1882-0778

    eISSN：1882-0786

  8. Coupling x-ray photon correlation spectroscopy and dynamic coherent x-ray diffraction imaging: Particle motion analysis from nano-to-micrometer scale 査読有り

    Shuntaro Takazawa, Duc Anh Dao, Masaki Abe, Hideshi Uematsu, Nozomu Ishiguro, Taiki Hoshino, Hieu Chi Dam, Yukio Takahashi

    Physical Review Research　5　(4)　2023年10月

    DOI： 10.1103/PhysRevResearch.5.L042019 　

    ISSN：2643-1564

  9. Nondestructive observation of nanopipe in GaN crystal by x-ray ptychographic coherent diffraction imaging 査読有り

    Yuhei Sasaki, Hideshi Uematsu, Shuntaro Takazawa, Masaki Abe, Nozomu Ishiguro, Jun Koyama, Norihito Mayama, Yuji Terui, Yukio Takahashi

    AIP Conference Proceedings　2990　(1)　2023年9月27日

    DOI： 10.1063/5.0168127 　

    ISSN：0094-243X

    eISSN：1551-7616

  10. High-resolution and high-sensitivity X-ray ptychographic coherent diffraction imaging using the CITIUS detector 査読有り

    Yukio Takahashi, Masaki Abe, Hideshi Uematsu, Shuntaro Takazawa, Yuhei Sasaki, Nozomu Ishiguro, Kyosuke Ozaki, Yoshiaki Honjo, Haruki Nishino, Kazuo Kobayashi, Toshiyuki Nishiyama Hiraki, Yasumasa Joti, Takaki Hatsui

    Journal of Synchrotron Radiation　30　989-994　2023年8月1日

    DOI： 10.1107/S1600577523004897 　

    ISSN：0909-0495

    eISSN：1600-5775

  11. X-ray ptychographic and fluorescence microscopy using virtual single-pixel imaging based deconvolution with accurate probe images 査読有り

    Masaki Abe, Nozomu Ishiguro, Hideshi Uematsu, Shuntaro Takazawa, Fusae Kaneko, Yukio Takahashi

    Optics Express　31　(16)　26027-26039　2023年7月31日

    DOI： 10.1364/OE.495733 　

    eISSN：1094-4087

  12. Nanoscale domain imaging of Li-rich disordered rocksalt-type cathode materials with X-ray spectroscopic ptychography 査読有り

    Hideshi Uematsu, Nozomu Ishiguro, Masaki Abe, Shuntaro Takazawa, Jungmin Kang, Itsuki Konuma, Naoaki Yabuuchi, Yukio Takahashi

    Physical Chemistry Chemical Physics　25　(5)　3867-3874　2023年1月10日

    DOI： 10.1039/d2cp04087e 　

    ISSN：1463-9076

  13. Visualization of Sulfur Chemical State of Cathode Active Materials for Lithium-Sulfur Batteries by Tender X-ray Spectroscopic Ptychography 査読有り

    Masaki Abe, Fusae Kaneko, Nozomu Ishiguro, Tatsuya Kubo, Fumiya Chujo, Yusuke Tamenori, Hiroyuki Kishimoto, Yukio Takahashi

    Journal of Physical Chemistry C　126　(33)　14047-14057　2022年8月25日

    DOI： 10.1021/acs.jpcc.2c02795 　

    ISSN：1932-7447

    eISSN：1932-7455

  14. Development and application of a tender X-ray ptychographic coherent diffraction imaging system on BL27SU at SPring-8 査読有り

    Masaki Abe, Fusae Kaneko, Nozomu Ishiguro, Togo Kudo, Takahiro Matsumoto, Takaki Hatsui, Yusuke Tamenori, Hiroyuki Kishimoto, Yukio Takahashi

    Journal of Synchrotron Radiation　28　1610-1615　2021年9月1日

    DOI： 10.1107/S1600577521006263 　

    ISSN：0909-0495

    eISSN：1600-5775

  15. Demonstration of single-frame coherent X-ray diffraction imaging using triangular aperture: Towards dynamic nanoimaging of extended objects 査読有り

    Shuntaro Takazawa, Jungmin Kang, Masaki Abe, Hideshi Uematsu, Nozomu Ishiguro, Yukio Takahashi

    Optics Express　29　(10)　14394-14402　2021年5月10日

    DOI： 10.1364/OE.419998 　

    eISSN：1094-4087

  16. Visualization of Structural Heterogeneities in Particles of Lithium Nickel Manganese Oxide Cathode Materials by Ptychographic X-ray Absorption Fine Structure 査読有り

    Hideshi Uematsu, Nozomu Ishiguro, Masaki Abe, Shuntaro Takazawa, Jungmin Kang, Eiji Hosono, Nguyen Duong Nguyen, Hieu Chi Dam, Masashi Okubo, Yukio Takahashi

    Journal of Physical Chemistry Letters　12　5781-5788　2021年

    DOI： 10.1021/acs.jpclett.1c01445 　

    eISSN：1948-7185

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講演・口頭発表等 15

  1. シングルフレームコヒーレント回折イメージングにおけるGuided image filteringを用いた振幅像再構成手法

    阿部真樹, 高澤駿太郎, 上松英司, 佐々木雄平, 大川成, 石黒志, 高橋幸生

    第38回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム　2025年1月12日

  2. シングルフレームコヒーレント回折イメージングにおけるGuided Filterを用いた振幅像再構成手法

    阿部真樹, 高澤駿太郎, 上松英司, 佐々木雄平, 大川成, 石黒志, 高橋幸生

    Optics & Photonics Japan 2024　2024年11月30日

  3. X-ray ptychographic and fluorescence microscopy using virtual single-pixel imaging based deconvolution

    Masaki Abe, Nozomu Ishiguro, Hideshi Uematsu, Shuntaro Takazawa, Fusae Kaneko, Yukio Takahashi

    16th International Conference on X-ray Microscopy (XRM 2024)　2024年8月12日

  4. Virtual single-pixel imagingに基づくＸ線タイコグラフィ-蛍光顕微法の提案

    阿部真樹, 石黒志, 上松英司, 高澤駿太郎, 金子房恵, 高橋幸生

    第37回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム　2024年1月

  5. テンダーX線タイコグラフィの開発と硫黄化学状態ナノイメージングへの応用

    阿部真樹

    SPRUC研究会「コヒーレント構造科学研究会」　2023年3月8日

  6. テンダーX線スペクトロタイコグラフィによるリチウム硫黄電池正極の硫黄化学状態イメージング

    阿部真樹, 金子房恵, 石黒志, 久保達也, 中条文哉, 為則雄祐, 岸本浩通, 高橋幸生

    第36回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム　2023年1月

  7. Development of Tender X-ray Ptychography Measurement System and Its Application to Sulfur Chemical State Imaging

    Masaki Abe, Fusae Kaneko, Nozomu Ishiguro, Togo Kudo, Takahiro Matsumoto, Takaki Hatsui, Yusuke Tamenori, Hiroyuki Kishimoto, Yukio Takahashi

    Asia Oceania International Conference on Synchrotron Radiation Instruments 2022 (AO-SRI 2022)　2022年11月11日

  8. Development of Tender X-ray Spectroscopic Ptychography Mesasurement System and Its Application to Sulfur Chemical State Imaging of Sulfur-Containing Polymer

    Masaki Abe, Fusae Kaneko, Nozomu Ishiguro, Togo Kudo, Takahiro Matsumoto, Takaki Hatsui, Yusuke Tamenori, Hiroyuki Kishimoto, Yukio Takahashi

    15th International Conference on X-ray Microscopy (XRM 2022)　2022年6月22日

  9. Development of Tender X-ray Ptychography Measurement System

    Masaki Abe, Fusae Kaneko, Nozomu Ishiguro, Yusuke Tamenori, Hiroyuki Kishimoto, Yukio Takahashi

    14th International Conference on Synchrotron Radiation Instrumentation (SRI2021)　2022年3月31日

  10. テンダーX線スペクトロタイコグラフィの開発と含硫黄高分子粒子の化学状態イメージング

    阿部真樹, 金子房恵, 石黒志, 工藤統吾, 松本崇博, 初井宇記, 為則雄祐, 岸本浩通, 高橋幸生

    第35回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム　2022年1月

  11. テンダーX 線領域にお けるタイコグラフィ-XAFS 法の開発と含硫黄高分子粒子の化学状態イメージング

    阿部真樹, 金子房恵, 石黒志, 為則雄祐, 岸本浩通, 高橋幸生

    第 21 回東北大学多元物質科学研究所発表会　2021年12月

  12. テンダーX 線タイコグラフィの基盤技術開発と硫黄高分子材料観察への応用

    阿部真樹, 金子房恵, 石黒志, 工藤統吾, 松本崇博, 初井宇記, 為則雄祐, 岸本浩通, 高橋幸生

    SPring-8 シンポジウム 2021　2021年9月

  13. テンダーX線タイコグラフィXAFS法の開発と含硫黄高分子粒子の化学状態イメージング

    阿部真樹, 金子房恵, 石黒志, 工藤統吾, 松本崇博, 初井宇記, 為則雄祐, 岸本浩通, 高橋幸生

    第24回XAFS討論会　2021年9月

  14. テンダーX線領域におけるタイコグラフィ法の開発

    阿部真樹, 金子房恵, 石黒志, 為則雄祐, 岸本浩通, 高橋幸生

    第34回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム　2021年1月

  15. テンダーＸ線タイコグラフィの基盤技術開発とその応用展開

    阿部真樹, 金子房恵, 石黒志, 為則雄祐, 岸本浩通, 高橋幸生

    SPring-8 シンポジウム 2020　2020年9月

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共同研究・競争的資金等の研究課題 2

  1. 三角形X線照明で切り拓く高速化学状態ナノイメージング

    阿部 真樹

    2025年7月31日 ～ 2027年3月31日

  2. オペランドテンダーX線タイコグラフィによるリチウム硫黄電池の劣化メカニズムの解明

    阿部 真樹

    2023年4月25日 ～ 2025年3月31日

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    本研究の目標はテンダーX線タイコグラフィを用いてリチウム硫黄電池の劣化メカニズムを明らかにすることである。この目標に向け本年度は、テンダーX線の透過率を確保可能な薄型電池セルの開発と、これを用いた電解液中の硫黄電極の観察に取り組んだ。 開発した薄型電池セルは主に、X線窓に用いる500 nm厚SiN膜を備えた二枚のメンブレンチップと、35 um厚のカプトンテープスペーサーから成る。二枚のメンブレンチップには導通を確保するためにAl膜を蒸着した上で、それぞれに硫黄活物質材料である硫黄変性ポリブチルメタクリレートとリチウム源であるLiFePO4を担持させた。そして、カプトンテープが形成するメンブレンチップ間の隙間に電解液を封入することで電池セルとした。これにより、電解液の厚みをテープ厚程度に抑えることができ、セルに対する2.5 keVのテンダーX線の透過率を10%以上確保できる見込みである。 次に、開発した電池セルを用いたテンダーX線タイコグラフィ計測の性能を確かめるため、大型放射光施設SPring-8のBL27SUにおいて放射光実験を実施した。実験では硫黄K吸収端近傍のエネルギーに単色化されたテンダーX線を、フレネルゾーンプレートによって集光してセル内部の正極に照射した。試料からの回折強度パターンの計測には二次元検出器SOPHIAS-Lを用いた。測定された回折強度パターンを解析することで、硫黄電極におけるX線の位相シフト量の分布ならびに吸光度の分布（吸収像）を再構成することができた。そして、吸収端近傍の複数エネルギーで測定された吸収像の各ピクセル(約50 nm)から、硫黄化学状態を反映する空間分解X線吸収スペクトルを取得することに成功した。この結果は、テンダーX線タイコグラフィを用いることで、電極内部で生じる微視的な硫黄化学状態変化を観察できることを示す重要な成果である。