研究者データベース

鈴木 明大(スズキ アキヒロ)
電子科学研究所 光科学研究部門
助教

基本情報

所属

  • 電子科学研究所 光科学研究部門

職名

  • 助教

学位

  • 博士(工学)(大阪大学)

科研費研究者番号

  • 20781850

J-Global ID

研究キーワード

  • タイコグラフィ   コヒーレント回折イメージング   X線顕微鏡   

研究分野

  • ナノテク・材料 / ナノバイオサイエンス

職歴

  • 2016年04月 - 現在 北海道大学 電子科学研究所 光科学研究部門 助教
  • 2013年04月 - 2016年03月 日本学術振興会 特別研究員(DC1)

学歴

  • 2013年04月 - 2016年03月   大阪大学   大学院工学研究科   精密科学・応用物理学専攻 博士後期課程
  • 2011年04月 - 2013年03月   大阪大学   大学院工学研究科   精密科学・応用物理学専攻 博士前期課程
  • 2007年04月 - 2011年03月   大阪大学   工学部   応用自然科学科

所属学協会

  • 日本放射光学会   

研究活動情報

論文

  • Takashi Kimura, Akihiro Suzuki, Ying Yang, Yoshiya Niida, Akiko Nishioka, Masashi Takei, Jinjian Wei, Hideyuki Mitomo, Yasutaka Matsuo, Kenichi Niikura, Kuniharu Ijiro, Kensuke Tono, Makina Yabashi, Tetsuya Ishikawa, Tairo Oshima, Yoshitaka Bessho, Yasumasa Joti, Yoshinori Nishino
    Review of Scientific Instruments 91 8 083706 - 083706 2020年08月01日 [査読有り][通常論文]
  • Chi-Feng Huang, Wei-Hau Chang, Ting-Kuo Lee, Yasumasa Joti, Yoshinori Nishino, Takashi Kimura, Akihiro Suzuki, Yoshitaka Bessho, Tsung-Tse Lee, Mei-Chun Chen, Shun-Min Yang, Yeukuang Hwu, Shih-Hsin Huang, Po-Nan Li, Peilin Chen, Yung-Chieh Tseng, Che Ma, Tsui-Ling Hsu, Chi-Huey Wong, Kensuke Tono, Tetsuya Ishikawa, Keng S. Liang
    AIP Advances 10 055219 055219-1 - 055219-11 2020年05月20日 [査読有り][通常論文]
  • Yoko Takeo, Akihiro Suzuki, Hiroto Motoyama, Yoshinori Takei, Takehiro Kume, Yusuke Matsuzawa, Yasunori Senba, Hikaru Kishimoto, Haruhiko Ohashi, Hidekazu Mimura
    Applied Physics Letters 116 12 121102-1 - 121102-4 2020年03月 [査読有り][通常論文]
  • Akihiro Suzuki, Takashi Kimura, Ying Yang, Yoshiya Niida, Akiko Nishioka, Tatsuro Tachibana, Masashi Takei, Kensuke Tono, Makina Yabashi, Tetsuya Ishikawa, Tairo Oshima, Yoshitaka Bessho, Yasumasa Joti, Yoshinori Nishino
    Physical Chemistry Chemical Physics 22 2622 - 2628 2020年02月 [査読有り][通常論文]
  • T. Koyama, H. Yumoto, T. Kimura, A Suzuki, T. Kameshima, Y. Joti, K. Tono, N. Tani, T. Tachibana, Y. Konishi, Y. Bessho, Y. Nishino, M. Yabashi, H. Ohashi
    Microscopy and Microanalysis 24 294 - 295 2018年 [査読有り][通常論文]
  • Akihiro Suzuki, Kei Shimomura, Makoto Hirose, Nicolas Burdet, Yukio Takahashi
    SCIENTIFIC REPORTS 6 35060  2016年10月 [査読有り][通常論文]
     
    The phase shift of light or electrons in objects is now necessary for probing weak-phase objects such as unstained biological specimens. Optical microscopy (OM) and transmission electron microscopy (TEM) have been used to observe weak-phase objects. However, conventional OM has low spatial resolution and TEM is limited to thin specimens. Here, we report on the development of dark-field X-ray ptychography, which combines X-ray ptychography and X-ray in-line holography, to observe weak-phase objects with a phase resolution better than 0.01 rad, a spatial resolution better than 15 nm, and a field of view larger than 5 mu m. We apply this method to the observation of both the outline and magnetosomes of the magnetotactic bacteria MO-1. Observation of thick samples with high resolution is expected to find broad applications in not only biology but also materials science.
  • Makoto Hirose, Kei Shimomura, Akihiro Suzuki, Nicolas Burdet, Yukio Takahashi
    OPTICS EXPRESS 24 11 1917 - 1925 2016年05月 [査読有り][通常論文]
     
    The sample size must be less than the diffraction-limited focal spot size of the incident beam in single-shot coherent X-ray diffraction imaging (CXDI) based on a diffract-before-destruction scheme using X-ray free electron lasers (XFELs). This is currently a major limitation preventing its wider applications. We here propose multiple defocused CXDI, in which isolated objects are sequentially illuminated with a divergent beam larger than the objects and the coherent diffraction pattern of each object is recorded. This method can simultaneously reconstruct both objects and a probe from the coherent X-ray diffraction patterns without any a priori knowledge. We performed a computer simulation of the prposed method and then successfully demonstrated it in a proof-of-principle experiment at SPring-8. The prposed method allows us to not only observe broad samples but also characterize focused XFEL beams. (C) 2016 Optical Society of America
  • Nicolas Burdet, Kei Shimomura, Makoto Hirose, Akihiro Suzuki, Yukio Takahashi
    APPLIED PHYSICS LETTERS 108 7 071103-1 - 5 2016年02月 [査読有り][通常論文]
     
    The efficient use of coherent X-rays is a crucial issue for ptychography at synchrotron facilities. We propose a method for optimizing the population of coherent modes for an optimal resolution. We show by a wave optical simulation that the intensity of a nearly diffraction-limited focusing X-ray beam can be described as an incoherent sum of a few orthogonal modes and that the first-mode flux significantly increases within a secondary source size by relaxing the requirement on the degree of coherence. We experimentally demonstrate it by means of multiple-mode ptychography with a synchrotron X-ray and achieve the high-resolution imaging of a weak-phase object. The present approach enables the high-resolution and high-throughput observation of weak-phase objects in materials science and biology. (C) 2016 Author(s).
  • Z. Huang, M. Bartels, R. Xu, M. Osterhoff, S. Kalbfleisch, M. Sprung, A. Suzuki, Y. Takahashi, T. N. Blanton, T. Salditt, J. Miao
    Nature Materials 14 691 - 695 2015年 [査読有り][通常論文]
  • K. Shimomura, A. Suzuki, M. Hirose, Y. Takahashi
    Physical Review B 91 214114-1 - 5 2015年 [査読有り][通常論文]
  • A. Suzuki, Y. Takahashi
    Optics Express 23 16429 - 16438 2015年 [査読有り][通常論文]
  • Rui Xu, Huaidong Jiang, Changyong Song, Jose A. Rodriguez, Zhifeng Huang, Chien-Chun Chen, Daewoong Nam, Jaehyun Park, Marcus Gallagher-Jones, Sangsoo Kim, Sunam Kim, Akihiro Suzuki, Yuki Takayama, Tomotaka Oroguchi, Yukio Takahashi, Jiadong Fan, Yunfei Zou, Takaki Hatsui, Yuichi Inubushi, Takashi Kameshima, Koji Yonekura, Kensuke Tono, Tadashi Togashi, Takahiro Sato, Masaki Yamamoto, Masayoshi Nakasako, Makina Yabashi, Tetsuya Ishikawa, Jianwei Miao
    NATURE COMMUNICATIONS 5 4061-1 - 9 2014年06月 [査読有り][通常論文]
     
    Conventional three-dimensional (3D) structure determination methods require either multiple measurements at different sample orientations or a collection of serial sections through a sample. Here we report the experimental demonstration of single-shot 3D structure determination of an object; in this case, individual gold nanocrystals at similar to 5.5 nm resolution using similar to 10 fs X-ray free-electron laser pulses. Coherent diffraction patterns are collected from high-index-faceted nanocrystals, each struck by an X-ray free-electron laser pulse. Taking advantage of the symmetry of the nanocrystal and the curvature of the Ewald sphere, we reconstruct the 3D structure of each nanocrystal from a single-shot diffraction pattern. By averaging a sufficient number of identical nanocrystals, this method may be used to determine the 3D structure of nanocrystals at atomic resolution. As symmetry exists in many virus particles, this method may also be applied to 3D structure studies of such particles at nanometer resolution on femtosecond time scales.
  • Akihiro Suzuki, Shin Furutaku, Kei Shimomura, Kazuto Yamauchi, Yoshiki Kohmura, Tetsuya Ishikawa, Yukio Takahashi
    PHYSICAL REVIEW LETTERS 112 5 053903-1 - 5 2014年02月 [査読有り][通常論文]
     
    We report the first demonstration of hard x-ray ptychography using a multislice approach, which can solve the problem of the limited spatial resolution under the projection approximation. We measured ptychographic diffraction patterns of a two-layered object with a 105 mu m gap using 7 keV focused coherent x rays. We successfully reconstructed the phase map of each layer at similar to 50 nm resolution using a multislice approach, while the resolution was worse than similar to 192 nm under the projection approximation. The present method has the potential to enable the three-dimensional high-resolution observation of extended thick specimens in materials science and biology.
  • Y. Takahashi, A. Suzuki, S. Furutaku, K. Yamauchi, Y. Kohmura, T. Ishikawa
    Physical Review B Rapid Communications 87 121201-1 - 4 2013年 [査読有り][通常論文]
  • Y. Takahashi, A. Suzuki, S. Furutaku, K. Yamauchi, Y. Kohmura, T. Ishikawa
    Applied Physics Letters 102 094102-1 - 4 2013年 [査読有り][通常論文]
  • A. Suzuki, Y. Senba, H. Ohashi, Y. Kohmura, K. Yamauchi, T. Ishikawa, Y. Takahashi
    Journal of Physics: Conference Series 463 012039-1 - 4 2013年 [査読有り][通常論文]
  • M. Nakasako, Y. Takayama, T. Oroguchi, Y. Sekiguchi, A. Kobayashi, K. Shirahama, M. Yamamoto, T. Hikima, K. Yonekura, S. Maki-Yonekura, Y. Kohmura, Y. Inubushi, Y. Takahashi, A. Suzuki, S. Matsunaga, Y. Inui, K. Tono, T. Kameshima, Y. Joti, T. Hoshi
    Review of Scientific Instruments 84 093705-1 - 11 2013年 [査読有り][通常論文]
  • Y. Takahashi, A. Suzuki, N. Zettsu, T. Oroguchi, Y. Takayama, Y. Sekiguchi, A. Kobayashi, M. Yamamoto, M. Nakasako
    Nano Letters 13 6028 - 6032 2013年 [査読有り][通常論文]
  • Yukio Takahashi, Akihiro Suzuki, Nobuyuki Zettsu, Yoshiki Kohmura, Kazuto Yamauchi, Tetsuya Ishikawa
    APPLIED PHYSICS LETTERS 99 13 131905-1 - 3 2011年09月 [査読有り][通常論文]
     
    We propose an element mapping technique of nano-meso-microscale structures buried within large and/or thick objects by ptychographic x-ray diffraction microscopy using anomalous scattering. We performed quantitative imagings of both the electron density and Au element of Au/Ag nanoparticles at the pixel resolution of better than 10 nm in a field of view larger than 5 x 5 mu m(2) by directly phasing ptychographic coherent diffraction patterns acquired at two x-ray energies below the Au L-3 edge. This method provides us with multiscale structural and elemental information for understanding the element/property relationship linking nanoscale structures to macroscopic functional properties in material and biological systems. (C) 2011 American Institute of Physics. [doi:10.1063/1.3644396]
  • Yukio Takahashi, Akihiro Suzuki, Nobuyuki Zettsu, Yoshiki Kohmura, Yasunori Senba, Haruhiko Ohashi, Kazuto Yamauchi, Tetsuya Ishikawa
    PHYSICAL REVIEW B 83 21 214109-1 - 5 2011年06月 [査読有り][通常論文]
     
    Ptychographic x-ray diffraction microscopy is a lensless imaging technique with a large field of view and high spatial resolution, which is also useful for characterizing the wavefront of an x-ray probe. The performance of this technique is degraded by positioning errors due to the drift between the sample and illumination optics. We propose an experimental approach for correcting the positioning errors and demonstrate success by two-dimensionally reconstructing both the wavefront of the focused x-ray beam and the complex transmissivity of the weakly scattering objects at the pixel resolution of better than 10 nm in the field of view larger than 5 mu m. This method is applicable to not only the observation of organelles inside cells or nano-mesoscale structures buried within bulk materials but also the characterization of probe for single-shot imaging with x-ray free electron lasers.

講演・口頭発表等

  • Biological imaging: Short-and long-term requirements from users for hard X-ray beamlines  [招待講演]
    Akihiro Suzuki
    SACLA Users' Meeting 2021 2021年03月 口頭発表(一般)
  • SPring-8/SACLAを利用したコヒーレント回折イメージング  [招待講演]
    鈴木明大
    第12回 日本放射光学会 若手研究会 2021年03月
  • 回転体ミラーによる軟X線ナノビームを用いた磁区構造解析技術  [招待講演]
    鈴木明大
    ISSP Workshop 2021 2021年03月
  • Micro-liquid enclosure array for X-ray laser diffractive imaging of samples in solution  [招待講演]
    Akihiro Suzuki
    A3 Foresight & 5 Star Alliance Joint Workshop on Organic/Inorganic Hybrid Nano Materials and Bio Imaging 2020年12月
  • パルス状コヒーレントX線溶液散乱法の現状と高度化に向けた取り組み
    鈴木明大, 城地保昌, 別所義隆, 西野吉則
    第33回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム 2020年01月
  • 1粒子XFELイメージングのための超低バックグラウンド溶液試料セル開発に向けて  [通常講演]
    鈴木明大, 湯本博勝, 小山貴久, 城地保昌, 別所義隆, 登野健介, 矢橋牧名, 石川哲也, 大橋治彦, 西野吉則
    第33回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム 2020年01月
  • Feasibility study on solution sample holding technique for XFEL based single-particle imaging  [通常講演]
    Akihiro SUZUKI
    SACLA Users' Meeting 2019 2019年08月 口頭発表(一般)
  • X線レーザー回折による溶液試料のナノ構造分析  [招待講演]
    鈴木明大, 城地保昌, 別所義隆, 西野吉則
    日本放射光学会 第11回若手研究会 2019年08月 口頭発表(招待・特別)
  • X線レーザー回折による溶液中試料イメージング -高度化に向けた最新の取り組み-  [招待講演]
    鈴木明大
    レーザー学会「レーザーバイオ医療」技術専門委員会 2019年07月 口頭発表(招待・特別)
  • Higher-Resolution XFEL-Based Coherent Diffractive Imaging with Multilayer Focusing Mirror System  [通常講演]
    Akihiro SUZUKI
    SACLA Users' Meeting 2018 2018年09月 口頭発表(一般)
  • Recent Advances in XFEL-Based Coherent Diffractive Imaging at SACLA  [招待講演]
    Akihiro Suzuki, Takashi Kimura, Yoshimasa Joti, Yoshitaka Bessho, Yoshinori Nishino
    Coherence 2018: International Workshop on Phase Retrieval and Coherent Scattering 2018年06月
  • Imaging thermoresponsive gold nanoparticles in solution by X-ray laser diffraction  [通常講演]
    Akihiro Suzuki, Takashi Kimura, Ryo Iida, Hideyuki Mitomo, Yasumasa Joti, Yoshitaka Bessho, Ken-ichi Niikura, Kuniharu Ijiro, Yoshinori Nishino
    International Conference on X-ray Optics and Applications 2018 2018年04月
  • X線レーザー回折による温度応答性金ナノ粒子の溶液中イメージング  [通常講演]
    鈴木明大, 木村隆志, 飯田良, 三友秀之, 城地保昌, 別所義隆, 新倉謙一, 居城邦治, 西野吉則
    第31回日本放射光学会・放射光科学合同シンポジウム 2018年01月
  • 外部刺激応答性ナノ粒子のX線レーザーイメージング  [招待講演]
    鈴木明大
    第14回X線結像光学シンポジウム 2017年11月 口頭発表(招待・特別)
  • X 線レーザー回折による温度応答性ナノ粒子の溶液中イメージング  [招待講演]
    鈴木明大
    第五回アライアンス若手研究交流会​プログラム 2017年08月 口頭発表(招待・特別)
  • New design of environmental cells as a first step toward 3D imaging in solution by X-ray laser diffraction  [通常講演]
    Akihiro Suzuki, Tatsuro Tachibana, Naoya Tani, Yasumasa Joti, Yoshitaka Bessho, Takashi Kimura, Yoshinori Nishino
    International Conference on X-ray Optics and Applications 2017 2017年04月 口頭発表(一般)
  • パルス状コヒーレントX線溶液散乱法による3次元イメージングに向けて  [通常講演]
    鈴木明大, 橘健朗, 谷直哉, 城地保昌, 別所義隆, 木村隆志, 西野吉則
    第30回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム 2017年01月 口頭発表(一般)

その他活動・業績

  • X線自由電子レーザーを用いた自動車用ナノマテリアルの無損傷イメージング
    西野 吉則, 鈴木 明大, 折笠 有基, 山重 寿夫 月刊OPTRONICS 4 2020年03月 [査読無し][招待有り]
  • 西野 吉則, 鈴木 明大, 木村 隆志, 城地 保昌, 別所 義隆 光学 47 (10) 413 -417 2018年10月 [査読無し][招待有り]
  • 西野 吉則, 木村 隆志, 鈴木 明大, 城地 保昌, 別所 義隆 レーザー研究 45 (8) 2017年08月 [査読有り][招待有り]
  • SACLAを用いたコヒーレントイメージング
    西野 吉則, 木村 隆志, 鈴木 明大, 城地 保昌, 別所 義隆 日本結晶学会誌 59 (1) 18 -23 2017年02月 [査読有り][招待有り]
  • 西野吉則, 木村隆志, 鈴木明大, 城地保昌, 大島泰郎, 別所義隆 バイオイメージング 25 (2) 74 2016年08月22日 [査読無し][通常論文]
  • 鈴木明大, 高橋幸生 Isotope News 725 12 -14 2014年09月 [査読無し][招待有り]

特許

受賞

  • 2016年01月 日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム 学生発表賞
     暗視野X線タイコグラフィによる弱位相物体の高分解能イメージング 
    受賞者: 鈴木明大
  • 2015年01月 日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム 学生発表賞
     暗視野X線タイコグラフィの提案 
    受賞者: 鈴木明大
  • 2014年01月 日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム 学生発表賞
     マルチスライスアプローチを用いた高分解能X線タイコグラフィ 
    受賞者: 鈴木明大
  • 2011年11月 日本金属学会秋期講演大会 優秀ポスター賞
     高分解能走査型コヒーレントX線回折顕微法の開発と金属ナノ組織解析への応用 
    受賞者: 鈴木明大

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 大開口回転体ミラーとマルチスライス法による厚い試料の3次元軟X線イメージング
    日本学術振興会:科学研究費助成事業 若手研究
    研究期間 : 2020年04月 -2022年03月 
    代表者 : 鈴木 明大
  • 高感度動的結晶構造解析のための超低バックグラウンド試料セル
    日本学術振興会:科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)
    研究期間 : 2020年04月 -2022年03月 
    代表者 : 鈴木 明大
  • X線レーザーとナノ構造形成技術を駆使した高速電子密度マッピング
    日本学術振興会:科学研究費補助金(若手研究(A))
    研究期間 : 2017年04月 -2020年03月 
    代表者 : 鈴木明大
  • X 線ナノイメージング技術を応用したシングル ショット波面計測
    日本学術振興会:科学研究費補助金(研究活動スタート支援)
    研究期間 : 2016年04月 -2017年03月 
    代表者 : 鈴木明大
  • 走査型X線回折トモグラフィーによる3 次元ナノメ ートル空間分解バイオイメージング
    日本学術振興会:科学研究費補助金(特別研究員奨励費)
    研究期間 : 2013年04月 -2016年03月 
    代表者 : 鈴木明大

教育活動情報

主要な担当授業

  • ナノイメージング特論
    開講年度 : 2019年
    課程区分 : 修士課程
    開講学部 : 情報科学研究科
    キーワード : ナノイメージング、X線計測、物質とX線との相互作用、X線源
  • ナノイメージング特論
    開講年度 : 2019年
    課程区分 : 修士課程
    開講学部 : 情報科学院
    キーワード : ナノイメージング、X線計測、物質とX線との相互作用、X線源
  • ナノイメージング特論
    開講年度 : 2019年
    課程区分 : 博士後期課程
    開講学部 : 情報科学研究科
    キーワード : ナノイメージング、X線計測、物質とX線との相互作用、X線源
  • ナノイメージング特論
    開講年度 : 2019年
    課程区分 : 博士後期課程
    開講学部 : 情報科学院
    キーワード : ナノイメージング、X線計測、物質とX線との相互作用、X線源
  • 一般教育演習(フレッシュマンセミナー)
    開講年度 : 2019年
    課程区分 : 学士課程
    開講学部 : 全学教育
    キーワード : 日常生活、キッチン、コーヒー、原生生物、虹、顕微鏡
  • 生体情報工学実験Ⅱ
    開講年度 : 2019年
    課程区分 : 学士課程
    開講学部 : 工学部
    キーワード : 遺伝情報,生体電気現象,生体機能情報,生体計測,バイオエレクトロニクス


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