電界、電子線、熱の外部刺激を印加した際に起こる、気体分子と金属・酸化物表面原子との化学反応に伴う高速ダイナミクスを実空間・実時間で観測することを目指す。観測には、気体雰囲気下において原子レベルで動的観察ができる環境制御・透過電子顕微鏡(E-TEM)を利用し、高速カメラを用いて化学反応中の個々の原子分子の高速現象を捉える。ナノレベルの局所領域に電界を印加し、電界誘起による表面原子の高速ダイナミクス現象を捉え、照射電子線を制御することで、電子線誘起による気体分子と表面原子の高速反応を解明する。大気圧の気体雰囲気下での表面構造解析ならびに表面原子構造の温度変化を調べ、気体反応の学理を構築する。