特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 6

学会へ行こう Final──AUSTRIB 2006──

山 口 奈緒美Naomi YAMAGUCHI
機械システム工学専攻修士課程

2006 年度修了

評価関数とする最適設計を考え，振れ回り振幅を最1．はじめに小とする溝諸元について検討を行い，実験による検2003 年度発行の龍谷理工ジャーナル 15 巻 2 号証を行います（1）．

で，研究室の先輩の北川貴一さんが，「学会へ行こう」という体験談を発表されました．そして，172. 2基礎式の導出巻 3 号で，私は続編の「国際デビュー戦〜学会へ行

本研究では，図 1 に示すような，軸方向に一つのこう 2〜」を書かせていただきました．そしてさらスパイラル溝を有するジャーナル軸受を対象としまに，18 巻 2 号で，「学会へ行こう 3」を執筆させてす．本研究で述べる軸受の最適設計とは，スパイラ

いただきました．本稿は，私にとって最後の学会発ル溝の溝諸元パラメータである丘溝比，溝角度，溝表について，「Final」という形でまとめさせていた深さを最適化することを指します．

だきました．できればですが，上記の 3 つも合わせ軸受性能は無限溝数理論（Narrow Groove The（2）ory : NGT）
によって厳密に解析できるものとしまて読んでいただけたら嬉しいです．
私は，2006 年 12 月 3 日から 6 日まで，南半球にす．

あるオーストラリアのブリスベンという都市で開催

軸受の挙動に関して軸受系のモデルを立て，運動された「AUSTRIB 2006」という国際学会でオーラ方程式を解くことによって軸受の振れ量，安定作動ル発表をしてきました．タイトルは，「Optimizationのための安全率を求め，最適溝形状を模索しましof Groove Dimensions in Spiral-Grooved Journal Bear-た．

ings for Run-Out Characteristics with Experimental
Verifications」で，日本語訳をすると，「スパイラル
溝付軸受における振れ精度向上のための溝諸元の最適化と実験的検証」です．研究内容は以下に簡単に紹介させていただきます．

2．研究内容2. 1

研究背景

近年の AV, OA 機器 ス ピ ン ド ル 用 軸 受 に お い
図1て，高回転速度化の要求に対し，高い潤滑膜圧力を

スパイラル溝付軸受

概略図

発生するスパイラル溝付軸受が採用される傾向にあります．本研究では，ロータの不釣合い質量によっ

2. 3 実験方法・結果てもたらされる，軸受の同期振れ回り振動の振幅を― ９８ ―

前述の理論の妥当性を実験的に検証するため，本

図2

図3

実験装置

図4

実験結果

シャフトモデル

研究では，次の 2 種類のシャフトを用意しました．
漓

主軸受剛性 Kxx を最大にする軸受諸元【従来型】

滷同期振れ振幅 Ab を最小とする軸受諸元【提案型】
図 2 は理論に基づいて設計したシャフトを模式的に表したもので，表 1 は溝諸元です．このシャフトを用いれば，理論的には従来型に比べて，提案型では 47％ 振れを小さくすることができます．ロータ

時に，もう一度国際学会に挑戦しようと決意し，こは円筒形状とし，タービンによって回転力を得るこの学会に参加することを決めました．以下に学会にととしました．

参加した流れを書きたいと思います．

図 3 に示す実験装置に，2 種類のシャフトモデル

まず，申し込みの期限が 2006 年 2 月 28 日で，就をそれぞれ組み込み，X 軸と Y 軸の 2 方向に設置

職活動真っ只中でした．正直，私は就職活動を後回した静電容量センサーで，ロータの振れ回りを測定しにしたので，この頃は何もしていませんでした．

しました．それぞれのシャフトについて，ロータのそして，ちょうどその頃，前回の掲載内容である，

振れ量を回転数 1000 rpm から 10000 rpm に対して

トライボロジー学会の予稿集締め切りも重なってお測定しました．結果を図 4 に示します．それぞれのり，私は焦っていました．もともと英語が苦手な私

結果の 1 次近似曲線より，形状誤差などによる振れは，アブストラクトを書くのにとても労力を費やしを除くと，振れが 46％ 減少していることが見て取ました．何度も書き直しては先生に NG を出されます．これより，理論の妥当性を証明できたといれ，どうすればいいものかと考えあぐねていましえます．

た．正直，私の英語で書いた内容はほとんど直されたと思います．情けないことです．でも，無事申し

3．学会へ向けての準備

込むことができ，受け取りの返信が来たときは，と私は，修士 1 回生のときにアメリカの Washing-ても安心しました．

ton, D.C. で開催された学会に参加しました．その― ９９ ―

その後，3 月中旬から始めた就職活動も 4 月中に無事内定を貰え，5 月には大学の中間発表を無事終え，その後すぐにトライボロジー学会の発表を終えました．そして，次に待っていたのは，6 月 1 日締
め切りのフルペーパーです．フルペーパーとは学会に提出する 6 枚程度の論文のことです．しかもすべて英語です．トライボロジー学会のあと，2 週間しかなく，この 2 週間は私にとって地獄でした．またもや先生に書き直されまくりました．でも，これも無事に提出することができました．しかし，これが最後ではなく，このフルペーパーの直しがあるのです．その締め切りが 8 月 25 日でした．ただ，学会

写真 1側から訂正の要求があった人だけだったのです．私ブリスベンの町並

は運がよかったのか，訂正の必要はなく，無事にファイナルペーパーを提出することができました．

4. 2 ブリスベン

次に私を待っていたのは，学会発表当日に使用す学会の開催地である，オーストラリアの東海岸にる，PPT の作成です．これは，もともとストーリあるブリスベンという町は，クイーンズランド州のーを考えていたこともあるし，前回国際学会で発表

州都で，とても綺麗な町でした．オーストラリアはしたときとかぶるところがあったので，比較的楽で夏真っ只中でしたが，湿度が低く，暑くても過ごしした．しかし，やはり発音や質疑応答のことを思う

やすい気候でした．夜は少し肌寒いくらいでした．

と，出発前日まで打ち合わせを繰り返し，手直しをしかし，慣れないこともありました．それは，夏のし続けていました．

クリスマス！ツリーや，サンタの格好した人がいるのですが，冬のクリスマスに慣れている私は，とて4．オーストラリア
4. 1

も変な感じがしました．

出発

12 月 3 日から学会でしたので，前日入りするた
めに 1 日に日本を発ちました．オーストラリアまで

5．国際学会
5. 1

学会会場の直行便ではなく，シンガポールでの乗り換えがあ学会の会場は，Rydges South Bank というホテル

り，オーストラリアのブリスベン国際空港に到着しで，オーストラリアで展開しているとても綺麗なホ

たのは 2 日の午前 7 時（現地時間）でした．時差はテルでした．ヒルトンのような感じです．しかし，＋1 時間だったので，アメリカの学会のときほどし

少し小さめの学会なのか，部屋数が少なく感じましんどい思いをしなかったので，よかったです．

た．ポスターセッションの出展数も少なかったで

本当は，私の指導をしてくださっている先生も一す．

緒に行くはずだったのですが，予定がつかず，学生

5. 2

のみで参加することになりました．一緒に参加したのは，同志社大学

修士 2 回生の根本

初日，2 日目

私の発表は開催 3 日目の 12 月 5 日でしたので，

和明くん

はじめの二日間は発表を聞いて，いろいろ学びまし共生くん（写真 6 左端）

た．講演では，日本の先生が発表されたりもしておです．二人ともとても優秀な学生さんで，一緒にいり，面白いジョークを交えて会場を沸かしたりしてるだけで，とても勉強になりました．

いました．私にはできない芸当だなぁ，と思いつ（写真 6 右端）と，宇野― １００ ―

写真 2

モーニングティーの様子

写真 3

発表会場

写真 4

議長と私

つ，自分の発表を想像して緊張を高めていました．
余談ですが，この学会はとてもティータイムの多い学会で，モーニングティー，ランチ，そしてアフタヌーンティーがあるという感じでした．海外のケーキはとても甘かったです．（写真 2）
そして，滞在中宿泊しているホテルに帰ると，学生 3 人で一緒に発表練習をしました．全員少しは緊張していたと思いますが，私の緊張は一番すごかっ
たと思います．

5. 3

発表当日

私のセッションは午前中の最後で，そのセッショの発表の人が同一人物で，私の発表の時間が早まっ

ンの中でも 6 人中 5 番目という最後のほうでした．

てしまうというアクシデントが！いや，アクシデン

しかも，悲しいことに，一緒に行った同志社の学生

トでもなんでもないのですが．とりあえず，心の準さんの発表のセッションと時間がかぶり（二人は同備が微妙なまま壇上に立つことになりました．

じセッションでした），私一人で発表しなければな

でも，前回と同じく，壇上に立つと緊張よりもらなくなりました．しかし，力を出し切ろうと皆で「やらなきゃいけない！」という気持ちのほうが大

約束し，それぞれの会場へ向かいました（写真 3 ときくなり，発表中は普通に声を出すことが出来てい同じ部屋で発表しました）．普段通りに振舞おうとたと思います．しかし！ここで本当のアクシデント

必死でしたが，このとき，私の心臓はすでにバクバが邇私は，実は背が低いらしく，海外の方（しかもクです．

男性）と比べたら，かなり低いらしいのです．発表

今回の学会では，学生の発表件数が少なく，私ののマイクは当然，平均の高さに設定されていますよセッションでも学生は私一人でした．発表者の方はね？なので，私にはとても高かったみたいなので皆さん立派な先生方です．私の発表が近づくたび胃す．私は気にならなかったので，そのまま話し始めがキリキリ痛み出しました．実を言うと，我慢できたのですが，気を使ってくれた皆さんが，マイクをなくなり，トイレにかけこんで吐いてしまったほど低く直してくれたのです．すると，二つあるうちの緊張していました．しかも，私の前の発表と前の前

片方のマイクが低くなりすぎて，その瞬間，すごい

―１
０１ ―

マイクの騒音が！会場にいる方々が，全員耳をふさ

Down Dinner がありました．立食ではなく，普通にいでしまうくらい，ガーッって鳴り響きました．す席についてコース料理がでてきました．これには驚ぐにスタッフの方が止めてくださって，マイクの位きました．そして，とても美味でした．食事のほか

置も私に合わせてくれたのですが，会場は笑いのに，エンターテイメントもありました．急に踊り子

渦．そのおかげで，私の緊張もだいぶ解けました．

さんが出てきて，ロシアの踊りを披露していましこれは，いいアクシデントですね．

た．賞を貰っているくらいすごい踊り子さんらし

発表は，何度も学会で発表していますし，大丈夫

く，サインがもらえるくじ引きもあったりしましだったと思います．でも，やはり質疑応答は私にとた．しかも，そのくじ引きで日本人の方が当選しって難関でした．英語ということがどうしてもネッて，私の知り合いの先生が貰っていました．また，

クになってしまうのです．質疑応答に入った瞬間，ワインが当たるくじ引きもあったり，誕生日の人の緊張は再び戻ってきて，質問が耳に入らない．答え

お祝いもありました．とても楽しい懇親会でした．

たことは的を外れ，日本人の先生が助けてくださっ
たのに，ちゃんとできませんでした．それでもいく

5. 5

4 日目，5 日目

つか質問をしてくださり，私にとって，皆さんに悪4 日目は発表がある最終日で，少し人数が少なくかったなぁという気持ちが残る質疑応答でした．

なっているような気がしました．私たちは発表が終

しかし，嬉しかったこともありました．セッショ

わっていたので，気楽に，学ぶために発表を聞くこンが終わったあと，私の発表を聞きたかったのに時間がずれていたので聞き逃したと言ってくれた方が何人もいらっしゃったのです．とても嬉しかったです．それに，質問してくださった人に後で謝りに言ったのですが，そのときに少し話すことができ，また，「君の研究はとても面白い！」と言ってくださりました．私のセッションの議長の方にも話しかけてもらうことができ，質疑応答で悔いが残る結果となりましたが，とても得ることが多かった学会だと
思います．
写真 5
5. 4

Conference dinner の様子

Conference dinner

発表日の夜に，懇親会がありました．私たち三人
は全員発表も終わったことですし，晴れ晴れとした
気持ちで参加することができました．ホテルの最上階のとても綺麗な夜景を見ることができる部屋でした．
まず，Pre-Dinner Drinks があって，皆さん夜景を見ながらお酒を嗜まれていました．前回の学会でお世話になった先生方に声をかけていただける場面もあり，私もこのトライボロジーの世界で少しずつ顔が広くなったなぁと思いました．そして，次に Sit― １０２ ―写真 6

QUT の先生方ととができ，とても有意義でした．最終日は，学会そこの 4 度の経験は，私にとってとても大きなもののものではなかったみたいで，用意していたのですになりました．正直，自信を持って発表も質疑応答

が，参加しなくていいと言われました．ですので，も答えられたという学会はありません．毎度そのとブリスベン観光に行くことにしました．海外の先生

きに気づかされることもありましたし，理解力の足に案内してもらうことができ，ブリスベンの町のこりなさを痛感させられました．しかし，再度認識すとを知ることができました．

ることによって，前進してきました．近くにいる人の意見ではなく，違う視点からの意見は，私の飛躍

6．帰国までのために必要なものでした．そして，私の自信につ

12 月 8 日の午前中に，ブリスベンにある，Queens-

ながる出来事もたくさんありました．成長したと実

land University of Technology（写真 7）という大学

感することもできました．この発表の機会を与えての訪問をしました．とても綺麗な大学で，広さも龍くださった先生方に，何度感謝の意を述べても足り

谷大学に比べて格段に広かったと思います．海外のないと思います．ありがとうございました．

大学は日本の大学よりも自由な雰囲気で，植物園と学会に参加すること．それは，とても緊張する

敷地が隣り合わせだったり，コンサートが開かれてし，怖いことでした．「学会発表なんてできるだけいたり，とても面白かったです．

の研究もしてないし，面倒くさい．」なんて考えて

そして，9 日の早朝から飛行機に乗り，また一日かけて日本へ帰国しました．

いる人いませんか？けれど，何事もやってみなければわからないことだらけだと思いませんか？たとえ，失敗したとしても，やることに意義があるのだと思います．英語の実力がなく，何度書き直されたとしても，努力して試行錯誤したことは私の力になりました．また，発表するという目標を持つこと
で，目線が前に向きました．惰性で進んで行く時間のもったいなさに気づきました．私は，目標を持って，物事に取り掛かることの大切さを身をもって学ぶことができました．これは，社会に出ても，とても大切なことだと思います．
私は，2007 年 3 月に長年お世話になった龍谷大

写真 7

学を卒業します．6 年間も通った学校ですから，とQueensland University of Technologyても思い入れも強いし，寂しいです．でも，悲観的になるだけじゃなく，この大学生活で得たことを無7．終わりに駄にせず，次は社会に挑戦したいと意欲的に思いま

私は，龍谷大学大学院の院生になってから，今回す．でも，まずは学部＋修士の 3 年間力を注いだ研の発表も含め，国際学会 2 回，国内学会 1 回参加さ究をまとめ，修士論文を心残りのないように書き上せていただきました．また，講演会で発表もさせてげたいと思います．それが，私の今の一番の目標でいただきました．そのたびに，指導教員の先生方，

す．

共同研究の皆様，同研究室の皆さんにお世話にな

最後になりましたが，先輩から引き継いだ「学会り，本当に感謝しています．この場をかりて御礼申へ行こう」シリーズを最後まで読んでいただき，本し上げます．

当にありがとうございました．
― １０３ ―

参考文献

［ 2 ］ J. H. Vohr，他 1 名，Trans. ASME, J. of Basic Eng.,［ 1 ］ 平山，山口，他 3 名，機論 C, 713−72（2006）241.

―１
０４ ―

187−3（1965）568.

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 6

COMMAD'06 に参加して大久保 有 里Yuri OKUBO
電子情報学専攻修士課程

2006 年度修了

1．はじめに
私は，2006 年 12 月 6 から 8 日に，オーストラリ
アのパースにある The University of Western Australia（UWA）で開催された国際学会に 参 加 し ま した．この学会は，COMMAD’06（2006 Conference on
Optoelectronic and Microelectronic Materials and Devices）という名称で，私はポスターセッションで発表を行いました．パースは日本と時差が 1 時間あ図1

りますが，12 月からサマータイムにより時計を 1

ガスのスペクトル測定のための光学系

時間早めているので時差がまったくなくなり，天気も好く暖かかったのでとても快適に過ごすことがで物質の大きな吸収がある 3 µ m 以上の波長域での測きました．

定は，大変重要となっています．そこで，本研究では，中赤外領域での高速なスペクトル測定を実現するための赤外分光装置の開発を行いました．本研究で作製した装置を図 1 に示します．
まず赤外光源から様々な波長の光が放射され，レンズでガスを流すためのサンプルセルに集光されます．このセルの中にガスを注入すると，ここでガスによる赤外線の吸収が起こります．次にセルからの出射光をレンズによって平行ビームにし，ミラーによって下方向に配置した回折格子に入射されます．
ここでは，回折格子への入射角をそろえる必要があ

写真 1

るため，平行ビームにしました．回折格子によって学会会場となった UWA

分光された光はガルバノミラーによって反射され，さらにレンズによって波長 2〜5 µ m に感度を持つ

2．発表内容

PtSi（白金シリコン） CCD セ ン サ に 受 光 さ れ ま

化学物質には，それぞれ物質固有の光吸収が主にす．CCD センサは縦横 256 画素から構成され，図赤外領域に存在し，これを利用した赤外分光法は化2 のように横方向の配列では回折格子によって分光学物質を検知するために有用な手段です．特に化学された光をそれぞれのチャネルで同時計測すること― ９４ ―

らせながら光を受光し始め，データを出力することがわかりました．そこで，図 3 の太線で示すような
CCD の 4 フレーム分を 1 周期とするような正弦波
をミラーに入力して駆動させました．
このように駆動すると，フレーム時間内に縦方向のそれぞれチャネルに一度だけ赤外線が受光していることになります．1 フレーム目で 1 から 256 チャ
ネルを上から下へと順に走査し，2, 3, 4 フレーム目
で今度は下から上へと走査しています．図 4（a）
図2

CCD センサの 2 次元利用に 1 フレーム目の縦方向強度分布を示します．縦方
向は時間に対応しているので，縦 256 チャネルを約ができます．さらにガルバノミラーの回転角度を変34 ms（2/60 s）で走査しているのがわかります．図化させることにより，CCD のフレーム時間内（173 で示したように，ガルバノミラーは正弦波的な回ms）に縦方向にビームを上から下へと順に走査す

転運動をしているため，それぞれの縦方向チャネル

ることができます．つまり，CCD の横方向を波長
分解に，縦方向を時間分解にと 2 次元的使用することを考えました．この方法によって，それぞれの瞬間でスペクトルを測定することができるので，フレーム時間以上に速い間隔で測定することができます．
以上に述べたような方法をとるには，ガルバノミ
ラーを CCD と同期させて回転させる必要があります．通常の CCD は，縦方向 256 チャネルがすべて同時に光を受光し始め，フレーム時間後にデータを一斉に出力します．しかし，本研究で使用した CCD
は図 3 に示すようにチャネル毎に少しずつ時間を遅図4
図3

CCD センサのデータ処理方法とガルバノ
ミラーによるビーム走査位置の時間変化―９５―

1 フレーム目の赤外線強度分布．太線はガスを注入する前，細線は注入後を表し，（a）は縦方向，（b）は横方向を示す．

図5

C2H6 ガスをセルに注入したときの透過ス
ペクトルの時間変化

写真 2

ポスターセッションの様子

では，走査速度が違います．走査速度を測定した結リラックスした雰囲気の中でポスターセッションが果，中心付近では最速で 1 チャネルを 80 µ s で走査行われたので，私も緊張が少しほぐれました．

していることがわかりました．図 4（b）は，その国際学会の参加は 2 回目でしたが，まず会場に無ときの横方向強度分布を示します．横方向は波長に事にたどり着けるか，受付の仕方，質問に答えられ対応しています．それぞれ図 1 の光学系のセルに C2

るのかなどとても不安いっぱいで臨みました．まH6（エタン）ガスを流す前が太線，ガスを流した後た，英語力はまだまだ不十分で聞き取れないこともが細線で示されています．

多くありました．しかし，理解できない私のために

図 4（a）から，ちょうど縦方向 80 チャネル目を何度も質問を繰り返してくれたり，簡単な表現をし走査しているときにガスが流れ始めて強度が減少してくれたりと，とても親切に接してくれました．そているのがわかります．（b）から，横方向 170 チャのおかげで前回より落ち着いて話を聞き，質問に答

ネル付近（波長 3.4 µ m）でガスの吸収により強度えることができたと思います．質問の中には想定しが減少しているのがわかります．この強度比をとていたものもあり，自信を持って答えることができり，それぞれの波長とそれぞれの時間で透過率を算ました．相手が私の答えに納得してくれたときに出しました．図 5 は，透過スペクトルの時間変化をは，とてもやりがいを感じることができました．研

示しています．C2H6 ガスがセルに充満するにつれ究以外では，私の大学のある場所についての質問も3.4 µ m 付近の透過率が減少していく様子を 80 µ sあり，簡単な日本地図を書いて説明することもあり毎という高速な時間間隔で観測することに成功しまました．また，自分が行ったことのある日本の都市した．

や共同研究をしたことがある会社について教えてくれる人もいました．学会には様々な国の人が参加し3．ポスターセッションについてていましたが，どの人もとても積極的で，堂々と英今回の学会のポスターセッションは，すべてのオーラルセッションが終了する夕方 5 時から 1 時間半行われました．時間内にはワインやビール，クラッ
カーやチーズが振る舞われ，それを飲んだり食べた語を話し，自信を持ってプレゼンを行っている様子を見て，とても勉強になりました．

4．おわりにりしながら討論が行われたことは，今まで経験した

今回，国際学会に参加して，とても貴重な経験をことがなくとても驚きました．しかし，多くの人がすることができました．また，大学院 2 年間で 5 回―９６―

学会に参加することができ，とても充実した大学院

語の発音修正に至るまで終始理解ある御指導をして生活を過ごすことができたと思います．この経験をいただいた斉藤光徳教授に深く感謝します．また，

今後も活かしていきたいです．

日頃より有益な御討論，御協力をいただいた理工学最後になりましたが，学会に参加するという貴重な機会を与えてくださり，資料作成から発表時の英部電子情報学科斉藤研究室の皆様に深く感謝します．

― ９７ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 6

学会に参加して齋 藤 龍 輔
Ryusuke SAITO
電子情報学専攻修士課程

2006 年度修了

1．はじめに
私は，2007 年 3 月 27 日から 30 日に，神奈川県相模原市にある青山学院大学相模原キャンパスで開催された，第 54 回応用物理学関係連合講演会に参加した．この学会で口頭発表を行い，学外での口頭発表の経験は初めてだった私にとって，学会での発表は緊張の連続だった．

2．研究内容図1

2 層 Si 薄膜のレーザー結晶化

レーザー結晶化は poly-Si TFT の最重要プロセスのひとつで，多様なプロセス開発が行われている

算セルに結晶化割合を設定し，それが 0 ならばすべが，結晶化過程の詳細な解析は，実時間測定などのて溶融・0 と 1 のあいだならば溶融と結晶が混在・

先駆的な研究があるものの，いまだ完全に解明され

1 ならばすべて結晶とし，あるセルがすべて結晶にていない．本研究では，結晶成長理論，熱伝導理論

なってから隣接セルに結晶成長がすすむとする．トからプロセスモデルを構築し，Microsoft Excel とポロジカルシミュレーションを行ううえで，メッシ

VBA（Visual Basic for Applications）でプログラム

ュ移動方式よりも簡便・メッシュ数の発散がおこらを組み，そのシミュレータの動作確認をし，さまざないなどの特徴がある．

まな条件でのレーザー結晶化の過程を詳しく観察し図 1 のように，上層 Si 50 nm/SiO2 50 nm／下層 Si

た．最近では，2 層 Si 薄膜のレーザー結晶化とい

50 nm の構造において，両層加熱型結晶化と 2 段階うデバイス構造・製造プロセスが開発されている．

溶融型結晶化のモデルを想定して，プロセスシミュ

上層の Si の溶けている時間が長くなり，より性能

レーションを行い，結晶化過程の解析を行った．両のいい大粒径の poly-Si 薄膜ができると期待される

層加熱型は，一度のレーザーアニーリングで両層をからである．しかしながら，この 2 層 Si 薄膜がど加熱し，初期状態で上層 Si は溶融し，下層 Si の温のように溶融して，結晶化するのかはまだわかって度が異なるときのシミュレーションを行った．そしいない．そこで今回，2 層 Si 薄膜の結晶化を解析て，シミュレーション結果を図 2 に温度分布と底面

し，2 次元シミュレータを開発した．温度依存の核に相転移の時間変化を示す．これらを見るように，

生成確率モデル・結晶成長速度モデル・潜熱の吸放

上層 Si では潜熱の放出で融点付近まで昇温し，温

熱・部分結晶化モデルなどをもとに，相転移・伝熱度が一定になるのに対し，下層 Si では融点付近ま計算を行う．部分結晶化モデルでは，おのおのの計で昇温するが，短時間で冷却するといった現象がみ― ９１ ―

図 2 両層加熱型結晶化シミュレーション結果（a）上層のみ溶融 （b）両層とも溶融

図3

2 段階溶融型結晶化シミュレーション結果（a）上層結晶化 （b）下層結晶化

られた．次に 2 段階溶融型結晶化のシミュレーショ

近で温度が一定になり，ほかの核生成は抑制され大ンを行った．これは，まず上層 Si のみをレーザー

粒径に，下層 Si は融点付近で短時間なためほかのアニーリングし，結晶化させ，その後下層 Si をレ

核生成が起き，小粒径な poly-Si ができるのではな

ーザーアニーリンし結晶化させるといった 2 度アニ

いかという結果が得られた．結晶化成長による結晶

ールする過程である．上層を先に poly-Si にするこ粒の形成は，2 次元，3 次元の現象である．今後，とによって，上層でのグリーンレーザーの吸収率下

アモルファス Si と poly-Si のグリーンレーザーのがり，下層 Si へのアニールが容易であるからであ吸収の考慮や，レーザー結晶化の 2 次元プロセスシ

る．そしてシミュレーション結果を図 3 に温度分布

ミュレーションの応用へと考える必要がある．

と底面に相転移の時間変化を示す．これらを見るよ
うに，両層加熱型結晶化のときと同様，上層 Si で

3．おわりには潜熱の放出で融点付近まで昇温し，温度が一定に色々な学会で他者の発表を聞くことはあったが，なるのに対し，下層 Si では融点付近まで昇温する

自分で初めてで，前夜まで確認の発表練習をしたが，短時間で冷却するといった現象がみられた．

が，自分の出番まで緊張は絶えなかった．しかし，これら両層加熱型結晶化と 2 段階溶融型結晶化と話しているうちに落ち着き，とても気持ちがよく，いった結晶化過程を想定してシミュレータを開発

発表を無事に成功さることができた．研究成果を発し，解析を行った．結果より，上層 Si では融点付表することで，さらに自分自身の理解を深めること― ９２ ―

ができたので，発表するということはとても重要で助教授に深く感謝します．また，日頃より有益な御あることを実感した．

討論，御協力いただいた理工学部電子情報学科木村学会に参加するという貴重な機会を与えてくださ

研究室の皆様に深く感謝します．

り，終始御理解ある御指導をしていただいた木村睦

―９
３―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 6

学会講演報告──「九州大学応用力学研究所

平成 18 年度共同利用研究集会」講演報告──

酒 井 聡 士Satoshi SAKAI
数理情報学専攻修士課程

12006 年度修了

セッション時間は約 1 時間でした．その発表内容

はじめには，実験数学からシミュレーションによる解析まで

2006 年 11 月 7 日（火），私は九州大学筑紫地区

幅広くにわたっていました．工学や数学の研究者た

総合研究棟（C-CUBE）1 F 筑紫ホールにて開催さちが一堂に会して意見を交換しあうことは，研究集

れた，九州大学応用力学研究所平成 18 年度共同利会の目的のひとつとなっているようです．参加者名

用研究集会「非線形波動現象における基礎理論，数簿によると，総参加者は約 100 人だそうです．

値計算および実験のクロスオーバー」にて講演いたしました．本稿では，その体験と講演内容についてご報告いたします．

2

私の研究概観3

高速道路にて渋滞に巻き込まれた経験は，いまや誰もが持っているのではないでしょうか．渋滞に巻研究集会についてき込まれたと思ったら，何事もなかったかのように

九州大学応用力学研究所は，九州大学の筑紫地区

車が走り出し，「あの渋滞は，いったい何が原因だにあり，福岡県春日市春日公園に位置しています．

ったのか？」と疑問に思うことも，少なくはないで

応用力学研究所では，「『基礎力学現象に関する先端

しょう．車の流れ，すなわち交通流に関する性質的研究』を共通基盤として，海洋・大気・高温プラ

は，あまり知られていないのが現状でした．しかズマに関連した広い範囲の未踏の研究分野を開拓」

し，交通渋滞が社会に及ぼす損失はとても大きく，されています．平成 9 年から全国共同利用研究所と全国で年間 12 兆円であるといわれています（国土なり，広範囲の分野の研究者を受け入れて共同研究

交通省道路局調べ）．そのような中で，交通流に関することで，地球環境保全や新エネルギー開発などする研究は，工学，理学を問わず急速に発展していの新しい課題を解決することを目指している組織で

ます．

［1］

す ．研究によって「基礎力学部門」，「海洋大気力

今回の講演内容は，2004 年に西成らによって発学部門」，「プラズマ・材料力学部門」などの 6 部門表された NFS （ Nishinari-Fukui-Schadschneider ） モに大きく分かれており，その中でもいくつかの分野

デルを拡張した S（Stochastic）-NFS モデルについに分かれています．

て，その今回，私が講演した研究集会は，「基礎力学部
門」の中の「非線形力学分野」が主催するもので，
11 月 6 日から 8 日の 3 日間で，講演発表が 26 件
（内，特別講演 4 件），ポスターセッション 20 件と［2］パネルディスカッション 1 件が行われました ．特別講演は 60 分，その他の講演は 30 分で，ポスター!現実的な振る舞い!開放系において，車の流入確率と流出確率が引き起こす相転移をあらわす開放系相図の生成!開放系相図における渋滞相／非渋滞相の 1 次相転移ラインについて，理論的な近似式の導出についての結果です．

―８
８―

図2

図1

シミュレーションのデータ（等高線表示）と理論によって導いた相転移ラインの比較（参考文献［3］の中の図を引用）

講演中の一場面た）．緊張のために，指す手が震える場面がありました．
前回の講演の反省点から，言葉を話すスピードを
ゆっくりとすることを課題として今回の発表に望ん相転移ラインの理論的導出については，
1 ．システムの境界付近における流量と密度の関係だため，話すスピードと講演練習で費やした時間にを車の流入／流出確率を用いて表す（場所の相関

意識をしました．その結果，講演時間内におさまを無視する平均場近似という手法を用いる）

り，かつ，話すスピードについては徐々に改善して2 ．周期的境界条件の基本図（流量−密度図）を近いるとの評価をいただきました．さらに，今回の研似式で表す（渋滞相の傾きの大きさは，渋滞クラ究会で一番進歩したことは，講演時間内の質疑応答

スターの後退勾配の期待値であるとする）

において，質問のあいまいな部分について尋ねるこ

3 ．上記の 2 つの式と相転移ライン上において，2とができたことであると考えています．これまで相の流量が等しいことを利用して，相転移ライン

は，緊張のためにそのような余裕などほとんどないを導く状態で，「あいまいな」質問に対して「あいまいの 3 段階で行います．ここで，さまざまな近似手法に」答えていた自分に気づきました．このやりとりを用いたにも関わらず，相転移ラインがシミュレーが終わった後，とてもやりがいを感じました．まション結果とほぼ一致していることが興味深いとこた，質疑応答の楽しさを感じた気がします．
しかし，今回の質疑応答を振り返ってみると，グろです（図 1 参照）．

4

ラフを勘違いして理解されている方がいらっしゃい

講演ました．おそらくその原因は，何度も出てくるグラ

今回の講演は質疑応答を含む 30 分間のプレゼンフにおいて，最後に出てくるグラフの軸名が小さか

テーション形式でした．私にとって，今回の講演会ったことが原因と考えられます．何度も出てくるグ場は予想していたよりも広く感じられました．まラフであっても，わかるものと思ってスライドを作た，それに伴って講演スライドの映る画面も大きい

らず，常に丁寧なものを作るように心がけること（図 2）ために，長い指示棒の使い方に不慣れさをが，これからの課題です．今後は，話すスピードと感じま し た （ レ ー ザ ー ポ イ ン タ は 使 用 禁 止 で し同時に講演スライドの更なる改良が必要であると考― ８９ ―

をもらうことができたように思われます．

えています．

5

最後になりましたが，東京大学の西成先生，指導おわりに教員の飯田先生にはとてもお世話になっていて，た

今回の講演は，合計で 4 回目となり，以前と比べ

いへん感謝いたしております．また，私を励ましてて気持ちの余裕が出てくるようになりました．まくださる仲間のみなさんの存在を，とても大きく感た，時計を意識して発表できるようになったこと

じております．これからも，応援をよろしくお願い

も，大きな成果だと思っております．また，このよいたします．

うな大きな会場で講演できることに，喜びを感じる
ようになりました．しかし，その一方でスライドの6

至らぬ点があり，勘違いをされた方がいたことも事
実ですので，注意していかなければなりません．

謝辞
2006 年度学生会員の研究・開発活動に対する補助の制度に感謝いたします．

今回の研究集会では，他大学の学生の方も何人か参加されていました．懇親会などで他の学生の方と参考文献など親しくなり，研究の話やそれ以外の話で盛り上がる［ 1 ］ http : //www.riam.kyushu−u.ac.jp/index.html

ことができました．大げさに思われるかもしれませんが，他大学の方といろいろな話をしていると，研［ 2 ］ http : //soliton.t.u−tokyo.ac.jp/ouriki/［ 3 ］ S. Sakai, K. Nishinari, and S. Iida, J. Phys. A : Math.

究のみならずこれからの学生生活についてさえ元気―９０―Gen. に掲載決定．

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 6

学会講演報告──「第 12 回交通流のシミュレーションシンポジウム」講演報告──

酒 井 聡 士Satoshi SAKAI
数理情報学専攻修士課程

12006 年度修了

前者の例として最適速度過程，後者の例としてセルはじめに

オートマトン（CA）モデルを挙げることができま2006 年 12 月 2 日（土），私は大阪大学サイバー

す．

メディアセンター（豊中地区）豊中研究棟で開催さ我々の考えている「よいモデル」とは，現実的でれた，第 12 回交通流のシミュレーションシンポジ

ありかつできるだけ単純であるようなバランスが取

ウム（交通流数理研究会）にて講演いたしました．

れたモデルであると考えています．現実的なモデル

本稿では，その体験と講演内容，自己評価と課題にを考えすぎると，そのシミュレーション結果に何かついてご報告いたします．

特徴が見られたとして，その原因を調べることが難2

しくなります．また，逆に単純すぎるモデルを考え

シンポジウムについてると，結果も単純となってモデルを作成する意味が交通流のシミュレーションシンポジウムは，交通わからなくなると考えています．

流数理研究会によって主催されていて，1994 年か

CA モデルを用いることについて，その利点があらほぼ毎年行われています．今年は 12 回目になる一方で，批判する考え方もあります．CA は，空り，12 月 1 日から 2 日までの二日間行われました．

間と時間を離散化することで，数理的に現象を抽出

その講演形態は，特別講演と通常講演で，特別講演しやすいという利点があります．また，CA で扱わの講演時間は 50 分，通常の講演時間は 20 分（質疑れる変数は全てデジタルであるために，シミュレー

応答を含む）でした．その内容は，「多体粒子集団

ションしやすくて道路形状のバリエーションなど応［1］の動的現象の数理」と謳われていて ，講演内容に用がしやすいということもいえます．さらには，連は車の交通流だけではなく生物・歩行者・細胞内で続モデルでは考慮されることが少ない車の大きさをの生体分子の流れ，一般的な粒子の話が含まれてい含んでいるため，現象の離散性を発見できる可能性［2］

ます ．今回は，特別講演が 5 件，通常の講演が 20を秘めています．しかし，CA が複雑な現象を表す

件行われました．

モデルとして扱われ始め，理論に関して多数発表さ3れ始めたのは，1986 年の Wolfram の研究以降で私の講演内容の位置づけ

す．したがって，比較的その歴史が浅いため，モデ

交通流に関する数理モデルは，大きく分けて交通ル化の手法が未熟で複雑なルールを設定しがちであ流をマクロな視点で捉えたモデルとミクロな視点でることや，「良いモデル」の基準があいまいで判定捉えたモデルに分けることができます．マクロなモが困難という点で批判されています．我々の現時点

デルには，交通流を連続体（波）と考えて扱うバーでの研究では，バーガース方程式の拡張モデルを扱

ガース方程式があります．ミクロなモデルはさらにっています．

連続的モデルと離散的モデルに分けることができ，―８５―

交通流 CA モデルは，すでにたくさん発表され図1

シミュレーションデータで見る密度と流量の関係（参考文献［3］の中の図を引用）

図2

以上の研究結果の詳細は，我々が執筆した論文［3］ています．たとえば，前方のセルに車がいれば止まり，車 が い な け れ ば 進 む と い う 単 純 な 「 ル ー ル184」，その車がある確率で進む「ASEP」，高速度す
なわち一度に 2 セル以上進むことを許す「FI モデ

講演中の一場面に掲載されています．

4

講演ル」，高速度での微妙なアクセルさばきの変化によ

私の今回の講演時間は，質疑応答を含む 20 分間

るランダムブレーキ効果を取り込んだ「NS モデのプレゼンテーション形式でした（図 2）．前回のル」，運転手が 2 台先を見て運転する効果を取り込

講演における反省点は，一度出てきた図の軸名がとんだ「QS モデル」，トラック等が一旦停止するとても小さくて，公聴者の一部が図を勘違いされたこ

加速するのに時間がかかる効果を取り込んだ「SlSとです．そのため，今回はスライドのグラフをチェモデル」などがあります．私は，上記のモデル全て

ックし，軸名が小さいものに関しては，その全てのを含む便利なモデルである，確率的拡張 S-NFS モ

軸名が見えるように改良しました．また，緊張する

デルを提唱しました．S-NFS モデルは便利なだけと早口になる傾向があることを踏まえて，講演時にではなく，あるパラメータを設定することで現実のはゆっくりと話すことを意識しました．その結果，現象を再現することができています（図 1）．

公聴者の方から，落ち着いて堂々としていて良かっまた，S-NFS モデルにおいて，開放系相図の相たという評価をいただくことができました．

転移ラインを求めました．開放系相図は，開放系境

今回の問題点は，質問の意図を理解することであ界条件について車の流入確率 α と流出確率 β のると考えています．質疑応答の際，相手の変化球的バランスによって生じる渋滞／非渋滞の相領域を表な質問に対してストレートに返答しすぎていたた

すもので，ASEP や SlS モデルに似たモデルにおい

め，相手の質問の意図をくみ取ることができていなては，すでに相転移ラインの解が導き出されていまかったことに，後の議論で気づきました．この問題

す．我々の研究では，S-NFS モデルの相転移ライを解決するためには，私の更なる学習が大切であるンを，上記の方法の応用によって導出しました．こと感じています．質問をしてくれた方は，交通流のれらの研究結果は，さらに複雑な交通流 CA モデ

連続モデルについて扱っている方で，CA について

ルだけでなく，多様な数理モデルの解析手法についはあまりよく知らない方でした．より私が学習するて考える上でひとつの重要な指標を与えると確信しことで，相手の疑問としているところが見えてくるています．

のではないかと信じています．
― ８６ ―

5くらみます．特に，指導・議論をしてくださる飯田

おわりに先生，西成先生，私の幅広い学習にお世話になった

今回のシンポジウムは，2 年前に私が初めて講演

杉山先生，福井先生，只木先生，研究の議論などにしたところであり，会場も同じ大阪大学サイバーメ

お付き合いくださる金井さん，友枝さん，柳澤さん

ディアセンターの会議室であったため，私にとってをはじめとする研究室メンバーの方々にとても感謝

は特別な思いがありました．初めての講演ではガチいたしております．

ガチに緊張していた自分の記憶がよみがえります
が，講演の回数を重ねるにつれて，より落ち着いて6

謝辞

発表することができるようになってきたと考えてい2006 年度学生会員の研究・開発活動に対する補ます．そのように評価してくれる方も出てきまし助の制度に感謝いたします．また，私たちの研究活

た．また，2 年前に比べると仲良くなった他大学の動を支えてくださる大学関係者の多くの方々に感謝

学生の数も増えました．以前は論文の名前でしか知いたします．

らなかった先生方に質問したりされたりすることも増えました．それらの経験は，頼りない私に大きな参考文献など自信を与えてくれます．また，2 年経って，我々の［ 1 ］ http : //traffic.phys.cs.is.nagoya−u.ac.jp/˜mstf/

研究分野において国際的評価のある論文誌 Journalof Physics A : Mathematical and General に第一著者［ 2 ］ 第 12 回交通流のシミュレーションシンポジウム講
演概要集，交通流数理研究会，2006.
［ 3 ］ S. Sakai, K. Nishinari and S. Iida, J. Phys. A : Math.

で投稿・掲載されることもでき，質問・議論・回答をしてくださった方々への感謝の気持ちがとてもふ―８
７―Gen., Vol. 39, p. 15327−15339, 2006.

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 6

SEAL'06 に参加して赤 司 隆二郎
Ryujiro AKASHI
数理情報学専攻修士課程

2006 年度修了

1．はじめに
私は 2006 年 10 月 15 日から 18 日にかけて中国安徽省合肥で開催された The Sixth International Conference on Simulated Evolution And Learning（SEAL’06）に参加しました．本学会は主に進化計算法の研究と応用について研究発表を行う学会であり，私も 17 日に研究発表を行いました．研究概要および学会発表について報告します．

図1

2．発表研究の概要

T キューブと三次元迷路本体の産学協同研究により教育玩具として開発されたも発表研究の目的は，遺伝的アルゴリズム（GA）の多様性ならびに創発性を用い，多様な三次元迷路の問題を生成することです．特に，入り口から出口のです．

3．開催国の様子

までの連結した順路であるスルーパスの長さが異な先にも述べたとおり，今回の SEAL’06 は中国でる 3 次元迷路問題を多数生成することが，本研究の開催されました．私が訪問したときの中国は，2008

目的であり，通常の最適化問題とはその性質が異な年に開催される北京オリンピックに向けて，大掛かっています．

りな準備がされている最中でした．飛行機の窓から本研究で取り扱う三次元迷路とは，「T キュー

眺めた北京空港の周りには，大きな高速道路と思わ

ブ」と呼ばれる T 字型の空洞を有するブロック 27

れる自動車道が建設されており，また空港のまわり個を 3×3×3 の立方体に積み上げて構成するものでには建設会社の看板が何枚も立ち並んでいました．

す．迷路の入り口は立方体の角に設定し，入り口に会場のある安徽省合肥市でも，経済発展により巨対して対角のキューブに出口を設定します．図 1 に大なビルが立ち並ぶだけではなく街のいたるところ

T キューブと三次元迷路の全体図を示します．各 T

で道路の舗装などの工事がされており，来るべき大キューブの積み上げる方向によって，T キューブのきなオリンピックに向けて，急速に発展をしている

T 字型の空洞（T パイプ）が連結され三次元迷路の様子が目に見えて分かる状況でした．

通路が形成されます．この T キューブの配置方向

しかし，その急速な発展や開発の影響のせいかどを遺伝的アルゴリズムの染色体として進化させ，三うかは分かりませんが，滞在中の中国の空は霞がか

次元迷路の問題を生成します．

ったような薄く白いスモッグのようなもので覆われ

なお，本研究で取り扱ったこの三次元迷路は RECており，一度もくっきりとした太陽を見ることはで― ８２ ―

図2

合肥市の繁華街

図3

SEAL’06 の会場入り口

きませんでした．図 2 の写真からも，その様子が分かると思います．
また，街中では若い人を中心にペットボトルの飲料水を携帯する人がかなりの数で目撃できました．
道端でも飲料水を販売する露店が数多く見られ，イ
ンフラについての衛生面などの統合的な整備がまだ未着手のように感じられました．
メディアでもオリンピックに向けての国民意識の改革を行う目的からか，モラル向上を呼びかけるよ
うなコマーシャルや中華人民共和国建国時の情勢

図4

ウェルカムレセプション会場

や，太平洋戦争時の中国人民軍をモデルにした映画やドラマが毎日のように放送されていました．その生の方がボランティアとして参加しており，中国語

一方でシャンプーなどの外国製品のコマーシャルもの出来ない私たちや他の外国の方のために英語で親放送されており，中国の大きく変わりつつある姿が切に対応してくれました．

テレビから伝わってきました．

開催中には参加者同士の親睦を深めるためのウェ
ルカムレセプションが設けられ，色とりどりの中国

4．会場の様子

料理を心行くまで堪能させてもらいました．

学会の会場となったのは合肥市の大きなホテルで会場はホテルだったため，他の宿泊客の方もおらす．入り口には SEAL’06 の参加者を歓迎する垂れれました．さらに，中国ではいま結婚式のシーズン幕が張られており，フロントの中に受付が設置されにあたるためか，学会期間中は毎日のように結婚披ていました．

露宴の宴会が行われていました．新郎と新婦を祝福

ホテルは公園のような巨大な敷地内にあり，宿舎となった建物だけではなく，迎賓館のような立派な装飾がなされた建物もありました．宿舎となった建物の中にも会議室が何部屋もあり，私の発表はそのするためか，大きな花火と爆竹の音と華美な飾りつ
けが非常に派手で印象的でした．

5．発表について会議室の一室の第十二会議室で行われました．

SEAL は二年毎に毎回違う国で開催されます．今

会場には開催地近くの地元の大学の教員，大学院

回私が参加した SEAL’06 は中国での開催というこ

―８
３―

図5

招待講演の会場

図6

私の発表とで，地元の中国の方の参加者が多く見られまし尋ねられる場面があり，出来る範囲での英語で交流た．他にもオーストラリアや韓国などアジア，オセ

することができました．そのときの中国の方々の研アニアを中心に様々な国の方が本学会に参加されて究熱心な姿勢にはただ驚かされるばかりでした．

いました．日本からも私を含め，数名の方がこの学会に参加されていました．今回の SEAL’06 ではア

6．おわりに今回 SEAL’06 に参加することにより大変貴重なジア地区での開催にも関わらず，日本人の参加者が経験が出来たと感じました．私は学会ということで少なく感じられました．
発表前に他の方々の発表を聞かせて頂きました．

あれば，国内の学会には二度参加したことがありま

英語による発表だったのですが，内容については大した．そのときは日本語での研究説明だったので，

まかな流れはなんとか理解することが出来ました．

特に問題もなくスムーズに本番を迎えることが出来

実際に私が発表したのは，学会三日目の 17 日のました．

午後からでした．発表は発表者の持ち時間 15 分の

この度の学会は国外での国際学会であったため間に行わなければならなかったため，発表の前に時に，言語の壁という問題に悩まされることになりま

間と英語のイントネーションに気を付けた練習を何した．しかし，それを克服したことにより自分の中度も行う必要がありました．

で自信がついたことは今回の学会において大きな収

その練習の甲斐あってか，本番では英語による発穫の一つだと言えます．

表も練習のときよりもスムーズに行うことができ，また，他の国の研究者の方々と英語で交流した

私の研究内容をかなり正確に他の参加者の方々に伝り，その研究者の方々の前で自分の研究の成果を発えることが出来ました．

表できたことは，それまでの苦労が十分に報われる

また，発表のあとも三次元迷路について個人的に貴重な経験であったと私は思います．

― ８４ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 6

MS&T 06 に参加して──初めてづくしの旅──

豊 福 直 樹Naoki TOYOFUKU
物質化学専攻博士課程

今回，2006 年 10 月 15 日から 10 月 19 日までの期間で，アメリカ合衆国のシンシナティーにて開催

2年

2．シンシナティーへの旅立ち

された Materials Science & Technology 2006 Confer-

毎日慌しく国際学会の準備を行っている間に，出ence and Exhibition（MS&T 06）という無機材料科

発の日がやってきました．今回，先生が都合により学の学会に参加しました．

後日シンシナティーに到着されるため，一人で現地

ここでは学会会場や発表，シンシナティーの町のに向かわなければなりませんでした．私にとって今回の学会が初めての国際学会で，なおかつ初めての様子について述べたいと思います．

海外渡航であったため，関西国際空港で緊張と不安1．研究発表の概要

で張り裂けそうになりました．しかし，出発時間が今回，私は学会にて「Effects of Heating Rate andApplied Pressure on Sintering of SiC Nanopowder with

近づくにつれ，友人や研究室のメンバーから激励のメールや電話をもらい，勇気づけられました．

Stacking Disordered Structure」というタイトルでポ

関西国際空港からシンシナティーへの直行便はな

スター発表を行いました．私が研究している物質は

いため，アメリカのシカゴにあるオヘア空港で飛行

炭化ケイ素（SiC）で，高融点・高強度・耐酸化性機の乗り換えを行う必要がありました．私はオヘアに優れ，スペースシャトルの外壁など高温構造材料

空港に到着して，まず空港の大きさに唖然としましとして注目されている材料です．一般的に高温構造た．オヘア空港は国内線の路線網が充実しており，材料に用いられる SiC は，原料粉末を熱処理してアメリカのハブ空港の 1 つであります．空港は国際製造する粉末冶金法が用いられています．SiC を高線用のターミナルと国内線用のターミナルが合わせ

温構造材料として使用するためには材料表面に穴がて 4 つあり，そのターミナル間の移動はシャトルバ

少なく，緻密な材料が必要であります．しかし，SiC

スやシャトルモノレールにて行います．海外進出初

は難焼結性物質であり，緻密化は非常に困難でありめての私でしたが，オヘア空港の標識はわかりやすます．一般的に SiC の緻密化は焼結助剤の添加，く，本を片手に行動することで乗り換えは無事終了

もしくは高温（2000℃ 以上）・超高圧（数 GPa）・

しました．

長時間（数時間）の熱処理が必要であります．しかオヘア空港から飛行機で 2 時間ほど移動すると，しながら，焼結助剤の添加は材料が本来有する特性

シンシナティーにある北ケンタッキー国際空港に到に影響を与える恐れがあり，過酷な熱処理条件は装着します．到着して最初にバックを受け取りにロビ

置に大きな負荷を与えるため好まれていません．そーに向かいましたが，いくら待ってもバックは届き

こで私が所属する研究室では SiC を粉末冶金法にませんでした．この便でのバック紛失者は多く，私て焼結助剤を加えずに比較的低温で焼結させることの他にも 10 人以上の方のバックが行方不明になっを行っています．

ていました．英語がそんなに得意ではなく，このよ―７
８―

うな経験がなかった私はパニックに陥りました．どうしていいのかわからなかった私は，とりあえずバ
ック紛失者の後についていき，何とかバッククレー
ムカウンターに行けました．カウンターでもどのよ
うに事情を説明していいのかわからず，途方にくれていましたが，カウンターの方はとても親切で，私の拙い英語にも嫌な顔ひとつせず対応してくれました．しかしながら，私のポスター発表は翌日であったため，スーツをバックに入れていた私は，明日の学会をどうしたらいいのか不安になり，ホテルに着いてからの発表練習にも身が入らず，夜もおちおち

学会会場ロビー

眠れませんでした．翌日の朝に急いでホテルのロビーに向かうと，すでに私のバックがホテルに届いており一安心しました．後で知ったことですが，アメリカの飛行機ではたびたびバックが行方不明になることがあるようです．

3．国際学会
MS&T 06
MS&T 06 は無機材料化学の分野で有名な学会である The American Ceramic Society（AcerS）と Association for Iron & Steel Technology（AIST）と ASM
展示会

International（ASM）と The Minerals & Materials Society（TMS）が共催しているとても大きな学会です．今回の学会はシンシナティーの DUKE ENERGY

ポスター発表CENTER というとても大きな会場で行なわれ，1900

学会初日の午後から，ポスター発表がありまし

件以上の研究報告と 150 点以上の展示会がありました．英語がとても苦手な私は，発表に対する不安でた．しかし，学会の日程は 5 日間しかなく，同時に会場に向かう足取りがとても重たかったことを鮮明

30 件以上の発表が行なわれたため，限られた発表に覚えています．ポスター発表は MS&T 06 のウェ

しか見ることができませんでした．いくつかの研究

ルカムレセプションと同じ部屋で同時に行われまし報告を見ていると，日本人の学生が流暢な英語で口た．ポスター発表はおよそ 40 件で，18 時から 3 時

頭発表していました．私はポスター発表で今回の学間の発表時間でした．

会に参加していたため，同世代の学生が口頭発表し私がポスター発表を行った内容は，難焼結性物質ているのを見て，次の国際学会では口頭発表ができである SiC を焼結助剤無添加で従来法より比較的るように英語をがんばろうと良い刺激を受けまし

低温で緻密な焼結体を作製することが可能であるメ

た．また，大きな学会であったため，展示会の規模

カニカルアロイング（Mechanical Alloying : MA）-

も大きく，多くの研究者が展示会に訪れていまし放 電 プ ラ ズ マ 焼 結 法 （ Spark Plasma Sintering :た．

SPS）に関する研究でした．この MA-SPS 法はその― ７９ ―

名の通り MA 法と SPS 法の 2 つの手法を組み合わせた方法であります．MA 法はボールミルなど機械的な粉砕処理によって粉末を合成・微粉化する手法であります．また，SPS 法は粉末の焼結を行う装置
で，従来の一般的な焼結装置では外部加熱による熱処理でしたが，SPS 法ではカーボンダイスに充頡した試料に直接電流を印加することで局部加熱を行い，急速昇温を行うことが可能な装置であります．
本研究ではまず MA 法を用い，Si 粉末と C 粉末か
ら SiC 粉末を作製します．また，この手法により作製した SiC 粉末は結晶構造が 1 次元方向に乱れ

ポスター発表た積層無秩序構造をもっていると考えています．この粉末を SPS 法にて焼結を行うことで緻密な焼結ました．そのため，私は質問内容が理解でき，単語体（相対密度 99％ 以上）を作製することが可能でや身振りで相手に言いたいことを伝えることがです．この手法を用いた際，緻密化は焼結温度 1700

き，この 1 件で少し安心することができました．そ℃から 1800℃ にかけて急激に起こり，同時に熱力の後，10 人ぐらいの方から質問を受けました．質学的に不安定な積層無秩序構造が安定な構造への秩問内容の多くは MA 法に用いた遊星型ボールミル

序化をともなっています．以上の結果から，この要や SPS 法といった装置の原理や特徴に関する内容

因は熱力学的に不安定な構造である積層無秩序構造

で，少し拍子抜けしてしまいました．数人の研究者が熱処理されることで安定な構造へ秩序化する緩和から研究内容に関する質問をうけ，私が返答すると現象が SiC の 焼 結 を 促 進 し て い る と 考 え て い ま

質問者に納得していただけ，また意見を頂くことがす．この MA-SPS 法において，SPS 法での熱処理

でき，うれしく思いました．

が緻密化に影響を与えていることは十分考えられ，今回の学会でポスター発表を行ったデータは修士

私は SPS 法での熱処理条件を変 化 さ せ る こ と で発表会で用いたデータであったため，内容は理解し

SiC の緻密化にどのような影響を与えるかを研究しているつもりであったが，質問者に英語で質問内容ました．結果は MA 法にて作製した SiC は 70 MPa

に対する答えを伝えることはやはり要意ではありま以上の圧力で，50℃／min 以上の昇温速度を用いてせんでした．また，国際学会に行く機会があれば，熱処理することで相対密度 99.5％ 以上の非常に緻

今回の教訓を生かしたいと思います．

密な焼結体が作製できることがわかり，昇温過程での緩和現象が緻密化に深く関わっていることが確認

4．シンシナティーの街並み
シンシナティーはアメリカ合衆国のオハイオ州南されました．
私は上記の内容のポスターを展示し，受講者が訪西部に位置する，大阪市より少し小さな都市です．

れるのを待っていました．ウェルカムレセプション

かつては産業都市として栄えていましたが，近年でと同時にポスター発表は行なわれたため，ポスター

は観光にも力を入れているようです．私は毎日学会

会場には多くの研究者の方が来られ，私は不安で居に参加していたため観光することはできませんでしても立っても居られなくなりました．しかし，最初たが，美術館や博物館など多くの観光スポットがあに私のポスターに質問して下さった研究者の方が親り，メジャーリーグの球団であるシンシナティー・

切な方で，簡単な単語と短い英文で質問して下さり

レッズとアメリカンフットボールチームのシンシナ― ８０ ―

見ることができ，さすがアメリカと感動しました．

5．学会に参加して
約 1 週間シンシナティーで過ごし，振り返ってみると長かったようで短い体験でした．しかしながら，初めての海外進出，初めての国際学会といったように初めてづくしで緊張しっぱなし旅になり，今回の旅で自分自身が得たものは大きく，すばらしい経験ができました．みなさんも，もし国際学会で発表する機会があれば思い切って参加した方がいいと思います．発表準備はかなり大変ですが，きっと想シンシナティーの街並み

像したよりもすばらしい経験ができ，自分自身を見ティー・ベンガルズの本拠地があります．町の中心直す良い機会になると思います．

部は京都のように碁盤の目状に整備されており，高最後に，国際学会に参加するにあたり，多くのご級ホテルや高級デパートが立ち並んでいました．ま

支援を頂いた研究室指導員の大柳教授および研究室

た，警察官が馬に乗ってパトロールしている光景をの方に，この場をお借りしてお礼申し上げます．

― ８１ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 62007 MRS Spring meeting に参加して
前 田毅
Tsuyoshi MAEDA
物質化学専攻博士課程

1

3年

は想像も出来ませんでした．今回は私と同じ研究室

はじめにの修士課程 2 回生の 3 人，そして和田教授の 5 人

私は今回，2007 年 4 月 9 日から 13 日に渡ってアで，国際会議に参加しました．特に修士課程 2 回生

メリカのサンフランシスコにある Moscone West での内の 2 人は今回の国際会議参加が初めての海外体開催された国際会議 2007 MRS（Material Research

験であり，非常に貴重な体験になったものと思われSociety）Spring Meeting に参加しました．この国際ます．

会議は非常に大きな規模の会議であり，私の所属する研究室でも行っている化合物薄膜太陽電池や鉛フ

日本出発

リー強誘電体などの各専門分野でシンポジウムが開日本からサンフランシスコへは伊丹から成田経由

かれ，全部で 36 のシンポジウムが開催されていの飛行機で行った．会場である Moscone West は，た．数多くの口頭講演やポスターによる発表だけで空港から BART で約 30 分の Powell Street 駅から徒はなく，企業による展示もあり，学ぶことがありま

歩 5 分の位置にあった．近くには有名なケーブルカ

した．またサンフランシスコでは日本ではあまり体

ーの駅やユニオンスクエアがあり，周辺には様々な験できないような貴重体験が出来ました．そこで，店が建ち並んでいたため約 1 週間の滞在期間で生活

今回の国際会議を通して体験したこと感じたことをする上で非常に便利な場所であった．しかし，国際中心に述べたいと思います．

会議の参加者が多いためか，出発前に航空券やホテルの予約が思ったより大変だったことが記憶に残っ国際会議への参加
私が海外で発表を行うのは今回で 3 回目です．初
めて海外に行ったのは，アメリカのデンバーで開かれた国際会議の ICTMC-14（14th International Conference on Ternary and Multinary Compounds）に参加したときで，2 回目は中国の上海で開催された国際会
議 PVSEC-15（15th International Photovoltaic Scienceand Engineering Conference and Solar Energy Exhibition）に参加した．1 回目にアメリカを訪れたときは初めて海外に行くにもかかわらず，国際会議で口頭発表を行うという普通では考えられない体験をしたのですが，この段階では，3 度も海外で開催され

図1た国際会議に参加し，発表を行う機会に恵まれると― ７５ ―

ユニオンスクエア付近にて撮影したケーブ
ルカー（サンフランシスコは坂道が多い）ている．宿泊したホテルから国際会議の会場までは徒歩で約 20 分の距離であった．他の参加者も朝早
くから徒歩で会場へ向う姿が見られた．
和田研究室では修士課程の学生以上に国際学会へ参加するチャンスをいただける．航空機チケットの準備やホテルの手配から何日滞在して何をするかの予定を立てるなど，国際会議の参加以外にも海外での生活は自分にとってプラスになる経験ができたよ
うに思う．食事や買い物も日常生活が英会話である
ため，相手の話す内容を聞き取るのに必死である．
このような機会がなければ『必死になって何かをや

図2

ポスター発表で説明している様子

図3

国際会議でのポスター会場の様子

りとげる』なんてことはないように思う．

国際会議での発表
会議のスケジュールは，講演申し込みおよび A 4
1 ページの abstract の提出が約半年前の 11 月と国際会議の場合早くからの準備が必要となる，また，1ヶ月前の 3 月には A 4 6 ページの Proceedings の提出および Registration があった．国際会議でポスタ
ー発表は午後 20：00−23：00 と夕食後から夜遅くまで開催された．私は今回，以下のタイトルで発表を行ったので，その概要を報告する．
First-principles calculations on the Zn1−xMgxO window layer material for CIS thin film solar cells
Cu（ InGa）Se（CIGS）太陽電池の典型的なデバイ
2

MgxO 窓層に関する研究が行われ始めた．したがっ

ス構造は TCO/ZnO/CdS/CIGS/Mo/ ソーダライムガて，Zn1−xMgxO 窓層と CIGS 光吸収層の接合特性をラス（ SLG） で あ る ．CuInSe2 の バ ン ド ギ ャ ッ プ

制御するためには Zn1−xMgxO 固溶体の電子構造を理（Eg）は 1.04 eV であり，太陽電池の光吸収層とし解することは重要である．また，ZnO はウルツ鉱ての理想値である 1.4 eV よ り も 小 さ い ． そ こ で型構造であり MgO は岩塩型であるため，MgO 固

CIGS 光吸収層の Ga 濃度を増加させることで Eg

溶量が増加すると結晶構造が変化することが予想さを拡大し，理想値 1.4 eV に近づける試みが活発にれる．本研究では，第一原理計算を用いて理論的な行われている．しかし，CIGS の Eg が 1.2 eV 以上観点から Zn1−xMgxO 固溶体の結晶構造と電子構造をにしても太陽電池の開放電圧（Voc ）が低下する為評価したので報告を行った．

に期待されるように変換効率が向上しない．それ

本研究では密度汎関数理論に基づく平面波基底第は，CIGS 光吸収層と ZnO 窓層との伝導帯のオフ

一原理擬ポテンシャル法を用い，Zn1−xMgxO 固溶体

セット に 原 因 が あ る と 考 え ら れ て い る ． そ こ でについて計算を行った．周期境界条件を満たしたウ

CIGS 光吸収層の Eg 増大に対応して，ZnO 窓層にルツ鉱型および岩塩型構造の 8 倍のスーパーセル

ついても伝導帯を制御することが必要となり，Zn1−x（2×2×2）を用い，Zn1−xMgxO（x＝0.0, 0.25, 0.50,―７６―

0.75, 1.0）についてモデル化した．構造最適化を行
い，それぞれの構造の格子定数および全エネルギーを求めた．つぎに，ウルツ鉱型および岩塩型構造の
Zn1−xMgxO の生成エンタルピー（ ∆ Hf ）を算出し，結晶構造の安定性を評価した．さらに，Zn1−xMgxO
固溶体のバンド構造と状態密度を算出した．
まず，計算で求めた生成エンタルピーから Zn1−x
MgxO の結晶構造の安定性を評価した．MgO を固溶していない ZnO の ∆ Hf は，ウルツ鉱型構造で−309.7 kJ/mol であり，岩塩型の−280.2 kJ/mol と比
図4

較して低い値であった．0≦x≦0.5 ではウルツ鉱型

修士過程の学生（2 人），和田先生と私の ∆ Hf が低くなり，x＝0.75 近傍ではウルツ鉱型と岩塩型とほぼ同じ値を示した．x＞0.75 では岩塩型して＋2.61 eV だけ高いエネルギーに位置してい構造の方がウルツ鉱型より低い値を示した．以上のる．その結果，MgO 固溶量の増大につれて伝導帯ことから，Zn1−xMgxO 固溶体は 0≦x≦0.5 でウルツの Zn 4 s が高エネルギーにシフトし，バンドギャ

鉱型が，0.75≦x≦1.0 では岩塩型構造が安定になる

ップが増大すると考えられた．

と推測 さ れ る ．Zn1−xMgxO 固 溶 体 の x ＝ 0.0, 0.25,

3 時間と長い時間であったため，質疑応答の時間

0.50, 0.75, 1.0 における計算で求めたバンドギャッ

が十分にあった．しかし，夜 20：00 から 23：00 とプは，それぞれ 0.95 eV（実験値 3.2 eV），1.46 eV

いう時間にもかかわらず，多数の参加者が夜遅くま（3.6 eV），1.92 eV（4.2 eV），2.67 eV, 3.56 eV となで議論を交わしていた．国際会議で発表という貴重

り，MgO 固溶量とともに増大した（従来第一原理な体験をすることが出来たことは非常に良い経験と計算で求めたバンドギャップの理論値は実験値と比なりました．

較して過小評価されるが，現在，遮蔽を考慮して電子交換を計算する手法を用いてバンドギャップの理

最後に論値の改善も検討中である）．ウルツ鉱型 Zn1−xMgx

約 1 週間程度の滞在だったがサンフランシスコでO 固溶体（x＝0, 0.5, 1.0）の状態密度を計算した結は発見の連続で，異文化に触れることの楽しさを存果，ウルツ鉱型 ZnO の価電子帯の上端は O 2 p 軌

分に味わえた．

道から，伝導帯の下端は Zn 4 s と O 2 p の反結合

最後に，こんな素晴らしい経験をする機会を頂い軌道から構成されていた．一方，ウルツ鉱型 MgOた和田研究室の皆さん，サンフランシスコでお世話

では，価電子帯の最上端は O 2 p 軌道から，伝導帯になった方々に感謝します．

の下端は Mg 3 s 軌道から構成されている．ウルツ
鉱型 MgO（x＝1.0）における Mg 3 s 軌道は，ウルMRS のホームページ

ツ鉱型 ZnO（x＝0.0）における Zn 4 s 軌道と比較

http : //www.mrs.org/― ７７ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 6

Adelaide でのポスター発表
山 田 逸 成Itsunari YAMADA
電子情報学専攻博士課程

1

3年

時代の建物が今なお大切に保存されており，伝統とはじめに

近代，そして都市と緑がバランスよく調和した街で2006 年 12 月 11−13 日に，オーストラリアのアデした．その都市部に建つアデレード大学（1874 年

レード大学で開かれた SPIE/Smart Materials, Nano-

創立）はオーストラリアで 3 番目に古く，ノーベルand Micro-Smart Systems に参加してきました．この賞受賞者 3 名を輩出したオーストラリアの中でも有学会は，主に微小光学素子や MEMS（Micro Electro

数の伝統ある名門校といわれています．

Mechanical Systems 微小電子機械システム）などといった様々な分野の要素部品に関する発表が中心で

研究内容

3

ある中で，12 月 11 日に「Grooved infrared polarizers

特定の直線偏光を取り出す偏光子は主に，液晶デwith a reduced reflectance」というタイトルで，ポスィスプレイなどに使用されているポリマー偏光子，

ター形式で行って参りました．

グラントムソンプリズムのような複屈折性媒質を利2用したプリズム偏光子，そしてワイヤグリッド偏光

アデレード大学子の 3 種類に大きく分けられる．ところが，波長 2

アデレード（Adelaide）は，オーストラリア連邦〜20 µ m の広い赤外域にわたって透過性のあるポ

南オーストラリア州の州都であり，オーストラリア

リマーや複屈折性媒質が存在しないため，赤外域用の南部に位置し，南極海に通じているセントビンセのポリマー偏光子やプリズム偏光子を作製すること

ント湾に面しています．トレンズ川をはさんで碁盤ができない．そのため，一般的に赤外域では図 4 にの目のように整然と区画整理された市街には，開拓示したワイヤグリッド偏光子が利用されている．ワ

図1

アデレード大学図2― ７２ ―

ポスターセッションの様子

図3

ワイヤグリッド偏光子

イヤグリッド偏光子は光透過性基板上に金属格子を形成したデバイスである．このデバイスに光が入射すると，図 3 に示すように電界が金属格子に垂直な偏光（TM 偏光）は透過し，格子に平行な偏光（TE偏光）は吸収および反射される．赤外域用の偏光子
は，赤外線カメラ用の反射光フィルタや，異方性媒質の分光分析などに利用されている．現在使用されている赤外域用ワイヤグリッド偏光子では，CaF2
や KRS-5 などの基板上に，波長の 1/10 程度のピッチで金属格子が形成されている．しかし，このような脆く，吸湿性を有する基板材料への微細加工は困
図 4 作製した試料の SEM 写真（a）Top view （b）Cross section

難な上，付着した金属格子が餝離しやすいことが問題となっている．本研究では，1〜20 µ m の波長域で透明な Si 基板上に，Si との密着性が高く優れた加工性を有する WSi（Tungsten silicide）を格子状

ドライエッチング後の SEM 写真を図 4 に示す．

に形成してワイヤグリッド偏光子を作製し，評価をドライエッチングによって WSi と Si がエッチング行った．

され，溝深さ約 550 nm（WSi 350 nm, Si 200 nm），

Si 基板は（100）面，抵抗率 20−30 Ωcm，厚さ 600

格子周期約 400 nm の格子構造が直径約 10 mm にわµ m，大きさ 20×20 mm のものを使用した．このたって均一に形成することができた．この試料の偏基板上に Si に対して密着性の高い WSi をスパッタ

光特性を赤外分光器（FTIR）で測定した．その結法で成膜した．さらにその表面にレジストを塗布し果を図 5 に示す．TM 偏光のスペクトルに見られるた後，二光束干渉露光法により格子パターンを形成

波長 9 µ m あたりでの透過率の減少は Si 基板に含した．光源は He-Cd レーザ（波長 325 nm）を用いまれる SiO2 による吸収である．波長 4 µ m におけて行った．このように露光・現像してパターニング

る透過率は 58％ であった．一方，TE 偏光はほぼしたレジストをマスクとして，SF6 の雰囲気中で遮光されており，偏光子として機能することが確認

WSi と Si をドライエッチングし，ワイヤグリッド

された．偏光子の性能を示す消光比は波長 2.7 µ m

偏光子を作製した．

で 20 dB であり，市販のワイヤグリッド偏光子（20

2

―７
３―

dB）の性能に迫る値が得られた．

おわりに

5

入学して今回 2 回目の国際学会に参加してきました．今回も，様々な方と議論し，新たなアイデアを持ち帰ることができましたので，非常に充実した発表であったと考えています．卒業するまでにもう一度国際学会で発表し，更なる自身のレベルアップを図りたいと考えています．
最後になりましたが，国際学会に参加するという貴重な機会を与えてくださり，終始御理解ある御指図5

偏光透過スペクトル．TE と TM は偏光方向を示している．

導をしていただいた斉藤光徳教授に深く感謝しま
す．また，日頃より有益な御討論，御協力をいただ
いた理工学部電子情報学科斉藤研究室の皆様に深く感謝します．

― ７４ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 6

第 28 回全国都市清掃研究・事例発表会に参加して
松 尾 友 和Tomokazu MATSUO
環境ソリューション工学科

2006 年度卒業

1．はじめに私は，今回 2007 年 2 月 1 日（木）から 2 月 2 日（金）に開催された，第 28 回全国都市清掃研究・事例発表会に参加して，川口駅前市民ホール

フレン

ディアにおいて性状分析の分野で蛍光 X 線分析における試料作成法の影響についての研究発表を 2 日（金）に行いました．

2．発表内容
図1
2. 1

背景・目的

振動式粉砕による汚染の影響（試料：粉末セルロース）

焼却飛灰，プラスチック等の廃棄物の処理・処分や資源化を行う際の迅速で正確な分析法（前処理をきる程度ですが，粉砕時間が長くなるとかなり増加

含む）の確立が求められており，その候補の一つにすること，その他の成分も微増することが分かりま

蛍光 X 線分析法があります．しかし，前処理としした．

て試料を粉砕する際の汚染の問題，試料の厚さ，あるいは成型法の違いに関する影響の報告は少ないのが現状です．

2. 3

容器法と粉末プレス法における試料厚さの影響

試料の厚さ，成型法の違いによる影響を調査する

またプラスチックについては，真空吸引により試ために容器法と粉末プレス法における試料厚さの影

料密度を増加させて蛍光 X 線分析法を行う方法に響について調査しました．実験結果の図 2, 3 かついて検討しているが，さらに改善の余地があるとら，容器法，粉末プレス法とも，今回設定した厚さ考えられました．

の範囲内（0.5 mm〜10 mm）で X 線強度への影響

そこで，蛍光 X 線分析法における以上の諸問題は確認されませんでした．X 線の侵入深さは金属で約 10 µ m，有機物で約数 mm と言われてい まについて実験的に検討しました．

す．焼却飛灰や溶融スラグは密度的に金属寄りであ2. 2

振動式粉砕による汚染の影響ることから，厚さ 0.5 mm 以上でほぼ一定な X 線

今回使用した粉砕機は，振動式粉砕機であり，粉強度が得られたと考えられます．容器法，粉末プレ砕時に構成材の一部が欠けることによる試料への汚ス法との成型法の違いによる X 線強度の変化も確染が懸念されます．図 1 の測定結果によれば，Fe認されませんでした．

の X 線強度は，未粉砕セルロースの場合，無視で― ２１８ ―

図2

粉末プレス法における試料厚さの影響（焼却飛灰）

図4

PP 厚み試験（重し：柱状 SUS）

表1

加熱成型したプラスチック中
Pb, Cr の X 線強度
Pb

Cr

平均値（cps/uA）

9.33

1.34

標準偏差（cps/uA）

1.61

0.32

変動係数（％）

17.3

23.6

ました．
図3

容器法における試料厚さの影響（焼却飛灰）

2. 5

PE と PP の混合試料を加熱成型したときのX 線強度のばらつきについて

PP シートの重ね枚数と X 線強度の関係

プラスチックは，かさばりやすく，均一にするこ

市販されている Pb, Cr 含有のオレンジ色の PPとが難しいため，PE と PE の融点の違いから，PE

シート（厚さ 0.43 mm）を 5 cm 角程度に切断し，と PP の混合試料を加熱成型して，蛍光 X 線試料

これを 1〜20 枚重ね，その上に重しとして円柱状のとして用いることを考えつきました．加熱成型した

SUS 304（以下 SUS という）又はリング状の SUS

プラスチック試料の測定結果を表 1 に示します．こを載せ，蛍光 X 線分析装置により X 線強度を測定

れにより，成型物中の Pb, Cr の X 線強度の変動係し，重ねた枚数すなわち厚さの影響を調査しまし数はそれぞれ 17.3％，23.6％ であり，粉砕したプラ

た．重しとして円柱状の SUS を載せたときの結果

スチックの前処理法としてほぼ使用できることが確を図 4 に示します．これによると，Pb, Cr の X 線

認されました．

2. 4

強度は 20 枚程度ではほぼ一定となり，SUS に含まれる Fe, Ni は 20 枚程度ではほとんど検出されませ

発表会のまとめ

3

発表会を終えて振り返ってみると，発表前・発表

んでした．
重しとしてリング状 SUS を載せたときも同様の中の緊張は相当なものでした．また，発表中は次に結果を得られました．つまり，PP シートでは 8.6 mm

発する言葉を考えることに精一杯でしたが，後であ以上の厚みで X 線強度が安定することが確認されあすればよかったと，いろいろと反省点が浮かび上

―２
１９ ―

がってきます．発表終了後，質問を受けましたが，満足のいく答えを出せることができず，力不足を感

おわりに

4

じた瞬間も多々あり，今後の課題としていきたいと

全国都市清掃研究・事例発表会は日本各地からさ思いました．その方々からの質問から多くのヒント

まざまな大学，自治体，企業の人が参加します．そや発見を見出すことができ，私といたしましては有のような中で発表できたことは，とても貴重な経験

意義な時間を過ごすことができたとともに，いろいになりました．また，発表を無事に終えることがでろな方面の方々と交流をもてた経験に人生のプラス

き，大きな自信を得ることができました．

を感じることができました．

最後になりましたが，全国都市清掃研究・事例発表会に参加するという貴重な機会を与えてくださっただけでなく，終始御理解あるご指導をしていただ
いた占部武生教授に深く感謝します．

― ２２０ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 6

日本生態学会第 54 回大会（ESJ 54）に参加して二 宮 邦 彦Kunihiko NINOMIYA
環境ソリューション工学科

2006 年度卒業

階の数）を知ることは，トロフィックカスケードや

1．はじめに生物濃縮といった，生態系に見られるさまざまな現

私は，愛媛県松山市の愛媛大学において，3 月 19

象を捉える上で重要なアプローチの一つです．

日から 23 日まで開かれた日本生態学会第 54 回大会

さて，食物連鎖長に関して一つの未解決の論点がに参加しました．私の発表は口頭発表形式のものあります．それは，一次生産者の生産力と食物連鎖で，液晶プロジェクターを使用したパワーポイント

長の間の関係です．一次生産者の生産力が高けれによるもので，時間は発表 12 分，質疑応答 3 分のば，その生態系は多くの栄養段階を支えることがで

合計 15 分のものでした．発表題目は「適応的食物きるので，食物網長は長くなるという理論予測があ網の食物連鎖長」で，他にも，大会中のシンポジウ

ります．その一方で，実証研究においては，しばしムやポスター発表なども見て回りました．本稿でば，生産性の食物連鎖長への影響は見られないといは，発表した研究内容，学会の様子について述べてう結果が報告されています．（一部，微生物の実験

いきます．

においては生産力が影響した．）本発表では，生物が柔軟に餌生物を変化させるという仮定のもとで，2．研究の背景

生産性と食物網の長さの間にどのような関係が生ま環境世紀ともいえる現代社会において，さまざまれるかを予測することを目的とします．

な環境問題が注目されています．それとともに生態

従来の理論研究では，食物網の構造は固定化され学の分野では，しだいに生態系の保護や多様性の重た繋がりとして仮定されていました．しかし，実際

要性を叫ぶ声が強くなっています．人類の貴重な財の生態系では，捕食者は適応的に餌生物を刻々と変産ともいえる生物の多様性を守るためには，生態系化させるでしょう．したがって，その時々で捕食・の仕組みを知る事が必用です．そこで，私の発表す被食の相手が変わると考えられます．つまり，食物る研究の中では，数あるアプローチの一つである食網には，多数の見えない潜在的な繋がりが存在して物網の構造について考えていきました．

おり，食物網に柔軟さを与えているといえます．この柔軟性の効果を評価するために，多種系のロトカ

3．研究概要−ヴォルテラ式に（図 1），適応的餌選択のダイナ生物群集では，食う食われる関係が網の目のようミクス（図 2）を加えて拡張した数理モデルを利用につながり，食物網と呼ばれるネットワークを形成して，「適応的捕食行動」と「生産力」の食物連鎖

しています．食物網を特徴づける基本的な特性のひ長への相互作用をコンピュターシミュレーションに

とつに，食物連鎖長があります．食物連鎖長とは，より調べました．

基底をなす種から頂点の捕食者までの栄養段階を結

適応的捕食に由来する柔軟性の存在下では，生産

び付ける経路の数を指します．食物連鎖長（栄養段

力と食物連鎖長に関して，従来のものとは大きく異

―２
１５ ―

┐│┘

!e f a N!f a N

図1）−

ki ki kk∈sp. i’s consumer

┐│┘

┌│└

（

!f a N

適応的捕食を考慮すると長さの平均が短くな

りました．

dNi
ik ik ik k −ki ki k＝Ni −di＋dt
k∈sp. i’s resousek∈sp. i’s consumer
（1 b）
dNi
Ni
＝Ni ri 1−
dt
Ki

滷

（1 a）
┐│┘

┌│└ ┌│└!

dNi
eikfikaikNk＝Ni −di＋dt
k∈sp. i’s resouse

5．考察
結果漓に対して，これまでの研究のような，「生（1 c）

産力に影響して変化する」という結果は，生産力が強ければ，上の栄養段階を支えやすいということか!e f a N

な「影響しない」という結果は，食物連鎖が長くな

daij
ik ik ik k
＝Giaij eijfijNj−
dtk∈sp. i’s resouse┐│┘

ら伸びたと推測できます．それに対して今回のよう┌│└食物網を構成する種の個体数変化を表す式

り，上層のエネルギー流が不安定になることに伴い，安定化しようとする効果が強くなり，変化しな

図 2 「適応的捕食行動」の表現を表す式

かったと推測できます．
長さが短くなったという結果滷に対して，「適応なる理論予測が得られ，これまでに実証研究で報告

的捕食を考慮したもの」では，食物連鎖の長さが短されているパターンをよりうまく説明する事が期待

くなる場所に繋がったと推測できます．「適応的捕できました．

食」を行う事で，栄養段階の低い位置，つまりなる
べく栄養が豊富で個体数も多い場所の方を選ぶとい4．結果う事が推測できます．

図 3 は結果のグラフです．グラフから読み取れる
結果を述べます．
漓「生産力が影響する」という実証研究に対してそれらの研究では，バクテリアや細菌などの選択能生産性による食物網の長さの変化が見られ力の低い生物で，食物網が形成されている事，またた．「適応的捕食を考慮しない」食物網では，増加

そもそも実験対象となった生物の種数が少ないため傾向がありました．それに対して「考慮した」食物

選択の限界が生じる事などから，今回，私が考慮す網は，生産性を増加させても，変化が見られません

る適応的行動は当てはめられなかったと考えられま

でした．

す．

まとめ（学会を終えて）

6

最後に，発表の成果について述べていきます．これまでの理論研究において，「生態系の生産力は食物連鎖の長さに影響を与えない」というような考えはほとんど支持されていませんでした．しかし，今回，「生態系の生産力に影響を受ける」といった理論に対して異なる結果が導けられ，また，これまでの数多くの実証研究における結果と同じ様な傾向が読み取ることができ，現実に存在する多くの食物網のような特徴を上手く捉えられたと考えられます．
発表後に他大学の先生や，院生の方にも声をかけ
図3

食物連鎖長と生産性て頂き，私の研究に興味を持って頂いたようで，研― ２１６ ―

究内容には満足するものがありますが，準備不足かき，ポスター発表では，口頭発表には無い発表者とら，他の発表者の方と比べプレゼンテーション能力のコミュニケーションができ大変有意義でした．自がまだまだ低いと感じました．また，初めての学会

分自身の発表には未熟な点が多くみられ，次の機会

発表ということもあり緊張しうまくできたと思えまの注意点として大きな収穫となりました．
今回の学会参加を経験を終え，進学を控える私せんでした．
今回の学会参加を通し，シンポジウムでは，大きく言えば，これからの生態学会の方向性や展望なは，この経験を生かし，次へのステップに進んで行きたいと思いました．

ど，日本の生態学の最前線の話し合いが聞く事がで― ２１７ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 6

日本生態学会に参加して
坂 戸 克 匡Yoshikuni SAKATO
環境ソリューション工学専攻修士課程

1年

1．はじめに
私は，2007 年 3 月 19 日から 23 日まで開かれた
日本生態学会第 54 回大会に参加した．愛媛大学の松山キャンパスにて開催され，発表題目は「群集ネットワークにおけるネスト構造」である．特別研究で研究した内容を発表した．本稿では，初めて学会に参加して感じたことや思ったことなどを書きたいと思う．

2．研究内容2. 1

図1

完璧なネスト構造

図2

ネスト構造が弱い

概要

植物と訪花昆虫，あるいは植物と種子散布者等がつくる相利関係ネットワークには，ネスト構造と呼ばれる 特 異 な 構 造 が 見 ら れ る （ Bascompte et al .
2003）．また，「ネスト構造は食物網では見られな
い」ことから，その成立メカニズムは，相利関係と本質的に切り離せないと考えられている（Bascompte
et al. 2003）．ネスト構造というものがどういうもの
なのか，視覚的に分かりやすい，完璧なネスト構造（図 1）とネスト構造が弱いネットワーク（図 2）をのせておく．図の黒丸と白丸はそれぞれが似た種の集まりである．そして，間に引かれた線は繋がりを示している．例として，黒丸が訪花昆虫で白丸が花だとすると，どの訪花昆虫がどの花を利用している

寄生者と寄主のような 2 層からなる食物網を解析かが分かる．ネスト構造の強弱を測るには，図 1 にし，ネスト構造の有無を調べたところ，多くの食物

統計的にどれだけ似ているかで数値化するのであ網から，強いネスト構造が検出された．このことかる．

ら，（1）ネスト構造が相利共生に特有のものだとい本研究では，食物網でもネスト構造が見られるこう仮説は否定され，さらに，（2）ネスト構造は相利とを報告し，その生態学的意義を考察する．実際，関係からではなく，食う−食われるの関係から生じ― ２１２ ―

に反し，食物網でもネスト構造が見られること報告

ると言えるだろう．

する．しかし，本研究において発見された食物網で
2. 2

方法

のネスト構造が，本当に最適採餌によるものかは，今回の解析では，16 種類の食物網を解析に利用

いまだはっきりしない．今後は，より複雑な食物網した．統計的に有意であるかどうかを検定するためのネスト構造の強弱を測る方法を模索していく必要に，ヌルモデルを利用した．本研究ではネスト構造がある．

があるかどうかを調べるために，計算プログラム『BINMATNEST』を利用した．なお，本研究では，
Bascompte et al.（2003）にならって，ネスト構造の3．発表について発表はパワーポイントによる口頭発表で，時間は12 分質疑応答が 3 分の計 15 分でした．発表では，指標としてネスト度（nestedness）を利用した．

緊張のあまりか早口になり，何回か鐓んでしまい満
2. 3

結果

足のいく発表ができませんでした．もっと 12 分を本研究では，多くの食物網から強いネスト構造がうまく使えたなら，より多くの人に自分の研究を理みられた．食物網における Nestedness の平均は N

解してもらえたのではないかと反省しています．そ−＝0.876 だった．これは，相利関係ネットワークのためには，もっとプレゼンテーションの練習を―における Nedtedness の平均 N ＝0.853（Bascompte et

し，もっと自分の研究を理解しなければなりませal. 2003）とほぼ同じか，少し高い値である．つまん．私には，反省ばかりが残る初めての学会でしり，食物網におけるネスト構造は相利関係ネットワ

た．

ークにおけるネスト構造と同等の強さがあることを示している．これらの結果から，Bascompte et al.

4．おわりに（2003）で示された『ネスト構造は相利関係特有の今学会に参加してよかったことがある．それは，ものである』という仮説は否定された可能性があ

他の研究者の人達のプレゼンやポスター発表を見らる．では，なぜ Bascompte et al.（2003）で食物網かれたことだ．色々な人の発表を見た事により，それらはネスト構造がみられなかったのだろうか．やはぞれの工夫やテクニックを体感できた．みなそれぞり，Bascompte et al.（2003）での食物網の解析方法

れに，よりおおくの人達に自分の研究を理解してもに問題 が あ っ た と 考 え ら れ る ． Bascompte et al .

らおうと，頑張っていた．それを体感し，自分もこ（2003）は，複雑な食物網から，2 層のネットワーのように発表してみたいと思えたことが今学会に参クを再構成して解析しているが，その方法ははっき

加して 1 番よかったなと感じられたことだ．そしりしない．

て，学部生のうちにこのような体験ができたのも指導教員である近藤先生のおかげである．近藤先生に

2. 4

結論

は本当に感謝している．私は 4 月から龍谷大学の院

以上のことより，「植物と訪花昆虫，あるいは植に進学する．院ではこの経験を生かして，よりよい物と種子散布者等がつくる相利関係ネットワークに研究をし，満足のいく発表ができるよう頑張りたいは，ネスト構造と呼ばれる特異な構造が見られる」と思う．

（Bascompte et al. 2003）また，「ネスト構造は食物
網では見られない」ことから，その成立メカニズム

参考文献

は，相利関係と本質的に切り離せないと考えられてGracielaR Valladares, Adriana Salvo, H. Charles J Godfrayいる（Bascompte et al. 2003）という，従来の知見（2001）Ecological Researcb 16. 925−939

―２
１３ ―

伊藤嘉昭，嶋田正和，粕谷英一，山村則男（1992）動物
生態学．蒼樹書房

Miguel A. Rodriguez-Girones, Luisntamaria（2006）Journal
compilation 33. 924−935

Joern（1979）Oecologia 38. 325−347

Owen T. Lewis, Jane Memmott, John Lasalle, Chris H. C.

JordiBascompte, PedroJordano, CarlosJ. Melian, Jens M. Olesen（2003）PNAS 100. 9383−9387

Lyal, Caroline Whitefoord, H. Charles
J. Godfray（2002）Journal of Animal Ecology. 855−873

Leather（1991）OIKOS 60. 40−48

Stephens D. W, KrebsJ. R（1986） Foragingeory

M. Begon, John L. Harper, Colin R. Townsend（2003）生態

Univ. Press

学 564−565（堀道雄・神崎護訳）．京都大学学術出版会

―２
１４ ―

Princeton

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 6

日本音響学会 2007 年春季研究発表会に参加して
安 井 希 子Nozomiko YASUI
情報メディア学専攻修士課程

1年

レモロ演奏を目指して練習を行い，熟達者によるト

1．はじめにレモロ演奏の特徴を知りたいと考えます．しかし，今回，2007 年 3 月 13 日〜15 日に芝浦工業大学豊

現在では熟達者によるトレモロ演奏の特徴及びトレ洲キャンパスで開催された日本音響学会 2007 年春

モロ音の主観評価と物理特徴の関連性は解明されて季研究発表会で口頭発表を行ないました．これは，いません．そこで，本研究では熟達者のトレモロ演

社団法人日本音響学会が年 2 回開催している発表会

奏の特徴について調べ，それがトレモロ音に対するであり，全国からさまざまな分野の人たちが口頭発

主観評価にどのように影響を及ぼすかについて調査

表又はポスター発表を行なっています．今回の発表

します．

では，「マンドリン演奏におけるトレモロ音の主観評価と物理特徴の関連性について」という題目で発表させていただきました．

3. 2 マンドリンの概要
マンドリンとは，洋ナシ形に膨らんだ木製の胴と完全 5 度の関係で調弦された金属性の複弦を持つ撥

2．日本音響学会

弦楽器であり，各対はほぼ同じ高さに調弦された 2

日本音響学会は，科学的な方法を用いてさまざまな音の性質や作用に関する研究分野を対象とする学本の弦から成り立っています．Fig. 1 にマンドリンの外観を示します．

会です．現在の会員数は 4500 名余で，アメリカ音

マンドリンには，主に「ピッキング奏法」及び

響学会に次ぐ規模になっています．学会の活動は，「トレモロ奏法」という 2 種類の奏法があります．

学会誌の発行及び月例の研究会，春と秋の研究発表

ピッキング奏法は 1 対の弦を一回だけ撥弦する奏法

会，公開セミナー，シンポジウムの開催などを研究であり，トレモロ奏法は持続音を奏でる目的で考案委員会が中心となって定期的に行なっています．研された奏法で，ピックを用いて 1 対の弦を上下方向

究委員会は，音声，聴覚，騒音・振動，建築音響，に撥弦させることを繰り返すことによって持続音を電気音響，音楽音響，超音波，音響化学の 8 分野に奏でる奏法です．本研究では，「トレモロ奏法」に分かれて組織されています．

ついて調査します．

3．研究内容ここでは，私が発表を行なった研究について説明させていただきます．

3. 1

研究概要

一般に，マンドリンの初心者は熟達者のようなト― ２０９ ―

Fig. 1 マンドリンの外観

Table 1 演奏熟達度評価に影響を与える主な要因共通とする要因

奏者固有となる要因

各演奏者によるトレモロ演奏に対する熟達度評価の結果

撥弦操作の速度

楽器の種類

楽器の構え方弦の種類

撥弦時の音響特性

ピックの材質，厚さ及び大きさ

弦に対するピックの位置
及び角度

押弦の強さ

ピックの持ち方

演奏環境

撥弦作用の頻度

3. 3

Table 2

演奏者

解析概要

本研究では，トレモロ音の演奏熟達度評価に影響

6 Hz

8 Hz

9 Hz

P1

5（12％） 13（31％） 24（57％）

P2

4（10％） 21（50％） 17（40％）P3

3（7％） 13（31％） 26（62％）P42（4％） 16（39％） 24（57％）P52（4％） 20（48％） 20（48％）

P65（12％） 12（29％） 25（59％）P72（4％） 20（48％） 20（48％）
上手と評価された回数（％）

を与えると考えられるおもな要因を列挙し，奏者間で共通にすることができる要因群と奏者固有とならざるを得ない要因群の 2 つに分割しました．考えらる熟達度評価の結果を示します．Table 2 より撥弦

れたおもな要因を Table 1 に示します．

操作の頻度が 8 又は 9 Hz の演奏音が上手な演奏音

奏者固有となる要因は奏者間でどのような関係をと評価された様子が確認できます．撥弦操作の頻度持っているか分からないため，奏者固有となる要因間における偏りの有無を調査するために，Table 2のうち，単一の項目のみについて調査する必要があのデータに対して χ 2 適合度検定を行い，有意水準ると考えられます．そこで，奏者ごとに調査するこ

5％ において，いずれの演奏者についても，撥弦操とによって撥弦操作の頻度以外の要因を統一させる

作の頻度間に偏りがないとは言えないという結果がことができると考え，撥弦操作の頻度に着目しま得られました．

す．ここでは，7 通りの音色に対して 3 通りの撥弦
操作の頻度のトレモロ音を用いて主観評価実験を行ない，トレモロ音の演奏熟達度評価について調査します．

3. 5 考察
Table 2 より撥弦操作の頻度が多い演奏音が好まれる傾向がみられます．また，撥弦操作の頻度間に本研究では，2 つの実験を行ないました．1 つ目

偏りがないとは言えないという結果から，主観的なの実験は，トレモロ演奏の記録実験です．この実験

演奏熟達度評価において撥弦操作の頻度はキューとでは，マイクロフォンを用いて，3 年以上の演奏経なっていると考えられます．そこで，トレモロ音の験を持つ熟達者 7 名による，撥弦操作の頻度が 6, 8

演奏熟達度評価とその変動感の関係を調査すること

及び 9 Hz の 3 通りのトレモロ音を 5 回録音しましにします．トレモロ音は遅い速度の AM 信号の特

た．2 つ目の実験は，トレモロ音に対する演奏熟達

徴を持つと言え，遅い変動音に対する心理量の評価

度評価実験です．この実験では，半年以上の演奏経指標として変動強度（Fluctuation Strength, FS）がこ

験を持つマンドリン奏者 7 名に対して，撥弦操作のれまでに提案されているため，各演奏音の FS とそ

頻度が異なる 2 つの演奏音を呈示し，上手と判断しの演奏熟達度評価の関係を調査します．純音に対すた演奏音を選択してもらいました．

る AM 音において，変調周波数が約 4 Hz の時に FSは最大となることが過去に報告されているので［1］，

3. 4

調査結果

本研究では録音した演奏音の約 4−8 Hz の変動成分

Table 2 に，各演奏者によるトレモロ演奏に対すが，人が感じる変動感に影響を与えると考えてその

―２
１０ ―

成分を抽出して各演奏音の FS を調査します．まは，質問者が納得のいく回答を行なえるように，研た，抽出した変動成分を「物理的 FS」，心理的な変究に対する理解をより深めて発表に望みたいと思い動感を表す FS を「心理的 FS」と呼ぶことにしまます．

す．各演奏音の物理的 FS を求めた結果，全演奏者
において，撥弦操作の頻度が速くなるにつれて物理

5．おわりに的 FS の値が小さくなることを確認しました．よっ今回の学会発表では多くの方の発表を聞き，私のて，撥弦操作の頻度が多い演奏音は，変動が少ない

発表に足りない部分を見つけることができました．

と考えられえます．そして，変動が少ないゆえに好また，勉強になる発表が多く，とても有意義な時間

まれたと考えられます．

を過ごすことができました．今後は，この経験を生かして研究活動や発表に望みたいと思います．

4．発表の自己評価

最後に，今回の発表を行なうにあたり，御指導を今回の学会は参加者が多かったのですが，5 回目

頂いた情報メディア学科杉田繁治教授，三浦雅展講の発表であった事と発表前に何回も練習を行い，先師に感謝致します．また，ご支援を頂いた多くの方

生にチェックしていただいたので，落ち着いて発表に感謝致します．

できました．質疑応答では，2 つの質問があり，1
つ目の質問には明確に回答することができました

参考文献

が，2 つ目の質問が難しい内容であったため，質問［ 1 ］ H. Fastl, E. Zwicker, Psychoacoustics Facts and Mod-者が納得のいく回答を行なえませんでした．今後

―２
１１ ―

els , pp. 247−256, Springer-Verlag, 1990

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 6

映像情報メディア学会
──ヒューマンインフォメーション研究会に参加して──

橋 本 和 樹Kazuki HASHIMOTO
情報メディア学科

1

2006 年度卒業

はじめに
私は 2007 年 3 月 15 日，16 日に東京工芸大学中野キャンパスで開催された「映像情報メディア学会
ヒューマンインフォメーション研究会」に口頭発

図1

両足荷重の基本姿勢

図2

片足荷重の基本姿勢

図3

基本姿勢の分類手順

表として参加してきました．今回は 3 次元座標情報を用いたバレエ基本姿勢の分析と題しまして発表させて頂きました．

2

研究背景
本研究ではモーションキャプチャシステムにより取得したさまざまなダンスの 3 次元モーションデー
タを大量にアーカイブ化を行っています．しかし，これらの 3 次元情報から基本姿勢や基本動作といった意味のある情報を検索する手法については課題が残されています．本研究では，バレエを対象とし，バレエ理論に基づいて基本動作を自動的に分節化することを目的としました．私はバレエ動作を自動分す．

節化するための第一段階として下半身の基本姿勢の両足荷重の姿勢には図 1 のような足配置の基本姿分析を行いました．バレエの基本動作は定型化され勢が，片足荷重の姿勢には図 2 のような非軸足の配て，開始時・終了時は必ず基本姿勢になり，基本姿

置による決まる基本姿勢が存在します．これらの基勢は下半身主体で変化するため，基本動作を検索す

本姿勢をさらに細かく分類していくことにより最終る手がかりになると考えたためです．今回はこの下的に 139 種類の基本姿勢となります．今回はこの 9

半身の基本姿勢の分析について発表を行いました．

種類の基本姿勢に分類することを目的としました．

3

基本姿勢は図 3 のように重心の位置により両足荷研究内容

重の姿勢と片足荷重の姿勢に大きく分けることがでバレエの下半身の基本姿勢は全部で 139 種類あり，それらは段階層に分類されており，バレエの基きます．そして各々図 1，図 2 に示したようにそれぞれ特徴により基本姿勢が分類されます．

本姿勢は両足に体重をかける両足荷重型と片足に体次にバレエ理論に従った各基本姿勢の特徴分析を重をかける片足荷重型の二つに大きく分類できま3 次元座標情報に対応させて，重心分析，両足配置― ２０６ ―

図4

下半身の関節モデル

分析，非軸足配置分析により，9 種類の基本姿勢を識別する手法を考案しました．3 次元座標情報に対応させるため，図 4 に示す 9 つの点からなる下半身関節モデルを使用しました．
提唱したバレエの基本姿勢の分析手法が正しいか

図5

重心分析

どうかを確認するために，プロダンサーの実演によるバレエの 3 次元座標データを用いて検証を行いました．
図 5 は重心分析の結果です．ここでは考案した手法で求めた左右の踝の高低差と重心の片寄りの値の2 つの方向から軸足の判定を行えそうなのかを考えました．その結果，踝高低差で判定する方が有効であると考えられます．
図 6 は両足配置分析の結果です．ここでは考案した手法で求めた足が前後又は左右の足配置であるか

図6

両足配置分析

図7

非軸足配置分析を示す足の配置角度と，両足の開き具合を示した踝
間距離の値の相関から両足荷重の姿勢 4 種類の基本
姿勢が分類できるかを調べました．その結果，左右配置である 1 番 2 番と，前後配置である 4 番 5 番は判別できると考えられます．踝間距離においては概ねバレエ理論通りの結果にはなったが，より正確に識別するためには爪先立ちをしている状態（ポアント）を考慮する必要性があることが示唆されました．
図 7 は非軸足配置分析の結果です．ここでは考案した手法で求めた非軸足の角度と，軸足に対しての非軸足の距離の相関から 5 種類の基本姿勢が分類でア・テールとアラベスクの境界が近いため，特徴をきるか調べました．その結果，片足荷重の姿勢 5 種

再検討する必要があると考えます．

類を識別できる可能性が示唆されました．ただし，提案した手法により 9 種類の基本姿勢の特徴が検

―２
０７ ―

出できました．今回時間の都合上により，識別の検レエのみに対象をしたが今後新しい発見により他の証まではできなかったが，3 つの分析手法により 9動きの識別に応用できる可能性があること，現在研種類の基本姿勢を識別できる可能性が示唆されたと究室でバレエのデータを大量に保有していることな考えます．

どを答えました．反省点としまして，練習の時はレ

4

ーザーポインタを使用していたので本番で使用した研究会の雰囲気について

指示棒をうまく使えなかったことや，持ち時間 30

発表は 3 月 15 日（木）〜3 月 16 日（金）に東京分と記憶していたので 20 分の発表で 5 分の質疑応

工芸大学中野キャンパスで行われました．形式は 15

答と 5 分の入れ替え及び休憩と誤認して練習してい人による口頭発表形式でした．私は 16 日が卒業式

たら本番は 25 分の発表で 5 分の質疑応答だったのということもあり 15 日のみ参加となりました．会で自分の発表が時間いっぱいまで発表できず早めに場は授業をする講義室のような場所で到着するとま終わってしまったことが挙げられます．

だ人の入りは少なく，受付の学生の方に声を掛けると丁寧に対応してくれました．

発表者は学生だけでなく，大学の教授達も多く参加されていたので初めはどうなるかと思いました

他の発表は全体的に視覚的な研究が多くみられまが，学生の積極的参加を歓迎し，皆様が暖かく接しした．ディスプレイ上に表示された空間の感性評価て頂いたおかげでやり遂げることができたと思いま

法や，コントラスト検出閾低下の現象に与える図のす．

知覚などの研究発表が行われました．

5

おわりに

6

研究発表について

今回の学会は私にとって学生として最初で最後の事前準備のため 3 月 14 日に東京に降り立ち，そ学会となりました．その準備に多くの時間も必要での日は発表の練習や，パワーポイントの最終調整にしたし，苦労や失敗も数多くありました．この期間費やしました．当日の 15 日は発表セッションの 30に学んだ貴重な経験 1 つ 1 つを大事にしていきたい

分前に会場に到着し，会場の空気に慣れようと思いと思います．最後に学会参加にあたり支援してくだました．発表時間までデータの確認などを行い，開さった方々に深くお礼を申し上げます．

始を待ちました．私は 2 番目の発表だったので，1番目の発表を参考にしようと臨みました．壇上に上がり私の番が来ました．緊張はしていましたが，発表したいことは全部出せたのではないかと考えます．発表後の質疑応答では，相手の質問をよく聞
き，時に聞き返し，意図に合うような答えを返せるように努めました．具体的には，モーションキャプ
チャシステムでの 3 次元データ取得の時点で関節点を取得できるのか，バレエ以外の動きも識別可能なのか，何でバレエを対象にしたのか，といった質問を受けました．それらに対し，取得したデータを後から処理して関節点に当てはめたことや，今回はバ― ２０８ ―

会場風景

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 6

第 176 回

自然言語処理研究会に参加して
西 村涼
Ryo NISHIMURA
情報メディア学専攻修士課程

1

で記述されている情報を検索するのに失敗してしま

はじめにう．次の例も Vine Users ML に投稿された問合わ

私は 2006 年 11 月 22, 23 日に鹿児島大学で開催せ文であるが，（例 1）の場合以上に取り扱いがむされた自然言語処理研究会で口頭発表を行いまし

ずかしい例である．

た．この研究会は，情報処理学会が開催しているも（例 2 a）IP アドレスが割り当てられませんのです．

（例 2 b）IP アドレスが取得できません

2

1年（例 1）では，場面や状況，対象物（apache と CGI）

概要

に対する認識に違いはなかった．一方，（例 2）で質問文に現れる用言の同義語を検索対象のドキュ

は，対象物（IP アドレス）に対する認識が異なっメントから自動抽出し，その中から適切な語をユーている．（例 2 a）の発話者は「IP アドレスは与えザに選択させることで，質問文の拡張を行い，係りられるものである」と考えている．一方，（例 2 b）

受け関係の柔軟な照合に利用する．

の発話者は，「IP アドレスは手に入れるものであ3る」と考えている．このように，対象物（IP アド

研究背景レス）に対する認識が異なっているため，同じ内容

自然な文による情報検索ではさまざまな表現を用を表しているにもかかわらず，一般に同義語ではないることができるので，同義表現のあつかいが重要い用言「取得する」と「割り当てる」が用いられてである．同義表現にはさまざまな種類があり，用言いる．このような場合についても同義語と判定できの同義語に限定しても，とりあつかいがむずかしいることがのぞましい．

例が多い．以下の例は，vine linux に関心のある人

そこで，用言がとる格要素を比較して，検索対象

たちが情報を交換しているメーリングリスト（Vineの文で用いられる用言の中からユーザが質問文で用［1］

Users ML ）に投稿された問合わせの文である．

いた用言の同義語である可能性が高いものを取り出（例 1 a）apache で CGI が使用できないす方法を提案する．本研究では，検索対象の文とし（例 1 b）apache で CGI が実行できないてメーリングリストに投稿された問合わせ文を用い「使用する」ことと「実行する」ことは一般に同義

る．提案する方法によって，シソーラスや国語辞典ではない．しかし，この場面（コンピュータを働かに記述されているような一般に成り立つ同義語関係せる場面）では，これらの用言は同じ意味を表してだけではなく，いる．この例のような同義語関係は，シソーラスや辞書の語義説明文などには記述されていないので，!特定の場面や状況下で生じる同義語関係!場面・状況・対象物への認識のずれによって生取り扱うのはむずかしい．しかし，こうした同義語
関係を取り扱えないと，ユーザが用いなかった表現

じる同義語関係を取り出せることを示す．さらに，提案する方法が

―２
０３ ―

ユーザの質問文を拡張するのに利用できることを示

同義語を格要素としてもつ Vtarget の数である．isf

す．

（Ci）は体言 Ci の格要素としての重要度をあらわす
値で，以下の式で表す．

用言の同義語候補の抽出

44. 1（ sf（NC ））用言の同義語抽出の処理の概要

isf（Ci）＝log

i

ユーザが入力した質問文中の用言と同義語である可能性が高い用言を，検索対象の文から取り出す処理の概要を説明する．検索対象の文には，メーリン

N は検索対象の文の総数で，その中で体言 Ci を含む文の数が sf（Ci）である．

グリストに投稿された問合わせのメールを利用した．メーリングリストに投稿された問合わせメールを利用するのは，以下に示す有利さがあるからであ
る．

4. 2

用言の同義語らしさの推定手順

検索対象の文で用いられている用言から，ユーザの質問文で用いられている用言と同義語である可能

メーリングリストでは特定の目的について情報交性が高いものを取り出す手順を以下に示す．検索対換を行っているので，特定の場面や状況下での問合象の文には，メーリングリストに投稿された問合わ

わせ文を収集することができる．

せメールから取り出した文を用いた．

さまざまなメーリングリストがあるので，さまざ

step 1

Vine Users ML に投稿された問合わせメー

まな場面や状況下での問合わせ文を収集することがルから，問合わせの中心になる文とその前後の 1

できる．

文を渡辺らの方法［2］で取り出す．取り出した文は

ただし，問合わせメールには問合わせそのものと形態素解析と係り受け解析を行う．形態素解析には関係のない文も含まれている．そこで，渡辺ら［2］は JUMAN［3］，係り受け解析には KNP［4］を用いの方法で問合わせメールから問合わせの中心になる

た．

文（重要文）とその前後 1 文を取り出し，それらのstep 2

ユーザが入力した質問文から，質問の内容文に含まれる用言からユーザが入力した質問文中のにかかわらない典型的な表現をとりのぞく．具体

用言と同義語である可能性が高いものを取り出すこ

的には，

とにした．
本研究では，格要素を比較することによって，ユーザの質問文中の用言と同義語関係にある可能性が高い用言を検索対象の文から取り出す方法を提案す!〜方法を教えてくださいなどの表現が含まれていたら，それらの表現をとりのぞく．
step 3step 2 の結果に対して形態素解析と係り受る．これは，同義語関係にある用言はよく似た格要

け解析を行う．形態素解析には JUMAN［3］，係り素をもつことがあるからである．

受け解析には KNP［4］を用いた．係り受け解析のそこで，ユーザの質問中にふくまれる用言 Vuser（N 個の格要素 Ci をもつ）と検索対象の文に含ま結果から用言とその格要素の組を取り出す．
step 4

ユーザの質問文で用いられている用言 Vuser

れる用言 Vtarget の類似度，すなわち同義語らしさ Simとメーリングリストに投稿された問合わせメール（Vuser, Vtarget）を以下のように定義した．

から取り出した文で用いられている用言 Vml（j ）!
・isf（C ）Sim（V , V ）＝ fdp（C , V ）（j＝1, 2, . . . , M ）の類似度 Sim（Vuser, Vml（j））を

n

user

targetitarget4. 1 節で述べた方法で計算する．

ii＝1

step 5
ただし，fdp （Ci , Vtarget ）は，体言 Ci およびそのstep 4 の結果では，読みが同じ用言（例：「割り当てる」と「わりあてる」）や可能表現

―２
０４ ―

（例：「もらう」と「もらえる」）がそれぞれ別のまた，口頭発表の質疑応答は，会場にいる人達全用言として扱われている．そこで，それらの用言員の前で質問に答えなければなりません．非常に的の step 4 の結果を合計し，1 つの用言として取り確な質問をされた場合や質問の内容が分からない場

扱う．

合には，答えに困ることがあるかもしれません．実step 6

step 5 の結果から，Vuser と類似度の高い用者との対話（質問の解釈が正しいかどうか聞き返し

言を 5 つまで取り出す．

5

際，私はありました．しかし，その場合でも，質問たりすること）を行うことで適切な対応ができま

メーリングリストに投稿されたメールを利用した検索システム

す．口頭発表の質疑応答で一番まずいのは，分かったふりをして対応してしまい，発表者と質問者の間作成したシステムは，で意味のない対話がされてしまうことです．これは（1）ユーザの入力した質問文で用いられている用言

会場にいる人達を無視した対応なので非常にまずいの同義語候補を検索対象の文で用いられている用です．逆にこのようなことに気を付けておくと，質言から取り出す．

疑応答もなんとか乗り切れると思います．質疑応答（2）検索対象の文から取り出した用言の同義語候補

はとてもありがたい場です．普段，あまり関わるこをユーザに示し，同義語として適切なものを選ばとがない他大学の先生から非常に有意義なアドバイせる．

スをもらうことができます．

（3）ユーザに選ばれた用言を用いて質問文を拡張し，係り受け関係の照合を行う．

6

謝辞

7

最後に，研究や発表に対してご指導くださった渡

口頭発表

辺先生，岡田先生，芝先生，私の発表練習にお付き

口頭発表を終えて振り返ってみると，発表前・中合いくださった渡辺研究室，岡田研究室，芝研究室の緊張は相当なものでした．また，発表中はきちんの方々，ありがとうございました．これからもよろとしゃべることで精一杯でしたが，いざ終えてみる

しくお願いいたします．

といろいろ反省しなければならないことがあります．例えば，ざっとあげるだけでも，!マイクの扱いに慣れておく!質疑応答は場馴れしないとうまく答えることがまた，会場で私の発表を聞いてくださった方々に深く感謝致します．特に，質疑応答の場で，さまざ
まな有意義な質問をしてくださった質問者の方々，
ありがとうございました．

できないため，日頃からディスカッションの訓練を行っておく参考文献!他の発表者のうまいところを盗む［ 1 ］ http : //vinelinux.org/ml.htmlのようなことがあります．「基本的なことだ」と言［ 2 ］ 渡辺靖彦，横溝一哉，西村

われればそれまでなんですが，分かっていても緊張

識獲得，自然言語処理，vol. 12, No. 6, pp. 25−44，

してできないことがよくあります．実際今回の発表（2005）．

で私は，マイクの電源が入っていると思い込んでし［ 3 ］ 黒橋禎夫，長尾真：日本語形態素解析システム

JUMAN version 5.1

ゃべり始めてしまったのですがそれに気づいたのは発表が終わった後でした．緊張するとこのようなこ

涼，岡田至弘：メーリ

ングリストを利用した質問応答システムのための知使用説明書，京都大学，（2005）．
［ 4 ］ 黒橋禎夫：日本語構文解析システムとがたびたび起こってしまうので，普段の練習の時から心がけることが大切です．
―２
０５ ―

2.0

使用説明書，京都大学，（2005）．

KNP version

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 6

言語理解とオントロジーシンポジウムに参加して──あいまいな質問に問い返すためのメーリングリストを利用した知識獲得──

西 村
涼
Ryo NISHIMURA
情報メディア学専攻修士課程

1

1年

要文の後の文で表現されることが多い．

はじめに

そこで，メーリングリストに投稿された質問メー

私は，2007 年 1 月 30 日，31 日に開催された電子ルの重要文とその前後の文から，ユーザの質問に問

情報通信学会主催の「言語理解とオントロジーシン

い返すための知識を以下の手順で取り出した．

ポジウム」に参加し，口頭発表を行いました．

step 1［質問メールからの重要文抽出］

2

メーリングリストに投稿された質問メールから重研究内容

要文とその前後の文を表層表現を手がかりにして取検索要求を適切に表現するのは実はかなりむずか

り出す［1］．

しい．このため，情報検索および質問応答システム

step 2［問い返し表現の抽出と意味ラベルの付与］が問い返しを行い，ユーザが検索要求を適切に表現

step 1 で抽出した文に対して，問い返しに役立つするのを支援することは重要である．本研究では，6 種類の情報を含む表現を表層表現を手がかりにしユーザのあいまいな質問に問い返すための知識をメて取り出す．例えば，前提と症状の情報を含む表現

ーリングリストに投稿されたメールから取り出す方

は図 1 に示す表層表現を手がかりにして取り出す．

法を提案する．

さらに，その情報の種類を示す意味ラベル（前提，症状，時間，目的，予想，例示）を与える．ただ2. 1 ユーザの質問に問い返すのに有効な表現の抽出

し，取り出した表現が査すると，問い返しに役立つ情報は以下の特徴を持!…＋ました!…＋のです／なのです／んです＋が／けどつことが分かった．

である場合，その意味ラベルは次のように決め

メーリングリストに投稿された質問のメールを調!問い返しに役立つ 6 種類の情報（前提，症状，時間，目的，予想，例示）が表現されていた．
また，それらの情報の表現には典型的な表現があった．図 1 に前提と症状の情報の典型的な表る．

!その文が重要文かその前の文から取り出された
場合，前提の意味ラベルを与える!その文が重要文の後の文から取り出された場

現を示す．

合，症状の意味ラベルを与える!前提と症状の情報は，以下に示すように同じ表
現で表現されることがある．

2. 2

メーリングリストに投稿されたメールを利用した問い返し−…＋ました−…＋のです／なのです／んです＋が／けど!前提と目的の情報は，重要文とその前の文で表現されることが多い．一方，症状の情報は，重自然な文で表現された質問文に対し，以下の方法
で問い返しを行う．
（1）質問文中の用言の同義語候補を推定し，質問者

―２
００ ―

ユーザの質問文についても形態素解析と係り受け（ユーザ）に示す．

解析を行う．ただし，質問の内容にかかわらない文（1）前提（conditions）…＋ました／しました＋（が／けど）（例）このたび，vine 2.1.5 をインストールしま
した…＋います／してあります＋（が／けど）（例）vine 2.1.5 を使用しています．
…＋のです／なのです／んです＋が／けど（例）現在，ELECOM の LD-BBR 4 というルータを使用しているのですが（2）症状（symptom）…＋ません（例）このマシン，イーサーのカードが 1 枚しか入らなくて，イーサーのコネクターもないので，NIC の 2 枚ざしができません…＋ます／ました（例）kinput 2 はうごいてましたが，jserver は死んでました…＋のです／なのです／んです＋が／けど（例）漢字入力には成功しているのですが…

!
!
!

!

!

!

末表現，例えば，!〜について教えてください!〜について知りたい!〜方法を教えてください!〜方法がわかりません!〜どうしたらいいのでしょうかなどが含まれていた場合は，それらを取り除いて解析を行った．
step 2［質問文中の用言の同義語候補の推定］
メーリングリストの質問メールの重要文およびその前後の文には 4597 種類の用言が用いられていた．それらの用言を対象に，ユーザの質問文で用いられている用言との同義語らしさを計算する［2］．その結果から同義語らしさの値が高い用言を 5 つ取り出し，同義語の候補としてユーザに提示する．この図1

質問メールの重要文で表現されている問い
返しに役立つ情報とその典型的な表現（前提と症状の場合）

中からユーザが同義語として選んだ用言を利用して，ユーザの質問文を拡張する．
step 3［質問の答えとなるスレッドの推定］（2）質問者（ユーザ）が選んだ同義語を用いて質問

メーリングリストの質問メールとユーザの質問文を拡張し，それと類似した内容の質問メールをとの類似度を計算する．その結果から類似度の高い取り出す．取り出した質問メールはその回答メ

質問メールを 10 個選び，それらとそれらの回答メ

ールとあわせて質問に対する答えとする．

ールの組（スレッド）をユーザの質問に対する答え（3）答えと判定した質問メールから条件／症状などとする．質問メールとユーザの質問文の類似度は次の表現を取り出し，問い返しとして質問者（ユのように計算する．
最初に，質問メール Mi から取り出した質問の中ーザ）に示す．
以下に問い返しの処理の手順を詳しく述べる．

心になる文（重要文）およびその前後の文に含まれる自立語 t の重要度 wWORD（t, Mi ）を以下のように

step 1［前処理］Vine Users ML に投稿された 8782 通の質問メー

定義する．

ルから

!質問の中心になる文の前の文（7330 文）!質問の中心になる文（8782 文）!質問の中心になる文の後の文（8614 文）

wWORD（t, Mi）＝tf（t, Mi）log

tf（t, Mi）は質問メール Mi の質問の中心になる文

合計 24726 文を表層表現を手がかりにして取り出［1］

し ，形態素解析および係り受け解析を行う．形態
［3］

N
df（t）

［4］

（重要文）およびその前後の文における自立語 t の出現頻度，N は重要文をとりだすことのできた質

素解析には JUMAN ，係り受け解析には KNP を

問メールの総数，df（t）は自立語 t を質問の中心に用いた．

なる文（重要文）およびその前後の文に含む質問メ― ２０１ ―

ールの総数である．
次に，質問メール Mi から取り出した質問の中心になる文（重要文）およびその前後の文における係り受け構造木を構成する枝 l の重要度 wLINK（l, Mi）
を以下のように定義する．

（l, Mi）＝wWORD（modfier（l ）；Mi）
wLINK＋wWORD（head（l ）；Mi）

modfier（l ）と head（l ）はそれぞれ枝 l によって係る文節の自立語，係られる文節の自立語を表す．

図2

発表の様子

質問メール Mi から取り出した質問の中心になる
文（重要文）およびその前後の文における係り受けました．そして，完全に自分一人で準備を行うこと

構造木を構成する枝を調べ，質問文 Q および Q

はとても大変だということが分かり，とても勉強にの自立語をユーザの選んだ用言の同義語で置き換えなりました．なぜなら，一人で発表資料を作り一人た質問文の係り受け構造木にもあらわれるものを取で練習して本番に望むというのは社会人になれば誰り出す．取り出した枝の重要度の和をユーザの質問

でも通る道だからです．すべて自分の責任というプ

文 Q と 質 問 メ ー ル Mi と の 類 似 度 SCORE （ Q ,レッシャーは，かなりのものでした．今回の発表をMi）とする．

通して発表資料のチェックを先生にしてもらうのはstep 4［問い返しの出力］

実はとても楽なことだったんだなと気づくことがで質問の答えと判定した 10 個の質問メールから問きました．これはとても良い経験だったと思いま

い返しに利用する表現（問い返し表現）を取り出

す．今後は，自分一人で完璧な口頭発表ができるよ

し，意味分類ごとにまとめて出力する．ただし，ユ

うにもっと精進していきたいです．

ーザの質問文と同じ用言と格要素だけからなる表現
は出力しない．

参考文献［ 1 ］ 渡辺，横溝，西村，岡田：質問応答システムのためおわりにの知識獲得，自然言語処理，Vol. 12 No. 6，（2005）.

私の発表の様子を図 2 に示します．発表中はとて［ 2 ］ 西村，渡辺，岡田：同義語を用いた質問文の拡張による係り受け関係の柔軟な照合，情報処理学会研究も緊張しましたが，なんとか最後まで説明することができました．今回の発表のようにたくさんの人の報告，2006 NL−176，（2006）.
［ 3 ］ 黒橋，河原：日本語形態素解析システム JUMAN
version 5.1 使用説明書，京都大学，（2005）.

前できちんと自分のやったことについて説明するこ［ 4 ］ 黒橋，河原： 日本語構文解析システム KNP versionとはとても良い経験になりました．

2.0 使用説明書 ，京都大学，（2005）.

今回の発表は自分一人で資料を作り，練習を行い― ２０２ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 6

初めての学会発表
中 田 智 也
Tomoya NAKATA
情報メディア学科

1

4年

はじめに
私は，2007 年 1 月 10 日より米国ラスベガスにて開催された，「IEEE 2007 International Conference on
Consumer Electronics」という学会に参加してきました．この学会は，家電全般に関する技術発表の場であり，参加者は 700 人以上にも上る学会です．
発表のテーマは「アドホック無線通信のルーティ
ング情報を用いた，直感的なユーザーインターフェ
ースの表示方法」で，ポスターセッションに参加しました．今回参加した学会が私にとって初めての発表であり，参加の準備から発表まで多くの問題が出ましたが，無事発表を終えることができました．
写真 1

2

デモ展示中の様子

研究背景
近年，AV 機器は多機能となり，その設備も膨大うスケジュールを組みました．しかし，スケジュー

なものとなってきました．そのため，それらを管理

ルの通りに完成させることはできませんでした．開するネットワークは大きくなり，システムの増強を

発環境では正常に動作することが確認できたはず行うことで，より複雑なものとなります．また，こが，デモ環境へ移植すると原因不明のエラーが発生

れらの遠隔制御装置を使用するには，個々のシステするなど，多くの問題が発生しました．これらの問

ム状態を個別に把握し，それぞれにあわせた制御方

題の解決をなかなかすることができず，出発間際ま法を理解する必要があります．これは，ユーザーにでデモ機の正常動作を確認することができませんでとって大きな負担となります．私は，この問題を解した．その問題を解決のために，年末は 12 月 29 日

決できる新しいユーザーインターフェースについてまで，年始は 1 月 5 日から出勤し，多くの方に御助発表を行いました．

力を頂き，出発直前の 1 月 7 日の夜にやっと完成さ3せることができきました．

発表の準備
私は，ポスター展示だけの発表ではなく，デモ機

開催地へ出発4を作成し，実演を交えた発表を行うことにしまし海外へ出ることはこれが初めてで，出国から入国た．デモ機の作成は，当初二ヶ月前に完成できるよまでの手続きや検査はこれまで経験したことがあり― １９８ ―

ませんでした．そのため，出発時は不安でいっぱいでした．そして，その不安のとおり多くの不運に見

発表

6

発表時間は 2 時間あり，とても長い時間ですが，舞われる出発となりました．
最初の不運は，初日のアメリカ行きの旅客機が故短く感じられる時間でした．発表中，20〜30 人ほ

障してしまい，出国が予定より丸 1 日遅れてしまっ

どの人が来られました．写真はデモ展示の様子でたことです．そのため，9 日まで行われた世界最大

す．
私は，準備時間の多くをデモ機の開発に使ったたの家電ショーである，「Consumer Electronics Show」

め，解説に対する準備が不足してしまい，最初，上に参加できず，残念でした．
そして，ロサンゼルスからラスベガスへ行くため

手く説明を行うことができませんでした．また，現の国内線では，当初余裕を持って乗り継ぎ時間をと地での設営時にデモ機がなかなか立ち上がらないとっていました．しかし，1 日遅れたことにより時間いう問題も発生し，多々自分の準備不足を感じる点に余裕のある便がとれず，ほとんど時間のない便しがありました．

かとれませんでした．そのため，入国後出発までの

しかし，説明は何度かするうちにうまく話せるよ

残り時間が 15 分程度しかなく，ぎりぎりの搭乗とうになりました．また，デモ機も正常に動作させるなりました．

ことができました．そして，自分の研究に対し，来その上，同行していた知り合いの荷物がロストしてしまうなど，大変トラブルの多い出発となりました．

5

訪者の方々の関心を得ることができ，発表を成功に収めることができました．

おわりに

7

会場，そして他の発表者の様子

今回，国際会議に参加することで，大変貴重な体

会場は，ポスター展示用に机と背後にポスター用

験をすることができました．準備不足もあり，満足のボードが置かれ区切られていました．広さは同時の行く結果を生むことができなかった部分も多くあに 40 組ほど発表できるほどありました．参加登録

りました．しかし，今回の失敗を経験することで，を行い，この会場を見ることで，ここで自分が発表発表を行うには何を準備しなければいけなかったのする実感がはっきりと大きくなりました．

か，何が足りなかったのか知ることができました．

他の発表者の発表では，大変興味深いもの，上手に解説をされ質問にもはっきりと答えられる方も多今後参加できる機会があれば，今回の失敗を踏まえ，万端な準備で挑みたいたと思います．

くおられ，学ぶべきところの多いものでした．すば

最後に，このような貴重な機会を与えてくださっらしいと感動する一方，自分もこんなふうに発表でた長谷智弘教授，御助力いただいた野中誉子博士研

きるのだろうかと，少し不安になり緊張しました．

究員をはじめ多くの方々には深く感謝いたします．

― １９９ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 6

日本音響学会 2007 年春季研究発表会に参加して
此 木 康 至Yasushi KONOKI
情報メディア学専攻修士課程

1年

2. 2 コード名推定アルゴリズム

1．はじめに演奏されたコードの構成音を 12 半音階上のクロ2007 年 3 月 13 日から 15 日にかけて芝浦工業大マティックなデータとして捉え，それらの音の組み

学豊洲キャンパスにて開催された「日本音響学会

合わせからコード名判定を行っています．この推定

2007 年春季研究発表会」に参加しました．この研処理では入力音における 4 音までの音の組み合わせ

究発表会において私は，「ギターコード演奏に対すをノードによって表した

るコード名推定アルゴリズムの開発」という題目でされ用いられます（Fig 1）．その構造として，深さ発表を行いました．

は入力音の数に相当し，各ノードにはそのノードの

本稿では私の研究内容と学会での発表について報
告します．

が構築

示す音を構成音として必ず含むコード名が全て登録されています．従って，入力音群と一致するノードのコード群が推定候補となり，入力音と完全に一致

2．研究について
2. 1

コード名探索木

する構成音を持つコード名が推定結果となります．

研究背景

また，入力音と完全に一致する候補が複数存在す

近年，計算機の普及と高性能化に伴い音楽演奏やる場合は，コード進行を考慮することでその判定精練習の支援を目的としたソフトウェアが一般的に受度の向上を図っています．この処理では，経験的なけ入れられるようになってきています．しかし，こ知見から得られたコード進行パタン（進行：2〜8のような計算機を介した音楽演奏では，計算機がユ

和音，パタン数：177）によって構成されるーザの演奏状況を適切に理解できないため，ユーザ

ド進行データベースの演奏能力を考慮した情報提示が困難となります．

コード進行と一致するコード進行パタンから次の演を参照し，過去に演奏された

このような現状において，計算機による音楽演奏の理解が可能となることで，ユーザにとってより有効な演奏支援や練習支援が可能になると考えられます．
そこで，本研究ではこのような問題を解決する手段の 1 つとして，ギター演奏において入力されたコード（和音）名を計算機に認識させるコード名推定システムの構築を目指しています．

Fig 1― １９５ ―

コー

コード名探索木の概観

奏に対する予測コードを求めます．この予測コードを用いることで，推定候補が複数存在する場合にお3．発表について私の参加した研究会は 3 日間行われ，私の発表はいても対応可能となります．

3 日目の午前 9 時 30 分からでした．朝早くからの
2. 3

提案システムの実装と評価実験発表であったので前日は早めに就寝し，翌日は発表

本研究において構築した提案システムは Fig 2 のの 3 時間前に起きました．私が発表を行ったのは音
楽音響の音楽情報処理というセッションでした．発

ような概観となっています．
本研究において提案したコード名推定手法が有効

表形式は口頭発表で発表時間が 12 分，質疑応答がであるかどうかを調べる評価実験を Fig 1 のシステ

3 分の合計 15 分間の発表でした．このセッション

ムを用いて行ったところ，Table 1 のような結果がにおいて私が 1 番目の発表者であったということも得られ，コード進行を考慮することはコード名推定あり，とても緊張していました．しかし，この発表において有効であるということが確認できました．

に向けて念入りに練習を行っていてので，発表が始まれば落ち着いて発表することができ，時間内にスムーズに発表を終えることができました．また質疑応答では 2 名から質問を頂き，1 件目に関しては今後の研究の進め方の参考となる意見を得ることができました．しかし，2 件名に関しては，本研究の根本となる問題に関する質問内容だったのですが，あまり質疑応答に慣れていないため，いまひとつ質問
者が納得できるような返答をすることができません
でした．このことに関しては，もう一度研究を見直

コード名推定システム

Fig 2

すとともに，多くの学会発表に参加し質疑応答にな

Table 1 楽曲演奏における推定可能コード数
コード進行を参照しない
場合の判定可能コード数（認識率）

コード進行を参照した
場合の判定可能コード数（認識率）

雪の降らない街（コブクロ）

30 （75％）34 （85％）4（10％）

星屑の街（ゴスペラーズ）

16 （40％）20 （50％）4（10％）

曲

名（歌手名）

差（向上率）

聖女たちのララバイ（岩崎宏美）

29（72.5％）

36 （90％）7（17.5％）Can You Keep A Secret?（宇多田ヒカル）

28 （70％）35（87.5％）7（17.5％）

酒と泪と男と女（河島英五）

35（87.5％）40 （100％）

5（12.5％）

奇跡の地球（桑田佳佑＆Mr. Children）

34 （85％）38 （95％）4（10％）

上を向いて歩こう（坂本九）

31（77.5％）33（82.5％）2（5％）

ロビンソン（スピッツ）

32 （80％）35（87.5％）3（7.5％）

いつか（ゆず）35（87.5％）

39（97.5％）

4（10％）

DIVE TO BLUE（L’Arc˜en˜Ciel）

29（72.5％）

36 （90％）7（17.5％）平29.9（74.8％）

34.6（86.5％）

4.7*（11.75％）

均* : 5％ 水準で有意

―１
９６ ―

今回この研究発表に参加し発表を行うことで，自れることが必要であると感じました．
私の発表が最初であったので，その後にも多くの分の研究に有益となるものが得られました．しか研究発表がありましたが，リラックスしてそれらのし，他の研究発表を聴くことで，自分にはまだまだ発表を聴くことができました．私の興味のある分野至らない点が数多くあるということも痛感しましに関するセッションであったため，興味深い研究がた．これらの貴重な経験を今後の研究や学会発表に数多くあり，今後自分の研究を進めていく上で大変活かしていきたいと思います．

参考になりました．

― １９７ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 6

国際会議 ICCE に参加して小 梶 亮 甫Ryosuke KOKAJI
情報メディア学専攻修士課程

1

1年

はじめに
私は 2007 年 1 月 10 日〜14 日の期間にアメリカ

合衆国ネバダ州ラスベガスにある Las Vegas Convention Center で行われた国際会議「2007 International Conference on Consumer Electronics 」 に 参 加

図1

現地の様子

し，研究発表を行いました．
学会は IEEE が主催しており，分野は家電，モバ

着時に機内に積み込んだ荷物がロストしてしまった

イルコンピュータ，ワイヤレスネットワーク，A/V

ことなどもあり，海外へ行く不便さを感じました．

技術などです．

到着前からラスベガスは「カジノの街」というイ

2007 年 1 月 13 日の 16 時 30 分〜18 時 10 分に行メージを持っていましたが，現地につくと空港内にわれた SESSION 7.3 で，「Handy Viewer with User In-

も大量のスロットマシーンが置いてあり，フライト

terface According to Device Movement」と題する口

アテンダントの方などが遊んでいる光景には非常に頭による研究発表を行いました．

驚きました．私の宿泊したホテルはラスベガスのス

国内国外を問わず，私にとって初めての学会発表であったため，不安要素もありましたが，特に大きな問題もなく発表を終了することができました．

2

開催地についてトリップ通りに面しており，周辺には多くのホテルやカジノがあり，非常に華やかな場所でした．

会場の様子

3

会場のラスベガスコンベンションセンタは同じラ

今まで何度か海外旅行を経験していましたが，開スベガス内でも，私の宿泊したホテルのあるストリ

催地アメリカ合衆国へは初フライトとなりました．

ップ通りから離れた場所にありモノレールで行きま

しかし，不運な事に出発前にアメリカ往きの旅客した．

機が故障してしまうというアクシデントに見舞われ

また，同じ会場でほぼ同時に開催されていた In-

ました．航空会社側でホテルを予約していただいた

ternational CES の後片付けがまだ終了していな状況

為，空港で一夜を明かすようなことはなかったもの

で，テントや各メーカー専用ブースが雑然と残っての，丸一日旅程がずれてしまい，楽しみにしていた

いました．

世界最大の家電ショー International Consumer Elec-

さまざまな国籍の方が会議に参加されていました

tronics Show（ CES ） が 見 ら れ ず じ ま い で た ． まが，日本人も多く参加していて，会場の所々で日本

た，米国入国時の所持品の検査は，コートや靴を脱語の会話を聞くことができました．

いで行う非常に厳しいものであったことや，現地到

レセプションパーティーには，100 人以上が参加― １９２ ―

し，挨拶や名刺交換などをしてにぎやかに交流を深めていました．

4

発表について発表会場に入ると，正面にチェアマンの席があ

図3

静止時

図4

回転時

り，正面左側には発表者用の発表台がありました．
プレゼンテーション用のディスプレイは正面右側にイス本体を動かすことで，その動きに対応した表示設置されていて，発表会場には 100 人以上視聴できを行うユーザインタフェースを備えたハンディビュる座席が設置されており，発表が始まった時の事をーアを提案します．

想像すると，とても緊張しました．

提案するハンディビューアは，初めて操作するユチェアマンとの挨拶を終えた後，席について自分

ーザでも直感的に操作できるように「操作方法が理の発表の順番を待ちながらプレゼンテーション用資

解しやすい事 」，「入力専用デバイスが不要ある

料の確認などを行っていたのですが，いざ自分の順事」，「一般家庭向けに低スペックで実現する事」の番が回ってきて，発表台に上り準備を始めると，パ

3 つの特徴があります．

ソコンが突然フリーズしてしまいました．

プロトモデルを作って，実験を行いましが，そのいろいろな操作をしましたが，画面になにも表示

目的は，デバイスの動きを画面操作に利用できるかされず，結局パソコンを再起動しなければならない

確かめるものです．実験では，入力手段としてジャ状況になってしまい，再起動の時間分発表が遅れてイロセンサを使ったハンディビューアを作成し，ビ

しまいました．

ューア本体を時計回りおよび反時計回りに回転させしかしその事がきっかけで私の緊張が少しほぐ
れ，その後は問題なく発表を終了する事ができまして，画面表示の確認を行いました．その結果を図 3と図 4 に示します．

た．

結果は良好で，ビューア本体を動かすだけで，画面操作を確かめられました．それによって，マウスやキーボードなどの入力専用デバイスが不要になりました．さらに，全ての処理をディジタル家電で使われるような小規模なマイコンで実現できました．
以上の結果より，上記 3 つの特徴を備えたハンディビューアができました．

おわりに

6

今回，国際会議に参加するにあたって，思いの外，英語の発表用資料の作成に時間がかかってしま
いました．そして，予定していたスケジュール通り
図2

発表の様子

に口頭発表のリハーサルが行えず，不安要素を残したまま発表になりました．

5

しかし，国際学会発表というものをはじめて体験

研究発表の内容

し，他の人のさまざまな内容の発表を見ることで，本研究では，入出力を一体化させ，ユーザがデバ

発表時の要領を何となく学ぶ事ができました．も

―１
９
３―

し，また今後参加できる機会があれば，次回は万全

伝えたい内容を全て伝えられたかどうかは分かりまの準備で挑みたいと思います．

せんが，発表を無事に終了する事ができたので安心

また，私は英語があまり得意ではなく，今まではしました．

それでも特に困る事はないだろうと甘く考えていま

今回，国際会議に参加できたことは私にとって大した．しかしアメリカでは日々のささいな事でも，変有意義な体験となりました．この経験を将来の研

自分の伝えたい内容を伝える事が非常に難しく感じ

究発表にも活かしたいと思います．

ました．今回の滞在期間は短いものでしたが，英語

最後に，終始ご理解ある指導をしていただいた長を話せるようになりたいと感じるには十分な期間で

谷智弘教授と野中誉子博士研究員に深く感謝しま

した．学会での発表も全て英語での発表とあって，す．

― １９４ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 6

インタラクション 2007 シンポジウムに参加して
木 下 洋 佑Yosuke KINOSHITA
情報メディア学科

2006 年度卒業

1．はじめに
私は，2007 年 3 月 15 日に東京の学術総合センターで行われたインタラクション 2007 シンポジウムに参加してきました．今回は，「Web 3 D 技術を用
図1

いた新体操のインタラクティブ・ルールブックの試

基本動作を表す記号

作」というテーマでポスター発表を行いました．
力のもと，国内の女子種目で扱われる 43 種 75 個の2．研究内容2. 1

普遍的な基本動作を対象としました．

研究背景

近年，モーションキャプチャ技術の発展により，

2. 2

アニメーションデータの取得

リアルな人体アニメーションの取得が容易になりま本研究で使用するモーションデータを収集するた

した．一方，Web 3 D 技術の発達により，3 次元 CG

め，現役の新体操選手の実演による動作収録を行いを用いたアプリケーションを Web ベースの環境でました．この動作収録には，光学式モーションキャ

開発することも可能になっています．そこで，私

プチャシステムを使用しました．図 2 にデータ収録

は，モーションキャプチャした人体アニメーションの様子を示す．

と Web 3 D 技術を利用した教育システムの開発を目的とし，その一例として，インタラクティブな機取得したデータは，骨格構造と角度情報を持つ形式に変換し，VRML 形式で出力しました．

能を持った新体操のルールブックの開発を試みました．
新体操には難度と呼ばれる基本動作が存在し，競技における演技構成の得点は，演技中に含まれる難度の種類や数によって決まります．これらの難度
は，既存のルールブック［1］において，数個のイラス
トや図 1 に示すような新体操特有の記号を用いて説明されている．しかし，これだけでは実際の動作を

図 2 データ収録の様子

イメージするのは困難です．そこで，私は，視覚的に理解しやすく，新体操のルールを楽しみながら学

2. 3

システムの開発

習できるシステムの開発を目指しました．なお，本開発したシステムの実行画面を図 3 に示します．

研究では新体操の審判員免許取得者や現役選手の協基本動作のリストから目的の動作を選択すると，そ

―１
８９ ―

図 3 試作システムの実行画面

図4

図5

発表用ポスター

図 6 会場の様子

注意点の表示機能

れに対応する 3 DCG アニメーションを随時再生す

作を支援するような機能を追加し，教育システムとることができます．また，インタラクティブ機能として実用的なものに発展させる予定です．

しては，アニメーションの再生制御や 3 D 空間における視点の変更，衣装の変更，動作の細かい注意

3．発表

点を 3 D アニメーションと同時に表示する機能な展示したポスターを図 5 に，会場の様子を図 6 にどがあります．機能の一例を図 4 に示します．開発

示します．今回はポスター発表だったため，本研究したシステムは，Java アプレットで出力し，Webで開発したシステムを実際にご覧になっていただく［2］

ことはできませんでした．しかし，本システムは上で公開しています ．

Web 上で公開しているので，あとでご覧になって
2. 4システムの評価

もらえるようにポスターと一緒に研究内容や URL

本研究で試作したシステムを新体操の第一種審判が書かれた広告を置いておきました．実際，何人か免許取得者に使用してもらったところ，中高生や初の方は広告を持ち帰ってくれたので効果があったの心者を対象とした自主学習システムとして有用であではないかと思います．

ると評価されました．特に，注意点を 3 D アニメ

発表の合間に，他の参加者の方の発表も見学をさーションと同時に表示する機能については，非常にせていただきました．人体同士の接触検地を利用し分かりやすく実用的であると評価が高かったです．

た研究や，blog 記事からの映像コンテンツメタデ

今後の課題としては，手具操作への対応，振付の創ータの抽出に関する研究など，たいへん興味深い研

―１
９０ ―

部技術指導者である明神由佳氏，龍谷大学体育局体究が多かったです．

操競技部の学生の方々，ありがとうございました．

4．おわりになお，データ収録にあたっては立命館大学アートリ

今回，インタラクション 2007 シンポジウムに参サーチセンターをお借りしました．

加して，発表の仕方，ポスターの書き方など，色々と勉強になりました．ここで得た知識を，今後の生

参考文献

活に生かして生きたいと思います．

［ 1 ］ 日本体操協会：採点規則

新体操女子（2005）．

［ 2 ］ 新体操 3 D ルールブック

http : //motionlab.jp/rg/

最後に，研究や発表に対してご指導くださった藤
田和弘助教授，曽我麻佐子助手，龍谷大学体操競技

―１
９１ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 6

セラミックス基礎科学討論会 in 仙台にて
矢 野 義 忠Yoshitada YANO
物質化学科

2006 年度卒業

性を持っている Pb（Zr, Ti）O3（PZT）が挙げられま

1．始めにす．しかし，PZT は主成分に Pb（鉛）を含むとい

私は，2007 年 1 月 22・23 日に仙台国際センター

うことから環境に有害であり，欧州で鉛化合物に関で開催された第 45 回セラミックス基礎科学討論会

する規制が始まったことから（PZT は 2006 年現在（主催

日本セラミックス協会基礎科学部会）に参のところ対象外），鉛を含まない非鉛系圧電材料の加し，研究成果について「反強誘電体 NaNbO3 単結開発が急がれています．Nb 系酸化物が鉛系圧電材

晶の育成と評価」という題で，発表をおこなってき料の代わる材料として KNbO3 や NaNbO3 が挙げらました．

れます．私の所属している研究室では NaNbO3 の薄このシンポジウムは，無機機能材料に関する研究

膜やセラミックスを作製しており，単結晶を用いる

する人々が講演を行うもので第 1 回が 1961 年に開ことで誘電特性が詳細に評価できることや NaNbO3

催されてから，年 1 回のペースで開催されていま単結晶の系統的な研究が半世紀以上前であることかす．ここでは，発表した研究内容の簡単な紹介およら，私は NaNbO3 単結晶の育成と誘電特性の評価をびシンポジウムでの感想などを報告させてもらいま行うことにしました．

す．

フラックス法と溶融法の二つのやり方で結晶を育成させたところ，フラックス法で育成させた結晶は

2．学会発表への参加

双晶が多く電気物性の測定に用いることができなか

それは突然でした．学会で発表することが決まっったため，溶融法を用いて結晶を育成させることにたときは正直戸惑いました．学部生の間に学会発表しました．フラックス法で結晶を育成させると結晶をすることになるとは思ってなかったからです．

同士が集まって育成されるということが分かりましまた，知識が不十分な自分に発表ができるのだろう

た．図 1 に示しているのが，溶融法で育成させたか，質疑応答はできるのか，という不安もありまし

NaNbO3 結晶の写真です．

た．しかし，こんな経験は滅多にできないですし，学会に向けて頑張ることにしました．

得られた結晶を白金るつぼから取出した後，粉砕して，粉末 X 線回折（XRD）で相の同定を行いました．また，双晶を含まない結晶を用いて物性評価

3．研究内容をおこなうために，偏光に対して結晶面全体に光が超音波振動子，携帯電話用ブザー，ノートパソコ

透過する結晶のみを選別しました．続いて，4 軸 X

ン用液晶パネル用トランス，ライター，インクジェ

線回折装置を用いて格子定数と結晶方位を決定しまットプリンター用駆動部品，ガスコンロの圧電ガスした．さらに選別した NaNbO3 単結晶に金電極を焼着火器などに圧電セラミックスが使われています．

き付けし，室温から 600℃ の間で誘電特性の温度依

現在，圧電セラミックスの代表例として高い圧電特存性と室温における P-E ヒステリシスを測定しま

―１
８７ ―

図1

溶融法で育成させた NaNbO3 結晶

表1

NaNbO3 単結晶の誘電特性
誘電特性（室温）

測定周波数

1 kHz

図2

100 kHz

εr

tan δ

εr

tan δ

E // c

424

0.06

375

0.04

E⊥c

101

0.03

82

0.01

NaNbO3 単結晶の誘電率の温度依存性を印加してもヒステリシスにほとんど変化がみられませんでした．

4．発表について発表は，講演時間 13 分，質疑応答 7 分でした．

した．
表 1 は室温での NaNbO3 単結晶の誘電特性の測定

初めてということもあり，緊張して発表するだけ結果です．誘電率は異方性が大きく，c 軸に平行方で精一杯でした．しかし，練習通りに発表すること

向（c //）の誘電率は垂直方向の 4 倍以上の値であができ，質問もたくさんしていただいたので，結果りました．このことからセラミックスと薄膜で誘電としてはよかったと思います．他大学の人が行って率が大きく異なったのは結晶の配向性の違いが原因いる研究内容は自分の研究と関連しているところもであることが明らかになりました．

あったので勉強になり，いい経験ができたと思いま

図 2 は高温における誘電率の温度依存性を示しています．反強誘電から常誘電相への転移点，キュリ
ー温度（B）は 366℃ であり，文献値 365℃ と良くす．

5．おわりに一致していました．さらに，153℃（A）にも誘電

今回，この学会に参加し本当に貴重な経験をする

率に小さな変化が見られました．この誘電率の異常ことができました．まだまだ，勉強不足なところもについては詳しいことは分かっていませんが，薄膜ありましたが，発表に関して自信を持つことができやセラミックスでも観察されていることからました．最後に，このような貴重な機会を与えてく

NaNbO3 の本質的な変化であると考えられます．

ださった和田隆博教授に，深く感謝したいと思いま

室温で測定した P-E ヒステリシスでは常誘電体

す．

的なヒステリシスを示し，絶縁破壊されるまで電圧

―１
８８ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 6

第 87 回

日本化学学会「初めての学会発表！！」野 崎 藍 子Aiko NOZAKI
物質化学専攻修士課程

1年

1．はじめに
私は，2007 年 3 月 25 日から 28 日にかけて，関西大学理工学部千里山キャンパスで開催された「日本化学会第 87 回春季年会」にポスター発表の形式
で参加しました．学会へ参加することが初めてだったので，とても緊張しました．ここでは，今回私が学会で発表した研究内容と，私が経験したことを報告します．
Fig. 1 マンガンクラスターの模式図

2．研究内容2. 1

緒言

ム原子からなる四核マンガンオキソクラスターを形

近年，私たちは，化石燃料の代替エネルギーとして，環境に配慮し自然界のエネルギー循環に調和したエネルギーシステムを模索している．

成しており，水の酸化による酸素の発生を実現している．
光合成における酸素発生部位でマンガンは作用

太陽エネルギーは地球の光環境，温度環境の形成

し，OEC において酸素発生に大切作用をしていに最も重要な役割を果たしている．そして，生命エる．光合成における酸素発生部位でマンガンは作用

ネルギーの源が太陽エネルギーであることも言うま

し，OEC において酸素発生に大切作用をしている．

でもない．生物は，太陽光エネルギーを生命エネル

マンガンは，通常の酸化状態は二価である．少しギーへ変換する能力を獲得することにより多様な進配位磁場の強いものを使用すると簡単に酸化され，化の過程を歩み始めた．これは，太陽光の下で進化

マンガン（III）錯体が得られる．例えばシッフ塩

している生物が，生きるためのエネルギー源として基，H2（salen）などマンガン（II）塩を空気中で反光エネルギーを利用しながら光合成をしているから応させると，容易にマンガン（III）錯体になる．こで，全ての生物界に見られる．そこで注目したのがこまでは，鉄イオンの錯体とは変わらないが，マン

光合成の仕組みである．

ガンイオンの場合，（II）→（III）→（IV）の酸化還元

光合成の PSII の過程において，膜に結合したタ過程が非常にスムーズに進行することが特徴的で鉄

ンパク質複合体として存在している酸素発生錯体

イオンとは異なる．この電子移動の容易さが，光合（OEC : Oxygen Evolving Complex）と呼ばれるマン

成での酸素分子発生に重要であって，マンガンイオ

ガン蛋 白 は ， 重 要 な 役 割 を 果 た し て い る ． OEC

ンが使用されている原因の一つであると考えられは，4 つのマンガン，4 つの酸素に 1 つのカルシウ

る．

―１
８
３―

水から酸素を発生するためには，水を酸化的に分これに 5-carboxysalicylaldehyde（5-carboxy-salH）と解し 1 分子の酸素を得るために，2 分子の水から 4

ethylenediamine の 1：1 縮合物の反応を少量の DMF

電子を除去することが必要である（1）．

を溶媒として反応させたが，収量が少量しか得られ

＋

−

（1）

なかった．別途，同様の反応を 540 W のマイクロ

これは，水分解クロックと呼ばれる機構によって波加熱により合成したところ，高収率で得られるこ

H2O と O2 へ変換されることが実験的に証明されてとを見出した．この配位子と LiCl 存在下 Mn（III）

いる．

（OAc）3 ・2 H2O との反応から目的の三核 Mn（ III）

2 H2O→O2＋4 H ＋4 e

そこで，本研究は，PSII モデルマンガン錯体とシッフ塩基錯体を得た．しかし，この錯体は，溶媒して三核マンガン錯体を合成し，得られた錯体と水に溶けにくかったので合成した配位子をエステル化との反応性を検討することを目的とした．

した．そこで得た配位子を LiCl 存在下 Mn（III）（ OAc ）3 ・ 2 H2O と の 反 応 か ら さ ら に の 三 核 Mn

2. 2

実験

（III）シッフ塩基錯体を得た．三核 Mn 錯体は，IR

phloroglusin と acetyl chroride を iron（ III） chlo-

スペクトル，磁化率などにより同定した．またこのride , anhydrous 存 在 下 ， ethyl acetate 中 で 反 応 さ

錯体と塩素および水との反応性を UV-vis スペクト

せ ， 1,3,5-triacetyl-2,4,6-trihydroxybenzene を 得 た ．

ル，電気化学測定により検討した．

2. 3

結果と考察

Fig. 3 及び 4 より Mn（II）⇒Mn（III）の酸化波は，1 つのみ確認できたのに対し，Mn（III）⇒Mn（II）の還元波は，3 つのピークが見られたことより，三核Fig. 3Fig. 2 三核マンガン（III）錯体の反応機構
―１
８４ ―

濃度

1×10−3M

支持電解質［CH（CH
］
・PF6
3
2）
3）
4N

参照電極

Ag/AgCl 電極

対電極

Pt 電極

作用電極

C 電極

掃引速度

100 mV/sec

溶媒

MeCN, MeOH, THF

1
1.5 eq Cl2 添加後の Mn（L）Cl3 の
3
サイクリックボルタモグラム

錯体を形成していることを確認した．また，Mn

応性は，共に Cl2 添加後に 600 nm 付近の吸収が増（III）⇔Mn（IV）の酸化還元波は現れなかった．これ加していることから，Mn（ III）→Mn（ IV）へと価数

は，methanol が Mn（IV）を Mn（III）へとすぐに還が増加していると思われる．ここに H2O を添加す元しているからと考えられる．

ると 600 nm 付近の吸収が減少していることから，

これらの合成した錯体と，塩素及び水との反応性
は，Fig. 5 及び Fig. 6 に示した．塩素及び水との反Mn 錯体が水を酸化し，自身は Mn（ IV）→Mn（ III）
へと還元されたと考えられる．

3．学会を終えて
私は，今回，ポスター発表という形式で発表しま
した．会場の広さと大勢の参加者にとても圧倒されました．ポスター発表は，45 分づつ，前半後半に分かれて行われ，私は前半で発表をしました．途
中，外国の方から質問を受けました．英語での質問が分からず，何度も「pardon?」や「Slowly speak,please．」と聞き返し先生に助けてもらいながらも，
Fig. 43

27.5 eq Cl2 添加後の Mn（L）Cl3 のサ
3
イクリックボルタモグラム

Fig. 51
Mn（L）Cl3 に塩素および水を添加し3た時の UV-vis スペクトルの変化

Fig. 62）Cl3 に塩素および水を添加しMn（L3た時の UV-vis スペクトルの変化

答えれる範囲で質問に答えました．いくら質問の意
味が分かっていても，答えを自分の言葉で相手に伝― １８５ ―

えることはとても難しく，英会話の重要性を改めての研究や合成を行っている参加者と情報交換でき感じました．学会へ参加する前までは，学会へ参加

る，お互いの飛躍の場所でした．今回の初めての学すると言うことは，ただ自分の研究成果を発表する

会は，自分の研究を報告することで度胸がつくだけ場所だと思っていました．しかし，学会に参加してでなく情報を得たり，研究に対する視野をひろげる

みると，それは全く違いました．学会とは，自分のことができました．これからも機会があれば，さま

研究内容を報告するだけでなく，参加者の研究内容

ざまな学会に参加して行こうと思います．

を知ることでさまざまな視野を広げると伴に，同様― １８６ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 6

生体触媒化学シンポジウム in 福岡（小倉）にて
久保田 有 喜Yuki KUBOTA
物質化学専攻修士課程

1．はじめに

2．研究内容私は，2006 年 12 月 14・15 日に北九州国際会議場で開催された第 10 回生体触媒化学シンポジウム（主催

1年

はじめに，生体触媒についてどういうものか簡単に紹介します．

生体触媒化学研究会）に参加し，研究成果

生体触媒は，主として生物の体内で働いている酵について「パン酵母によるリンゴ酸の製造：二酸化素からパン酵母や酒造で使用されている麹，医薬分

炭素の固定」という題で，英語でのショートプレゼ

野の血液検査用試薬など広い分野で利用されていまンテーションおよびポスター発表をおこなってきま

す．

した．

また，生体触媒の範囲としては，生物の体内から

このシンポジウムは，生体触媒を利用する有機合取り出した酵素から酵母などの菌体が含まれます．

成に関する研究および生体触媒を利用・応用する人々が講演やポスター発表などを行うもので第 1 回

研究背景

が 1998 年に開催されてから，年 1〜2 回のペースで

近年，図 1 に示すように，地球温暖化の原因であ開催されています．ここでは，発表した研究内容のる温室効果ガスの一種である CO2 の大気中濃度が簡単な紹介およびシンポジウムでの感想などを報告

急激に増加しています．

させてもらいます．
掲載写真は，発表の様子です．

また，京都議定書などに見られるように，CO2 を削減するための試みがさまざまな分野で行われています．そして CO2 を固定化し，有用物質を合成する研究なども試みられています．

図 1 大気中の CO2 濃度変化
（一部データ引用 世界気象機関（WMO）より）― １８０ ―

研究目的

可能性が開けたと考えています．

嫌気性細菌および通性嫌気性細菌は，O2 のほとんどない CO2 過剰の嫌気性条件下でも培地を与え3．シンポジウムおよび発表について
今回，1 日目は，一般講演および依頼講演が行わることにより容易に増殖することが可能です．
このことから，嫌気性の微生物および通性嫌気性れ，私が参加する英語でのショートプレゼンテーシの微生物が，嫌気性条件下において，大気中の CO2

ョンおよびポスター発表は，2 日目に行われましを生体中に取り込み，吸収した CO2 を炭素源とした．1 日目の様子ですが，活発な発表と質疑が行わて利用するための酵素や代謝系を持つ可能性が推定れていました．講演内容の方は，普段聞きなれない

されます．

用語や原理などが一部含まれていましたが，内容とそこで，本研究では，通性嫌気性の微生物の一種

しては，理解できるものが多かったので聞いていてであるパン酵母中の代謝系内に働く malic enzyme

面白くためになりました．また，講演が終了した（リンゴ酸合成に関与する酵素）の存在に着目し，後，懇親会が開催されていたので参加したのです

パン酵母を生体触媒として利用する CO2 固定化反が，ここでは，他大学の先生や学生，企業の方など

応によるリンゴ酸の合成を試みました．

いろいろな方と知り合い交流することができました．その後は，明日の発表も控えていたのでホテル

研究成果に戻りすぐに寝ました．

反応系にグルコースを添加し，パン酵母によるリいよいよ発表の 2 日目ですが，午前中に依頼講演

ンゴ酸の生産について検討しました．そして，リンがあり，ポスター発表は，午後からでした．ポスタ

ゴ酸の生成量が大気を充頡した場合に比較して CO2

ー発表は，前半と後半に分かれており，私は，前半を充頡した場合に多くなることを見出しました（図で英語でのショートプレゼンテーションをはじめに

2 は，ポスターに掲載した研究結果です）．

行いました．これは，一分間ほど英語で研究内容のこうした結果から，本研究において CO2 を固定

概要を紹介するものです．英語での発表は，はじめ化し，物質合成を行えることがパン酵母で確認できてだったのですが，結果としては，比較的うまくでました．また，パン酵母で CO2 固定化反応を行えきたと思います．

たことから他の嫌気性細菌および通性嫌気性細菌でこの後，会場に移動してポスター発表を行いましも CO2 固定化反応が行える可能性があると考えらた．まず，開始時間になって 2 人ほど企業の方など

れ，生体触媒を使用した CO2 固定化反応の新しいが見に来られ，説明したのですが，その後大学の先生や他大学の学生などが次々来られ研究内容の説明や質疑などを行いました．このため，発表時間の間は，休む時間がほとんどなく気がつけば発表時間の1 時間がすぎており，後半の人の英語のショートプ
レゼンテーションが始まっていました．後から考えると 10〜12 人ぐらいの人に，ポスター発表を聞きに来ていただいたと思います．（ここでは，自分の行っている研究に関して，よいアドバイスなどを頂くことができました．）
無事，自分の発表が終わったので，ポスター発表

図2

キャピラリー電気泳動法による定量結果の後半では，他大学・企業のポスター発表をいろい― １８１ ―

ろ見て回りました．あまり時間がなくすべてのポスの内容は，どういう風に研究の役に立つのか，現実

ターをゆっくり見る事が，できなかったのがちょっにどこで利用されているかが分かりにくい場合が多と残念でした．しかし，他大学の人が行っている研

いと思います．しかし，専門以外のことを学んでい

究内容を説明してもらい，分析方法や課題に関してると類似した内容が一見関係のないような分野で使いろいろと議論や意見交換などができたので，自分用されていたり，別の分野での原理や技術の応用がにとっても勉強になり，いい経験ができたと思いまされていることなどが分かり理解がしやすくなったす．

りします．また，将来研究を進める上で専門外の知今回のポスター発表の自己評価ですが，発表自体識が必要となることや別の分野の知識をある程度持は，非常にうまくいき，まずは，成功だったと思いっていると研究を進める上で思わぬところで関連がます．また，発表している中で今後まだまだやれそあることに気づいたりすることがあり，研究の役立うな研究課題が多く残っていることを実感もするこ

つことも結構あると思います．
私の場合は，大学で勉強する上で特に特定の分野とにもなりました．

に，こだわらず興味をもっていた分野の講義は，で4．まとめきるだけ取るようにしていたのですが，このことは今回，はじめての英語でのショートプレゼンテー

卒業研究を行う上で，非常に役に立っていたと思い

ションおよびポスター発表への参加と言うことで，ます．そして，こうしたことは，なにも大学という要旨作成やポスター作成など，分からないことが多場に限った事ではなく何かをいろいろ自分の意思でく，準備に手間取り正直大変でした．

学ぶことは，得ることも役に立つことも多く無駄にしかし，全体的な感想としては，自分の発表も含はならないと感じています．

め楽しむことができ，今後の研究を進める上で有益

なお，大学を出てから会社で行われている自分のな経験をすることができたので参加してよかったと学んだ専門以外の研究や業務内容などを理解すると思います．

きにもこうした知識は，役立つ機会も多いと思うの

今後は，今回の経験を生かして研究生活も頑張っ

で後輩の皆さんは興味を持った講義などがあればぜていこうと思います．

ひ取ってみてください．

5．後輩の皆さんへ

6．謝意

最後に学会発表や研究を進める中で感じたことを今回の学会発表にあたり，日頃，協力指導してい書いておきたいと思います．それは，大学で学ぶ上ただいた原田忠夫教授ならびに研究室の方々，分析で，興味をもっている事に関して自分の学科や専門面で協力していただいた藤原研の方々，深く感謝し分野以外の事に関して講義を受けたり，自分で学ぶます．また，本研究に関し，多大な協力をいただいことは，無駄になることはないと言うことです．な

た京大化研の中村薫先生，東京工大の松田知子先生

ぜかと言うと，専門の授業だけを聞いていると，こに深く感謝します．

― １８２ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 6

日本化学会第 87 春季年会
北 川
悟
Satoru KITAGAWA
物質化学専攻修士課程

1年

す．触媒とは，化学反応系に少量存在させること

1．はじめにで，反応速度を速めたり，特定の反応だけを進める

3 月 25 日（日）から 28 日（水）にかけての 4 日間，関西大学千里山キャンパスにおいて開催された働きがあり，さらには触媒自身は反応の前後でほとんど変化しない物質です．

日本化学会第 87 春季年会に参加し，自身の研究を現在の化学工業においての酸化反応は重要な反応発表しました．一度，学会には参加したことはありであるが，高温・高圧下という条件で反応が行われますが，そのときは先輩方の発表を見ただけで，私ており，多くのエネルギーが使用されています．ま一人で発表したことはありませんでした．ここでた，酸化反応で用いられる有毒な重金属等が環境には，私が発表した研究内容及び学会の感想についてばらまかれています．そのようなことを今後続けて書きます．

いけば，人類の存続が危ぶまれます．環境に負荷をかけない酸化反応の開発は，人類の存続のためのや

2．研究背景るべきことの一つであると私は思います．

過去から現在に至るまで，化学は発展し続け，現今日，生体内酵素の活性中心を模倣した遷移金属

在も進行しています．そのおかげで，我々の生活は錯体を用いて，よりエネルギーロスの少ない酸化反豊かになっていることは事実ですが，その発展の裏応を目指した研究が日々行われています．特に，鉄には大きな「闇」が存在しています．現在，我々がやマンガンは地球上における存在率が多く手に入り直面している大きな問題は，地球上の資源の枯渇，やすい上に，動植物中にマンガンイオンや鉄イオン

環境破壊があります．そういった問題が取り上げらが比較的に多く存在するため，有用な金属と考えられたのも最近で，以前はできるだけ高効率，高収れています．

率，低コスト，大量生産といった方法がとられてき

また，Mn は通常 II 価であるが，III 価，IV 価とました．その方法の実用後，製造の過程に出てくるいった高い酸化状態をとり，酸化還元反応の触媒的有害物質や廃棄物の処理についてはあまり重点が置な作用に寄与するため，広く活発に研究されていま

かれていませんでした．そこで，平成 11 年に環境す．

問題に根本から立ち向かうグリーンケミストリー

生体内酵素の例として，methane monooxygenase（GC）という理念が決定されました．GC は地球環が挙げられます．この酵素は鉄を中心金属にもち，境や生態系に負荷をかける化学物質の使用を避けな

NADPH と酸素により常温常圧下で methane からがら，環境に優しい物質を作り出し，環境に対する

methanol へ酸化させる酵素です．

影響を最大に減少させ，できるならなくすことを目的としています．

このような酸化反応を生体外で実現させるために，生体内酵素を模倣した金属錯体触媒の開発が行そこで注目されているのが触媒を用いる反応でわれています．

―１
７７ ―さらに，酸化剤は空気中の酸素を用いて酸化反応が進むことが望ましく，少なくとも環境に負荷をか

4．結果と考察

けない過酸化水素などを用いることが望まれます．

Fig. 3 は MnL1 にtBuOOH を 30 eq．添加した時の過酸化水素酸素原子を基質に移動させた後，H2O

経時変化です．MnL1 にtBuOOH を加えると，UV-visとなるので環境に負担をかけません．

スペクトル測定結果では，等吸収点を持ちながらス

このようないくつかの点に注意した，環境にやさしペクトルが変化しました．錯体のみのスペクトルとい触媒を研究して，今後の「化学」がさらによりよは異なることから，tBuOOH との反応により活性ないものになるように研究を行います．

中間体が生成したのではないかと考えられます．
Fig. 4 は MnL1 及び MnL2 の酸化反応の図です．

3．実験内容本研究では，生体内の環境を考慮したマンガン錯体，Fig. 1 に示すような非対称 Mn 錯体と対称 Mn
錯体の 3 つをそれぞれ合成し，それらと酸化剤である tBuOOH との反応性を UV-vis スペクトル測定，
サイクリックボルタンメトリー（CV 測定）を行いました．
また，それらを触媒として有機化合物である cyclohexene を 酸 素 酸 化 反 応 さ せ ， 生 成 さ れ る 2cyclohexene-1-one（ ■），2-cyclohexene-1-ol（●），cy-

Fig. 3

MnL1 に tBuOOH を添加した時の経時変化

clohexene epoxide（ ▲）を指標にして，その酸素酸化反応について検討することを目的としました．

Fig. 1 合成した錯体

Fig. 2

cyclohexene の酸化反応

Fig. 4― １７８ ―

MnL1（上）と MnL2（下）の酸化反応

MnL1 , MnL2 , MnL3 ともに生成量は，2-cyclohexene-

たりと，わりと楽しいものだと思いました（ちなみ1-one＞2-cyclohexene-1-ol＞cyclohexene epoxide で，に私は栄養ドリンクを当てました．）また，会場に

1

3非対称錯体である MnL , MnL の方が，対称錯体で2

1

は企業の方が新しい分析機器を展示しておられまし3

ある MnL より収率がよかったです．MnL と MnL

た．普段使用している器具や装置の最新のものかを比較すると，それほど顕著な差異は見られなかっら，今まで見たことのないものが多々あり，その使たので，割愛させていただきます．

い方を親切に説明していただきました．

これらの結果から，非対称錯体の方が酸化触媒と今回，学んだことは色々ありますが，その中でも先ほども述べたように，自分の研究を人に分かりやして作用したと言えます．

すく説明することの難しさを改めて感じました．ま5．発表についてた，他大学の実験データの多さにも驚かされまし今回の学会では，ポスターを用いて発表しました．これらのことは大学で実験をしているだけではた．一人の持ち時間は 45 分でした．45 分という時得られないことばかりで，参加して初めて知ること

間は普段ならすぐに過ぎてしまう時間ですが，今回だと思います．これらのことを活かして，今後の研のように緊張しているときには，とても長く感じま究をさらに充実したものにしていきたいと思いました．持ち時間の間に，私の研究に興味を持ったとす．

思われる人が数人，質問に来られました．自分では分かっているのに，人に説明するとうまく伝えることができませんでした．それでも時間は過ぎ，発表が終わりました．

6．おわりに初の学会発表は緊張の連続でした．その疲れからか，帰りの電車では非常に眠たかったです．事前の今回は，分野が化学全般ということもあって，会研究や準備は大変でしたが，他の研究を見て勉強し場に来られた人数が，前回見学した錯体討論会と比たり，他大学の類似した研究を見て，競争心を駆り較して多いように感じられました．化学と一言で言立てられたりと，非常に有意義な時間を過ごせたこっても，かなり広い分野で，私たちの研究室で行っとは間違いありません．次にまた学会に参加する機ている研究と似ているところは数少なかったように会があれば，今回の経験を活かして，よりよい発表

思います．新たなデータを集めることはあまりできをしたいと思います．最後に，日本化学会第 87 春

ませんでしたが，その他にさまざまな収穫がありま

季年会に参加するに至って，ご指導いただいた先生

した．学会というと堅苦しいイメージを連想してい方，院生の方々に深く感謝します．

たのですが，コーヒーがもらえたり，福引が行われ― １７９ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 6

日本化学会第 87 回春季年会に参加して
朝 井 伴 光Tomohiko ASAI
物質化学専攻修士課程

1年抜き，その電子を用いて二酸化炭素を固定し，副産1．はじめに物（老廃物）として酸素が生成されます．反応をま私は，2007 年 3 月 25 日から 28 日にかけて関西

とめると次のようになります．

大学千里山キャンパスにおいて開催された，日本化
6 CO2＋12 H2O

学会第 87 回春季年会に参加しました．日本化学会
では，化学におけるさまざまな分野の方々のポスタ

C6H12O6＋O2＋6 H2O

光エネルギー

ー発表や講演が行われていました．ここでは，私の研究内容と学会に参加して感じたことについて報告
したいと思います．

と PSII という 2 種類の光化学系をもってい ま すが，水から電子を引き抜くためにシアノバクテリア

2．研究テーマについて
2. 1

酸素発生型細菌であるシアノバクテリアは，PSIの PSII は特別な構造体を発達させています．それ

背景は，光合成細菌からシアノバクテリアへ進化する過酸素発生をする光合成生物は，水を分解して電子程で獲得された「水分解酵素」であり，OEC（Oxy-を得て，さらにその電子を二酸化炭素の固定に使い

gen Evolving Center）と呼ばれる活性中心錯体なの

ます．水を分解する反応の副産物として酸素が発生です．近年の研究により，その活性中心は 4 つのマし，この酸素のおかげで我々は呼吸をし，さまざま

ンガン，4 つの酸素，1 つのカルシウム原子から成な生命を育む地球環境が維持されています．

っていることが明らかになりました（Fig. 1）．

しかし，原始の地球に酸素はなく，太古の海も現

また，水を酸化するのには 4 電子による酸化が必

在とは異なり，猛毒である物質で満ちあふれていま

要（2 H2O→4 H＋＋O2＋4 e−）であることから，Kok

した．アミノ酸を作り出す HCN,HCHO，海底のマ

らの水の酸化クロックにより，S0 状態から徐々にグマから噴き出した硫化水素などです．この青酸などの猛毒物質に満ちた原始の海から，約 35 億年前に太陽光を用いて光合成を行い，酸素を放出するシアノバクテリア（酸素発生型光合成細菌）が登場ししました．このシアノバクテリアの放出する酸素によって，徐々に現在のような大気が形成されたとい
われています．
シアノバクテリアによる酸素発生は，光エネルギ
ーを用いた水の分解（酸化）が原因となっています．つまり，電子の供給源である水から電子を引き― １７４ ―

Fig. 1

OEC の模造図

Fig. 3Mn（ III）（PA）（H（左）と MnIII
3
2O）
（DPA）
（DPAH）（右）の分子構造とができました．二酸化マンガンは酸化触媒にみらFig. 2

S クロックモデル図

れるように触媒的には活性ですが，二酸化マンガンからの錯形成にはほとんど例がなく，二酸化マンガ＋電価が蓄積され，S4 状態になったときに電子をンを金属源として Mn 錯体が得られることは大変放出する機構が考えられました．S0〜S4 状態のクラ

興味深いことです．また，これらの実験結果より，スター中のマンガンがとる酸化数についてはさまざ

本研究での錯形成には（I）配位子が N 原子，COOH

まな検討がされています．最も有力な S0 〜S4 状態

基を有する（II）配位子を含む水溶液の pH が 3〜4の酸化数を Fig. 2 に示します．

である（III）Mn イオンに対して配位子が 1：1 で反応すると過程した場合，錯形成定数が log K＝14

2. 2

研究目的

以上である（IV）配位子が Mn に配位するときの私は，「シアノバクテリアによるマンガンクラス
ター生成反応の解明」を大きなテーマとして研究を行っています．本研究は，水分解酵素であるマンガ
ンクラスターは多くのアミノ酸残基の N と O に囲立体構造に支配される，といった要因が考えられます．

3．ポスター発表について

まれて存在しており，また二酸化マンガンの骨格とポスター発表は発表番号が奇数と偶数に分けら類似しているという報告に基づき，二酸化マンガン

れ，それぞれ 45 分間発表するという形でした．学と O, N 原子をドナー原子とする種々の配位子との会に参加するのは今回が 2 回目でしたが，自分でポ合成によりマンガン錯体を合成し，シアノバクテリ

スター発表を行うのは初めてで，会場にもかなり多アによるマンガンクラスターの生成反応を解明しよ

くの人がいて会場の雰囲気に気圧されてしまいまし

うとするものです．光合成や酸素発生機構の解明にた．そんな中でのポスター発表は，卒業論文の発表

より，光合成の潜在的な可能性が明らかになり，人のときのように緊張し，45 分間がとても長く感じ

工光合成によるクリーンで安全なエネルギー供給シました．ポスターへの質問に対しては，緊張と自分ステムの開発や，地球環境問題の解決への糸口になの勉強不足のせいもあってうまく説明することがでると考えられます．

きなかったような気がします……．自分の発表時間が終わってからは他の方のポスターや，化学関連の

2. 3

実験結果・考察

企業のブースを覗いたりしました．自分と類似した

二酸化マンガンと PHA, DPAH 2, CyDTA, EDTA,

テーマの発表だけでなく，多方面にわたるさまざま

DTPA 等の反応により，それぞれ Mn 錯体を得るこなテーマのポスター発表を見られたことは大変勉強― １７５ ―

になり，他大学の方に負けないように研究に取り組もうという意欲の向上にもつながりました．ポスタ
ー発表に対しては納得がいくできではありませんでしたが，今回の日本化学会への参加は良くも悪くもいい経験となりました．今回の経験をこれからの研究に生かし，今度こそは納得のいく発表をしたいと思います．

4．おわりに
写真 1

学会会場の風景学会というと，堅苦しくて近寄りがたいイメージがありますが，いろいろ見て回ると意外と楽しいものです．企業のブースでは見学しているとボールペンをくれたりするところもあります．また，学会は自分の発表をするだけではなく，他の人の発表を見たり聞いたりしていると，研究内容に対してだけではなく，発表や説明の仕方，話し方などいろいろ勉
強になることも多くあります．今まで学会に行ったことがない人や興味がある人は一度参加してみてはどうでしょうか？

写真 2

質問に受け答え中― １７６ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 6

はじめて学会に参加して
畑健太郎
Kentarou HATA
機械システム工学科

2006 年度卒業

1．はじめに2006 年 12 月 8, 9, 10 日の 3 日間，日本大学理工学部駿河台キャンパスで開催された「第 17 回日本
MRS 学術シンポジウム」に参加しました．MRS とは Materials Research Society の略称です．この日本
MRS は 1989 年に創立され，先進材料に関する科学・技術の専門家の横断的・学際的研究交流を通じて，その学術・応用研究および実用化の一層の発展をはかることを目的としています．
私は，日本 MRS において，「エアロゾルデポジ
ション法による抵抗体膜の形成」に関する研究テー
マにてポスター発表を行いました．

2．発表内容図1

AD 成膜装置の概略図

エアロゾルデポジション（AD）法というのは，
約 10 年前に開発された日本発（産業技術総合研究が要求する特性と本研究で作成した抵抗体膜の電気所）の成膜技術です．主に成膜対象にしているの特性の相関性を評価するための基礎的知見を得るこは，セラミックス薄膜・厚膜となります．セラミッとを目指して研究を行いました．

クスを合成するためには，一般的には 1000℃ 近い

図 1 に AD 成膜装置の概略図を示します．本成

高温を必要とするのですが，この方法を用いると，膜装置は，原料粉末供給部分，成膜チャンバおよび

このセラミックス膜が熱を全くかけない，いわゆる真空排気装置にて構成されています．本研究では，「常温」で成膜することが可能です．加熱を必要と成膜対象であるルテニウム粉末（アルミナに分散ししないということは，製造プロセスとして非常に大た）をエアロゾルチャンバに充頡して，ガスと粉末

きなメリットになります．

の混合物である「エアロゾル」を，チューブを通し本研究では，AD 法にて硬質な様々な抵抗率を有てノズルから基板に供給しました．

する抵抗体膜を形成し，各種センサーへの応用する基板に衝突した粉末は，常温で固化して膜となりことを目指しています．そのために，まず，AD 法

ます．この現象を「常温衝撃固化現象」とよんでいによる抵抗体膜形成を行い，電気特性を中心とするます．本研究で成膜したルテニウム抵抗体膜の外観

膜の基本的特性を明らかにし，対象とするセンサー

図を図 2 に示しています．ガラス基板上に黒色の膜― １７１ ―

表1

AD 法で形成したルテニウム抵抗体膜の特性
ビッカース硬度

Hv 1000 以上

電気抵抗

34 Ω

膜

2 µm

厚

圧力センサーなどに使われるのですが，膜の強度が小さいことが問題となっていました．この方法を用いれば，問題解決が可能ではないかと考えていま
図2

AD 法で成膜したルテニウム抵抗体の外観

す．

3．発表時の様子
今回私が，参加した「第 17 回日本 MRS 学術シンポジウム」での発表形式は，ポスターセッション
でした．これは，会場に研究内容を書いたポスターを貼り，発表者がそのポスターを使い，訪れた人に発表を行うという形式です．実際の発表の状況を図4 に示しています．この研究発表は，所属する研究室が関連している NEDO のプロジェクトに関するものだと聞いていました．そのせいか，ポスターに質問にきて頂く方はとても多く，初めてのポスター
図3

成膜したルテニウム抵抗体膜の断面観察結果発表でしたが，1 時間の発表時間はあっという間に過ぎていきました．まだまだ，基礎的な実験でしたが形成されていることがわかります．そして，成膜が，エアロゾルデポジション法に関する基本的な質

面積は 10 mm×10 mm であり，膜厚は約 2 µ m とな問から，応用展開に関する質問まで様々に受けましります．成膜時間は，およそ 2 分程度となります．

た．時には先生の助けを借りながら，研究所，大

この試料の断面構造を走査型電子顕微鏡にて観察し学，会社の方々と研究に関する話をさせて頂くことた結果を図 3 に示しています．ガラス基板上に緻密によって，自分の無知を痛感するとともに，より多なルテニウム膜が形成されていること，基板と膜のくのことを学びたいというモチベーションが，わい

界面にはく離などが観察されていないことがわかりてきました．また，少しだけ時間をとって，他のポます．そして，成膜した膜の特性をビッカース硬度

スターの展示も見学をしてきました．私のような学試験および 4 端子法による電気抵抗測定実験により生の質問に対しても，発表者の皆さんに，親切丁寧評価した結果を表 1 に示しています．ルテニウム抵に説明をしていただくことができました．研究者の抗体膜の硬度は，Hv 1000 以上であること，電気抵方々の研究に対する説明は，非常にわかりやすく，

抗は 34 Ω であることを明らかにしました．さら

説明力の高さ，研究に対する理解の深さに圧倒されに，アルミナ分散するルテニウム粉末の量を制御するばかりでした．また，どのポスターも非常に上手ることによって，硬度や電気抵抗を制御できること

く出来ており，見学したポスターから，図の配置やを明らかにしました．この抵抗体膜は一般的には，

構成といった，内容を理解してもらうための工夫を― １７２ ―

熟さを痛感するとともに，このような質の高い発表を行えるようになりたいという高いモチベーションを得ることができました．講演のまた，発表後，ある企業の方に，発表について特に意識している点などについて聞くことができました．その話のなかで，発表する対象を意識し，対象に応じて，発表やパワーポイントの構成を変えることなど，発表に対する様々なポイントを教えていただきました．この様な内容を企業の方に話をしていただけることは，多くある事ではなく，貴重で有意義な体験をするこ
図4

ポスター発表会場にてとができ，この経験が今後に生きてくると思います．

多く学ぶことができ，今後の参考にすることができると思います．

5．おわりに第 17 回日本 MRS 学術シンポジウムに参加した

4．講演を聴いてことで多くの方々から研究に対するアドバイスを得

ポスターセッションの後，エアロゾルデポジショ

ることが出来，大変に有意義な時間を過ごすことがン法に関する講演を聴くことができました．研究できました．このような貴重な機会を与えてくださ

所，大学，会社の方々の講演を聴いて，私自身の未った森― １７３ ―

正和先生に，深く感謝します．

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 6

応用物理学会での研究発表! 村 和 浩Kazuhiro YOSHIMURA
電子情報学科2006 年度卒業

1．はじめに2007 年 3 月 27 日から 30 日に，青山学院大学相模原キャンパスで開催された第 54 回応用物理学関係連合講演会（応用物理学会）に参加し，光制御のセクションにおいて「自己制御型光パルス分岐デバ
イスの製作」というテーマで口頭発表を行いまし

図1

自己制御型光デバイスの構造た．

2．研究内容近年，情報伝達処理の媒体を電子から光子に変えることが技術開発の傾向であり，光信号を電気信号に変換せずに制御する機能の開発や，自己制御機能
や自己形成機能を持つ光デバイスの実現が重要になっています．
図2

我々の研究グループでは，単一のレーザ光を信号

1 個目のパルスに対する動作原理

光かつ制御光として使用し，低電圧で光を制御できる液晶を組み合わせたデバイスによって非線形な入するために電極を形成しています．また，Si は屈出力特性を作り出すことを昨年の応用物理学会で報折率が 3.4 と，空気（屈折率 1.0）との屈折率差が告しました．この研究をさらに発展させ，本研究で大きく，反射損失が大きいことが問題となります．

はパルス光を信号光として自己制御によって分岐す

そこで，入射側 Si 基板の外側には反射損失を低減ることを考えました．

するために無反射コートを施しました．

作製した自己制御型光デバイスの構造を図 1 に示

次に，動作原理を図 2 に示します．電極の一端はします．ねじれネマティック液晶が 90 度ねじれた

接地され，他端と ITO ガラス基板は液晶セル駆動

状態で 2 枚の Si 基板（20 mm×20 mm×340 µ m）

回路に接続されています．信号光源には，Si のバと ITO ガラス基板（20 mm×20 mm×1.1 mm）の隙

ンドギャップ波長付近で発振する Nd：YAG レー

間（約 5 µ m）に挟まれています．液晶分子の長軸

ザ（波長 1064 nm）を用います．Si は Nd：YAG レ

は，入射側で横方向，出射側で縦方向になるようにーザ光の一部を吸収し，その結果発生するキャリア

Si 基板と ITO ガラス基板の内側に配向処理が施さ（電子または正孔）によって，抵抗値が低下しまれています．Si 基板には液晶セル駆動回路と接続

す．回路はこれを検知して，液晶層に交流電圧を印― １６９ ―

図3

2 個目以降のパルスに対する動作原理

加するように設計されています．
パルス光が入射すると，1 個目のパルスは液晶の配向に沿って偏光方向（光の電界の振動方向）が 90
度ねじれて出射され，偏光ビームスプリッタで A
方向に反射されます．図 3 のように 1 個目のパルス

図4

パルス分岐の実験結果

図5

パルス分割の実験結果が誘起した印加電圧によって液晶分子は電界方向に配向し，ねじれが解けるため，2 個目以降のパルス
は偏光方向が変わらないまま出射し，偏光ビームス
プリッタを通過して B 方向に進みます．A 方向と
B 方向に Si センサを置いて出射光を受光し測定を行います．
このデバイスを 2 個縦続接続することで，図 4 のように A 方向に 1 個目のパルス，B 方向に 2 個目のパルス，C 方向に 3 個目以降のパルスを分岐する
ことができました．また，図 5 のように 1 個のパルスのパルス幅を 1/3 ずつ分割して 3 方向に出射するといったことができました．

より大学院へ進学することになり，今後の学会発表

この研究によって，半導体と液晶の機能を組み合わせることで光の自己振幅変調やパルス分岐の機能などにこの経験を活かしていきたいと考えています．

が実現できることが示されました．将来的には，複最後になりましたが，学会発表の機会を与えてく

雑な配線が必要とされるニューラルネットワークやださったことに加え，終始御理解ある御指導を頂き

光インターコネクションなどに利用することが期待ました斉藤光徳教授に深く感謝致します．実験装置

されます．

の製作の際に御指導，御協力頂きました工作室の岡本満先生に深く感謝致します．また，御協力を頂き

3．おわりにました先生方，日常の研究活動において有益な御討

大学生活の最後に，学会で自分の研究を発表することができ貴重な経験となりました．2007 年 4 月

論と御協力を頂きました理工学部電子情報学科斉藤研究室の皆様方に深く感謝致します．

― １７０ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 6

第 54 回応用物理学関係連合講演会に参加して
山 下 毅 彦Takehiko YAMASHITA
電子情報学科

2. 2

1．はじめに2006 年度卒業

薄膜フォトダイオード

p 層と n 層の間に i 層を挟んだ p/i/n 型フォトダ

私は，2007 年 3 月 27 日から 30 日の間に青山学院大学相模原キャンパスで開催された「第 54 回応

イオード，p 層と n 層で構成された p/n 型フォトダ
イオードを用いた．

用物理学関係連合講演会」に参加しました．その中

p/i/n 型フォトダイオードの平面写真，断面構造

で，Si プロセス技術の分野において「薄膜フォト

図を図 1（a）に示す．又，各印加電圧（Vapply）

デバイスの特性解析」について発表を行いました．

の光照度（Lphoto）に対する光誘起電流（Iphoto）

ここでは，私の研究内容と学会発表について報告さ及び，各照度の印加電圧に対する光誘起電流のグラせていただきます．

フも図 1（a）に示している．これより，光誘起電流が光照度に応じて直線的な線形な値が得られてい2．研究内容2. 1

ることが分かる．そして，電流値が 10 pA/ µ m と比

背景・目的

較的大電流である．しかし，印加する電圧によって薄膜フォトデバイスは，光の光量に応じて光誘起電流を流す受光素子である．一方，poly-SiTFT は

光誘起電流の値が変化している．これは，電圧依存性があるということである．

低コスト・高性能であり，LCD や OLED などのデ

そして，なぜこの様な特性が得られたのかを詳しィスプレイなどに使われている．そして，これらのく考察するためにデバイスシミュレーションを用い薄膜フォトデバイスと poly-SiTFT の両方を用いるた．そのシミュレーション結果を図 1（b）に示ことにより，人工網膜・外光センサ・イメージスキ

す．これは，印加電圧が 1 V, 5 V のときの半導体

ャナなどの先端的なアプリケーションの実現が可能

内のそれぞれの電界強度分布のグラフである．これとなる．しかしながら，薄膜フォトデバイスの特性

より，電界の大きい領域が i 層全体に広がっているは十分には分かっていない．そこで，本研究では薄ので，キャリア生成領域が大きくなり，比較的大電

膜フォトデバイスの特性解析を目的としている．

流が得られたことが分かる．そして，印加電圧が 1

又，薄膜フォトデバイスが要求される特性としてV と 5 V のときでは電界強度が変化しているのは，大電流でかつ電圧依存性が無いといった特性でで，キャリア生成率が変化して，電圧依存性があっある．電圧依存性が無いというのは，印加する電圧たことが分かります．

が変化しても，得られる光誘起電流が一定で変化しそして，p/n 型フォトダイオードの平面写真，断ない特性のことである．これは，フォトデバイスは

面 構 造 図 ， 各 印 加 電 圧 （ Vapply ） の 光 照 度

光検出を目的としているので，印加する電圧によっ（Lphoto）に対する光誘起電流（Iphoto）及び，各照て光誘起電流が変化するのは好ましくないからであ度の印加電圧に対する光誘起電流のグラフも図 2る．

（a）に示している．これより，光誘起電流が光照度
―１
６６ ―

図1

p/i/n 型フォトダイオード

図2p/n 型フォトダイオードに応じて直線的な線形な値が得られていることが分

2. 3

薄膜フォトトランジスタ

かる．そして，電流値が 1 pA/ µ m と 小 電 流 で あ

薄膜フォトダイオードでは，大電流かつ電圧依存

る．しかし，一定の光誘起電流が得られており，電性が無いという特性の両立は不可能であった．そこ

圧依存性がないことが分かる．これは，図 2（b）

で，新規構造である薄膜フォトトランジスタを考案のシミュレーション結果より，電界の大きい領域がした．測定結果を図 3（a）に示す．これより，光p 層と n 層の極狭い領域でしか発生していないの

誘起電流が光照度に応じて直線的な線形な値が得ら

で，キャリア生成領域が小さくなり，小電流が得られていることが分かる．又，比較的大電流で電圧依

れことが分かる．又，印加電圧にかかわらず，常に存性が無いことが分かる．これは，ゲート電圧印加

強い電界強度となっているので，キャリア生成率がにより電界強度が形成されるので，電界の大きい領一定となり，電圧依存性がないということが分か

域が i 層全体に広がって，キャリア生成領域が大きる．

くなり，比較的大電流が得られる．又，ゲート電圧印加により縦方向の電界が生じるため，p 層 n 層間の印加電圧にかかわらず，電界強度が一定となるの― １６７ ―

図3

p/i/n 型フォトトランジスタ

でキャリア生成率が一定となり，電圧依存性が無いした．そうすることにより，練習通り発表すること特性が得られる．以上より，薄膜フォトトランジスができました．又，質問時間では，多くの専門分野

タは，大電流かつ電圧依存性が無い特性の両立が可の方々から質問やアドバイスを頂きました．そこ

能であり，薄膜フォトデバイスの最適な構造である

で，今まで考えもしなかったこと，色んな視点からことが分かる．

の質問を頂き，たいへん刺激を受けました．発表前

又，これらの薄膜フォトデバイスを人工網膜に応の緊張感も含めて学会で発表することの素晴らしさを知りました．この素晴らしい経験をこれからの研用し，人工網膜の動作を確認した．

究活動や人生に生かして頑張っていきたいと思いま3．おわりにす．

私は初めて学会で発表したので，とても緊張しま

最後になりましたが，これまでご指導をしてくだした．ですが，これまで頑張ってきた 1 年間を振りさいました木村睦先生をはじめ，研究室の皆様に深返り，自分がやってきたことを信じて発表を行いまく感謝いたします．ありがとうございました．

― １６８ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 6

応用物理学会での発表
山 岡 俊 文Toshifumi YAMAOKA
電子情報学科2006 年度卒業

レータを開発し，結晶粒界を含む多結晶半導体の1．はじめにHall 効果のデバイスシミュレーションを行うとと私は，青山学院大学相模原キャンパスで 2007 年
3 月 27 日から 3 月 30 日に開催された，第 54 回応

もに，実サンプルでの実験解析より多結晶半導体のHall 効果について考察した．

用物理学関係連合講演会において，「多結晶半導体の Hall 効果のデバイスシミュレーションと実験解析」という題目で研究発表を行いました．

デバイスシミュレータ
今回開発したデバイスシミュレータは，昨年度よ半導体デバイスの製作に用いられる Si や Ge のり開発が進められている．簡単に概要を説明する．

結晶は，通常，単結晶であったが，近年では poly-Si

環境は Microsoft Excel，データ格納として 3 つのなどの多結晶半導体も使われ，またその poly-Si のシートを使い，それぞれに電位，電子密度，正孔密基本物性の向上ための研究も多く行われている．半度を格納する．物理方程式（ポワソン方程式，キャ

導体特性評価手法として Hall 効果測定が広く用い

リア輸送方程式）を差分化し，メッシュ単位で計算られているが，今日まで，半導体における Hall 効するプログラムを Visual Basic for Applications でプ

果測定についての論述に，単結晶と多結晶の区別はログラミングしている．

なかった．そこで今回，多結晶半導体における Hall
シミュレーション

効果を考察した内容の発表を行った．

n 型 poly-Si，ドーパント密度 1018cm−3，結晶粒界

2．研究内容トラップ密度 1010〜1012cm−2，キャリア移動度 252 cm

トランジスタなどの電子デバイスでは，どれだけ

2/Vs として，磁場 0.1 T を加えてシミュレーションの電流駆動能力をもっているかが重要となる．電流を行った．エネルギバンド分布を見ると，結晶粒界は，キャリア密度と移動度の積に比例する．このキ付近でポテンシャルバリアが発生している（図 1）．

ャリア密度と移動度を得るための半導体特性評価手

その大きさはトラップ密度が大きくなるにつれて，法として Hall 効果測定が広く用いられている．し大きくなっていることが分かる．

かしながら，多結晶半導体では結晶粒界に起因して一方， Hall 電圧を見ると，キャリア流 入 側 でキャリア伝導が一様でない．そのため結晶粒内と結は，より低電圧となり，キャリア流出側では，より晶粒界では，キャリアの伝導速度が異なる．Hall

高電圧となっている（図 2）．その程度は，トラッ効果を起こす要因となるローレンツ力はキャリアのプ密度が大きくなるほど顕著である．これは結晶粒

伝導速度に比例するので，多結晶半導体では結晶粒界の両側でキャリア密度，キャリア速度，電流連続界付近で複雑な Hall 効果が発生すると思われた．

性を考察することにより説明できる．また，Hall

そこで，ローレンツ力を考慮したデバイスシミュ

電圧のキャリア流入側，キャリア流出側，全体の平

―１
６３ ―

図1

多結晶半導体のエネルギバンド分布
図4

図2Hall 効果測定サンプル

多結晶半導体の Hall 電圧
図5Hall 効果測定結果

実験解析
シミュレーション結果を検証するために，実験解析を行った．n 型 poly-Si，膜厚 50 nm,P ドーズ量 2×1015cm−2 の実サンプル（図 4 ）での測定 を 行 った．このサンプルでは，Hall 電圧を測定する端子が約 2.5 µ m で非常に小さくなっている．今回，2つのサンプルにおいて，Hall 効果測定を行った．
図3

多結晶半導体のキャリア移動度

図 5 を見てみると，2 つのサンプルの結果はほぼ一致している．また，測定された Hall 電圧よりキ

均をそれぞれとると，キャリア流入側，キャリア流ャリア密度，キャリア移動度を求めると，それぞれ出側ではそれぞれ，結晶粒界トラップ密度の変化に

約 2×1019cm−3，約 26.5 cm2/Vs であり，妥当な結果

より異なる値がえられたが，全体の平均では，結晶が得られた．また，活性化率は 20％ であった．

粒界トラップ密度がいずれの場合でも一様な値が得られた．全体の平均のキャリア移動度は約 216 cm2/
Vs であり，入力値に近い値が得られた．

まとめ
今回，シミュレーション結果より，狭い範囲では結晶粒界位置や結晶粒界トラップ密度によって異なる値となったが，ある程度の範囲の平均では，結晶― １６４ ―

粒界トラップ密度にかかわらず一様な値が得られ

き，非常に良い経験となりました．学会での発表自た．これは，多結晶半導体においても，ある程度以

体は，うまく発表できたのではないかと思っていま上の範囲をとれば，Hall 効果測定が有効であるこす．しかし，質疑応答においては，非常に難しい質とが考えられる．

問ばかりで，うまく答えることができず，自分の知実験解析では，約 2.5 µ m の非常に小さな Hall 電
圧測定端子においても，正しい Hall 効果測定を行

識不足を痛感しました．この経験を活かして，次に繋げたいと思っています．
最後になりましたが，龍谷大学理工学部電子情報

うことができた．
今後，他の条件におけるシミュレーションを進め学科木村睦助教授には，終始御理解のある御指導をるとともに，他のサンプルにおいても実験解析を行いただき，ここに深く感謝の意を表し，御礼申し上う．また今回の結果より，数ミクロン程度の大きさ

げます．また，本研究の一部は，セイコーエプソン

において，Hall 効果測定を正しく行えることが確との共同研究，FDK との共同研究，龍谷大学科学認されたので，新しく磁場エリアセンサを考案中で技術共同研究センター，龍谷大学ハイテクリサーチ

ある．

センター革新的材料・プロセス研究センター，私立大学等研究設備整備費，理工学部特別研究設備費

3．おわりに（龍谷大学）の支援によるものであり，ここに感謝

今回，自分が一年間やってきた研究活動を応用物いたします．

理学会とういう，大きな舞台で発表を行うことがで― １６５ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 6

初めての学会討論会
森 田 泰 史Yasufumi MORITA
電子情報学科2006 年度卒業

1．はじめに2007 年 3 月 20 日から 23 日にかけて愛知県名古屋市の名城大学で電子情報通信学会 2007 年総合大会が開催されました．その総合大会において，21
日から 23 日にかけて ISS 特別企画「学生ポスター
セッション」という企画があり，その企画に参加しました．発表人数は 120［w 1］人でした．私は 22日に「（15, 11）ハミング符号を用いた人工免疫プ
ログラムの試作」と題してポスター発表を行ってきました．発表当日のスケジュール概要は，10 時からポスターセッション 2 時間，12 時から討論 1 時間，そして 13 時からポスターセッションが 2 時間
図1ありました．

2．発表内容2. 1

免疫の仕組み分自身の細胞と異物や病原菌，ウイルスなどを区別

研究の背景・目的して排除する働きです．また場合によっては，癌細計算機がコンピュータウイルスに侵され，利用者

胞などの自身が変質した細胞を排除する働きでありにとって予期せぬ動作が起きる問題は，計算機に生ます．ここで，病原菌やウイルスなどを抗原とい体の免疫能力を備えれば，改善される可能性があり

い，この抗原を排除するものを抗体といいます（図ます．そこで，生体の免疫能力をモデルとして，計1）．免疫作用のひとつにクローン選択原理がありま［1］

算機上で実現する研究が行われています ．

す．この原理は，体外から体内へ入ってきた抗原にそして，免疫をモデルにし，免疫の原理をコンピ
ュータに取り入れる試みから，人工免疫モデルとい対し，対応する抗体があたかも選ばれたように反応し，それ以外の抗体は反応しません．

う言葉ができました．本研究では，誤りを訂正・検出する（15, 11）ハミング符号を用いて，免疫作用をモデルとした人工免疫プログラムを試作しました．

2. 3

誤り訂正符号

誤り訂正符号は，通信路で生じた誤りを訂正する技術です．その誤り訂正符号の一つにハミング符号

2. 2

生体の免疫

があります．ハミング符号は，送りたい情報 k ビ

免疫とは「病気を免れる」ことです．つまり，自ットに対し冗長である検査 m ビットを付加して，― １６０ ―

表 1 （7, 4）と（15, 11）の比較

図 2 （k＋m, k）ハミング符号（7, 4）

比較項目（15, 11）

約 0.57

符号化率

約 0.7316：8

対応パターン数（情報数：検査数）2048：16（k＋m, k）の長さの符号を作ります（図 2）．情報
ビットと検査ビットには k＝2m −1−m の関係があで表されます．

ります．

（15, 11）ハミング符号の方が符号化率は高く，
人工免疫として考慮すると，冗長度が低いため処理

2. 4

人工免疫プログラムの作成速度が速いです．（情報数）：（検査数）は，情報数

クローン選択原理をモデルにして，誤り訂正符号と検査数の比を表したものであります．人工免疫での情報ビットと検査ビットを，それぞれ抗原，抗体

は（抗原）：（抗体）とみなされるので，（7, 4）ハとみなし，誤りが生じるか否かでクローン選択原理

ミング符号の方が認識率は高く，信頼性がありまを実現できます（図 3）．現在（7, 4）ハミング符号

す．

［2］

を用いています ．免疫の観点から多くの情報を一度に処理するには，符号の長さ（符号長 n＝k＋m）を長くします．そこで，従来よりも符号長の長

3．発表
私の行ったポスター発表は，ポスターを見に来られた方に対し，研究の概念や成果の説明，または質い（15, 11）ハミング符号を用います．

疑応答の対応をするということでした．自分にとって初めての討論会ということだったので，最初は緊張していました．ポスターを貼り，討論する準備を終え，後はトイレに行って準備万端だと考えていた
ところで，さっそく私の研究内容に興味を持って下さった方がポスターを眺めながら「ちょっと話を聞

図3

2. 5

処理の流れ

符号長の差異によるメリット，デメリット（7, 4）ハミング符号を用いた場合と（15, 11）ハ
ミング符号を用いた場合のメリット，デメリットを比較しました（表 1）．符号化率は，符号長に対す
る情報ビットの長さであり，

符号化率＝

k
h

（1）
― １６１ ―

図4

ポスター発表の様子

かせてよ．」と私に声をかけて下さいました．私は重な体験をさせていただくことができました．私

緊張しながらも説明，質疑応答を行いました．そしは，4 月から社会人として働きます．この経験を今て，私の知識にない免疫に関することを話に交えな後に生かせるように頑張りたいと思います．

がら，会話をして下さいました（図 4）．これで自最後になりましたが，今回の討論会に参加する機分の中で張り詰めていた緊張が和らぎました．今

会を与えて下さり，また研究の御指導をして下さい

回，質問者に対し，しっかりとした質疑応答をする

ました村田正教授，植村渉助手に深く感謝いたしまことができなかったという場面がありました．ます．

た，予想外の質問や意図の分からない質問を浴び，質問者を納得させられる答えを返せなかったという

参考文献

場面もありました．このことにより，自分の説明能［ 1 ］ 溝口文雄，西山博之： 免疫をもつコンピュータ，

力の無さを痛感しました．しかし，自分にとって貴重な体験をしたと思い，討論のおもしろさを感じま岩波科学ライブラリー（2006）［ 2 ］ Wataru Uemura, Shoji Tatsumi,Xie Chen： A novel ar-

した．

tificial immune model based on error control,In IEEE
Systems, Man & Cybernetics International Conference,
pp. 355−360，（2003）．

4．おわりに
今回，電子情報通信学会の討論会に参加して，貴

―１
６２ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 6

学生ポスターセッションに参加して
平 田 大 輔Daisuke HIRATA
電子情報学科2006 年度卒業

生体の免疫では，蓄えている多数の抗体から，侵1．はじめに入してきた抗原に対応した抗体が選択されます．こ私は，2007 年 3 月 21 日から 23 日にわたって愛のシステムをクローン選択原理といいます．

知県の名城大学天白キャンパスで開催された 2007

本研究では，クローン選択原理に 7−4 ハミング

年総合大会 ISS 特別企画「学生ポスターセッショ

符号を用います．符号長 4 の情報ビットを抗原とン」の参加しました．その中で，人工免疫システム

し，それに対応する抗体を符号長 3 の検査ビットとによる個人情報漏洩を警告するプログラムの作成とします．情報ビットとは，信号が流れる時の情報の評価というタイトルで発表を行いました．発表の形

符号のことをいいます．検査ビットとは，情報ビッ

式は 1 枚，縦 120 cm 横 110 cm のポスターを用い

トが誤る時にその情報の誤りを検査する符号のこと

ポスターセッションを 5 時間行い，そのうち 1 時間をいいます．

討論を行うというものでした．以下からがそのポス
ターセッションの発表の内容です．

クローン選択原理を，個人情報を警告するシステ
ムへ応用します．ネットワークを流れる情報を抗原とし，個人情報を抗体とみなし，クローン選択原理

2．個人情報の問題

より情報漏洩を警告することができます．まず，抗現在，個人情報の漏洩は深刻な社会問題にまで発体を生成します．ユーザの個人情報のビット列から展しています．知らないうちに出ていく個人情報の対応する検査ビットを生成し，保存します．次にネ漏洩を本人に知らせるプログラムができたなら，個ットワークを流れる情報を情報ビットとし，先ほど人情報の漏洩は比較的に減ることが期待できます．

の検査ビットを照らし合わせ，対応するかどうか

免疫では，外部からの侵入者である抗原を抗体

で，個人情報か否か判断しました．

は，見つけ出します．そして，体内に警告を出すという機能があります．また，免疫の特性である抗原
開始・抗体の働きを計算機上で実現する研究が行われています．そこで本研究では，その機能をネットワー
クの情報監視へ応用することによって個人情報の漏洩を発見することを目的として研究しました．

ネットワークを流れる情報
No
個人情報と一致？
Yes

3．研究概念警告する

本研究では，通信路上で発生する誤りを訂正する
終了

誤り訂正符号を基にした新しい人工免疫システムに
図1

注目します．
― １５７ ―

フローチャート以上のアルゴリズムのフローチャートを図 1 に示します．

1 つの利点であることがいえます．

6．発表当日

4．実験と結果

私は，3 月 22 日にポスターセッションを行いま

情報ビットに対する検査ビットの比率を変えて処した．今回のポスターセッションでは私と同じような分野の発表は，ほとんどありませんでしたが，発理速度の違いを調べました（図 2）．

表は企業の方や学生の方，また他大学の先生の方などに聞きに来ていただきました．その中で，実験の内容や，テーマについての質問や結果についてのアドバイスをいただき，今後の自分の勉強や社会に出てからの考え方に良い刺激が得られたと思いました．
次の写真は，発表当日のポスターセッションの様
子です．

図2

4＋3 に対する 4＋4 の処理速度の差

4＋3 の場合と 4＋4 の場合では，4＋3 の方が処理速度が速い．情報を増やすごとに処理速度に差が生じました．

5．考察・まとめ人工免疫システムによる個人情報漏洩を警告する

図3

発表の様子

プログラムを提案しました．本研究では，7−4 ハミ
ング符号を用いてプログラムを作成しました．実験では 4＋3 と 4＋4 の違いを調べました．検査ビット

6．おわりにを 1 つ増やすことによって処理速度が遅くなるとい

ポスターセッションをするまでには，ポスターのうことより，情報ビットの比率が大きいハミング符

製作の準備や発表内容の確認などで忙しくなりまし号を用いることによって処理速度が速くなるといえたし，自分の行っている研究がどのように周りの人ます．

達には見られるのだろうか，受け止められるのであ

単純に，1 対 1 でのマッチングを使って同じ個人

ろうかなどを考えると緊張も，普段に大学で行う発情報の漏洩を警告するプログラムでは，検査する側表などとは，比べ物にならないものを味わうことにの情報が漏れても個人情報が漏洩してしまいます．

なりました．しかし，そこから得られるものはすご

それに対し，本研究で用いる 7−4 ハミング符号のく大きいものでもありました．他大学の学生の方や場合は検査する方が漏れても検査ビットは個人情報

教授の方，企業の方との討論では，まったく別の観のビット列から対応する検査ビットを生成している

点のハッシュ法を使った提案もされ，検討する良いので，個人情報が漏洩する心配がないということも機会となりました．学会を通じて感じたことは，学― １５８ ―

会に参加するまでにどれだけ努力し，参加してどれを下さいました植村助手や関係者の人達に感謝の言だけそこで自分のためになるものを吸収できるかと葉を送り，締めとさせていただきたいと思います．

いうのが一番大きいものであるということでした．

ありがとうございました．

最後に，学会参加に際し，多くの経験を得る機会

―１
５９ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 6

応用物理学会に参加して
島 谷 寛 也
Hiroya SHIMATANI
電子情報学科2006 年度卒業に，先端を研磨してとがらせた針に色素溶液（濃度1．はじめに0.5 mol/l）を付着させ，硬化剤を混合した硬化途中

私は，青山学院大学相模原キャンパスで 2007 年のシリコーンゴム中に挿入し，針を上に抜いて微小

3 月 27 から 30 日に開催された第 54 回応用物理学

液滴を形成しました．そしてシリコーンゴムが硬化関係連合講演会に参加し，レーザ装置・材料のセッ

した後，サンプルをプラスチックケースから取り出

ションにおいて「弾性ポリマー中の微小色素液滴のしました．このとき，色素が化学反応を起こして黒変形によるレーザ発振波長の変化」というテーマで色化したり，メタノールがシリコーンゴム中に拡散

口頭発表を行いました．

して液滴が消滅する現象が見られました．しかし，これらの問題は，色素溶液中に予め界面活性剤を

2．研究内容0.5 mol/l 添加しておき，液滴表面に保護層を形成す

波長可変の微小レーザ光源として色素液滴の利用

ることで解決できました．この方法で，図 2（a）が期待されていますが，液滴は作製や保持が困難なに示すように，粒径 30〜120 µ m の微小液滴を作製ことが欠点です．そこで本研究では，弾力性のあるすることができました．図 3 に示すように，粒径 30

シリコーンゴム中に微小液滴を形成して，液滴レーザの発振制御を行いました．
まず，サンプルの作製について説明します．メタ
ノールに有機色素ロダミン 6 G を溶かした色素溶
液は親水性をもつので，シリコーンゴムの原液中では自己形成的に液滴となります．図 1 に示すよう
図 2 （a）シリコーンゴム中の微小液滴と，（b）それを変形させたときの顕微鏡写真

図1

微小液滴を含むシリコーンゴムの作製法― １５５ ―

図3

液滴の粒径と体積の関係

µ m の液滴の体積は 14 fl であり，針を用いた液滴振モードに対応しています．発振ピークの間隔からの作製は微小液滴を生成する方法として有用である

共振器の光路長を算出すると約 230 µ m になり，粒ことが分かりました．また，シリコーンゴムの両側

径 d＝55 µ m とメタノールの屈折率 n＝1.33 から算から力を加えると，図 2（b）に示すように，液滴

出される液滴を 1 周するときの光路長 π nd＝230が楕円体に変形することが分かりました．

µ m とほぼ一致しました．このことから，液滴中の次に，液滴レーザの発光スペクトルの観測，液滴レーザ発振は，光が球の表面に沿って周回するウィを圧縮したときの共振ピークの移動について説明しスパリングギャラリーモードで起こっていることがます．粒径 55 µ m の液滴を含むサンプルに，Nd：

分かりました．シリコーンゴム（30 mm 角）を 30

YAG レーザの第 2 高調波（波長 532 nm，パルス幅µ m 圧縮すると，図 4 の点線に示すように，共振ピ

25 ns，瞬時パワー密度 30 kW/mm ）を照射すると，ークが長波長側に移動するのが見られました．さら

図 4 に示すような太線の発光スペクトルが観測されに，この共振ピークの移動を顕著に観察するためました．周期的に現れているピークは，液滴中の共に，シリコーンゴムを 10 µ m ずつ 30 µ m まで圧縮して発光スペクトルを測定しました．図 5 に示すよ
うに，シリコーンゴムを 10 µ m ずつ圧縮すること
で，共振ピークが 0.1 nm ずつ長波長側に移動していることが分かりました．
この研究によって，液滴をシリコーンゴム中に形成することで，液体状態の色素を固体であるかのよ
うに取り扱えるようになりました．また，シリコー
ンゴムを圧縮すると，レーザ発振波長を制御できる
ことも明らかになりました．

図4

太線は 0 µ m，点線は 30 µ m シリコーンゴ
ムを圧縮したときの発光スペクトル

3．おわりに
今回，学会に参加して今までにない貴重な経験をすることができました．研究発表後の質疑応答で，公聴者からの質問が多かったことから，私の研究が好評であることが考えられます．また，発表を無事に終えることができ，自信を持つことができました．
最後になりましたが，学会に参加するという貴重な機会を与えてくださり，終始御理解ある御指導をしていただいた斉藤光徳教授に深く感謝します．また，日頃より有益な御討論，御協力をいただいた理
工学部電子情報学科斉藤研究室の皆様に深く感謝し

図5

太線，実線，細線，点線の順に，シリコーンゴムを 0 µ m から 30 µ m まで 10 µ m
ずつ圧縮したときの共振ピークの移動ます．

― １５６ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 6

学会に参加して
澤 村 茂 樹Shigeki SAWAMURA
電子情報学科2006 年度卒業

本命技術として期待されています．しかし，画素回

1．はじめに路に用いる TFT と OLED において特性変動や劣化

私は，2007 年 3 月 5 日に東京の機械振興会館でが生じるため OLED に流れる電流が不均一になる開催された電子情報通信学会の有機エレクトロニクという課題があり，現在，さまざまな駆動方式が提ス研究会に参加しました．この学会の議題は，「発案されています．しかし，未だどの駆動方式が最適

光・表示記録用有機材料及びデバイス・一般」で，であるのかという結論には至っていません．よっ私は 25 分間の口頭発表を行いました．

て，本研究で TFT-OLED における最適な画素回路の駆動方式として電流均一化パルス幅階調方式を提2．研究内容2. 1

案し，回路シミュレーションと実験評価により動作背景・目的確認を行いました．

私が所属している木村研究室において研究されている Poly-Si TFT（ポリシリコン薄 膜 ト ラ ン ジ ス

2. 2 電流均一化パルス幅階調方式タ）は，低温プロセスによりガラス基板上などに作電流均一化パルス幅階調方式の画素回路とタイミ

製可能で低コストであり， α -Si TFT（アモルファ

ングチャートを図 1 に示します．電流均一化回路

スシリコン TFT）と比較して移動度が高くディス（画素回路右部）では，まず供給電流を与え，Dr-TFT

プレイに使用した場合，表示の応答やコントラストのゲート電圧を一定にし，Dr-TFT の特性変動・劣の面で優 れ て い ま す ． 一 方 ，OLED（ 有 機 EL）化を補正し，Dr-TFT の飽和電圧において OLED をは，高輝度の発光が得られ，応答速度が速く，低電動作させ OLED の特性変動・劣化を補正すること

圧での駆動が可能です．そして，自発光デバイスであるためコントラス
トが高く，視野角が広く視認性に優れており，また構造が簡単であるため軽量薄型にできるという利点があります．これらを組合せ，TFT を駆動素子として OLED の発光を制御 す る デ ィ ス プ レ イ で あ る TFTOLED（薄膜トランジスタ駆動有機
EL ディスプレイ）は LCD（液晶ディ ス プ レ イ ） に 次 ぐ 次 世 代 FPD（フラットパネルディスプレイ）の

図1― １５２ ―

画素回路とタイミングチャート

で，OLED に流れる電流を均一化します．パルス幅を 100 cd/m2 と想定し，シミュレーションを行いま階調回路（画素回路左部）では，発光期間をインバした．結果（図 2（a））として，走査期間においてータより出力されるパルスの幅によって制御するこ1 µ A の供給電流をプログラムしたので，発光期間とで従来の方式と異なり，走査周波数が高くなりまにおいて OLED にはほぼ 1 µ A の電流が流れておせん．

り，発光期間としてインバータより 4 ms のパルスが出力されているので，OLED に電流が流れる期間

2. 3

回路シミュレーション

は約 4 ms となっていることが確認できました．さ

まず，回路シミュレーションによる動作検証の結らに，画素回路中の TFT と OLED にバラつきを与果を示します．シミュレーションにはシルバコのス

え，回路シミュレーションを行い，TFT と OLED

マートスパイスを用い，シミュレーション条件としの特性変動に対する OLED に流れる電流の均一性て，走査期間と発光期間をそれぞれ 8 ms とし，走についても評価しました．（図 2（b, c, d, e））すべ査線数を 500 本，周波数 60 Hz, 8 bit のグレースケての場合において，発光期間に OLED にほぼ 1 µ Aール，画素ピッチを 200 µ m，ディスプレイの輝度の電流が流れており，発光期間は約 4 ms という結果が得られました．よって，画素回路中の TFT と
OLED に特性変動が発 生 し た 場 合 で あ っ て も ，OLED に流れる電流は均一化され，発光期間はパルス幅によって制御されていることが回路シミュレーションより確認できました．

2. 4

実験評価

実験評価では図 3 に示すように，2 つのサンプル

図2

シミュレーション結果

図3― １５３ ―

等価回路

のものより高画質な TFT-OLED が誕生すると信じています．

3．おわりに私は，人前で話をするという事が嫌いで仕方ありません．4 回生になりゼミで発表などを行いますが，毎回苦痛でした．しかし，その反面人前で臆することなく発表したいと思っていました．そして今回，学会に参加し今までにない貴重な経験と自信を
図4

実験結果

得ることができました．研究成果を限られた時間の中で他者に分かりやすく伝えるということは非常にを組み合わせ等価回路として測定を行いました．結

困難なことです．自分自身が非常に緊張しやすいた果（図 4）は，シミュレーション結果と同様に，発め発表の練習を重ねることが大切であると感じまし光期間において約 4 ms の間 OLED にほぼ 1 µ A のた．自分自身の理解を深めるという意味でも発表練電流が流れていることを確認しました．

習は大切です．学会発表は初めての経験でしたが 25分間と発表時間が長かったこともあり落ち着いて発

2. 5

結論

表することができました．また，他者の発表を聴く以上述べた回路シミュレーションと実験評価の結ことで多くの知見が得られ，自分の知識の少なさを果より，電流均一化パルス幅階調方式は，TFT と痛感し，もっと勉強しなければいけないと思いましOLED の特性変動や劣化によらず OLED に流れる

た．今回の学会を通して，非常に有意義な時間を過電流を均一化し，パルス幅によって発光期間の制御ごすことができ，今後も機会があれば参加していきを行うことが可能な画期的駆動方式と言えます．したいです．皆さんも一度学会発表を経験してみて下かし，画素回路中に多数の TFT を用いているため

さい．

良品率の低下ということが考えられます．よって，最後になりましたが，学会に参加するという貴重良品率の向上が今後の課題であります．現状では，な機会を与えてくださり，終始御理解のある御指導

画素回路中の TFT を 2 つ削減することに成功しまをしていただいた木村睦助教授に深く感謝します．

した．また，画素回路を 2 系統化するスマートピク

また，日頃より有益な御討論・御協力をいただいた

セルという新たな発想を提案し，現在検討していま

理工学部電子情報学科木村研究室の皆様に深く感謝

す．この良品率に関する課題を解決でき，本駆動方します．

式による画素回路が市場に出ることになれば，従来― １５４ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 6

ポスター発表超音波エレクトロニクスの基礎と応用に関するシンポジウム
佐 藤亘
Wataru SATO
電子情報学科1

2006 年度卒業

あり，二つ目は，パスバンドが起こる周波数の範囲はじめにです．この二点に注目して，さまざまな形の単一欠

平成 18 年 11 月 15 日〜17 日に愛知県の名古屋国

陥配列導波路に関して FDTD 法による計算機シミ

際会議場で行われた「超音波エレクトロニクスの基ュレーションと実験を行い比較，考察を行いまし

礎と応用に関するシンポジウム」のポスター発表にた．

「ソニック／フォノニック結晶における欠陥モード

単一欠陥配列導波路について，実験を行った結導波路の実験的考察」の報告として参加させていた

果，次のような成果をあげました．（1）計算機シミ

だきました．

ュレーションで得られた単一欠陥配列導波路の透過2率周波数特性から読み取れるパスバンドの位置が規研究内容

格化周波数で 0.54〜0.59 であったが，実験で得られソニック結晶とは，一様なホスト媒質中に音波のた結果からも，ほぼ同じ位置にパスバンドが起きて半波長ほどの間隔で人工的に音響散乱体を周期配列いました．（2）単一欠陥配列直角曲がり導波路におした人工結晶であり，電磁波に対する人工結晶であいて，直角曲がりの影響を受けずに優れた伝送効率

るフォトニック結晶に相等します．ここで取り上げを実験的にも検証することができました．（3）単一るソニック結晶は，空気中にアクリル樹脂円柱を 2

欠陥配列直角曲がり導波路の実験結果から，項視間次元周期配列した 2 次元ソニック結晶のことです．

隔＄a＄ごとに 0.52 減衰すると推定されます．（4）

従来の音響導波路では，散乱体を線状にすべて取十字路を持つ単一欠陥配列導波路の実験結果から，り除くことによって散乱体のない部分が線状導波路

分岐した音波を合わせると，分岐する前の音波とほとなります．これに対して，結晶中の散乱体を 1 つ

ぼ同じになりました．（5）単一欠陥配列導波路のパおきに取り除いた点欠陥配列を音響導波路とする単スバンドと，パスバンドの外側の伝送効率のさが，一欠陥配列導波路の方が伝送損失が少ないことのみ

約 30〜40 dB あるという結果を得ました．以上のこならず直角曲がりも全く問題のない特徴を持つこととから，計算機シミュレーションで得られた成果をが当研究室で見い出されています．この単一欠陥配実験的にも検証することができました．単一欠陥配列導波路の伝搬特性から，ソニック結晶を音響フィ

列導波路は，優れた伝送効率を持つだけでなく，音ルター等の機能デバイスとして利用することを目的

響フィルターとしても活用できることが確かめられとして，計算機シミュレーションと実験結果においました．

て，特に次の二点に注目しました．一つ目は，単一欠陥配列導波路を音波が少ない伝送損失で伝搬する学会での活動内容

3

周波数帯（パスバンド）と，その外側の周波数帯の私の発表は 16：30〜19：00 の中のポスター発表

伝送損失が，どれだけ大きな差になるかという点でだったので，それまでの時間に他の発表者の話しを

―１
５０ ―

聞き，どのような研究をしているのかとか，私が行方法など，次に自分が研究していく課題として考えっている研究の参考になるものがあるのかというこることができると思います．

とを考えていました．ポスター発表では，ソニック結晶の欠陥モード導波路について，どのように波が学会発表を終えて5伝搬して，周波数によって波がどのくらい透過する

学会発表を終えて，研究内容を説明する難しさのかということを説明して，質問に答えました．

と，他の研究内容を理解する難しさを知りました．

4

私は学会に参加したのが初めてだったのですが，他

ポスター発表と質問の発表者の研究内容説明や，それに対する質疑応答

初めてのポスター発表だったので，上手く説明でを聞き，自分との差があまりにも大きいと感じ，こきるのかとても不安でしたが，先生がそばにいたたのままで大丈夫なのかと不安になりました．しかめ，発表の時間中はそこまで緊張したりせずにできし，発表者のほとんどが，大学院生や，それ以上のました．しかし，相手に理解してもらえるような説人達だったので，これから頑張って，もし今後また明の仕方や，答える事のできなかった質問などが多学会に参加するようなことがあれば今回の学会よりくあり，緊張や不安よりも，自分の能力に問題があ成長して参加できるようにしたいというやる気がでるような気がしました．それでも，質問されて答えました．

られなかったけれど参考になるものが多くあり，と今回の学会で得たものは，発表内容というより，ても良い経験になりました．例えば，特定の周波数

学会とはどんなものなのかという雰囲気と，今まで帯だけ伝送効率が良いと何に利用することができる

以上のやる気だったような気がします．

のかとか，伝送効率の良い周波数帯の範囲を変える

―１
５
１―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 6

初めての事例発表会
水 原 詞 治Shinji MIZUHARA
環境ソリューション工学専攻修士課程

1年

く，雰囲気に慣れる所か，不安な気持ちが増す結果

1．はじめにとなりました．

私は，2007 年 2 月 1 日，2 日に埼玉県川口市で開催された第 28 回全国都市清掃研究・事例発表会に，同研究室の松尾君とともに参加しました．この3．発表内容3. 1

序論

事例発表会では，廃棄物処理に関するさまざまな分

今回実験に用いた蛍光 X 線分析装置は島津製作

野での研究発表が行われており，私は，「蛍光 X 線

所の「EDX-800 HS」です．蛍光 X 線分析とは，試分析における試料作成法の影響について」という題料に X 線を照射し発生する蛍光 X 線のエネルギー

目で，松尾君の共同執筆者という形で参加しましを分析することで試料を構成する元素の種類や含有た．

量を調べる分析方法の事です．この蛍光 X 線分析の為の前処理として，試料を粉砕する際の汚染や試

2．学会発表料の厚さ，成型法の違いなど様々な問題があるの

大学院進学を決めた頃，占部先生から「こういうで，これらの諸問題についての検討を行いました．

ものがあるんだけど」と今回の事例発表会について説明されました．正直に言うと，学会（事例発表会

3. 2 実験方法

は正式には学会とは呼ばないらしいですが）での発試料としてセルロース，一般廃棄物の焼却灰，溶表は学部生の間はしないと思い込んでいたので，大融スラグを用いて，試料粉砕時間，試料の厚さ，成変驚きました．しかし，このような経験をする機会

型法を変化させ，それぞれについて X 線強度を測はあまりないと思ったので，卒業研究を共同で行っ定しました．試料粉砕時間は 0, 3, 30 分の 3 段階にていた松尾君と一緒に参加することにしました．

変化させて行いました．成型法は容器法，粉末プレ

発表内容は，話し合いの結果，卒業研究で使用しス法の 2 種類を用いて，試料の厚さは，容器法の場ていた蛍光 X 線分析に関する上記の内容となりま合は 1, 2, 5, 10 mm の 4 段階に変化させ，粉末プレした．卒業研究と平行して行うことになったので，

ス法の場合は 0.5, 1, 2, 3 mm の 4 段階に変化させてとても時間がかかり，同時平行の時期は，肉体的に行いました．

も，精神的にもキツかったです．
私達の発表は 2 日だったので，前日は他の参加者の発表をゆっくりと見ることが出来ました．他の参加者は，ほとんどが企業や自治体の方で，学生は私達の他には，数人しかいませんでした．参加者は，発表の仕方，PowerPoint の使い方等が非常に上手

3. 3

結果

まずセルロースを試料とした時の試料粉砕時間の違いにおける汚染の影響を図 1 に示します．
今回用いた試料粉砕装置は，吉田製作所の「振動
式粉砕機

―１
４８ ―

形式 1033−300」です．粉砕機の構成成

図1

振動式粉砕による汚染の影響
図2

分（SKS-3）は，Fe, Si, Mn などで主成分は Fe と試料厚さの影響（容器法）

なっており，その他の成分は微量に存在しています．
図 1 の左軸は Fe，右軸は Fe 以外の X 線強度を表していますが，粉砕時間を長くすると構成成分の増加が確認することが出来ます．ただ Si, Mn などの微量成分は，増加していても微増ですから問題になるほどではありません．しかし，Fe に 関 し ては，粉砕時間 30 分の場合，X 線強度にして約 7 cps/uA の増加，含有量に換算すると約 2％ の増加に相当し，かなりの汚染があると考えられます．
図3

次に，焼却灰における容器法と粉末プレス法にお試料厚さの影響（粉末プレス法）

ける試料厚さの影響について図 2, 3 に示します．
図 2, 3 は各試料成型法における試料厚さの影響

表をすることはありませんでしたが，本当に貴重なを表しているが，ともに今回設定した範囲の中での経験をすることができました．この学会の時期が学

X 線強度への影響はみられませんでした．X 線の内の卒業論文の発表会の 1 週間前ということもあ

侵入深さは金属で約 10 um，有機物で約数 mm といり，十分な発表準備が出来なかったために満足のい

われています．焼却灰や溶融スラグは密度的に金属くできではなかったと思います．しかし，他の参加寄りであることから今回の設定厚さ 0.5 mm 以上で者の発表から，自分達に足りないものや発表の見せ一定の X 線強度が得られたのだと考えられます．

方など，たくさんのものを得ることが出来ました．

また，容器法，粉末プレス法という試料成型法の違今後大学院に進学することにより，学会発表の機会

いによる X 線強度の違いもみられませんでした．

はたくさんあると思いますので，今回の経験をもと

なお，溶融スラグにおいても，焼却灰同様に試料に自分の納得の行く発表が出来るように頑張りたい

厚さ，成型法による X 線強度の違いはみられませんでした．

と思います．
最後になりましたが，このような貴重な機会を与えてくださった占部先生に，深く感謝いたします．

4．おわりにまた，今回の発表者であり共に実験を行った松尾君

今回，私は共同執筆者という形で参加したので発をはじめ占部研究室のみんなにも感謝いたします．

―１
４９ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 6

第 87 回春季年会に参加して長谷川 俊 介Shunsuke HASEGAWA
物質化学専攻修士課程

1年

1．はじめに
私は今回，2007 年 3 月 25 日から 28 日に行われた，大阪の関西大学千里山キャンパスで行われた第87 回日本化学会春季年会に参加しました．この学会は，毎年春に開かれる大規模な学会で，ここで私は「クロロフィル誘導体をインターカレートしたリ
ポソームの構築」という題目で発表を行いました．
今回，初めて学外で自分の研究内容を発表したので，とても緊張しましたが，何とか発表を終えることができました．ここでは私が発表した研究内容について報告をさせていただきます．

1
2
3
4

2．研究背景

M

R1

R2

R

H2
H2
Zn
H2

CH＝CH2
CH＝CH2
CH＝CH2
CH
（CH3）
OH

O
O
O
H2

（CH2）
10OH
（CH2CH2O）（n＝4, 8.7, 13.3）
nH（CH2CH2O）
4H（CH2CH2O）
13.3H

図1

合成したクロロフィル誘導体

近年，植物の集光アンテナの構造が，明らかになってきました，紅色光合成細菌の集光アンテナではとして合成したクロロフィル誘導体 1〜4（図 1）を

多くのクロロフィル分子がリングを形成しており，

リポソームの脂質二分子膜内に導入し，中心金属なそのリングが生体膜内に組み込まれ，太陽光のエネ

らびに周りの置換基がリポソーム膜内への取り込み

ルギーを反応中心に送っています，すなわち光合成にどのような影響を与えるかを調べました，天然のの初期反応は生体膜内で行われているのです．生体クロロフィル分子は 17 位が疎水性の長鎖アルキル

膜の光合成反応のモデルとして，脂質二分子膜の小基であるのに対し，今回合成したクロロフィル誘導胞体であるリポソームを用いた例が報告されてお

体は 17 位が末端が水酸基のアルキル鎖ならびにオ

り，これまでにリポソームの二分子膜の内外の水層

キシエチレン鎖を導入しました．クロロフィル誘導にプロトンの勾配を作り，それを用いて ATP を合体を含むリポソームの作成は，リン脂質であるジパ成する系［1］や，脂質二分子膜内に天然のクロロフィ

ルミトイルホスファチジルコリン（DPPC）とクロル分子を導入し，エネルギー移動を観測したという

ロフィル誘導体の混合物を，水中に分散させること報告例もあります［2］．

でリポソームを形成し，凍結融解後，100 nm サイズのメンブレンフィルターに通して，サイズを均一

3．研究内容化させ，GFC によって精製を行うことで内水相に今回私が行ったのはクロロフィル-a を出発原料

高濃度の CF を含むリポソームを作成しました．こ― １４６ ―

のリポソームの可視吸収スペクトルを測定すると，

ほどでもなく，自分の言いたいことが伝えられたと

アルキル鎖であるデカン中とほぼ同じ吸収波長を示思いました．学会では多くの方々から貴重な意見をしたため，クロロフィル誘導体はリポソーム膜内の頂き，とても参考になりました．今後はここで頂い疎水的な環境に存在していることが分かりました．

た意見を参考にしながら，研究を進めて生きたいと

つぎにリポソーム 1 個当たりに含まれる，クロロフ思います．

ィル誘導体の量を概算した結果 17 位により長いオ
キシエチレン鎖を含むクロロフィル誘導体がリポソ

5．最後にーム膜内に組み込まれやすく，中心に亜鉛が配位す

学会は，多方面の方々からいろいろな意見を頂けると取り込まれにくくなることがわかりました．まる貴重な場であると感じました．また，他の方の発た，リポソームの脂質膜内に，短波長に吸収を持つ表を聞いても得られるものは多くあると思いましクロロフィル誘導体をドナー，長波長に吸収を持つた．これを読んで興味をもたれた方はぜひ学会に参ものをアクセプターとしてリポソームの脂質二分子

加することをお勧めします．最後になりましたが今膜内に導入し蛍光スペクトルを測定すると，ドナー回の学会発表をするにあたって，さまざまな助言をからアクセプターへの励起エネルギー移動が観測さ頂いた本学の宮武智弘講師他いろいろと助けてくだれました．この結果からリポソーム膜内で，人工的さったさまざまな方に深く感謝いたします．

にアンテナ系を調製することができました．
参考文献

4．発表を終えて［ 1 ］ G. Steinberg-Yfrach, et al., Nature. 392, 479（1998）．

今回が学会での初めての発表で，発表をする前は［ 2 ］ J. Goc, et al., J. Photochem . Photobiol . A 93, 137

とても緊張しましたが，いざ発表を始めると思った

―１
４７ ―

（1996）.

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 6

日本化学会第 87 春季年会に参加して
竹 原 雅 俊Masatoshi TAKEHARA
物質化学専攻修士課程

1年

機器の説明をしていたり，全国の学生や研究員の方

1．はじめにがポスター発表をしていました．また化学系の雑誌

大阪府の関西大学で行われた日本化学会第 87 春

や教科書などの販売も行われていました．そこで私季年会（2007）に参加しました．国内でもかなり大はある企業でアンケートに答えると抽選券を引かしきな学会と聞いていたので一ヶ月前からナーバスにてもらえるというものがあったので，アンケートになっていました．また，学会が卒業論文の一ヶ月先答えて抽選券を引いたところ，USB（256 MB）がというこの短い期間で実験の成果をあらたに挙げな

当たりました．かなりラッキーでした．

ければならないということもあって，精神的にも肉体的にも大変でした．

ついに研究発表の日がやって来ました．研究発表
は発表 7 分質疑応答 3 分の計 10 分で行われます．
私は，朝 9：30 からの発表だったので人の入りはそ

2．学会についてれほど多くはなかったのですが，それでも卒論発表

いよいよ，学会の日がやって来ました．今回が初のように身内で研究発表するものとは違い他大学のめての化学学会だったので，会場の様子を色々と見

人たちにみられているので独特の緊張感がありまして回ったのですが，人が一杯で席に座れない教室がた．しかしながら，7 分間という短い時間の中でもあったり，一転ガラガラの教室があったり分野によ外に出てしゃべることができ，自信になりました．

って教室の人の入り方が違いました（教室の規模によるところもありますが……）．ただ，北は北海道

3．研究テーマについて

から南は九州まで全国からいろんな人がきていまし今回の研究発表のテーマは「3 位にキラルなヒド

た．また，どの棟の教室も化学会のあらゆる分野で

ロキシエチル基を有する両親媒性亜鉛クロリンを用一杯になっていることから全国規模の学会であるこいたクロロゾームモデルの構築」です．簡単に説明とが容易に感じとれました．

させていただきますと，光合成生物は，今から 30

ここで，昼ごはんの話になるのですが，学食は昼億年以上前に誕生したと考えられています．光合成時になると，学会全体で昼休憩の時間になるので一生物は多数の光合成色素からなるアンテナのような杯になりました．そこで外で食べに行くことにしま

精巧な分子集合体をもっており，クロロフィル色素した．そこには学生街道で学生向けの食堂があり，と，蛋白質からなる分子集合体です．その色素は光おかずの量が多くて意外と安い値段で食べることがを吸収し複数の色素を介して反応中心に到達し，光でき満足でした．

電交換反応により電気化学エネルギーに変換されま化学会では研究発表がメインになるのですが，他す．

にも展示があります．その展示は体育館で行われてこの光合成生物の中には緑色光合成細菌というもおり，そこではいろいろな企業の方が最新の装置やの存在し，それはクロロゾームと呼ばれている光捕

―１
４４ ―

集（LH）システムをもっています．クロロゾーム
は，約 100×30×15 nm 楕円形の構造をしています．さらにクロロゾームの中ではバクテリオクロロ
フィル（BChl）-c 分子が自己会合して直径が約 5〜
10 nm の円筒状の自己会合体を形成しています．自己会合した BChl-c 分子によって吸収された光エネ
ルギーはベースプレートに効率よく運ばれます．ベースプレートは BChl-a- タンパク複合体で，受け取ったエネルギーを膜内アンテナに渡す役割を果たしています．これらのことから，クロゾームは超分

れ水中に分散させると長波長側にシフトした吸収帯

子光捕集体としての役割を果たしています．

を示すことがわかった．さらに 31R 体が顕著に長BChl-c 分子には 3 位にキラルなヒドロキシエチ

波長側にシフトした吸収帯を示すことがわかり 31R

ル基があり，天然系のクロロゾームを形成している体と 31S 体でこれほど物性の違いをみせることに驚バクテリオクロロフィル分子には 31R 体と 31S 体

きを感じました．

の両方が含まれており，多くの場合 R 体の割合が多いということが報告されています．そこで本研究4．最後にではバクテリオクロロフィル分子のモデルとして合研究発表が終わり，その日の晩御飯は店でお酒を成されてきた亜鉛クロリンを新規に合成し，その飲みにいきました．開放感の中で飲む酒は格別でし

1

1

た．

3 R 体と 3 S 体の会合体の特性を調べました．
会合体の調製方法としまして，まず亜鉛クロリン

今回，初めての日本化学会に参加して，自分の成を少量の MeOH でとかし，それを水中で分散させ果を外で発表することや，他の学生や先生方の研究ます．これを可視吸収スペクトルの測定をおこなっ発表を見て，いろいろと学ぶことが出来ました．

1

1

たところ，3 R 体と 3 S 体は MeOH 中でモノマー
11で単量体の吸収帯を示し，3 R 体と 3 S 体をそれぞ最後になりましたが，今回の学会の準備でお世話になった方々に深く感謝致します．

― １４５ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 6

日本化学会第 87 春季年会に参加して齋 藤 泰 彦Yasuhiko SAITO
物質化学専攻修士課程

1年

1．はじめに
平成 19 年 3 月 25 日（日）〜28 日（水）の期間に関西大学の千里山キャンパスで開催された，日本化学会第 87 春季年会（2007）に参加してきました．
本キャンパスは大阪の街の中心部から少し離れた場所に位置しています．最寄駅の名称が関大前だったり，キャンパスを出たすぐ近くに大学食堂なる食べ物屋や居酒屋があったりと，大学生活を過ごすには最高の環境だと感じました．

図1

ポリアルギニンの膜透過

本学会はその千里山キャンパスのほとんどの建物で使用し，4 日間にわたって講演やポスター展示を

過活性は溶液中の成分によって促進，または抑制さ行う，かなり大規模な学会でした．学会参加者数はれます．酵素は高い基質選択性を有しています．こ約 9000 人でそのほとんどが発表を行うらしく，大の酵素による物質変換をポリアルギニンの膜透過に学キャンパスと呼ぶにはあまりにもお堅いスーツ姿

より蛍光として観測することで，試料中から特定のの人々であふれていました．

成分を検出することができます．

講演は，各棟ごとにテーマが設けられ，大小さま

旨味成分と知られているグルタミン酸はグルタミ

ざまな教室でそれに関連した発表を行う形式でしン酸オキシダーゼによりケトグルタル酸へと変換さた．私は 3 日目の午前に脂質・生体膜をテーマとしれます．この物質変換をポリアルギニンの膜透過にた教室で，約 10 分間の発表を行いました．

より蛍光として追跡することで，試料中のグルタミン酸を検出することができます．同様の操作で，醤

2．発表内容油やトマトジュースといった食品試料中からグルタ

私は食品試料中から特定の成分を蛍光として検出できるセンシングシステムの構築を目指して研究を行っています．
ポリアルギニンは両親媒性アニオンとイオンペア

ミン酸を検出することができたため，そのことを学会で発表しました．

3．発表当日を形成することで，リポソームを透過することがで発表当日は少し小降りの雨でしたが，三月にしてきます．蛍光色素を濃度消光の条件下でリポソーム

は若干の暑さを感じるほどでした．今回が始めてのに封入することで，ポリアルギニンの膜透過を蛍光学会発表であったため，緊張からかその暑さが幾倍として観測することができます（図 1）．その膜透にも感じられました．

― １４２ ―

講演は連続して行われ，ほんの少しの空き時間にパソコンをつなぎ，発表の準備をしなければいけませんでした．私よりも前に発表していた方たちが，傍聴者からきつい質問を浴びせられるのを目の当た

めての学会発表は大きな失敗もなく終えることがで
きました．

4．最後に

りにし，受刑者の心持で私の番がくるのを待ってい学会開催中に多くの講演を聴くことで，様々な分ました．必死で作ったパワーポイントに合わせてほ野の研究に触れることができました．これからもぼ丸暗記した文章をのせて発表した私には，あまり様々な学会に参加し，自分の研究に役立てるとともきつい質問がきませんでした．傍聴者の方たちからに，様々な分野に対する知識の幅を広げていきたい

すると，発表を聴いてまだまだ議論できるレベルでです．

はないと感じられたのかもしれません．しかし，初― １４３ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 6

日本化学会第 87 春季年会に参加して織

田 あさ美
Asami ODA

物質化学専攻修士課程

1年

体を形成することが 1 つのモデルとして知られてい1．はじめにます．

私は，2007 年 3 月 25 日（日）から 28 日（水）にそして BChl-c のモデル分子として，中心に亜鉛かけての 4 日間，関西大学千里山キャンパスにて開を配位させた『亜鉛クロリン』（図 2）が合成され催された日本化学会第 87 春季年会（2007）に参加てきました．これもまた，BChl-c と同様に低極性し，「亜鉛クロリン自己会合体を含むリポソームの有機溶媒中で自己会合体を形成し，アンテナとして構築」というテーマで口頭発表を行いました．学会

機能することが報告されています［1］．

発表は今回が初めてだったのでとても緊張しましところで，天然の光合成系に目をやると，光吸収た．ここでは，研究内容および学会発表で得たことのあとに引き続く過程は主として二分子膜内で行わなどを報告します．

れており，分子膜の膜間でのプロトンの濃度勾配を生み出しています．同様にして，リポソームの二分2．研究内容子膜を利用した人工光合成系が報告されており［2］，
ここではカロテノイド・ポルフィリン・キノンを共

2−1．研究背景
緑色光合成細菌の集光アンテナであるクロロゾー

有結合で結んだ分子を二分子膜内に埋め込み，光励

ムでは，バクテリオクロロフィル -c（BChl-c）分子起電子移動により膜間でのプロトンの濃度勾配を生（図 1）が自己会合体を形成し，光を吸収してそのみ出すことに成功しています．しかしながらこの系

エネルギーを伝達する役割を果たしています．このでは，光を効率よく吸収するアンテナがありませBChl-c は，31 位のヒドロキシル基と 13 位のカルん．

ボニル基による水素結合および 3 位のヒドロキシル

そこで本研究では，リポソームの膜内でクロロゾ基と中心の亜鉛による配位結合によって，自己会合

ームのモデルとなる亜鉛クロリンの自己会合体を組

図1

BChl-c, d, e 分子の構造

図2― １３９ ―

亜鉛クロリン 1-5 の構造み入れたアンテナ系の構築を目指しました（図 3）．

を導入した亜鉛クロリンが一番多く二分子膜内に挿入できるということがわかりました．また，それぞれの可視吸収スペクトルを測定した結果，652 nm

2−2．実験内容
まず，3 位にヒドロキシメチル基をもち，17 位のに亜鉛クロリン単量体の吸収帯と，それより長波長側鎖にアルキル鎖やその末端にヒドロキシル基をも側にシフトした 743 nm に吸収帯を示しました．こつもの，またオキシエチレン鎖を導入した亜鉛クロ

れは亜鉛クロリンの低極性有機溶媒中の会合体スペ

リン 1−5 を合成しました．それぞれの亜鉛クロリ

クトルと類似しているため，亜鉛クロリンはリポソ

ンと，炭素鎖の C を 16 個にそろえられ二分子膜のームの疎水的な環境である二分子膜内で会合していガラス転移温度が 41℃ のリン脂質（DPPC）を用いると考えられます．そして 17 位の側鎖にヒドロキてリポソームを調製しました．このとき，リポソー

シデシル基を導入することにより，二分子膜内でよムの評価を行うため，内水相に高濃度の蛍光色素

り多くの会合体を形成するということがわかりまし（CF）を封入しました．そして調製したリポソーム

た．

の可視吸収スペクトルや蛍光スペクトルを測定する

また，アンテナ系ではより多くの光を捕集するたことで，亜鉛クロリンの側鎖による二分子膜内でのめに，より多くの亜鉛クロリン自己会合体をリポソ

自己会合体の形成の違いを検討しました．

ームに含むことが望ましいと考えられます．そこで，一番多くの会合体を挿入できた亜鉛クロリン 3を用いて，調製時の亜鉛クロリンの量を増やしてリポソームを調製しました．するとリポソーム 1 個あたりに含まれる亜鉛クロリンの分子数が増えていきました．しかし 1.6 µ mol の亜鉛クロリンで調製す
るとリポソームはできず，限界があるということがわかりました．

図3

リポソームの二分子膜内で会合する亜鉛
クロリンのようす

つぎに，亜鉛クロリンを含むリポソームの安定性として，リポソームを Triton X-100 で壊したときの蛍光の増加量から，残存するリポソームの量を調べました．すると，亜鉛クロリンを多く含むほどリポ
ソームの安定性は低くなるが，30 日を過ぎても 40

2−3．実験結果および考察
亜鉛クロリン 1-5 を含むそれぞれのリポソームに界面活性剤である Triton X-100 を添加したところ
CF の蛍光強度が急激に上昇しました．これは，最％程度は残存しているということがわかりました．

3．学会での発表

初内水相の CF が濃度消光を起こしていたため蛍光

私は今まで学会で発表するという以前に，日本化を示さなかったのが，界面活性剤を添加してリポソ学会のような大きな学会に参加することさえ初めてームが壊れたために急激な蛍光強度の上昇が見られだったので，「学会」というものがどのような雰囲たと考えられ，亜鉛クロリンを含んだ状態でリポソ

気の中行われているのかなどということを全く知らームができていると判断しました．

ずに，今回発表を行ってきました．学会の準備は，つぎに，亜鉛クロリン 1-5 を含むそれぞれのリポ

毎日パソコンに向かって，発表の資料を先生に見て

ソーム 1 個あたりに含まれる亜鉛クロリンの分子数

いただいて何度も何度も作り直し，やっと発表練習を見積もりました．その結果，ヒドロキシデシル基をできたのは前日でした．当日は朝 9 時ころの発表

―１
４０ ―

だったので，会場までの電車の中で発表用の資料を外でも得たことが多くありました．今後，何回か学必死で読んでいました．卒論発表会で一度発表して会に参加する機会があると思いますが，そのときはいるとはいえ，いざ発表会場に入るととても緊張しこの学会での反省点・感じたこと・得たことなどをました．発表中も声が少し震えるほど緊張してしま

バネにして，これからもがんばっていきたいと思いい，もっと場数を踏まなくてはいけないと実感しま

ます．

した．
参考文献

4．おわりに［ 1 ］ T . Miyatake et al . Photochem . Photobiol . , 448, 69

今回，初めての学会参加ということでうまく発表できなかったという反省とともに，発表すること以（1999）.
［ 2 ］ Gali Steinberg-Yfrach et al. Nature, 385, 239（1997）
.

―１
４１ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 6

日本セラミックス協会 2007 年年会

!

山
裕 康
Hiroyasu YAMASAKI
物質化学専攻修士課程

2年

ら，本研究室で MG（Mechanical Grinding）法によ

1．はじめにり粉砕処理した粉末に B2O3 を添加し，SPS（Spark

私は，2007 年 3 月 21 日から 23 日にかけて武蔵

Plasma Sintering）にて焼結することで，h-BN の板工業大学世田谷キャンパスで行われた「日本セラミ状粒が加圧面に対して垂直に配列するものが確認さックス協会 2007 年年会」に参加しました．この学

れ，一般の焼結体とは異なる配向を有することが分会で「メカニカルグライディングした窒化ホウ素のかった．

焼結中の配向挙動」と題して口頭発表を行いましそこで本研究では，メカニカルグラインディング

た．ここでは，私自身の研究内容と学会発表の感想

した窒化ホウ素の焼結中の配向挙動について調べを述べさせていただきます．

た．

2．発表内容
2. 1

2. 2

研究背景

実験内容

h-BN 粉末と Si3N4 製ボールを Si3N4 製容器内へ封六方晶窒化ホウ素（h-BN）は，B と N が交互に入し，遊星型ボールミルにて 3 h の MG 処理を行

共有結合で結びついた層状構造であり，層間はファった．MG 処理した粉末を回収し，その粉末に対しンデルワールス力で結ばれている（図 1）．また，て 5 wt％の B2O3 を添加し混合した．得られた粉末

高熱伝導，高電気抵抗，化学的耐食性，潤滑性等のは SPS にて 1300〜1900℃ で熱処理を行った．焼結

優れた特性を有している．一般的に，h-BN 粉末を体の評価は，嵩密度測定，X 線回折装置，走査型

一軸加圧焼結すると，h-BN 板状粒は加圧面に対し電子顕微鏡，熱伝導度測定により行った．

て平行に配列することが知られている．しかしなが
2. 3

実験結果および考察

図 2 に熱処理温度に対する焼結体の相対密度を示す．焼結体の相対密度は 1500℃ から 1600℃ にかけて急激な増加が確認され，1700℃ 以上においては相対密度が 92％ 以上に到達した．図 3 に焼結体の加圧面に対して垂直に測定した X 線回折結果を示す．密度の急激な上昇が確認された 1500〜1600℃
において急激な構造化が見られ，熱処理温度の上昇とともにブロードしていたピークがシャープになっFig. 1

Hexagonal crystalline structure of boron
nitride.

ていくことが確認された．002 面と 100 面のピーク強度に注目すると，熱処理温度の上昇とともにピー― １３６ ―

Fig. 2

Effect of sintering temperature on therelative density sintered t-BN with B2O3.

Fig. 4

SEM photographs of sintered t-BN with
5 wt％-B2O3 at（a）1700°
C,（b）1800°
C,（c）1900°
C and h-BN with 5 wt％-B2O3
at（d）1900°
C．

加が見られ，1900℃ においては，1 より大きい 13.5を示した．一方，1900℃ で熱処理した MG 処理を行っていない焼結体の IOP は，等方性を示す 1 より小さい 2.8×10−2 を示した．これより MG 処理を行い 1900℃ で熱処理した焼結体は，MG 処理を行っていない焼結体とは異なる配向を持つことが分かった．
Fig. 3

X-ray diffraction patterns of sintered tBN with B2O3 at（a 1500°
C，（b 1600°
C,（c 1700°
C,（d 1800°
C,（e 1900°
C and（fh-BN with B2O3 at 1900°
C.

図 4 に SEM による破断面の組織観察を示す．
1700℃ の焼結体においては，h-BN 板状組織が見られず，非常に粒径が小さいものが多く確認できたのに対し，1800℃ においては h-BN 板状組織が確認

ク強度比が変化していき，1900℃ においては 002

され，1900℃ ではさらに h-BN 板状粒が粒成長し面と 100 面のピーク強度比が逆転することが確認さている様子が確認された．また，MG 処理を行ってれた．また，MG 処理を行っていない焼結体と比較いない焼結体は，加圧面に対して h-BN 板状粒が平しても MG 処理を行った焼結体は大きく異なって行に配列しているのに対し，1900℃ においては加おり，異なる配向を有することが示唆された．

圧面に対して垂直に配列している h-BN 板状粒が多そこで配向を定量化する指標として，IOP（Index

く確認された．

of Orientation Preference）を算出した．IOP は，加図 5 に MG 処理を行っていない粉末（h-BN）と圧面に対して平行（parallel）および垂直方向（per-MG 処理を行った粉末（t-BN）を焼結した際の収縮

pendicular）から測定した X 線回折結果の 002 面と挙動を示す．Displacement がマイナス方向の場合，

001 面のピーク強度を試料の系全体が膨張していることを示し，プラス方I. O. P.＝（I100/I002）par．／（I100/I002）perp.

向の場合，試料の系全体が収縮していることを示に代入することにより算出する．IOP＝1 のとき等す．図 5 より，MG 処理を行っていない粉末（h-方性を示す．熱処理温度の上昇とともに IOP の増BN）を焼結した場合，ほとんど収縮せずに焼結す

―１
３７ ―

Fig . 5

Temperature and displacement of sintered h-BN and t-BN with B2O3.

Fig. 6

Efect of sintering temperture on thermal
conductivity at room temperature.

る．これは，加圧成形した状態で，板状粒が加圧面に対して平行方向に配列しているため，一軸加圧焼

処理温度の上昇にともない h-BN の板状粒が成長結を行っても加圧面に対してすべり方向が平行に存し，加圧面に対して垂直に配列したことから h-BN

在するため，ほとんど収縮をせずに焼結し，板状粒結晶の c 軸から垂直方向に測定した値と近い熱伝も加圧面に対し平行に存在すると考えられる．

導度になったと考えられる．

一方，MG 処理を行った粉末（t-BN）は加圧成形した状態で，粒子がランダムに配列していると考えおわりにられる．この成形体を一軸加圧焼結するとある温度

今回の口頭発表ではしっかりと事前準備をして望域で，加圧面に対して平行でない粒子がすべりをおんだことで，発表時間を過不足なく使え，事前に用こし，それにともなう急激な収縮がおこりる．この意していた内容を全て発表することができ，納得のすべりをおこした粒子が粒成長することで加圧面にいくものでした．しかし同時に今後さらに，研究テ対して垂直な板状粒となったと考えられる．

ーマの理解を深める必要性も感じました．

図 6 に熱処理温度が熱伝導度に与える影響を示

最後になりましたが，日本セラミックス協会 2007

す．試料の測定方向は，加圧面に対して垂直に測定

年年会に参加する機会を与えてくださり，研究のごしている．参考文献値として h-BN 結晶の c 軸から指導をしてくださいました大柳満之教授に深く感謝

垂直方向と平行方向から測定した熱伝導度を記載しします．また，日頃より有益な後討論，御協力をいています．熱伝導度は熱処理温度の上昇とともに増ただきました理工学部物質化学科大柳研究室の皆様

加し，1900℃ では 52 W/mK を示した．これは，熱に深く感謝します．

― １３８ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 6

日本セラミックス協会 2007 年年会
康 原 昌 豪Masahide YASUHARA
物質化学専攻修士課程

2年

グレーションによって原子拡散が促進されること

1．はじめにが，金属や金属間化合物からなる拡散対を用いた研私は，2007 年 3 月 21 日から 23 日にかけて武蔵究において報告されています．エレクトロマイグレ

工業大学世田谷キャンパスで行われた「日本セラミーションとは，LSI（集積回路）の Al 配線の故障

ックス協会 2007 年年会」に参加しました．この学原因として知られており，金属への通電によって，会で「Nb-C 拡散対の原子拡散におけるパルス通電

金属中の欠陥の濃度や移動度の増加が起こる現象で効果」の題目で口頭発表を行いました．ここでは，あると言われています．一方，焼結への影響につい

私の研究内容と学会発表の感想を述べさせていただては，通電によって局所的に電流密度が高くなる粒

きます．

子間において，焼結初期段階のネック成長が促進されると考えられています．しかし，導電性を有する

2．発表内容2. 1

炭化物系セラミックス等においてはこれらのような研究背景報告例がほとんどありません．本研究では，導電性

パルス通電焼結（Spark Plasma Sintering : SPS）

を有する Nb, C を用いて SPS におけるパルス通電法は，試料粉末を充頡した黒鉛型に通電することでが原子拡散に与える影響について検討しました．

急速昇温が可能なプロセスであり，従来法（HP,
HIP）よりも比較的低温・短時間で緻密な焼結体を

2. 2

実験内容

作製することが可能であると言われています（図Nb（厚さ：0.1 mm）と C（厚さ：1 mm）を C/Nb/C

1）．しかし，SPS におけるパルス通電が焼結およびの順に積み上げて拡散対として使用した．この拡散反応機構に与える影響については十分に議論されて対を，SPS 装置を用いて直接通電系と非通電系の 2いません．近年，パルス通電によるエレクトロマイ

Fig. 1

Scheme of SPS apparatus.

Fig. 2― １３３ ―

Scheme of SPS apparatus in this work.

種類の方法で熱処理した（図 2）．得られた生成層

ここで，x は生成層の層厚，k は拡散係数，t はの評価は，X 線回折装置（XRD），光学顕微鏡，走熱処理中の保持時間を示す．図 5 に，保持時間に対査型電子顕微鏡（SEM），拡散係数及び見掛けの活する生成層の層厚の二乗のプロットを示す．この時性化エネルギーの算出によって行った．

得られた直線の傾きから k を算出した．直接通電
系と非通電系の両者で保持温度の上昇に伴う k の

2. 3

実験結果および考察増加が見られ，直接通電系では非通電系よりも著し

図 3 に SEM によって観察した熱処理後の生成層

い生成層の層厚の増加が確認された．なお，NbCを示す．直接通電系および非通電系の両者で 2 層の層においても同様の傾向が確認された．この時の試生成層が確認された．図 4 に示した XRD による相料寸法は 10×10 mm で，電流密度は 820〜900 A/cm2

同定の結果より，生成層は Nb2C および NbC であであった．

ることが確認された．

見掛けの活性化エネルギーはアレニウスの式より

拡散係数は，フィックの第 2 法則より導かれる以算出した．

下の式を用いて算出した．

lnk＝lnA−（Ea/RT ）2

ここで，k は拡散係数，A は定数，Ea は見掛け

x ＝ktの活性化エネルギー，R は気体定数，T は絶対温度を示す．図 6 に絶対温度 T の逆数に対する k のプロットを示す．直接通電系において，C が Nb 及
び生成層中を拡散する際の Ea は，非通電系に比べて低下することが示された．また，エレクトロマイ
グレーションの効果は電流密度に影響される．そこ
で，直接通電系による熱処理中の電流密度を変化させるため，試料寸法を 20×20 mm, 14×14 mm に変化させて保持温度一定の条件下で熱処理を行った．
図 7 に電流密度に対する生成層の層厚のプロットをFig. 3

SEM micrograph Nb-C diffusion couples
annealed at 1873 K for 1800s with current and without current.

Fig. 5

Fig. 4

XRD patterns of niobium surface annealed at 1823 K for 600s.
― １３４ ―

Product layer thickness of Nb2C vs. holding time for Nb-C diffusion couples annealed at various temperatures with current（closed dot ） and without current（opened dot）.

示す．この図より，電流密度の増加によって生成層の層厚が増加する傾向が確認された．
これらの結果は，通電によって Nb 及び生成層中の欠陥の濃度や移動度が増加し，Nb 及び生成層中での C の拡散を促進したためであると考えられる．
以上より，SPS におけるパルス通電が原子拡散を促進することが示唆された．
Fig. 6

Temperature dependence of Nb2C and
NbC growth rate constant, for Nb-C
diffusion couples annealed with current and without current.

3．おわりに
今回は初めての学会発表で緊張しましたが，直前まで発表内容を検討し，練習を重ねて本番の発表に臨んだため，思ったよりもスムーズに発表できました．また，学会では他の研究者の方々からも御意見をいただき，非常に有意義な経験ができました．これらの経験を今後の研究に生かしていきたいと思います．
最後になりましたが，今回の学会参加にあたって
研究の御指導，有益な御討論をいただきました大柳満之教授をはじめ，いろいろとサポートしていただ
いた研究室の皆様に深く感謝します．

Fig. 7

Product layer thickness vs . current
density for Nb-C diffusion couples annealed at 1823 K for 1800s.

―１
３５ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 6

初めての国際学会を終えて
野 村 周 右Shusuke NOMURA
物質化学専攻修士課程

2年

1．はじめに
私は 2007 年 4 月 9 日から 4 月 13 日に開催されたMaterials Research Society（MRS）に参加しました．
場所 は ア メ リ カ の サ ン フ ラ ン シ ス コ の Moscone
West にて開かれて，今回初めての国際会議の参加となります．

図 1 私の研究室における光吸収層の作製法
従来の作製方法より低コストかつ生産性に優れています！

その国際会議の中で私は，二日目のシンポジウム
Y 「 thin-Film Compound Semiconductor Photovol-

います．そこで CIGS 太陽電池の低コスト化の一つ

taics」でポスターセッションによる発表を行いましとして，非真空プロセスによる作製が考えられまた．発表したタイトルは「Fabrication of（Cu, Ag）InSe2

す．

Thin Films by a Combination of Mechanochemical and

そこで私たちの研究室では，非真空プロセスであScreen Printing/Sintering Processes」で，内容はタイるメカノケミカルプロセス（MCP）法とスクリー

トルどおり太陽電池の光吸収層の作製とその評価に

ン印刷／焼結法を用いてソーダライムガラス基板上ついてです．本稿では，発表した内容についてと，に CIGS 光吸収層の作製を行っています（図 1）．

その発表した様子等など述べたいと思います．

その方法は，まず粉砕，摩擦，圧縮などの機械的エネルギーにより物理化学的変化を起こす MCP 法に

2．研究概要
2. 1

より Cu, In, Ga, Se の元素粉末からカルコパイライ

序論

ト型の結晶構造を持つ CIGS 粉末の合成を行いまカルコパイライト型 CuInSe（CIS）やCu（In, Ga）
2

す．次に，得られた CIGS 粉末を用いてインクを調Se（CIGS）は，最適なバンドギャップと高い吸収2製し，スクリーン印刷法で CIGS 膜を塗布した後，係数を持つため，高効率薄膜太陽電池の重要な材料

大気圧・不活性雰囲気での熱処理により CIGS 膜をの一つとして注目されています．近年においては，

焼結させます．

NREL らにより変換効率約 19％ 以上を達成したと

現在，この作製法により CIGS 薄膜太陽電池が変報告されていますが，CIGS 太陽電池の研究を行っ

換効率約 2.7％ を示していますが，焼結性の良いている研究室の多くは多元蒸着法やセレン化法によ

CIGS 膜を得るには，Ga の固溶量が非常に微量にり CIGS 光吸収層の作製を行っています．セレン化なるために最適なバンドギャップ 1.4 eV に調整し法は金属プレカーサーをスパッタ法で形成し，またにくいのです．そのため変換効率が向上しにくいの多元蒸着法は CIGS 光吸収層を各構成元素から蒸着で，私の研究ではさらなる変換効率の向上を目指す

により作製するため，製造コストが高くなってしまために，バンドギャップ 1.04 eV の CuInSe2 に対し

―１
３０ ―

て わ ず か に 大 き い バ ン ド ギ ャ ッ プ 1.24 eV のります．合成した CAIS 粉末は，粒度分布測定の結AgInSe2 に着目し，Cu サイトに Ag を固溶させた果により平均粒径が約 1 µ m で，Ag の固溶量が増（Cu, Ag）InSe（CAIS）を作製し，その評価につい2

加しても平均粒径はほとんど変化しませんでした．
得られた薄膜の微構造観察から，x＝0.05 と 0.1て報告しました．

の薄膜では CAIS 結晶の粒径は平均 2 µ m で，ほと
2. 2

実験操作

んどボイドがなく緻密に焼結していることがわかり元素粉末 Cu, Ag, In, Se を（Cu1−xAgx）InSe2［x＝ました．ですが，x＝0.20 以上 Ag 固溶量を増加さ

0〜1.0］の化学量論比になるように秤量後，遊星ボせると逆にボイドが増加するようでした．（Cu0.9

ールミルを用いた MCP 法により CAIS 粉末を合成

Ag0.1 ）InSe2 （x＝0.1）薄膜の表面および断面微細構しました．得られた CAGS 粉末に，有機溶剤を加造を図 3 と図 4 に示します．結晶粒が 2 µ m 程度まえスクリーン印刷用のインクを調製しました．こので成長し，比較的緻密に焼結していることが確認でインクを Mo 電極層をスパッタ法で形成したソーきました．また Mo 電極と CIAS 膜の界面をみるとダライムガラス基板上に，スクリーン印刷法で塗布の密着も良いことがわかりました．

し，有機溶媒を 乾 燥 後 ，N2 雰 囲 気 中 で 焼 成 し ます．得られた薄膜の相は X 線回折（XRD）で評価
し，微構造評価は走査型電子顕微鏡（SEM）によ
る表面および断面観察で行いました．

2. 3

結果

図 2 に MCP 法で合成した各種組成の CAIS 粉末の XRD 図形を示します．この XRD 図形より，カルコパイライト型の特有のピーク（2 θ ＝17℃ の
101 と 2 θ ＝35°の 211）が観測され，結晶性の良い固溶体粉末が合成されていることを確認できました．回折ピークは Ag 固溶量が増加するにつれて低角側にシフトし，格子定数が大きくなることがわか

図2

MCP 法により合成した各組成の CAIS 粉
末の XRD パターン
―１
３１ ―

図3

作製した Cu0.9Ag0.1InSe2 の表面微細構造

図4作製した Cu0.9Ag0.1InSe2 の断面微細構造

2. 4

結論

本研究において MCP 法により（Cu1−xAgx）InSe2 の合成に成功しました．作製したインクを用いてスク
リーン印刷法／焼結法により薄膜が得られ，Ag 固
溶量が 0.2 以下の場合，Mo 電極と密着性の良い比較的緻密な膜が得られることから，この作製法における適した組成は X＝0.2 以下であることが分かりました．

3

発表について
今回の発表はポスターセッションで今までに行っ

図5

私が必死にポスター発表している様子

たことがあったのですが，国際会議は初めてで非常に緊張していました．会場内は非常に人が多く，特き取りにくく，私が質問に答えられずに去っていかに私のシンポジウムには多くて移動するだけでもかれる人達を見ると非常に申し訳ない気分になりまなり困難な状態でした．発表時間は 3 時間（20 時す．また，質問の意図が分かっても答えられない時〜23 時と非常に遅い時間でした）と非常に長い時もあり，まだまだ勉強不足であることを実感しまし間で，会場内では飲み物や食べ物も用意されていまた．

したが，そんなものを取りにいく余裕もなくほとん
どポスター前に立っていました．前日に今回の発表

最後に

4に向けて，なんとか発表用の英語と，質問されそう

今回，初めての国際学会という貴重な経験をするな点などを考えてその解答用の英語を事前に頭の中ことが出来ました．説明することの難しさや，楽しに入れておいたのですが，実際に発表するとなるとさを改めて知ることができました．まだまだ稚拙な頭の中が真っ白になってしまいます．また，質問者発表でしたが，今回で少し成長したと思います．次の英語が聞き取れないといった問題もありました．

の機会があれば，今回よりも一歩踏み込んだような

アジア系の人達の話す英語は聞き取りやすいのです

発表にしたいと思います．

が，それ以外の人達の英語は私にとっては非常に聞― １３２ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 6

日本化学会第 87 春季年会に参加して
砂 子 真 人Masato SUNAGO
物質化学専攻修士課程

2年

9400 万 ha も減少しています（FAO データより）．

1．はじめに森林環境問題を考える上で，保全を考えることは課

私は，2007 年 3 月 25 日〜28 日の期間に関西大学

題であります．土壌は植物の栄養源であり，土壌生

千里山キャンパスで開催された「日本化学会第 87

物に大きく影響を与えています．土壌有機物におい春季年会」に参加しました．日本化学会は，多くのては，植物や地表微生物のエネルギー源となるだけ

学生や企業の方々が参加し，幅広い研究テーマにつでなく，腐植物質が植物に吸収されると光合成や呼いて研究報告する大規模な学会であります．そこ

吸活性，タンパク質合成を促進します．特に，腐植で，私はポスター形式で発表しました．発表題目は酸やフルボ酸は根や茎に対して生育促進効果を促す「植生の異なる森林土壌からの有機物の抽出と分と 考 え ら れ て い ま す ． し か し ， 腐 植 酸 （ Humic

析」であります．ここでは，ポスター発表の内容にAcid）をはじめ土壌中に存在する腐植物質は，微生ついて報告させていただきます．

物の働きによって分解と重合が繰り返された無定形

私の研究室（藤原研究室）では，土壌や水試料をの天然高分子であることから構造解析が困難であ対象にした環境分析を行っています．環境分析と聞り，その性質も未知なところが多いのが現状であり

くと，残留農薬や環境汚染物質の分析をイメージさます．本研究では，土壌有機物の構造がどのようなれると思うのですが，私の研究室では土壌と植物の構造であり，土壌中にどの程度存在するのかという生育と関係する成分分析や，植物，土壌，川を一連情報を得るとともに，蓄積と分解に影響を及ぼす要

づけた栄養成分の循環について理解を深めるために因でもある植生の違いに着目し分析することを目的

自然循環成分の分析に注目しています．合成や新しとしています．

い機能性を評価する化学科よりも，環境を専門とする学科や農学部に近い研究かもしれません．土壌サ
ンプルは主に龍谷大学の隣接地から採取してきます．隣接地は，人の手がほとんど加わっていない自2．土壌の分析，実験方法
土壌有機物の特徴をまとめると以下の通りであります．

然の状態に近い森林環境であり，針葉樹のマツから

漓植物や地表微生物にとってのエネルギー源

広葉樹であるブナやコナラ，またタケといった様々

滷腐植物質が植物に吸収されると，光合成，呼吸な植生が存在します．

活性，タンパク質合成等を促進
澆腐植酸（Humic Acid）やフルボ酸（Fulvic Acid）

研究背景

は根や茎に対し生育を促進

世界の森林面積は約 34 億 5,000 万 ha であり全陸地面積の 27％ 程度を占めています．しかし，熱帯林にお い て は 2000 年ま で の わ ず か 10 年 間 で 約

実験方法
土壌有機物の抽出方法には，主に 3 通りありま

―１
２７ ―

図3

土壌

図1

土壌有機物の構造モデル

水抽出

水溶性有機物イオン

Analysis
電気泳動装置Humic AcidHMS
IHSS 法抽出 （高分子量サイズ）Fulvic Acid
Humin

LMS
超臨界CO2 抽出 （低分子量サイズ）

図2

Humic Acid CP-MS 13C-NMR

水溶性有機物の定性、定量Analysis
部分構造情報TDC
CP-MAS C-NMR

Analysis
GC-MS

部分構造情報抽出と分析方法

す．水抽出，アルカリ抽出（IHSS 法），超臨界抽出であります．それぞれの抽出方法によって抽出でき

図4

た有機化合物を分析することによって部分構造に関する情報や植生の違いを考察していきます．
IHSS 法とは超臨界抽出から得た LMS のガスクロマ
トグラム（上：タケ植生土壌 LMS 下：
ブナ植生土壌 LMS）

ppm の範囲に現れます．リグニンやセルロースと腐植物質を抽出するために，腐植研究者の多くがいった難分解性有機物の分解進行が異なるためだと腐植試料の調整に様々な方法を採用してきたのです

考えられます．また，元素分析結果をみると植生にが，国際腐植物質学会（IHSS）がこの問題を解決

よる違いはほとんどありませんでした．つまり，Hu-

するために推奨している抽出法のことであります．

mic Acid 全体構造については植生共通の構造を多土壌サンプルに対しては，アルカリ（NaOH）で抽

く含み，アルキル炭素や O-アルキル炭素といった出されて酸（HCl）で沈殿させることで Humic Acid

部分構造の割合が異なり，植物に吸収され易い構造を得ることができます．

になっていると考えられます．次に，IHSS 抽出か
ら得た Fulvic Acid の全有機炭素測定（TOC）結果

結果と考察をみると，植生に共通して土壌中に 1.5％ 未満程度
13

IHSS 抽 出 か ら 得 た Humic Acid の CP-MS C-

存在していることがわかりました．土壌中にわずか

NMR（図 3）をみると植生共通の構造を多く含む

数％しか含まれていませんが，それが植物の生育にことがわかります．シグナル強度の違いは 40−80

とって必須であり大きく関与していると考えられま― １２８ ―

す．超臨界抽出から得た LMS のガスクロマトグラ
ム（図 4）では，細かな構造の違いの他に成分数の違いも確認することができました．大きなシグナルの MS 結果をみると，炭素鎖がおよそ 20 程度であり，分子量が 500 程度であることもわかりました．

3．発表
ポスター形式の発表では，他大学の学生や先生方が興味をもったテーマに質問を投げかけられます．
私の研究は他の化学研究者に比べて内容も理解し易く，興味をもっていただけたと思います．発表を終えると，質問にきた先生方からアドバイスを頂きました．発表だけでなく情報交換ができたことに，私にとって学会への参加は有意義なものになったと思
います．

―１
２９ ―

図5

ポスター発表の様子

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 6

第 87 春季年会へ
貞 木 史 子Fumiko SADAKI
物質化学専攻修士課程

2年

1．はじめに2007 年 3 月 25 日から 28 日にかけて「第 87 春季年会」がキャンパスで開催されました．今回その学会で私は，ポスター発表に参加して，自分の研究内容について発表しました．
Fig. 1 合成錯体

2．研究内容について
2. 1

研究背景

錯体を合成しました．本研究の目的物質である非対石油化学工業において空気中の酸素を酸化剤とし称マンガン錯体は片方にアミド基を，もう片方はベて，炭化水素原料をアルデヒド，ケトン，エポキシ

ンゼン環の五位にカルボキシメチル基を持つシッフ等の含酸素化合物に変換する酸化反応は，最も重要2塩基を有し，MnL（EtOH）としました．また今回な反応の 1 つです．重要な反応でありながらもこのは，反応性を比較するために二つ対称マンガン錯体

酸化反応に用いられる触媒は，Cr 等の有害な金属を合成しました．カルボキシルメチル基を有する，も含まれており，それらが大量に排出され，環境汚

1対称型マンガン錯体を MnL（OAc），アミドを有す

染の大きな原因になってきました．そこで注目され3る対称型マンガン錯体を MnL（OAc）としました．

ているのが生体内金属含有酵素です．これら生体内

それぞれの錯体は IR，元素分析や Mn 分析，UV,

金属酵素は，活性中心に鉄やマンガン等の遷移金属

CV 等の種々の分析により合成できていることを確を有し，常温・常圧という生体内での温和な条件下認しました．

で，より効率の良い触媒反応を容易に行っていま
す．

2. 3

本研究では，この生体内金属酵素の活性中心の配合成錯体とtBuOOH との反応性

12. 3−1 カルボキシルメチル対称錯体 MnL（OAc）

位環境を考慮した非対称型ならびに対称型のマンガ

tBuOOH を 20 当量加えたときの経時変化を UV-

ン錯体を合成し，IR スペクトル，UV-vis スペクト

vis スペクトル測定で測定しました．添加直後すぐ

ル，電気化学測定等により同定し，さらに，これらにスペクトルが上昇し，また加えた直後に溶液の色錯体と H2O2 との反応性および tBuOOH を用いた有が一気に変化したことなどから反応速度が速いとい

機基質の酸化反応について検討しました．

えます．しかし，添加してから時間がたつとスペク
トルが減少し，20 分から 30 分後の間ではスペクト

2. 2

実験内容

ルが上下しました．このことから中間体を形成する

今回の研究では Fig. 1 に示すような三つの Mn

反応と元の錯体に戻る反応が同時に起きる平衡状態― １２４ ―

ではないかと考えられます．そして 35 分からは等について検討しました．酸化反応の条件は Fig. 2 の吸収点を持ちながらスペクトルが変化していきまし通りで，cyclohexene の酸化物として 2-cyclohexene-

た．等吸収点がずれないことからここで活性な中間1-one（■，□），2-cyclohexene-1-ol （▲，△），cy-体が形成されているといえます．

clohexene epoxide（●，○）が得られました．これ

2

ら酸化物はガスクロマトグラフィーで定性・定量を

2. 3−2 非対称錯体 MnL（EtOH）
tBuOOH を当 20 量加えたときの経時変化を UV-

1
行いました．今回の酸化反応では，MnL（OAc）とvis スペクトル測定で測定しました．添加してから2
MnL（MeOH）のみ反応性を検討しました．
溶媒

360 min までは，310 nm 付近に等吸収点を持ちながは，MeCN と DMF の混合溶媒および MeCN 溶媒ら変化していきました．このことから錯体とのみで反応性を比較しました．

tBuOOH が反応し，活性な中間体を形成しているこ

2. 4−1

MeCN：DMF＝7.5：2.5 の場合とが考えられます．しかし，360 min を過ぎると，溶媒が MeCN：DMF＝7.5：2.5，酸素通気の場

今度は 305 nm 付近と 400 nm 付近に新たな等吸収

1合，対称マンガン錯体 MnL（OAc），非対称マンガ

点が現れ，スペクトルが変化していきました．これ

2ン錯体 MnL（EtOH）ともに触媒反応を示しました

は，活性な中間体が分解してしまったか，もしくは

1
2（Fig. 3）．MnL（OAc）は
MnL（EtOH）に比べ，顕最初とは別の中間体が形成されているのではないか

著な反応を示しませんでした．酸素化された基質のと考えられます．

生成量は両錯体ともに一番多いのが 2-cyclohexene3

2. 3−3 アミド対称錯体 MnL（OAc）

1-one（■，□），次に 2-cyclohexene-1-ol（▲，△）

最後にアミドの対称錯体と tBuOOH を 20 当量加えた時の経時変化です．添加して 50 分までは全体

で，cyclohexene epoxide（●，○）は生成されにくいという結果でした．

的にスペクトルが上昇し，50 分を過ぎると 335 nm

この反応が分子状の酸素を利用して酸化している

付近に等吸収点をもちながら変化していきました．

ことを確かめるために同じ混合溶媒の比率で，今度またこのとき，280 nm の吸収が左にシフトしていはアルゴン通気で酸化反応を行いました．その結果きました．300 分から 720 分まででは今度は 310 nm

が Fig. 4 です．酸素通気の時の結果より生成量がど付近に等吸収点をもちながら変化していきました．

れも大幅に減少しているため酸素を利用して酸化しこれよりアミド対称錯体 MnL 3（ OAc）も tBuOOHているといえます．しかし，酸化物が多少生成してと反応し，中間体を形成していると言えます．

いるためわずかですが酸化剤の酸素を利用して酸化

2. 4

t

BuOOH を用いた有機基質の酸化反応

それぞれの錯体を用いて cyclohexene の酸化反応

Fig. 3 酸化反応の結果 1（MeCN：DMF＝7.5：2.5）

Fig. 2 酸化反応
― １２５ ―

反応が起きているということがわかりました．
2. 4−2

MeCN：DMF＝9：1 の場合

次に，ニトリルと DMF の溶媒比を 1：9 にして酸
2化反応を行いました（Fig. 5）．すると MnL（EtOH）
2の収率が増加しました．しかし，MnL（EtOH）では先ほど見られなかった酸化反応が起きるまでの誘導期間が確認できました．これは，錯体が溶解するまでに時間がかかるためだと考えられます．一方，
1
MnL（OAc）はあまり変化が見られませんでした．

Fig. 4 酸化反応の結果 2（MeCN：DMF＝7.5：2.5）

2. 4−3MeCN のみの場合

最後に溶媒が MeCN のみの酸化反応の結果です1（Fig. 6）．MeCN のみでは MnL（OAc）はDMF が存在している場合より触媒活性が大きく増大し，そ2
れに反して MnL（EtOH）は全く反応しませんでした．1：9 の溶媒比のときに見られた誘導期間のことや，アセトニトリルに溶解しないこと，Ar 雰囲
気下でも，酸化反応を生じたことも考慮すると非対2称型錯体 MnL（EtOH）は不均一化では中間体をも1生成しないと考えられます．MnL（OAc）ではDMFによって反応性が阻害されるという事が考えられます．
Fig. 5 酸化反応の結果（MeCN：DMF＝9：1）

3．ポスター発表について
今回の学会で，三回目の参加になります．毎回，毎回学会に参加させて頂いてその度に，もっといろ
んな勉強をした方がいいなと思い知らされます．自分がどれだけ成長しているかも実感できる場所でもあるのでこれからもどんどん学会に参加してみたいと思います．この経験を活かしてより良い研究をしていこうと思います．

4．おわりにFig. 6 酸化反応の結果（MeCN のみ）

最後に，今回学会に参加するにあたり，協力してくださった先生方や研究室の方々に深く感謝いたします．

― １２６ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 62007 MRS SPRING MEETING（San Francisco, CA）に参加して
小 山 智 行Tomoyuki KOYAMA
物質化学専攻修士課程

2年

菱面体晶系相も確認されていません．そこで，KBT

1．はじめにの各相の熱力学的な関係を明らかにするために，第私は，2007 年 4 月 8〜15 日（開催期間：9〜13

一原理計算により KBT の各相における生成エンタ日）にアメリカ合衆国の San Francisco, CA で開催

ルピーを求めて，低温における相の安定性を評価しされた 2007 MRS SPRING MEETING に 参 加 し ，ました．また，KBT では，ペロブスカイト構造の「First-Principles Calculation of Lead-Free Piezoelectric

A サイトに不活性電子対効果を持つとされる Bi が（K0.5Bi0.5）TiO3」という題目でポスター発表を行いま含まれています．Bi の酸化物である Bi2O3 では，した．ポスター発表の時間は 3 時間で設定されておこの効果によって大きな構造の歪みがもたらされてり，それぞれの研究内容について各国の研究者のいます．ペロブスカイト型構造であっても，Bi は方々と十分に議論することが出来ます．

不活性電子対効果によって構造に歪みを与えるのか，電子構造はどのようになっているかを検討して

2．研究概要
2. 1

いきました．

序論

圧電材料は，着火素子や超音波発振子などをはじ

2. 2 計算方法

めとして広く用いられています．しかし，主要な圧密度汎関数理論に基づく平面波基底擬ポテンシャ

電材料は鉛を主成分に含むことから環境への影響が

ル法 （計算コード：CASTEP）を用いて，KBT の懸念されており，現在では，環境保護の観点から鉛各相と，参照物質である K, Bi, Ti, O2 について計算

を主成分に含まない非鉛系圧電材料の開発が活発にをしました．KBT

行われています．これまでに私達の研究室では，非列したぺロブスカイト構造の 8 倍の単位格子をモデ

鉛 系 圧 電 材 料 と し て 期 待 さ れ て い る NaNbO3 やル構造とし，KBT の菱面体晶系（R 3 m）相につい

KNbO3 などのペロブスカイト型酸化物の研究を行ては，BaTiO3 の菱面体晶系の構造をもとにモデルってきました．

構造を構築しました．交換‐相関関数には局所密度については，K と Bi が秩序配

近年では，パソコンを用いたマテリアルシュミレ

近似（LDA）を用い，平面波カットオフ・エネルーションによって，ある程度の物性の予測が可能に

ギーは 410.0 eV とし，ウルトラソフト型擬ポテン

なってきています．私は，第一原理計算を用いてシャルを用いました．KBT の電子構造を考察する

NaNbO3 や KNbO3 と 同 様 に 非 鉛 圧 電 材 料 で あ る

ために，参照物質として SrTiO3 と（K0.5La0.5）TiO3 に（K0.5Bi0.5）TiO（KBT）の研究を行いました．KBT
は
3

ついて電子構造についても計算を行いました．バン

ペロブスカイト型構造を持ち，室温では正方晶系

ド構造および部分状態密度（DOS）を比較すること（I 4 mm）です．また，キュリー点は 377℃ と高く，によって，各構成原子間の化学結合性について評価

NaNbO3 や KNbO3 で存在している強誘電性を示す

しました．

―１
２１ ―

2. 3

結果

に，部分状態密度も示しました．価電子帯は Ti 3

KBT の各相における格子定数の理論値と実験値

d, Bi 6 p, O 2 p 軌道からなり，価電子帯上端は O 2との誤差はいずれも±3.5％ 以内であり，今回の計

p の軌道です．このことから Ti-O, Bi-O の結合は算が実験値を精度良く再現していることを確認しま

ある程度，共有結合的であると考えられます．それした．KBT の各相の生成エンタルピーの理論値をに対して，K の 4 s 軌道の寄与は価電子帯にはな

Fig. 1 に示しました．KBT の生成エンタルピーの値

く，K-O の結合はイオン結合的であると考えられは，立方晶系（Fm 3 m）相に比較して正方晶系（Iます．一方で，伝導帯は主に Ti 3 d, Bi 6 p, O 2 p

4 mm）相は低く，−1508.7 kJ/mol でした．この結の軌道からなっています．一般的には，ペロブスカ

果は低温では正方晶系相（P 4 mm ）が安定になる

イト型酸化物では A サイトを占有する原子と O とという実験結果と一致しています．また，KBT のの化学結合性は，イオン結合的であると言われてい菱面体晶系（R 3 m）の生成エンタルピーの値は，ます．しかし，電子構造の解析の結果から，KBT

正方晶系（I 4 mm ）よりも高くなりました．これ

では，ペロブスカイト型構造の A サイトを占有す

は，KBT には菱面体晶系相が報告されていないとる Bi の原子価電子が O 2 p 電子と相互作用して共いう実験結果と一致しています．

有結合性を持つことが分かりました．一方で，一般

KBT の立方晶系相の全状態密度（DOS）を Fig.

的なペロブスカイト型酸化物の代表として計算した

2 に示しました．ここで，全状態密度が各構成原子

SrTiO3 では，やはり，A サイトを占有する Sr の 5 sのどの軌道から構成されるのかを詳しく調べるため

軌道は O 2 p 軌道と相互作用がなく，イオン結合であるという結果になりました．このことは，KBTの A サイトに含まれる Bi が不活性電子対効果を持つことによって発現したと考えられます．さらに，
Bi のもたらすこの効果は，構造の解析をしていく
ことによって，正方晶系（I 4 mm）の歪みを大きくしていることが分かりました．
2. 4 結論
相の安定性の評価から，KBT は低温では正方晶

Fig. 1

Enthalpies of formation in various KBT.

系相が安定であるという実験結果を理論的に裏付けることができました．電子状態の評価からは，A
サイトの Bi 6 p が，O 2 p との共有結合性を持つことを見出しました．典型的なペロブスカイト型酸化物の SrTiO3 などでは，A サイトとの共有結合性は見られないことから，これは KBT 特有のものであると考えることができます．また，KBT の正方晶の歪みに Bi が大きく寄与していることを見出しました．

3．発表についてFig. 2

Density of states（DOS）in cubic KBT.

今回の学会は海外で開催されたこともあり，飛行

―１
２２ ―

機すら乗ったことのなかった私にとっては発表以前も良い方です．観光地としては，有名なゴールデンに様々な不安がありました．発表についても，これゲートブリッジやフィッシャーマンズワーフ（アルまでに英語を実際に活用した経験がほとんど無かっ

カトラズ島）があり非常に美しい地域です．霧の町たこともあり，無事に発表を終えられるのか不安でとして有名なサンフランシスコですが，ちょうど晴した．国内での口頭発表の経験は数回ありました

れの多い時期であり，滞在中はほとんど快晴でしが，ポスター発表については初めてで緊張もしました．また，起伏が激しい町で，街中をケーブルカー

た．発表時には，10 名程度の研究者から私の発表が走っているのがかなり印象的でした．

内容について，質問をしていただけました．当然の私の所属する和田研究室では，学会へ参加する機ことながら海外の方が大半を占めておりますので英会を多くいただけます．特に今回のような海外で開語での会話もありましたが，思っていたよりも言葉催される国際会議への参加は，私にとってかなりのが通じることに喜びを感じました．反面，勉強不足

経験になりました．このように学生時代に次々と新だと思う点も多数あり，それを補えるように今後はしいことを経験させていただけることは，今後の自努力していきたいと思います．

分にとって大きなプラスとなると思います．最後になりましたが，このような貴重な機会を与えてくだ4．おわりにさった和田隆博教授，ならびに研究室の皆様方に深アメリカ合衆国の中でもサンフランシスコは治安く感謝したいと思います．

― １２３ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 6

日本化学会第 87 春季年会に参加して今 川 仁 志Hitoshi IMAGAWA
物質化学専攻修士課程

2年

物のように CO2 と H2O の無機物から有機物を同化

1．はじめにすることはできません．ここが植物のすごいところ

3 月 25 日から 28 日の 4 日間にかけて関西大学千です．

里山キャンパスで開催された「日本化学会第 87 春

光合成の反応は光エネルギーを必要とする「明反季年会」に昨年に続き今年も参加しました．昨年と応」と，光エネルギーを必要としない「暗反応」には研究テーマが異なり，『シッフ塩基配位子を有す

大別されます．明反応では 2 分子の水から，4 つのる PSII モデルマンガン錯体の合成と性質』というプロトン（H＋）と電子（e−），そして 1 分子の酸素

タイトルでポスター発表しました．ここでは，私のが生成します．明反応で得られたプロトン（H＋ ）研究内容および学会に参加してきた体験について報はアデノシン三リン酸（ATP）の合成にはかかせ

告します．

ず，そして高エネルギーを有する H となり，暗反応で炭素同化に利用され，CO2 からグルコース（ブ2．研究内容2. 1

ドウ糖，C6H12O6）が合成されます（Scheme 2）．

研究背景

ここで，明反応はさらに「光化学系 II（photosys-

私たちの活動エネルギーの源となる炭水化物など

tem II , PSII ）」 と 「 光 化 学 系 I （ photosystem II ,の食料や，古代の産物である化石燃料の利用によりPSI）」の 2 つの光化学反応に分かれています．PSII

文明活動を維持し，そして何より，私たちが生きてではクロロフィルやタンパク質複合体に光が当たる

いく上で必要不可欠な酸素を光合成によって作り出と，クロロフィルが励起され，高エネルギーの e−すといったように，緑色植物なしでは私たちの今日を放出しています．その際，PSII の酸素発生中心の生活はないと言っても過言ではありません．

（または酸素発生錯体）（OEC : oxygen evolving cen-

ここで光合成について詳しく見ていきますと，緑
色植物は葉っぱの細胞内にある小さな葉緑体で二酸化炭素と水から太陽の光エネルギーを利用して，糖ter（or complex））によって，水が酸素へと酸化されます．
ところで，PSII と PSI の名前について不思議におよび酸素を作り出しています（Scheme 1）．私た

感じた人もいるかもしれません．なぜ PS

ちヒトも含めて，動物の体内では，アミノ酸からタ

先で，PSンパク質を合成するなど様々な同化が行われていま

細な反応系が明らかにされていない頃，先に発見さI

光合成の反応式

Scheme 2― １１７ ―がが後なのか？これはまだ光合成の詳すが，どれも有機物から有機物への合成であり，植Scheme 1II

明反応・暗反応の反応式

れた光化学反応を PSI と名付けてしまったためです．その後発見された光化学反応を PSII と名付けができるかもしれません．
そこで本研究では，21 世紀の新しいエネルギー
資源について，自然界のエネルギー循環と調和したて紛らわしい名前になってしまったのです．
さて話は戻って，このように光合成は研究されシステムという観点から，光合成による太陽の光エて，現在では小学校，中学校でも教えられています

ネルギーから化学エネルギーの変換に注目し，PSII

が，実は 21 世紀のこの時代でもまだよくわかってを模倣したシッフ塩基配位子を有する二核マンガン

いないこともあるのです．

錯体の合成，および二核マンガン錯体と水との反応

その 1 つに，先ほど PSII の酸素発生中心（OEC）

性について検討することを目的としています．

で H2O が酸化されて O2 を発生していると説明しま
したが，いまだにどのようにして H2O が酸化され

実験内容

2. 2

て O2 が発生しているのかはわかっていません．OEC

triethylenetetramine と salicylaldehyde , salicylalde-

は遷移金属元素の 1 つであるマンガン（Mn）を含

hyde 誘 導 体 お よ び 2-hydroxyacetophenone を 混 合み，この Mn 錯体が触媒中心となって水を酸化しし，配位子 H3L1, H3L2, H3L3 および H3L4 を合成し，ていることが分かっていましたが，Mn の数や分子これらの配位子と Mn（ OAc）
3・2 H2O を塩基性条件

構造が不明でした．3 年前の 2004 年，ロンドンの下で混合し，二核 Mn（III）錯体を合成しました．

研究グループが X 線結晶構造解析によって OEC

また，Cu（OAc）（ClO4）2・6 H2O とも
2・H2O または Cu

は 4 つのマンガンと 1 つの Ca を含む錯体（Mn4CaO4反応させ，二核 Cu（II）錯体を合成しました（Fig.

クラスター）であることが初めて報告されました

2, Table 1）．

（Fig. 1）．しかし，依然として不明な点が多いままです．反応機構に関しても多くの問題があり，今な
お数多くの課題を残しています．
しかし，光合成の H2O の酸化機構をはじめとす
る PSII の分子レベルでの機能および構造の 研 究は，今日の深刻なエネルギー問題を解決するためへの非常に重要な課題です．光合成によるエネルギー

Fig. 2 合成した錯体の獲得を人工的に生態模倣することができれば，世界中で必要とされているエネルギーをまかなうこと

Table 1 錯体の略称
M

Ligand

X

Y

Z

略称

H3L1

H
H

H
H

OAc
Cl

1 OAc
1 Cl

H3L2

CH3
CH3

H
H

OAc
Cl

2 OAc
2 Cl

H3L3

H
H

NO3
NO3

OAc
Cl

3 OAc
3 Cl

H3L4

H
H

Br
Br

OAc
Cl

4 OAc
4 Cl

H3L1

H
H

H
H

OAc
ClO4

−
−

H3L2

CH3
CH3

H
H

OAc
ClO4

−
−

Mn

Cu

Fig. 1 酸素発生中心（OEC）モデル
―１
１８ ―

2. 3

Cl2 および H2O との反応性の検討

1 OAc と Cl2 お よ び H2O と の 反 応 性 に つ い て

いざ学会

3

UV-vis スペクトルで検討を行ったところ（Fig. 3

今回の日本化学会の会場は大阪の吹田市にある関（左）），Cl2 を添加すると，Mn（IV）錯体の特徴的

西大学の千里山キャンパス（Fig. 4）でしたので，な 600 nm 付近の電荷移動遷移または d-d 遷移吸収

いつもと比べて落ち着いて学会に参加できました．

に帰属される吸収の増加が見られました．また，H2

私のポスター発表は午後からでしたが，せっかくのO 添加後この吸収が減少していることから，H2O

学会ですのでいろいろと勉強して身に付けなければを酸化し，Mn の価数は減少していると考えられまなりません．午前から私の研究テーマである光合成

す．1 Cl, 4 OAc についても同様のスペクトル変化に関する特別企画講演（光合成機能の分子メカニズ

2が見られました．しかし，配位子 H3L を用いた Mn

ムと工学応用〜分子レベルの探求から太陽光エネル

錯体は同様のスペクトル変化が見られませんでした．
次に，1 OAc と Cl2 および H2O との反応性について電気化学測定（サイクリックボルタンメトリ
ー ， CV ） で 反 応 性 を 検 討 し た と こ ろ （ Fig . 3（右）），H2O 添加後−0.8 V 付近に新たな還元波が現れました．この還元波は酸素の還元波であると考
えられ，これにより Mn 錯体が H2O を酸化して酸素が発生していると考えられます．UV-vis スペク
トル同様，1 Cl, 4 OAc についても同じ変化が見られました．
Fig. 4 日本化学会会場（関西大学千里山キャン
パス）

Fig. 3

1 OAc に Cl2 および H2O を添加したときの UV-vis スペクトル変化（左）およびサイクリックボルタモグラム（右）― １１９ ―

では私の研究テーマと似ている方が多数いたので，こちらからもいろいろと質問をして，今後の研究に活かせるよう勉強しました．

おわりに

4

今回の学会は今まで以上に勉強になった学会となりました．次回の国際学会に向けて研究に励みたいと思います．これを読んでいただいた方で，もし学会に参加する機会があるなら是非参加してみて下さい．普段ではなかなか経験できないことができた
り，何かを得ることが出来る絶好のチャンスの場でFig. 5 学会会場の様子

す．一度だけでも行く価値は十分にあります．
ギー変換系への応用まで〜）があったので，しっか最後に，今回の学会参加にあたり，松下教授をはりと講演を聴きました．講演を聴いて，改めて光合じめ，ご支援いただいた皆様に深く感謝いたしま

成は奥深く，私の研究テーマが難しいものであるこす．

とを感じました．
さて午後となり，いよいよ私のポスター発表の時間です（Fig. 5）．学会には 3 回目の参加ですが，どうも慣れません．たくさんの錯体のプロの方たちが私のポスターを見たり，時には簡単に研究の内容を

参考文献
１）「新しい高校生物の教科書」栃内新，左巻健男談社
２）Ferreira, K. N, et al.（2004）Science 303, 1831−1838

説明し，質疑応答することもあります．今回の学会― １２０ ―

講

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 6

日本化学会

第 87 春季年会
赤 澤 雅 子Masako AKAZAWA
物質化学専攻修士課程

2年

すぎると今度は化合物が分解または異性化してしま

はじめにう．それと同時に，この研究の目的は光でゲルをコ

私は，2007 年 3 月 25 日（日）〜28 日（水）に関ントロールすること．しかしながら，光を照射しす

西大学千里山キャンパスで開催された日本化学会

ぎても分解が確認された．学会前になんとも厄介な第 87 春季年会に参加し，「2 つのウレア基を持つジ結果が得られてしまった．学会直前に判明したこの

チエニルエテン誘導体のゲル形成とそのフォトクロ

厄介な結果は，発表に向けての測定をさらに困難なミズム」について，パワーポイントを用いてはじめものとした．

ての口頭発表をおこなった．この学会までに行った研究と，学会発表の感想を簡単に述べたい．

へこんでいる暇もなく，学会発表の日は着実に近づいてくる．とにかく大事に大事に，そぉっと…．
分解覚悟で，でも極力分解しないように．そんな思研究背景

いでなんとか測定をおこなっていった．得られた結

私がフォトクロミック分子に用いたジアリールエ

果は満足のいくものではなかったが，違う条件ではテンが，分子間水素結合により集合体を形成する例

どうなるのだろうか，と新たに興味の持てる結果をはいくつか報告されていた．それらを参考に，分子もたらした．

間水素結合を形成するウレア結合を導入してゲル化

次は，データ整理．初めての口頭発表なので，と剤の合成を試みた．4 回生からこのテーマで研究をにかく相手にも自分にも分かりやすくパワーポイン

おこなってきたが，ゲルを形成する誘導体を見つけトを作成した．これは今まで何度もおこなってきた

出し，合成することは容易ではなかった．今回は，のでとくに苦労しなかった．最も苦労したのは，自ゲルを形成する誘導体を用いて，本来の目的である分の発表原稿．7 分という決められた時間きっちり光を照射することによってゲルからゾル，またはゾで発表する．また，自分がスムーズにしゃべれる言

ルからゲルへのコントロールについて詳細に検討し葉でなければ緊張した場合，大変なことになる．原た．

稿を何度も読み返し，頭の中で何度もイメージトレ
ーニング．

学会準備
初めての口頭発表であった．ポスター発表とは異口頭発表

なり，研究に興味を持っていただいた大勢の学生・

自分の発表の日である 26 日となり，緊張しなが先生・企業の方の前で発表するので，あいまいなデら発表の時間を待った．私の発表の前に，同じ研究ータではなくきちんと結果を示さなければならな室の学生の発表があった．緊張を抑えようとするとい．私のゲルはとても扱いにくいものであり，熱をするも，2 人の緊張が伝わってきた．いよいよ自分

かけなければゲルを生成しない．しかし，熱を加えの発表時間．公聴者との距離は一番近い人で 1 メー

―１
１５ ―

トル．前に立つと本当に頭が真っ白になり，前のス

明することの難しさを改めて知った．また他大学やクリーンを見つめるしかなかった．とにかく止まら企業の実験データの量の多さに驚いた．

ずゆっくりしゃべろう，と心がけていたが，とても早口になってしまった．

さいごに

発表の 7 分が終わると，質疑応答が 2 分．これま

今回のはじめての口頭発表は，とてもいい経験にた非常に緊張する．答えにくい質問は特になく，座なったと思う．研究を大勢の人の前で発表すること

長の先生もこれからの課題などを聴いてもらい，とで，いろいろな人に研究に興味を持ってもらい，もてもすんなりと質疑応答の時間を終えた．3 人ぐら

っとこうした方がいいのではないか，これは大変だ

いの方に質問していただき，自分の研究に関心を持ったでしょうと，様々なアドバイスをもらった．こってもらえたと，少し嬉しくも思えた．

れからの研究の方向性が見えてきた気がする．次の学会に向けても，頑張っていきたい．

学会発表を終えて初めての口頭発表を終えて，自分の研究を人に説― １１６ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 6

はじめて学会に参加して宇都宮 健 志Takeshi UTSUNOMIYA
機械システム工学専攻修士課程

2年

ります．チタン酸ジルコン酸鉛（PZT）もその中の1．はじめにひとつです．圧電アクチュエーターの動きをより大私は 2006 年 12 月 8−10 日の 3 日間，日本大学理

きく，早くするためには，圧電定数とよばれる特性

工学部駿河台キャンパスで開催された「第 17 回日を高めることが重要になります．そのためには，高本 MRS 学術シンポジウム」に参加しました．MRS

密度なマイクロパターンを持った PZT 膜を Si やスとは Materials Research Society の略称です．この日

テンレス上に形成する必要があります．さらに，そ本 MRS は 1989 年に創立され，先進材料に関するの膜厚は 5 µ m 以上が要求されています．そして，

科学・技術の専門家の横断的・学際的研究交流を通コストダウンのためにはプロセス温度の低温化を達じて，その学術・応用研究および実用化の一層の発成する必要もあります．しかしながら，従来の成膜展をはかることを目的としています．MRS は全部

方法では 1 µ m 以上の膜を生成すると割れが生じやで 12 のセッションがあり，私は「マテリアルダイ

すく，餝離し易くなる，また，物質の成分の制御がレクトライティング技術の展開」というセッション

困難で，実際の製造にも多くの時間がかかることがにおいて「誘導結合型プラズマ援用 AD 法による問題となっていました．

PZT 膜の形成」というテーマで発表しました．

上述したような問題を解決するために，様々な圧電材料の研究開発や成膜プロセスに関する研究が行

2．研究の背景と目的

われています．その中のひとつに，「エアロゾルデ

近年，プリンタやデジタルカメラなどをはじめとポジション（AD）法」とよばれる新しい成膜プロする電子機器の小型化・高機能化が要求されていま

セスを用いた研究があります．AD 法の概略図をす．そして，同時にコストダウンも行う必要があり

Fig. 1 に示しています．実際の成膜プロセスを簡単ます．これに伴って，「圧電アクチュエーター」とに述べると以下の通りです．エアロゾルチャンバー

よばれる電子部品の高機能化，安価な製造方法が要内に充頡している原料粉末とキャリアガスを混合さ求されています．圧電アクチュエーターは，「圧電せ，原料粉末のエアロゾル化（簡単に言うとタバコ効果」という現象を利用した電子部品のひとつでの煙の状態）を行います．そして，減圧しているメ

す．圧電効果とは，材料に力を加えると電気が流れ

インチャンバー中において，基板にエアロゾル化さる現象のことです．逆に，電気を流すと力が発生しれた粉末を高速で吹き付けることで膜を作るというます．圧電アクチュエーターは優れた張力と即応性

方法です．このプロセスの特徴は，ガラス，金属，を有しおり，これらの特徴を生かしてインクジェッ

プラスチック基板上に緻密な結晶膜が常温成膜可能

トプリンターヘッドや高密度ハードディスクドライ

であり，成膜速度は通常の薄膜作成法と比較して非ブの磁気ヘッドの部品として使用されています．世

常に速いことです．この成膜方法を用いて，圧電材の中には，「圧電材料」とよばれる材料が数多くあ料である PZT を成膜した場合，原料粒子が基板上

―１
１２ ―

Fig. 2 高周波電力 0 W の膜

Fig. 1

AD 成膜装置概略図

で破砕することによって，結晶サイズは微細化し，緻密になります．しかしながら，緻密になる反面，内部に残留応力が発生するために，目的とするような圧電特性（圧電特性は誘電特性に依存）が得られないという問題点があります．今回，私たちは吹き
Fig. 3 高周波電力 800 W の膜付ける直前のガラス管内において，キャリアガスをプラズマ化させ，原料粒子にプラズマのエネルギー（主に熱）を与えることで膜の特性が変化しないか面が壁状に堆積されていること，800 W の膜ではを調べることにしました．

原料粒子の形状を残しながら成膜されていることを示唆しています．これは，目的で述べたように粉砕

3．実験結果・微細化することによる誘電特性の低下を緩和でき

プラズマ内部の温度は，高周波電磁場のノイズにたと考えられた．残念ながら，現在までの結果からより測定できないために，外部要因である高周波電は SUS 基板に成膜を行って，誘電特性評価を行う

力の値によって評価を行いました．その結果，高周と誘電率はそれほど高くありませんでした．しか

波電力の上昇に伴って PZT の膜色が変化することし，誘電損失（tan δ ）が充分小さいので，膜密度はを明ら か に し ま し た ． 次 に ， 走 査 型 電 子 顕 微 鏡

高いと考えられます．

（SEM）を用いて成膜した PZT 膜断面を観察した結一方，ガラス基板に成膜した PZT 膜の膜厚を粗果を Fig. 2−3 に示します．高周波電力が 0 W と 800

さ測定器で測定したところ，0 W の膜では約 3.8 µ m

W の条件下で成膜した膜の断面組織の形状は，大であったのに対して，300・600・800 W の膜は約 13

きく異なることを明らかにしました．これらの断面〜20 倍の厚さがあった．これは，AD 法の特徴で組織の違いは，0 W の膜は粉砕，微細化により断ある「成膜速度が非常に速い」という利点を大きく― １１３ ―

研究をされている方とお話をさせて頂くこともありできたという結果が得られた．

まいた．その方へ説明するのはとても大変でした．

4．発表についてなぜ大変かというと，自分の研究は大体理解してい当日の発表では，発表時間になるまですごく緊張るつもりです．しかし，比較対象となる他の成膜方しました．しかし，いざ始まってみると，多くの方法についての勉強が不足しており，文献を読んだだに訪れていただき，説明や質問への回答に必死で時けの知識では自信も少なく，充分に説明できません

間を忘れてしまうぐらいでした．訪れていただいたでした．発表時間の 1 時間半は終始説明しっぱなし

多くの方は，同じ AD 法の研究をしている方でしで他のポスター発表を見る時間はほとんどありませたので，説明はやりやすかったのですが，全く別のんでした．その後にあった口頭発表は，自分の研究の現状，周りの研究及び考え方を知ることができ，
とても勉強になりました．

5．おわりにポスター発表では，多くの指摘やアドバイスを頂いてすごく充実した時間を過ごすことができました．また，多くの方に私が発表を行った研究テーマ
について，興味を持って頂いてすごく嬉しかったです．学会に行く前は，「あ〜，何言われるんやろう．」とネガティブな気持ちでいっぱいでしたが，終わってからは「学会，ちょっとおもしろいやん．」というポジティブな気持ちになりました．また，これからの研究への道筋も韵め，もっと研究す
ることが多いと実感し，やる気が出てきました．これからも学会がもっと楽しくなるように，発表する
写真 1

発表風景

内容を良いものにしていこうと思います．

― １１４ ―

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 6

第 45 回セラミックス基礎科学討論会での口頭発表
前 川 拓 哉
Takuya MAEKAWA
物質化学専攻修士課程

2006 年度修了ている［5］．しかしながら，この変調構造の形成には1．はじめに

長時間の熱処理が必要であり，容易に作製すること2007 年 1 月 22 日（月）から 23 日（火）に宮城は困難である［6］．そのため，短時間プロセスで変調

県の仙台国際センターにおいて開催された，第 45構造を有する固溶体を作成することは非常に興味深

回セラミックス基礎科学基礎討論会に参加しましい．本研究では， MA 法に よ っ て 作 製 し た ナ ノ

た．私は「MA-SPS 法で作製した SiC-AlN 固溶体

SiC-AlN 粉末から変調構造を有する SiC-AlN 固溶

における変調構造」というテーマで口頭発表を行い体の作製を試み，評価した．

ました．
2. 2 実験操作

2．発表を行った研究について

Si 粉末（純度：99.999％，粒径：＜75 µ m，高純

ここで，私が発表を行った研究について紹介させ

度化学研究所製）と C 粉末（純度：99％，平均粒
径：7 µ m, TGP-7：東海カーボン製）を，モル比ていただきます．

1：1 に秤量後，AlN 粉末（TOYALNITE-UF：東洋
2. 1

アルミニウム社製，純度：98％，粒径：＜2 µ m）

緒言

炭化珪素（SiC）は高硬度，高融点，耐熱性，耐を総量の 0〜50 mol％になるよう秤量・添加した．

酸化性，低熱膨張性などの優れた性質を示すが，共粉末の秤量・充頡及び回収は Ar ガスを充頡したグ

有結合を有するため難焼結性物質である．その為，ローブボックス内で行った．この混合粉末を Si3N4

緻密体の作製には焼結助剤の添加や高温・高圧・長製粉砕容器（250 ml）に充頡後，遊星型ボールミル

時間の熱処理などが必要であった．しかしながら，（P-5，フリッチュ製）にて MA（Si3N4 製ボール／

メ カ ニ カ ル ア ロ イ ン グ （ Mechanical Alloying :混合粉末＝300/7.5, Ar 雰囲気で充頡，自転／公転＝MA）法により作製した積層無秩序構造を有するナ

1.25/1，公転速度＝300 rpm, 24 時間）を行い，ナノノ SiC 粉末をパルス通電焼結（Spark Plasma Sinter-

SiC-AlN 粉末を作製した．また，対照試料として市

ing : SPS）を行うと構造の秩序化に伴って緻密化

販 3 C-SiC 粉末（純度 98％，平均粒径：0.27 µ m，．また，少量

イビデン製）を用いた．各粉末を φ 20 のカーボンの窒化アルミニウム（1〜3 mol％AlN）を添加する

ダイスに充頡後，SPS 装置（Dr. Sinter, SPS-1050 :と，無添加のものに比べて低温で秩序化が促進さ

SPS シンテックス製，保持温度：1800〜1900℃，保れ，緻密化が進行することが報告されている［3］．一

持時間：0〜30 min，昇温速度：100℃／min，荷重：

般的に，SiC と AlN は広い組成域で固溶体を形成

70 MPa，減圧雰囲気中）で焼結した．各試料の評［1, 2］

が進行することが報告されている［4］

し ，且つスピノーダル分解により変調構造を形成

価については，密度測定，X 線回折測定（XRD :することで破壊靱性の向上に寄与することが知られRINT-2500，リガク製），透過 型 電 子 顕 微 鏡 観 察

―１
０８ ―

（TEM : JEM-4000 EX, JEOL 製）及び破壊靱性測定

MA 粉末が高濃度欠陥を有していることを示してい（IF 法）を行った．

る．これらより今回作製した MA-SiC-50 mol％AlN
粉末は高濃度欠陥を有し，且つ均一分散状態である

2. 3

結果および考察

ことが考えられる．

化学量論比 Si：C＝1：1 に秤量後 AlN を 50 mol

次に，MA-SiC-50 mol％AlN 焼結体の XRD 結果％添加し MA（MA 時間：1〜24 h）を行った．24 hより，2 H 構造のピークが確認され，60.0°（2 θ ）付

混合した MA 粉末の TEM による EDS 結果（Fig.

近のピークが 2 H-AlN 及び SiC の間にシフトした

1）より Al と Si のピーク強度比がほぼ 1：1 であことが確認された．また，市販 SiC 粉末と AlN 粉ったことから，非常に均一に混合されていることが末を用いて作製した試料は MA-SiC-50 mol％AlN 粉

確認できた．また，混合時間を変化させた MA 粉末を用いて作製した試料に比べてピークの対称性が末の XRD 結果（Fig. 2）より，8 h までは未反応 Si

良くなっていた．したがって MA-SiC 粉末を用いのピークが MA 時間の増加とともにピーク強度のて作製した試料では市販 SiC 粉末を用いて作製し減少が確認さ れ ，8 h 以 上 で Si の ピ ー ク が 消 失た試料よりもミクロ的に不均質な固溶体であること

し，非常にブロードしたピークとなった．このときが示唆された．次に TEM を用いて微構造観察を行の密度は 8 h まで上昇するが，8 h 以上でほぼ一定の値（3 g/cm3）となった（Fig. 3）．また，24 h 混合
した MA 粉末を SPS 装置にて焼結温度 1900℃，保持時間 10 min．で作製した焼結体を粉砕した粉末の密度は約 3.26 g/cm3 であった．この密度の減少はFig. 1

EDS spectra of SiC with 50 mol％ AlN
prepared by MA method for 24 hs.

Fig. 2

X-ray diffraction patterns of SiC with50 mol％AlN prepared by MA method
for 1−24 hs.

Fig. 3

Density of SiC with 50 mol％ AlN synthesized by MA method for 0−24 hs.

―１
０９ ―

Fig. 5

Fig. 4

TEM image of SiC-50 mol％ AlN synthesized by MA-SPS method at 1900°
C
for 30 min.
Electron-beam diffraction pattern of
SiC-50 mol％ AlN synthesized by MASPS method at 1900°
C for 30 min.

TEM image of SiC-50 mol％ AlN synthesized by MA-SPS method at 1900°
C
for 10 min.
Electron-beam diffraction pattern of
SiC-50 mol％ AlN synthesized by MASPS method at 1900°
C for 10 min.

った（Fig. 4）．電子線回折より面間隔を測定した結果，MA-SPS 法にて焼結温度 1900℃，保持時間 10
min．で作製した SiC-50 mol％AlN からは基本反射以外に 2 H 構造の［001］方向に変調構造を示すサ
テライト反射が観察された．また高分解能 TEM に

Fig. 6より，6 倍周期の変調構造が観察された．A. Zangvil
らが報告した SiC-AlN 系の状態図［4］にはこの温度

Effect of holding time on fracture
toughness of SiC-AlNss synthesized by MA-SPS method at 1800
−1900°C for 0−30 min.

域で 6 H-SiC は存在せず，また XRD 結果からも 6
H-SiC のピークは見られなかった．このことから焼結温度 1900℃，保持時間 10 min．で確認された変

H. Lubis らは SiC-AlN 系における濃度揺らぎによ

調構造は破壊靱性の上昇に寄与する濃度揺らぎによる変調構造が，［112］方位に形成することを報告しるものではなく，SiC の積層欠陥に由来するものだている［7］．従って，保持時間 30 min．で確認されたと 考 え ら れ る ． し か し な が ら ， 保 持 時 間 を 10変調構造は破壊靱性の上昇に寄与する濃度揺らぎに

min．から 30 min．に変化させたところ，保持時間よるものであると考えられた．

10 min．で確認された変調構造とは異なる［112］

今回は 1900℃，30 min．保持という比較的短時

方位にサテライト反射が確認された（Fig. 5）．また間の熱処理条件で変調構造の形成が示された．一般

1900℃ において保持時間の増加に伴い破壊靱性値的な SiC-AlN 系ではまず均質な固溶体を形成してが上昇した（Fig. 6）．これらの結果より，濃度揺らから，スピノーダル分解によって変調構造を形成す

ぎによる変調構造であることが示唆された．Ahmad

る．MA-SiC-AlN 系においては，すでに均質化して― １１０ ―

（2004）おり，格子欠陥などの高濃度な欠陥を非常に多量に含んでいるため原子の拡散および欠陥の移動が起こ
りやすい状態である．よって短時間でスピノーダル
およびバイノーダル分解が進行するため，従来法よ［ 2 ］ Y. Kodera et al., J. Mater Sci., 41, 727−732（2006）［ 3 ］ K. Shirai et al., J. Ceram. Soc. Jpn ., 114, 220−223（2006）［ 4 ］ A. Zangvil et al., J. Am. Ceram. Soc ., 71, 884−890

りも比較的短時間で変調構造を有する SiC-AlN 固（1988）［5］ M. Miura et al., J. Mater Sci., 28, 3859−3865（1993）

溶体の作製が可能となったと考えられた．

［6］ W. Rafaniello et al., J. Am. Ceram. Soc ., 70, C 125−
128（1987）
参考文献［7］ Ahmad H. Lubis et al., J. Am. Ceram. Soc ., 85, 933−

［ 1 ］ M. Ohyanagi et al., Scripta Materialia , 50, 111−114

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１１ ―

940（2002）

特集

学生の研究活動報告−国内学会大会・国際会議参加記 6

第 45 回セラミックス基礎科学討論会に参加して
荒木 美 保
Miho ARAKI

物質化学専攻修士課程＜75 µ m，高純度化学研究所製）をそれぞれ化学量

はじめに

論比 C：Si＝1：1 になるように秤量し遊星型ボー・参加した学会
第 45 回

2006 年度修了

ルミルにて MA（P-5, Fritsch 社製，MA 時間：1−24

セラミックス基礎科学基礎討論会

h，回転数：300 rpm，ボール：粉末の重量比＝40：1，窒化珪素容器：250 ml，ボール径： φ 10 mm, Ar

・開催日
2007 年 1 月 22 日（月）〜23 日（火）雰囲気下）を行った．作製した試料粉末の評価は，

・開催場所

粉末 X 線回折測定（RINT-2500，理学製），定容積

仙台国際センター

膨張法を用いた乾式密度測定（アキュピック 1330,

・発表内容（口頭発表 13 分，討論 7 分）

SHIMADZU 社製：He ガス使用），赤外分光スペク

MA プロセスにおける Si-C の反応過程

トル測定（FT-IR 660 puls，日本分光製），29Si 核磁緒

気共鳴スペクトル測定（Avance 300 WB, BRUKER

言

BIOSPIN 社製），X 線光電子分光測定（XPS-1600

炭化ケイ素（SiC）は一般に難焼結物質として知R，アルバック・ファイ製：Ar 補正），透過型電子

られ，その緻密化には焼結助剤の添加，高温，高圧

顕 微 鏡 観 察 （ JEM-2000 EX 蠡 ・ JEM-4000, JEOLといった条件が必要である．本研究室では，メカニ製）を用いて行った．

カルアロイング（Mechanical Alloying : MA）により作製した積層無秩序構造を有するナノ SiC 粉末

結果及び考察をパルス通電焼結（Spark Plasma Sintering : SPS）

作製した MA 粉末（MA-1〜24 h）の XRD（図を用いて加熱処理することによって焼結助剤無添1），IR 結果（図 2）から MA-4 h において積層無秩

加，比較的低温・短時間にて SiC 緻密体の作製に序構造を有する SiC（stacking disorder : SD-SiC）の成功している．また，このときの SPS 中におけるピークが観察され始めた．また，MA-4 h における構造秩序化および緻密化プロセスはすでに報告されアモルファス相と結晶相を評価するため，delay time

［1, 2, 3］ている．しかし，MA 中の SiC 合成過程につを 1 s（アモルファス相の測定条件）および 300 s

いては十分に議論をしていない．そこで，本研究で（結晶相の測定条件）を用いて29Si MAS-NMR 測定

は MA プロセスにおける Si-C の反応過程を検討しを行った．その結果，未反応 Si においては，delay

た．

time : 1 s にてブロードしたピークを，delay time :300 s にて鋭いピークを観察したことから，一部の実験操作

未反応 Si のアモルファス化が示唆される．一方，黒鉛粉末（純度：99％，平均粒径：7 µ m，東海

SiC のピークについては，両測定条件よりブロード

カーボン製）に Si 粉末（純度：99.999％，粒径：

したピークを観察したことより結晶性のよい SiC

―１
０５ ―

Fig. 1

Fig. 229

Fig. 3Si MAS-NMR spectra of Si and graphite
powder prepared by planetary ball millingfor 1−24 h and commercial powder.

Fig. 4

Density of Si and C powder prepared byplanetary ball milling for 0−24 h.

X-ray diffraction patterns of Si andgraphite powder prepared by planetary ball milling for 0−24 h.

IR spectra of Si and graphite powder
prepared by planetary ball milling for
1−24 h and commercial powder.

〜8 h）とともに密度の上昇が観察され，MA-8〜24
h においては，ほぼ一定の値を示した．このことから，Si-C の反応は 8 h までに完了していると考えられる．

が主に形成されていないことが示唆される．
4 h より長時間の MA を行った MA 粉末（MA-4

XPS 結果（図 5（a），（b））より，MA 時間の増h〜）においては，XRD 結果より，未反応 Si のピ加とともに原料粉末に見られた Si-Si 結合，C-C 結

ーク強度の減少とともに SiC のピーク強度の増加

合から β -SiC 粉末（Si-C 結合）へのスペクトルシを示し，MA-8 h においては SiC のピークのみが観

フトを観察した．このとき，XPS Si2p スペクトル結

察された．また 8 h より長時間 MA を行っても，果より，SD-SiC が形成され始める MA-4 h より短ピークの形状に大きな違いを与えなかった．この結時間において，Si-Si 結合から Si-C 結合へのスペク

29

果は，図 3 に示すように Si MAS-NMR 結果（MA-トルシフトが観察された．つまり，4 h より短時間

4〜24 h）とも対応している．さらに，粉末の密度（反応初期：MA-〜4 h）において，MA 時間の増加

測定（図 4）においても，MA 時間の増加（MA-1とともに Si-C 結合が形成され始め，SD-SiC 構造が― １０６ ―

Fig. 6

Fig. （5 a） XPS Si2p spectra of Si and graphite powder prepared by planetary ball millingfor 1−24 h and commercial powder.

TEM image of Si and graphite powder
prepared by planetary ball milling for 4 h.

付近において形成されると示唆される．そこで，未反応 Si の界面に着目した格子像観察を試みた結果，主に SD-SiC が観察された．
以上の結果より，MA プロセスにおける Si-C の反応は，反応初期（MA-〜4 h）において Si-C 結合が形成され始め，SD-SiC が存在する．しかし，
SD-SiC は微量であるため XRD で検出されなかったと思われる．その後，反応中期（MA-4〜8 h）においては，未反応 Si が減少するとともに Si の界面において Si-C 結合が形成され，SD-SiC が形成すると思われる．また反応後期（MA-8〜24 h）においては，未反応 Si は観察されず，また MA 時間を 8〜24 h 増加させてもスペクトルの形状および粉末の密度に変化が見られなかったことより，Si-C のFig. （5 b） XPS C1s spectra of Si and graphite powder prepared by planetary ball millingfor 1−24 h and commercial powder.

反応は 8 h までにほぼ完了すると考えられる．

参考文献［ 1 ］ M . Ohyanagi et al . , Scripta Mater . , 50, 111 − 114

存在すると考えられる．しかし，この段階においては SD-SiC は微量であるため XRD では検出されな（2004）.
［ 2 ］ T. Yamamoto et al., J. Am. Ceram. Soc ., 87, 1436−
1441（2004）.

かったと思われる．その後の 4〜8 h において，Si-［ 3 ］ Y. Kodera et al., J. Mater. Sci., 41, 727−732（2006）．

C 結合の形成が急激に進み，SD-SiC が形成すると［ 4 ］ T. Merle-Mejean et al., Lournal of MOLECULAR STARUCTUTR , 349, 105−108（1995）.

示唆される．
また TEM を用いて微構造観察を行い，電子線回
折より面間隔を算出した結果（SiC は 2 H-SiC とし［5］ Xiangqun Xie et al., Materials Science and Engineering, 1, 39−48（1998）.
［6］ Yoon-Suk et al., J. Am. Ceram. Soc ., 82, 1076−78て指数付けをしている），MA-4 h において未反応 Siのまわりに微細な SiC 粒子（直径：50 nm 程度）（1999）.
［7］を観察した（図 6）．このことから SiC は Si の界面― １０７ ―

Handbook

of

X-ray

photoelectron

PHYSICAL ELECTRONICS.

Spectroscopy ,