hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
局所粘弾性関数の4次元マッピング:高分子物性の階層的不均一性描像の提案

光ピンセット装置をセットアップし、ソフトマテリアルの局所粘弾性解析法を確立した。本手法を用いて、超分子ヒドロゲル、リオトロピック液晶の局所粘弾性を評価した。その結果、それらの粘弾特性は空間的に不均一であることを明らかにした。また、紐状ミセル水溶液における空間不均一性を評価した結果、不均一性の程度が測定周波数に依存することを明らかにした。さらに、超分子ポリマー水溶液のゾルーゲル転移過程(固化プロセス)における不均一性についても検討し、ゲルへの転移過程はマイクロスケールにおける物性の均一化を伴って進行することを明らかにした。高分子材料に特性長さの異なる不均一性が存在し、それらは互いに相関があると考えれば、高分子物性の理解と制御に新たなアプローチが提案できる。本研究では、光ピンセットを用いて高分子固化プロセスの局所領域における静的および動的粘弾特性を座標および時間の関数として4次元マッピングを行い、高分子材料物性の不均一性を可視化することを目的とした。H23年度は、光ピンセット装置を新たにセットアップし、ソフトマテリアルの局所粘弾性解析法を確立した。また、本手法を用いて、超分子ヒドロゲル、リオトロピック液晶の局所粘弾性を評価した。また、プローブ粒子のサイズを変えることによって、不均一性の空間スケールはマイクロスケールであることを明らかにした。H24年度は、レーザーの振動周波数および温度を制御するため、光ピンセット装置をさらに改良した。紐状ミセル水溶液における空間不均一性を評価した結果、不均一性の程度が測定周波数に依存することを明らかにした。また、超分子ポリマー水溶液のゾルーゲル転移過程(固化プロセス)における不均一性についても検討し、ゲルへの転移過程はマイクロスケールにおける物性、ひいては集合構造の均一化を伴って進行することを明らかにした。このような不均一性は、限られた測定手法のためにこれまで議論されておらず、高分子材料に限らず様々な材料の階層的ダイナミクスの理解と制御に対する新たな指針といえる。紐状ミセル水溶液中に分散させたポリスチレン(PS)粒子に赤外光を照射し、正弦的な変位振幅を与えると、粒子は赤外光の動きに追従する。紐状ミセル水溶液の局所的な貯蔵弾性率(G′)および損失弾性率(G′′)を評価した。紐状ミセルの局所粘弾特性の平均値は単一の平坦弾性率(G0)および緩和時間(&#61556;)を有するMaxwellモデルで記述でき、光ピンセットによる測定から導出したG0および&#61556;の平均値はバルク値とよく一致した。この結果は、巨視的な粘弾性はマイクロスケールでの粘弾性の平均として理解できることを示している。興味深いことに、G′およびG′′の変動係数(CV)は測定周波数とともに増加した。このことから、紐状ミセル水溶液の局所粘弾特性は観測時間に依存した不均一性を有することが明らかになった。粘弾特性の不均一性と紐状ミセルの絡み合いとの相関を検討するため、塩濃度依存性を評価した。CV値は塩濃度とともに増加した。これまでに、塩濃度が高いほど紐状ミセルのアスペクト比が高くなることが報告されている。一般に、高いアスペクト比を有する紐状ミセルは、効率よく絡み合い、三次元網目構造を形成する。したがって、紐状ミセル水溶液において観測された粘弾特性の不均一性は、不均一な網目構造に強く関係することが明らかとなった。平成23年度は当初の計画に従って研究を実施し、実施項目(1)光ピンセットのセットアップ、および(2)粘弾性関数の評価を行った。とくに、ソフトマテリアルにおける粘弾特性の空間的不均一性を明らかにすることに成功した。研究成果の一部は、学術論文ならびに学会にて発表済みである。以上の理由により、研究はおおむね順調に進展していると判断した。平成23年度は、光ピンセットを用いた局所粘弾性関数の評価方法を確立し、また、ソフトマテリアルにおける粘弾特性の空間的不均一性を明らかにした。平成24年度は、その不均一性の起源について検討するとともに、下記の項目を実施する予定である。(1)粘弾性関数の4次元マッピング、(2)時間、プローブサイズおよび温度依存性の検討、(3)固体状態における不均一性との比較・検討。上記の実施項目を通じて、高分子材料中の階層的不均一性に関する描像を明らかにしていく予定である。本研究では、高分子材料の物性に様々な空間スケールの不均一性があり、これらは互いに相関があるという独自の考えを提案する。高分子の固化プロセス(ここでは重合)において、メゾスケールレベルの物性不均一性が現れ、複雑な過程を経て凍結されると予想する。ここでの空間スケールは分子鎖の広がりよりはるかに大きいところまで及ぶことに特徴がある。

構造材料やデバイス作製において高分子の固化プロセスは重要であり、本研究で提案する概念は学術的にはもちろん、工業的にも有益である。また、物性の階層的不均一性が高分子材料に特徴的な現象かを明らかにすることも興味の対象であり、凝縮系材料全体へのインパクトも大きいと期待する。H24年度は1)粘弾性関数の4次元マッピング:アクリル酸(AA)の塊状重合を行う。粘弾性関数の空間分布はポリスチレン(PS)微粒子をマニピュレートして移動しながら測定する。また、レーザーの焦点距離をz軸方向に移動させることで深さ方向の情報を得る。これらの測定を時間の関数として行うことで、貯蔵弾性率(G')および損失弾性率(G")の4次元マッピングを行う。2)時間、プローブサイズおよび温度依存性の検討:上述の時間依存性は、重合を進行させながら、および止めた状態で検討する。両者ともに不均一性の発展に関する情報を与える。また、PS微粒子のサイズを変えることでプローブサイズを変え、G'およびG"の4次元マッピングを行い、異なる長さスケールの不均一性を可視化する。更には、固化プロセスの速度を変えることを目的とし、上述の実験の温度依存性を検討する。3)固体状態における不均一性との比較検討:高分子の固化プロセスで発現する物性の階層的不均一性とPAAの階層的分子運動性、また、PAA固体中での可視波長スケールの密度揺らぎとを比較・検討する。以上に基づき、高分子材料中の階層的不均一性に関する描像を明確にする。
リステリア主要病原因子に依存した感染宿主細胞からの活性型IL-18誘導機構の解析

細菌感染においてcaspase-1の活性化はIL-1やIL-18を含む様々な炎症誘導因子を細胞外へと分泌し、宿主の免疫応答を惹起するための重要なプロセスである。今回我々の研究から、リステリア感染で誘導されるcaspase-1活性化にDNAセンサーとして知られているAIM2が関与することが証明され、細菌由来のDNAが細胞内で認識されている可能性が示唆された。また、主要病原因子listeriolysin Oはこれらを介したcaspase-1活性化を促進させていることが明らかとなった。リステリア(Listeria monocytogenes)は、広範な細胞に侵入して細胞質内で増殖する細胞内寄生菌である。本菌は、マクロファージに貪食されても、主要病原因子である膜傷害性タンパクlisteriolysin O(LLO)を産生することで食胞膜を傷害し、細胞質へとエスケープして細胞内殺菌を回避する。また、本菌はマウス感染モデルにおいて重篤な全身性感染を引き起こすが、同時に宿主に極めて強いT細胞依存的獲得免疫を誘導する。このT細胞依存的獲得免疫の誘導には、感染初期に産生されるIFN-γが重要である。しかしながら、リステリア感染における早期IFN-γ産生応答の誘導メカニズムは未だ明らかにされていない。申請者の所属する研究室では、リステリアのIFN-γ産生誘導因子の探索を試みており、2007年度には申請者がリステリア感染マクロファージにおいて、LLOがIFN-γ産生に寄与していることを報告した。そこで2008年度にはこのメカニズムについて詳細な検討を行った。その結果、LLOがIFN-γ産生誘導因子の1つであるIL-18の産生を促していることが明らかとなった。このIL-18産生亢進はmRNAレベルの変化ではなく、発現後のIL-18成熟化に必要なcaspase-1の活性化によるものであることが明らかとなった。また、このIL-18産生はASCを欠損させると認められないことから、リステリア感染でもinflammasomeが形成されていると考えられる。一方で、近年報告されたIFN-βのIL-18産生における関与も検討したところ、部分的ではあるが、IFN-βを介したシグナルがないとリステリア感染におけるIL-18産生が減弱することが確認された。現在、リステリア感染におけるLLOのIFN-β産生誘導への関与とcaspase-1活性化に繋がる細胞内シグナル経路を検討している。そこで、リステリア感染で誘導されるcaspase-1活性化にNod-like receptors(NLRs)を含むどのような細胞内分子が関与しているのか調べた。まずASC及びcaspase-1欠損マクロファージを用いてリステリア感染で誘導されるIL-18産生にこれらinflammasome構成分子が必須であることを確認した。そこでASC依存的にcaspase-1を活性化するNLRsに焦点を絞りスクリーニングを行ったところ、現在関与が示唆されているNlrp3及びNlrc4の他にAIM2が強く関与するというデータが得られた。このAIM2は近年細胞内DNAセンサーとしての機能が報告されており、細胞内寄生菌であるリステリアのDNAが宿主細胞内で認識されている可能性が考えられる。一方、感染細胞でのcaspase-1活性化に関わる菌側の要因として主要病原因子であるlisteriolysin O(LLO)が関与していることを我々は2008年に報告した。そこで、このLLO分子内のIL-18産生における責任領域を絞り込むために、様々な変異を加えたcytolysinを発現するリステリア株を作製し、そのIL-18産生誘導能を比較したところ、LLOのC末端側は不要であること、つまり細胞傷害活性はIL-18産生誘導には関与していないことが明らかとなった。以上の結果から、リステリア感染を認識する細胞内分子として新たにAIM2の関与が証明され、細菌由来のDNAがリガンドになっている可能性が示唆された。また、LLOはこれらを介したcaspase-1の活性化を細胞傷害活性とは独立して促進させていることが明らかとなった。
好中球系細胞の成熟過程におけるアスパラギン結合型糖鎖の生物学的役割に関する研究

アスパラギン結合型糖鎖の阻害剤であるswainsonine及びN-buty1 deoxynojirimycin (NB-DNJ)は、哺乳類細胞においてそれぞれ不完全糖鎖であるhybrid型、high mannose型糖蛋白を蓄積させる。好中球成熟過程における不完全糖鎖の影響を調べるために、ヒト非付着性骨髄単核細胞をG-CSFの存在下、非存在下それらの糖鎖合成阻害剤とともに培養した。G-CSF単独では骨髄好中球系細胞の増殖と成熟が同時に刺激されたが、糖鎖合成阻害剤の添加により成熟好中球数の数は減少し、成熟が抑制されることが観察された。アポトーシスの検討から、この成熟好中球数の減少はSwainsonineの場合には、細胞障害によるものではなく成熟抑制が主体であり、NB-DNJの場合には細胞障害と成熟抑制の両方の原因が考えられた。さらに好中球分化モデルであるall tans retinoic acid(ATRA)刺激ヒト骨髄性白血病細胞株(HL-60)を用いて,NB-DNJの影響を調べた。NB-DNJはHL-60の分化を抑制するとともに、G-CSF受容体mRNAの発現をも著明に抑制し、NB-DNJによる好中球分化誘導抑制作用は、G-CSF受容体mRNAの発現の抑制に起因していることが示唆された。本研究により、アスパラギン結合型糖鎖合成阻害剤は好中球の最終成熟を抑制することが明らかになった。アスパラギン結合型糖鎖の阻害剤であるswainsonine及びN-butyl deoxynojirimycin(NB-DNJ)は、哺乳類細胞においてそれぞれhybrid型、high mannose型糖蛋白を蓄積させる。好中球成熟過程における不完全糖鎖の影響を調べるために、ヒト非付着性骨髄単核細胞をG-CSFの存在下、非存在下でそれらの糖鎖合成阻害剤とともに培養した。G-CSF単独では骨髄好中球系細胞の増殖と成熟が刺激されたが、阻害剤の添加により成熟好中球数が減少した。Swainsonineは、G-CSF存在下あるいは非存在下のいづれの条件でもアポトーシスを誘導しなかったが、NB-DNJは、G-CSFの存在下で著明にアポトーシスを誘導した。これらの結果から、swainsonineによる成熟好中球数の減少は細胞障害によるものではなく成熟抑制が主体であり、NB-DNJの場合には細胞障害と成熟抑制の両方の原因が考えられた。また、G-CSFは好中球最終分化のマーカーとしてのG-CSF受容体と好中球特異的転写因子CCAAT/enhancer binding protein εのmRNAの発現をup-regulateしたが、swainsonine及びNB-DNJIはその効果を抑制した。以上の結果は、不完全なアスパラギン結合型糖鎖は好中球の最終成熟を抑制することを示唆した。これらの成績はBBRC 269(1)、219-225、2000に掲載された。今後、更にヒト白血病細胞株(HL60)の分化成熟におけるアスパラギン結合型糖鎖阻害剤の影響を観察し、分化に必須な遺伝子の探索を予定している。
ザクセンにおける植民地物産市場の形成（18世紀中期～19世紀前半）

18世紀中頃から19世紀前半のドイツ・ザクセン地方における植民地物産市場の形成を,ドイツ最大にしてヨーロッパ有数の貿易都市ハンブルクとの関係に着目しつつ検証することが本研究の課題である。2018年度は,前半期において原稿提出済みのドイツ語著書の校閲を行った。また,2017年度の段階で収集した史料の一部について分析を行った。そうしたところ,ハンブルクとザクセン宮廷都市ドレスデンとの間の河川貿易に関するデータを得ることができたため,上述のドイツ語著書の巻末にその成果を追加した。当該書籍はドイツの大手学術出版社Boehlauから,2018年11月に刊行された。夏期休業期間中にはハンブルクの史料からこのテーマにアプローチするため,同市の州立文書館で史料調査を行い,とくに19世紀におけるハンブルクの海上・内陸両方面との貿易関係について多数のデータを集めることができた。具体的には,ハンブルクと南北アメリカ大陸との間で取引された商品,ドイツ内陸からハンブルクを経由し輸出された製品に関する史料,ドイツ関税同盟参加に関する史料等である。また,本予算により大西洋経済全般,ドイツ商人の活動,内陸ドイツ経済の発展,消費動向に関する文献を収集し,膨大な研究史をまとめる作業を行った。それは研究代表者が所属する機関の紀要に掲載する予定であったが,別誌(全国誌)から論文執筆依頼を受けたため,そちらへ切り替えることにした。現在執筆作業中である。2018年11月3日に福井県立大学で開催された市場史研究会において,口頭発表を行った。その内容は『市場史研究』に論文として掲載予定である。2019年3月29日に来日したドイツ人経済史研究者Michael North氏と長時間面会し,本研究に関して意見交換をした。本研究課題に関する研究動向,史料,文献の紹介を受け,さらに成果の一部の外国語での発表について相談した。2018年度はライプツィヒの文書館で史料調査を行う予定であったが,2017年度の段階で,ライプツィヒでは十分な史料をスキャンすることができた。そのため2018年度はハンブルクの州立文書館で調査を行った。当該文書館における史料調査については,複製の制限による時間的制約が懸念されたが,同施設の制度変更により写真撮影が可能となっていたため,想定していた以上の多数にわたる史料を撮影・収集することができた。上述のように,2017年度に収集した史料の一部は,すでに原稿を提出し校閲段階に入っていたドイツご著書の巻末に付録として追加することができ,ドイツの大手学術出版社Boehlauから,2018年11月に刊行された。本研究課題の国際的発信であり,すでにドイツの大学の図書館にも配備され,とくにハンブルク大学では常時貸し出されている状態である。福井県立大学(開催場所は福井市地域交流プラザ)で2018年11月3日に行われた第70回市場史研究会で口頭報告を行った。2019年10月末締切で報告内容は論文として提出され,『市場史研究』に掲載される予定である。フローニンゲン大学で開催される国際カンファレンスで報告予定であったが,校務との関係で参加を断念した。総合的に,研究はおおむね順調に進んでいる。現段階で収集した史料は非常に多く,今後はこれらの分析を完了して,個別に論文の形で発表する予定である。本予算により収集した膨大な文献を研究史としてまとめる必要がある。後者に関しては,ある国内雑誌から掲載企画の打診があり,執筆とともに掲載の調整を進めている。本研究課題の研究期間よりも後になってしまうが,2020年の社会経済史学会でシンポジウムを組み,研究成果を報告する予定である。当初,2019年8月には未確認の史料の追加・補足調査を行う予定としている。現段階で相当量の史料が得られているものの,現時点ではハンブルクでの調査を計画しているが,新たな史料の収集以上に,すでに収集した史料の分析・整理と論文執筆の方により多くの時間を割くべきだと考えている。18世紀中頃から19世紀前半のザクセン地方における植民地物産市場の形成を,ドイツ最大・ヨーロッパ有数の貿易都市ハンブルクとの関係に着目しつつ検証することが本研究の課題であり,本年度は,流通および価格面からのアプローチをとった。価格分析で核となる史料はハンブルク取引所で作成された『価格表』と,内陸ドイツの一大商品交換センターであるザクセン地方都市ライプツィヒの『大市価格報告書』である。両史料から抽出される2種類の長期データを比較検討した。ハンブルクの『価格表』は,マイクロフィルムの電子画像を入手し,それを立教大学研究室内で分析した。分析項目は,植民地物産の種類(産地・品柄)と価格である。これらを17361816年という長期にかけて整理し,変動を追跡した。ライプツィヒ大市の『価格報告書』は,当初はドレスデン州立文書館で原史料を収集する予定であったが,同文書館員であるJ.ルートヴィヒ氏がすでに価格データを所有しており,その提供を受けることができた。両史料のデータ比較はこれまでなされてこなかった試みである。それぞれ異なる重量単位,貨幣単位が用いられているため,同時代文献を利用することで入念に統一した。その結果,両貿易拠点の価格変動には密接な相関があること,価格差が想定以上に少ないことが明らかとなった。このことにより,植民地物産市場としてザクセン市場がハンブルクにかなりの程度統合されていたという見通しがたてられた。さらに,夏期にライプツィヒとドレスデンで行った文書館調査では,ライプツィヒ大市やザクセンの宮廷都市ドレスデン,ザクセンの中小諸都市および農村地域における植民地物産取引量や消費について貴重な史料を入手できた。

これらの成果は本年秋に交換予定のドイツ語書籍に反映される。史料収集に関しては,ドレスデン文書館員の協力を得たことで,当初想定よりもはるかに短時間で貴重なデータを得ることができた。また,いくつかのザクセン州の文書館員,ライプツィヒ大学の専門研究者から史料状況や最新の研究動向についてアドバイスを得た。夏期調査でスキャンした史料の分析も,ほぼ計画通り進められた。史料調査と分析については,非常に順調に進展していると言える。成果を反映した報告は,立教大学学内研究大会,比較都市史研究会で行った。予定していた海外報告は,当該年度中には実現できなかった。ただし,本年度(2018年度)10月に,フローニンゲン大学(オランダ)で開催される国際カンファレンスでの報告が決まっている。また,可能な日程であれば,福井県立大学で開催される市場史研究会で報告する。18世紀中頃から19世紀前半のドイツ・ザクセン地方における植民地物産市場の形成を,ドイツ最大にしてヨーロッパ有数の貿易都市ハンブルクとの関係に着目しつつ検証することが本研究の課題である。2018年度は,前半期において原稿提出済みのドイツ語著書の校閲を行った。また,2017年度の段階で収集した史料の一部について分析を行った。そうしたところ,ハンブルクとザクセン宮廷都市ドレスデンとの間の河川貿易に関するデータを得ることができたため,上述のドイツ語著書の巻末にその成果を追加した。当該書籍はドイツの大手学術出版社Boehlauから,2018年11月に刊行された。夏期休業期間中にはハンブルクの史料からこのテーマにアプローチするため,同市の州立文書館で史料調査を行い,とくに19世紀におけるハンブルクの海上・内陸両方面との貿易関係について多数のデータを集めることができた。具体的には,ハンブルクと南北アメリカ大陸との間で取引された商品,ドイツ内陸からハンブルクを経由し輸出された製品に関する史料,ドイツ関税同盟参加に関する史料等である。また,本予算により大西洋経済全般,ドイツ商人の活動,内陸ドイツ経済の発展,消費動向に関する文献を収集し,膨大な研究史をまとめる作業を行った。それは研究代表者が所属する機関の紀要に掲載する予定であったが,別誌(全国誌)から論文執筆依頼を受けたため,そちらへ切り替えることにした。現在執筆作業中である。2018年11月3日に福井県立大学で開催された市場史研究会において,口頭発表を行った。その内容は『市場史研究』に論文として掲載予定である。2019年3月29日に来日したドイツ人経済史研究者Michael North氏と長時間面会し,本研究に関して意見交換をした。本研究課題に関する研究動向,史料,文献の紹介を受け,さらに成果の一部の外国語での発表について相談した。2018年度はライプツィヒの文書館で史料調査を行う予定であったが,2017年度の段階で,ライプツィヒでは十分な史料をスキャンすることができた。そのため2018年度はハンブルクの州立文書館で調査を行った。
余命告知後のがん患者における家族との意思の不一致に対する心理介入プログラムの開発

本研究では,積極的治療が終了した終末期がん患者および家族の意思決定を支援する心理療法プログラムを開発することを目指している。本研究の目的は,終末期の療養先選択に焦点を当て,家族との意思の不一致が精神的苦痛に及ぼす影響を検討すること(研究1),家族との意思の不一致に介入するプログラム(PL-FACT)を開発すること(研究2),PL-FACTの実施群と非実施群で精神的苦痛の差を検討すること(研究3),の3点である。平成29年度は研究1について,終末期がん患者およびその家族を対象にインタビュー調査を実施した。2016年11月1日から2017年9月30日までの期間で該当となった124名(患者62名,家族62名)のうち,身体・精神・認知機能の問題等により参加困難と判断された者,同意の得られなかった者を除いた22名(患者11名,家族11名)が中間解析の対象となった。これらの対象者においては,療養先に関する患者と家族の意思の不一致が見られるペアが約半数であり,こうした不一致を抱える患者のQOLは一致している患者と比較して低かった。2017年10月の日本サイコオンコロジー学会においては,終末期医療における家族間の意思決定について幅広く知識を得るとともに、本研究の成果を報告した。なお,本研究の対象となる終末期がん患者は,転院,急変,死亡などで参加困難となる症例も多く,リクルートには難渋した。また残念ながら研究代表者の研究実施施設からの退職に伴い,継続が困難となった。したがって,2018年3月をもってリクルート終了し,本研究の成果について論文執筆中である。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。本研究では、積極的治療が終了した終末期がん患者および家族の意思決定を支援する心理療法プログラムを開発することを目指している。本研究の目的は、終末期の療養先選択に焦点を当て、家族との意思の不一致が精神的苦痛に及ぼす影響を検討すること(研究1)、家族との意思の不一致に介入するプログラム(PL-FACT)を開発すること(研究2)、PL-FACTの実施群と非実施群で精神的苦痛の差を検討すること(研究3)、の3点である。平成28年度は、まず研究1について研究協力者と共に十分にミーティングの時間を重ね、研究計画書の作成を行った。これを基に6月に当該施設の倫理審査委員会への申請を行い、最終的に8月の時点で審査委員会より承認を得ている。これらの作業と並行して、研究リクルートを実施する全ての診療科に対して説明会を実施し、臨床現場の疑問点を明らかにした上で、各科のリクルート手順について詳細を定めた。また看護部に対しても説明会を行うと共に、問題が生じた場合にはすぐにフィードバックが得られる体制作りを心がけ、院内周知に努めた。上記の作業とミーティングを繰り返し、11月より正式にリクルートを開始した。転院,急変,死亡などで参加困難となる症例も多く,リクルートには難渋しているものの,リクルートは引き続き継続することとした。申請時に計画していた通り、研究1では倫理審査委員会の承認を得て、リクルートを開始することができた。しかし、終末期という特性がゆえに、急な転院、急変、死亡などが多く、リストアップされてもデータ収集が困難となる症例が多い。また積極的治療の終了という判断が難しい場合も多く、リクルートには難渋している。引き続き、研究1のリクルートおよびデータ収集を継続するとともに、データの中間報告を行っていく。また臨床医を初めとする現場スタッフからも情報収集し、リクルートのタイミングについて再検討する必要があれば、計画の修正を行っていく。
日本人の日本語非母語話者に対する受容態度

530名の日本人大学生が日本語で同じ体験を語る欧米系/アジア系外国人を5つの場面と11項目で評定した。分析の結果、場面による評価の違いが認められたものの、すべての場面において、欧米系外国人がアジア系外国人より肯定的な評価を受けた。また、話し手の積極性、意見、及び問題の深刻さの評価がすべての場面において欧米系/アジア系外国人との間での差が同様であり、一貫した話し手属性による影響を示した。一方、日本人の対応及び話し手の能力の場合、アジア系外国人の評価がより強い場面による影響を受け、話し手属性による異なる結果を表した。本年度において、主に次の4つの目的を達成した。1.本研究のテーマである「日本における対外国人ステレオタイプ」に関連する文献(研究論文・報告、図書、など)を収集し、本研究の理論的基盤の構築を行った。特に、日本における外国人の増加を背景した「国際理解教育」に何が必要であるかをステレオタイプ研究と関連付け、考察を進めた。2.研究方法の枠組みの構築のため、研究の代表者の所属校(東北学院大学)で2つの予備調査を行った。予備調査(1)では、ロング(2006)で報告されている調査と同じ調査を行い、ステレオタイプの地域差を検討した。予備調査(2)では、「国籍」及び「話の内容」という2つの要因が日本人の日本語非母語話者ステレオタイプに及ぼす影響を検討した。3.研究代表者の博士論文指導教官のEd Finegan(南カリフォルニア大学)との打ち合わせを行った。その際、同類の研究を行っている大学院生との交流も行い、本研究の理論的基盤及び方法に重大な参考となった。また、平成19年度の予備調査の結果について、平成20年度の秋に再び南カリフォルニア大学で報告をする予定がある。4.本研究の協力者である近畿大学のオストハイダ・テーヤ先生の研究室での打ち合わせを行った。主な目的は、平成20年度に関西で実地される本調査の日程について相談することであった。また、平成20年度の春にオストハイダ先生を研究代表者の所属校(東北学院大学)に招き、秋の調査実地について最終的な確認を行う。平成20年度において、下記の主な目的を達成することができたことを報告します。1.理論的な基盤の構築:心理学的な現象としてのステレオタイプ研究及び日本におけるステレオタイプ研究について、多くの論文を収集することができた。また、それによって、本研究の位置づけ及び調査の具体的な内容を決定することができた。2.協力者との打ち合わせ:(1)5月に打ち合わせ(研究方向及び21年度での実地についての打ち合わせを行うため、関西学院大学のオストハイダ先生を本研究の責任者(筆者)の所属する東北学院大学まで招き、有意義な交流を行うことができた。(2)南カリフォルニア大学にある本研究の責任者(筆者)の博士論文の指導教官(Dr.Edward Finegan)の研究室で本研究の理論的な基盤及び調査の具体的な内容についての打ち合わせ会を12月末に行った。3.音声資料の作成:30人近くの在日外国人に協力をいただき、21年度に実地される本調査に使用される音声資料を収録することができた。また、研究助手の活動を中心に、100以上の音声ファイルの編集を行うことができた。4.研究報告:昨年度に行われた予備調査の研究報告及び本研究に関連するテーマについて、学術論文及び発表を行うことができた。今年度において、主に次の目的を達成した。1.調査の実施:昨年度作成した音声資料及びアンケート調査表を用いて、関西地方(144名)及び東北地方(416名)における2つの私立大学の学部生を対象に本調査を実施した。主な研究法としてマッチドガイズ・テクニック(matched-guise technique)を使用し、異なる国籍の外国人(欧米系/アジア系)が同じ5つの場面を日本語で語り、11項目で日本人の調査協力者に評価してもらった。2.データの集計・分析:従属変数として日本人の外国人に対する評定平均地、そして独立変数として(1)外国人の属性(欧米系vs.アジア系)、(2)5つの場面、及び(3)11の項目を分散分析法で分析を行った。その結果、場面による評価の違いが認められたものの、すべての場面において、欧米系外国人がアジア系外国人より肯定的な評価を受けた。3.成果発表:国際行動学会の第6回研究発表大会で「日本人の対外国人ステレオタイプの地域差」という題名で本研究の成果の一部分を発表した。
近接場顕微鏡用アップコンバージョン微小球レーザーの開発

本研究では、希土類イオンをドープしたガラス微小球を新たに作製し、近赤外光を用いた多光子励起により可視、紫外領域の安定したレーザー発振(アップコンバージョンレーザー発振)を誘起し、実用的な近接場プローブを開発するための基礎的研究を行った。本ガラス微小球は、(1)希土類イオンによる長時間安定したレーザー発振が可能、(2)アップコンバージョンによりポンプ光と発振光の波長分離が容易、(3)微小球プローブを非接触・非破壊的に操作するための光マニピュレーション用近赤外レーザー光を同時にポンプ光として用いることが可能、という特徴を持つ。本研究では、まず我々が開発した3次元空間・時間分解分光システムを用いてアップコンバージョン発光ダイナミクスの解析を行い、レーザー発振の安定性や効率を検討して最適なガラス材料を調製するとともに、レーザー共振器として適した真球度の高いガラス微小球の新しい作製法を開発した。青色、赤色の微小球アップコンバージョンレーザー発振のみならず、生体試料観察用のプローブ色素の励起に広く使われている緑色領域のレーザー発振を試み、より汎用性の高い光源の開発に成功した。また、作製したガラス微小球のレーザー発振特性を解析した上で、近接場顕微分光システムを構築し、ナノ構造体における光反応ダイナミクスの研究に展開した。本研究では、希土類イオンをドープしたガラス微小球を新たに作製し、近赤外光を用いた多光子励起により可視、紫外領域の安定したレーザー発振(アップコンバージョンレーザー発振)を誘起し、実用的な近接場プローブを開発するための基礎的研究を行っている。希土類イオンのアップコンバージョン発光の研究報告は数多くあるが、多光子励起過程、エネルギー移動、緩和過程等の発光メカニズムについては不明な点が少なくない。本研究では、まず我々が開発した3次元空間・時間分解分光システムを用いてアップコンバージョン発光ダイナミクスの解析を行い、レーザー発振の安定性や効率を検討して最適なガラス材料を調製した。微小球の作製法としては、これまで溶融滴下法や化学エッチングが用いられてきたが、微小球レーザー発振に適した数十マイクロメートルのサイズを作ることが難しく、また表面粗さを抑えることができないために微小球共振器のQ値が低下するという問題がある。本研究では、我々が新たに開発した手法として、希土類イオンをドープしたガラス粉末をガスバーナーの酸化炎の部分で加熱して微小球を作製することに成功した。また、LD励起Nd:YAGレーザーの基本波を調整光学系を通して倒立型光学顕微鏡に導き、ガラス微小球に集光してレーザーマニピュレーションを行うとともにアップコンバージョンレーザー発振を誘起する装置を試作した。本年度は、LD励起Nd:YAGレーザーの基本波を調整光学系を通して倒立型光学顕微鏡に導き、ガラス微小球に集光してレーザーマニピュレーションを行うとともにアップコンバージョンレーザー発振を誘起する装置を試作した。微粒子からの発光は、現有のスループットの高い分光器およびマルチチャンネル検出器によりスペクトル測定を行なった。本装置により、微小球レーザー発振のピーク波長や強度を解析して理論と比較し考察した。

また、パルスレーザー発振を誘起したときの時間特性についても理論的・実験的に解析し、ダイナミック分光への応用を検討した。また、これまで我々が開発してきた装置ならびに微小球操作用コンピュータ制御電動ミラーと組み合わせてガラス微小球レーザー近接場プローブ顕微分光システムの構築を試みた。時間・空間分解能、精度、感度などの基礎的な性能を標準試料を用いて評価した上で、ナノメートル微細構造体における光ダイナミクスを直接観察したり、空間配列したナノ微粒子や光の放射圧によってコンフォメーションや配向構造を制御した分子集合体の振る舞いの超高速時間分解分光を試みている。本研究では、希土類イオンをドープしたガラス微小球を新たに作製し、近赤外光を用いた多光子励起により可視、紫外領域の安定したレーザー発振(アップコンバージョンレーザー発振)を誘起し、実用的な近接場プローブを開発するための基礎的研究を行った。これまで我々が開発してきた装置ならびに微小球操作用コンピュータ制御電動ミラーと組み合わせてガラス微小球レーザー近接場プローブ顕微分光システムの構築を試みた。時間・空間分解能、精度、感度などの基礎的な性能を標準試料を用いて評価した上で、ナノメートル微細構造体における光ダイナミクスを直接観察したり、空間配列したナノ微粒子や光の放射圧によってコンフォメーションや配向構造を制御した分子集合体の振る舞いの超高速時間分解分光を試みた。また、昨年度までに青色、赤色の微小球アップコンバージョンレーザー発振に成功しているが、生体試料観察用のプローブ色素の励起に広く使われている緑色領域のレーザー発振を試み、より汎用性の高い光源の開発を行った。さらに、ピエゾ駆動のナノメートルスキャナーを導入し、より信頼性の高い微小球レーザー近接場プローブ顕微分光システムへの改良を図った。これらの成果に基づき、近接場顕微鏡のプローブとしてのみならず、微小レーザー光源としてマイクロオプティックスや光通信、光記録などへの種々の応用を検討した。
古代ローマ工芸美術の基礎的研究　～テッラ・シギラタについて～

テッラ・シギラタは古代ローマ期の最も有名な上質土器であり、大量に生産されローマ帝国全域で流通した。西欧の古代ローマ研究では昔から研究対象であるが、地中海土器学が存在しないわが国における知名度は限りなく低く、研究対象としてまともに扱われることもなかった。本研究はテッラ・シギラタをわが国の研究者に正しく紹介することを主眼に、西欧での研究状況と日本語用語の整理を行った。紀元前2世紀から紀元後7世紀に渡って地中海各地で生産されたテッラ・シギラタを体系づけてまとめる作業は、研究の細分化が進んだ西欧では行われておらず、地中海土器に関しては初学者であるわが国の研究者向けにそれが日本語で行われた意義は大きい。本年度は古代ローマの精製土器の一種であるテッラ・シギラタに関する諸外国の基本文献の分析に加え、我が国におけるテッラ・シギラタに関する研究を取り巻く現状について調査した。我が国においてこの土器自体についての研究は存在しないが、それに関する記述は以外なほど多く存在する。具体的には、西洋史や考古学分野の学術論文、遺跡発掘報告書、一般歴史概説書、歴史辞典、美術辞典、展覧会カタログなど多岐にわたる。研究代表者は日本語文献を精査しテッラ・シギラタおよびその派生土器について我が国でどのように紹介されているかを調べた。対象とした項目はその名称、解説、紹介されている学史であり、執筆者が判明している場合には執筆者の専門分野及びそのバックグラウンドも記録した。その結果、本研究に取り組むきっかけとなった、テッラ・シギラタにおける混迷の原因である表現と用語の未統一について状況整理することが出来た。我が国におけるテッラ・シギラタの紹介は海外文献からの翻訳を主とするものであることは当初から予想されていたが、各執筆者が参考にする言語によって日本語で紹介される内容が大きく異なることがあらたに明確になった。例えば「テッラ・シギラタ」を「サモス焼き」と記してある場合には、その執筆者は英語文献、特にイギリス研究者の記述を参照していることが分かった。また、ほとんどの執筆者が古代土器について門外漢であるため、専門用語が意訳されている箇所も多く混乱に拍車をかける元になっていることも事実である。比較精査の結果、数少ない学術論文における概説的な記述よりも、イタリア語の考古学辞典から転用されたとみられる、大型辞典におけるわずか十数行の記述が現時点におけるテッラ・シギラタの日本語情報として最も間違いのないデータを構成していることが判明した。このように状況整理することによって、本研究の有用性と必要性が再確認されたと言える。本年度は、昨年度に引き続き古代ローマを代表する上質土器であるテッラ・シギラタに関して諸外国及びわが国における文献の収集と分析を続けるとともに、ドイツとギリシアの二か所で海外調査を行った。ドイツでは北部ガリアの主要ローマ都市であったトーリアを中心に、北部ガリアの帝国国境地域における各種テッラ・シギラタの分布状況を確認するとともに、当該地方最大のテッラ・シギラタ生産地であるラインツァーバーンにおいてテッラ・シギラタ博物館とその窯跡を調査した。この地域における調査は、テッラ・シギラタ生産拠点の移動がローマ軍の前線と深く関係していると考えられていることから必要であった。わが国ではテッラ・シギラタはイタリアの工房から始まると記述されることが多く、最古のテッラ・シギラタがオリエント産であることは殆ど知られていない。イタリアワインの大規模輸出に伴って広範囲に分布したイタリア産テッラ・シギラタの学史上の影響力を客観視するためにも、テッラ・シギラタの起源を調査するのは必要不可欠であった。さらに重要な調査地としてサモス島に渡ったのは、テッラ・シギラタは一部学界で「Samian ware」と呼ばれており、わが国において「サモス焼き」と訳出されることがあるからである。その呼称が不正確であることは、土器研究者には周知の事実であるが、ローマ文明研究者に広く共有されている認識ではない。したがって、サモス島においてローマ時代に現地生産されていた上質土器は技法も形状もテッラ・シギラタとは異なるものであり、いかなる関連性も見つけられないことを解説するためには実見する必要があった。本年度末からは、これまでの調査研究を形にする作業にも着手しており、その成果はわが国の古代ローマ研究者が最も多く参加する日本西洋史学会において、「テッラ・シギラタ」という題名の自由論題報告で発表される(2015年5月17日)。本年度は、昨年度に引き続き古代ローマを代表する上質土器であるテッラ・シギラタに関して諸外国及びわが国における文献の収集と分析を続けるとともに、これまでの調査研究の総括をわが国の古代ローマ研究者が最も多く参加する日本西洋史学会において発表したように(「テッラ・シギラタ」、2015年5月17日、富山大学)、本研究は順調に成果をあげていると考えられる。研究目標の完遂において妨げとなっているのは、工房遺跡の現地調査であり、地中海世界最大のテッラ・シギラタ生産地であるチュニジアにおけるテッラ・シギラタ工房現地調査を本年度も目指したが、相次ぐテロの影響により断念せざるを得なかった。それを補うための資料収集として、フランス共和国マルセイユ市ジュール・ヴェルヌ遺跡における発掘出土未発表資料の研究においてテッラ・シギラタを扱う一方(Quevedo A., Mukai, T. 2016)、同国オート=アルプ県のギャップ市在の県立博物館に収蔵されている、同市出身の鉄道技師クレマン・オーベールによって19世紀末にチュニジア・アルジェリア国境地帯において集められた考古学コレクションの研究プロジェクトに参画した。

現在では完全に近寄ることのできない地域であるこの国境地帯の遺跡群から発見された500点以上の古代土器コレクションの中核を占めるのは、現在まで研究の進んでいない地方産テッラ・シギラタである。そのほとんどが完全な形で保存されていることもあり、このコレクションの研究はチュニジア中南部産テッラ・シギラタ研究において多大な貢献となる。その成果の一端はすでに2016年度中に雑誌掲載されることになっている(Mukai et al.印刷中)。現在までのテッラ・シギラタ研究の文献からのアプローチの進捗状況は十分であり、その成果は西洋史学会において発表された。進捗状況の遅れは、ひとえに海外調査が未了であることにつきるが、本年度は遂行できなかったチュニジアにおける海外調査の代わりに、フランスにおいて遺物研究に携わり速やかな成果を出したことで、テッラ・シギラタ自体に関する研究、特にテッラ・シギラタの生産・流通に関わる実際の遺物・遺構を通した研究の達成度の遅れを多少なりとも補うことが出来たと言える。テッラ・シギラタとは、古代ローマ期の工芸美術において重要な位置を占める土器であると同時に、ローマ時代遺跡発掘においてはその層位の年代や交易の状況を示す考古学資料としても重視されている。しかしながら、斯くに重要なローマ土器の知名度はわが国において著しく低く、わが国の研究者が地中海地域で行う諸分野の研究においてテッラ・シギラタの史料価値が有効活用されているとは言い難い状況にある。そこで本研究では、紀元前2世紀から後7世紀に渡り地中海各地で生産され流通したテッラ・シギラタ群について諸外国の研究史を精査し、その系譜と各生産地の消長を丹念に体系付けたうえで、わが国の古代土器・陶芸研究で使用されている用語も参考にしつつ、その用語の刷新と統一も試みた。諸外国の研究成果を精査し国内の学会で成果を発表する一方で、最終年度には本場でも研究の進んでいないアフリカ属州内陸部(チュニジアとアルジェリアの国境地域)産テッラ・シギラタ(フランス共和国ギャップ市在県立博物館所蔵コレクション)を研究し、使用されている粘土の地質学的分析と蛍光X線分析との比較を織り込んだ論文をフランスの雑誌で発表した。なお、本研究は国際共同研究において継続することを認められた。そこでは本研究の成果に視覚情報を充実させることになる。インターネット上で公開される本研究のデータベースは、胎土サンプルとその地質学的分析ならびに土器写真を盛り込み、実際に土器を目にする機会の少ないわが国の研究者が各自の研究のために共通言語として利用できる「ツール」となることを目的とする。テッラ・シギラタは古代ローマ期の最も有名な上質土器であり、大量に生産されローマ帝国全域で流通した。西欧の古代ローマ研究では昔から研究対象であるが、地中海土器学が存在しないわが国における知名度は限りなく低く、研究対象としてまともに扱われることもなかった。本研究はテッラ・シギラタをわが国の研究者に正しく紹介することを主眼に、西欧での研究状況と日本語用語の整理を行った。
戦後民主主義と知識人の社会参加に関する思想史的研究

本研究は、戦後民主主義の意味がとりわけ強く問われた1960年代から70年代までを対象とし、代表的知識人が戦後民主主義をどのように捉えたのかを解明する。第一に「戦後民主主義という価値を知識人がどのように捉えたのか」、第二に「戦後民主主義が問われた社会運動に知識人がどのようにコミットしたのか」という問いを設定し、以下の方法を採用する。第一に、戦後民主主義に対する主張を鮮明に打ち出した知識人を対象とする。第二に、対象とする知識人の世代(戦前・戦中・戦後)や思想形成期の動向を踏まえて、安保闘争や全共闘運動への関わりを追跡する。
大脳皮質微小カラムの機能形成機構

脳の発達には感受性期(Critical period)の神経回路変化が重要であるが、その変化が大脳皮質に共通のメカニズムによって生じるかは不明である。研究代表者らはこれまでに、大脳皮質第5層の皮質下投射細胞が、細胞タイプ特異的な微小なカラム(マイクロカラム)を形成し、マイクロカラム内の細胞は互いに類似した応答選択性を示すことを明らかにした。マイクロカラムは、マウス大脳皮質の様々な領野やヒト運動性言語野でも共通してみられる。本研究ではマイクロカラム内の類似性が感受性期の経験によって形成されるかを検証し、普遍的な大脳皮質の回路形成機構の一端を明らかにする事を目指す。今年度は、感受性期マウス5層の細胞タイプ特異的な2光子カルシウムイメージングに取り組んだ。5層の興奮性神経細胞は主には皮質下投射細胞と皮質投射細胞に分類される。1-2週齢マウスにAAVを用いてG-CaMPを導入したところ、皮質下投射細胞に加えて5層のもう一種の興奮性細胞である皮質投射細胞にもG-CaMP発現が観察された。細胞タイプを同定するために、5層細胞タイプ特異的な遺伝子改変マウスを用いてイメージングを行った。加えてイメージング後にAbSca/e法を用いることで、5層の二種の興奮性神経細胞を同定した上での2光子カルシウムイメージングが可能となった。さらにG-CaMP発現強度など実験条件の最適化を行うことで、感受性期である4週齢マウスの二種の細胞タイプから、方位選択性などの神経細胞の刺激応答選択性を計測する事が可能となった。「5.研究実績の概要」に記載のとおり、5層細胞の細胞タイプを同定した上で、2光子カルシウムイメージングにより刺激応答選択性を計測することが可能となった。3-5週齢のマウスで2光子イメージングを行い、マイクロカラム内の類似性が感受性期に形成されるかを検証する。前所属期間より当初購入を予定していた実験器具を譲り受けたことで、予定費用の一部が節約でき、次年度使用額が生じた。次年度使用額はイメージング実験に使用する試薬等の購入に充てる。
TrK導入髄芽腫細胞株のNGFによる分化と細胞死の決定機構解明

平成11年度の実験で、髄芽腫細胞株D425(原発巣)とD458(播種細胞)にレチノイン酸処理を行ったところ、D425は細胞死をD458は神経細胞様分化を示した。RT-PCRでの検討で、D425とD458ともRA添加前からNeurotropinであるBDNF、NT3の発現が添加後も発現は持続し、受容体のtrkB、trkCはD425とD458ともRA添加後のみに発現がみられた。低親和性受容p75NTRは、RA添加後分化したD458にのみに発現していた。平成12年度の実験では、この分化を示したD458を長期培養した。レチノイン酸の週2回処理をしたところ約4週間から5週間で細胞同士が凝集塊を作り、その凝集塊同士が細胞体の5倍以上の突起で結合した。形態的には成熟神経細胞に酷似していた。その過程で細胞死が認められた為、DNA電気泳動を施行した所D425と同様、D458のRA処理細胞でもDNA ladderが認められ、細胞分化とともに細胞死が同時に起こっていることを示した。これは、Trk遺伝子を導入したD458trk細胞がリガンドであるNGFの添加で分化を示したが、細胞死を示さなかった結果とは異なった。P75NTRのMouseMonoclonal抗体を入手し免疫組織染色を施行した。D425のRA処理細胞は陰性であったが、D458のRA処理細胞では処理早期3日後以降、細胞表面に発現していることが示された。しかし、Western Blottingや免疫沈降法で、P75NTRの発現は発現量の問題か、抗体自体の問題か、陽性バンドが認められなかった。髄芽腫細胞株であるD425とD458の培養系を確立し、Positive Controlを用い、様々なPrimerがRT-PCRで動作することを確認した。Teratocarcinoma、leukemia、malignant lymphomaなどの種々の腫瘍、がん細胞に分化を誘導することが知られているレチノイン酸(RA)の作用を検討した。まずtrk導入細胞でなくD425とD458野生株を用いた。D425(原発巣)とD458(播種細胞)の野生株にレチノイン酸処理を行うと、trkを導入しNGFを添加したのと同様、D425は細胞死をD458は神経細胞様分化を示したのである。その機構をRT-PCRで検討したところ、D425とD458ともRA添加前からNeurotropinであるBDNF、NT3の発現があり、添加後も発現は持続していた。それぞれその主な受容体であるtrkB、trkCはD425とD458ともRA添加前では発現は見られなかったが、両細胞ともに添加後に発現がみられた。すなわち内因性のNeurotrophin(BDNF、NT3)とRAで誘導されたTrk(trkB、trkC)とNerotrophin/Trk系を介した生理作用であるが、細胞死と分化を示した細胞の間で発現パターンに違いは認められなかった。ところが低親和性のNeurotropinの受容体であるp75NTRは、添加前は両細胞に発現はなかったが、RA添加後分化したD458にのみに発現していたのである。確かにこのp75NTRが細胞死を防ぎ分化を誘導すると結論するには証左が充分でないが、細胞死と分化の分岐点において重要な因子であるという結果が得られた。このモデルを用い、分化、細胞死機構について来年度も検討を加えていく予定である.平成11年度の実験で、髄芽腫細胞株D425(原発巣)とD458(播種細胞)にレチノイン酸処理を行ったところ、D425は細胞死をD458は神経細胞様分化を示した。
トポロジカル絶縁体表面状態の不純物に対する頑強性の研究

本研究課題は,トポロジカル物質の形状に由来する有限サイズ効果によって獲得されるトポロジカル特性について考察し,これらのトポロジカル特性によって保証される表面状態の非磁性不純物に対する頑強性を調べることを目的としている.研究を通して試料の形状を変えることによって生じる有限サイズ効果とトポロジカルな性質の変化との間にある関係を解析的に明らかにし,また,有限サイズ効果によって現れたトポロジカル特性に関して対応する表面状態が非磁性不純物に対して頑強であるかを数値シミュレーションによるコンダクタンスの計算により評価した.本研究ではサイズの取り方の典型的な例としてトポロジカル物質の薄膜状の試料を考えた.このような系では膜の上面と下面に表面状態が現れる.それぞれの状態は膜の内部方向へ侵入長を持って存在しており,この侵入長に対して膜厚が薄い場合,上下の表面状態が混成することによってギャップが開いてしまう.三次元の薄膜の場合,三つある空間次元の内一つの次元をサイズの制御に使うが,このとき見られる有限サイズ効果によるギャップは残りの二次元系のバルクでのギャップを見ていることになる.すなわち,薄膜系では膜厚を変化させて有限サイズ効果によって生じるギャップを開閉させることにより薄膜の(二次元としての)トポロジカルな性質を制御することができるはずである.今回,表面状態のバルクへの浸み込みと有限サイズギャップの大きさの関係を示した先行研究の結果を基に,浸み込み量の減衰の仕方が振動的である場合に有限サイズギャップの正負が入れ替わる(=バンド反転が起きている)という考えを元に,薄膜の厚さ方向の一次元的な波動関数の振幅によってトポロジカル指数を得る方法を考案した.この方法と薄膜を擬二次元系とみなした時のトポロジカル指数の計算値が一致することを確認した.28年度が最終年度であるため、記入しない。28年度が最終年度であるため、記入しない。トポロジカル絶縁体の表面にナノスケールのステップ構造などの微細構造を導入した場合,有限サイズ効果が表面状態の頑強性に及ぼす影響を解明することのを目的とする.3次元Z_2トポロジカル絶縁体の有効モデルであるWilson-Dirac型ハミルトニアンの立方格子系に対して,Z_2指数の計算という解析的なアプローチと,各サイトにランダムなポテンシャルを配置してリャプノフ指数を計算するという数値的なアプローチにより,本年度は,[1]弱いトポロジカル絶縁体の表面に複数の完全伝導チャネルが存在する場合をの頑強性の評価,[2]ナノ薄膜および[3]ナノワイヤを対象とした研究を行った.[1]弱いトポロジカル絶縁体の劈開面にトポロジカルに保護された一次元完全伝導チャンネルを創出できる.今回は完全伝導チャネルが複数本共存している系を対象とした.このような系に不純物を導入したモデルでスペクトラルフローを確認する事によって不純物に対して頑強な完全伝導チャネルが共存し得るという研究結果を得た.[2]原子数層程度のナノ薄膜では上面と下面にできる表面状態がバルクを通して混成しギャップが開いてしまうという有限サイズ効果がある.この効果により表面状態の存在を保障するトポロジカルな性質が変化してしまうことを確認するため,トポロジカルな性質を示す二次元的トポロジカル数(Z_2指数)を層数Nとギャップ・パラメータm_0の関数として計算し,様々なトポロジカル物質の薄膜系に適応可能なZ_2指数の相図を完成させた.[3]ナノワイヤの表面状態は有限サイズ効果によってベリー位相を獲得する.この効果を打ち消すようなπフラックスをワイヤー内部に挿入したモデルとフラックスの挿入無しのモデルについて,転送行列法等によるリャプノフ指数の計算を行い,ナノワイヤの表面状態は有限サイズ効果により局在傾向にある事を示唆する結果を得た.当初の計画では,初年度はリャプノフ指数の計算による評価を中心に行う予定であったが,新しい手法の習得に時間がかかったためあまり進展していない.一方で,次年度に行う予定であった解析的な評価はすでに習得済みの知識の応用で対応できたため,予定を早めて行う事とした.本研究課題は,トポロジカル物質の形状に由来する有限サイズ効果によって獲得されるトポロジカル特性について考察し,これらのトポロジカル特性によって保証される表面状態の非磁性不純物に対する頑強性を調べることを目的としている.研究を通して試料の形状を変えることによって生じる有限サイズ効果とトポロジカルな性質の変化との間にある関係を解析的に明らかにし,また,有限サイズ効果によって現れたトポロジカル特性に関して対応する表面状態が非磁性不純物に対して頑強であるかを数値シミュレーションによるコンダクタンスの計算により評価した.本研究ではサイズの取り方の典型的な例としてトポロジカル物質の薄膜状の試料を考えた.このような系では膜の上面と下面に表面状態が現れる.それぞれの状態は膜の内部方向へ侵入長を持って存在しており,この侵入長に対して膜厚が薄い場合,上下の表面状態が混成することによってギャップが開いてしまう.三次元の薄膜の場合,三つある空間次元の内一つの次元をサイズの制御に使うが,このとき見られる有限サイズ効果によるギャップは残りの二次元系のバルクでのギャップを見ていることになる.すなわち,薄膜系では膜厚を変化させて有限サイズ効果によって生じるギャップを開閉させることにより薄膜の(二次元としての)トポロジカルな性質を制御することができるはずである.今回,表面状態のバルクへの浸み込みと有限サイズギャップの大きさの関係を示した先行研究の結果を基に,浸み込み量の減衰の仕方が振動的である場合に有限サイズギャップの正負が入れ替わる(=

バンド反転が起きている)という考えを元に,薄膜の厚さ方向の一次元的な波動関数の振幅によってトポロジカル指数を得る方法を考案した.この方法と薄膜を擬二次元系とみなした時のトポロジカル指数の計算値が一致することを確認した.初年度に行う予定であった転送行列法を用いた局在長の計算による頑強性の評価を行う。28年度が最終年度であるため、記入しない。