hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高速・高品質データ転送処理機構を具備した高性能エンドシステムアーキテクチャの研究

また、これらの提案方式を実コンピュータ上へ実装し、詳細なデータ転送実験を行い、本研究において提案した方式が、実ネットワーク上においても有効であることを示した。さらに、Webサーバやプロキシサーバ間のTCPコネクションが利用可能な帯域を、ネットワークに負荷をかけることなく計測し、計測された帯域に応じてデータ転送を行う、エンドホストにおけるインラインネットワーク計測技術についての基礎的検討を行った。その結果、従来の帯域計測方式に比べて使用パケット数を10分の1以下に抑え、十分な精度で利用可能帯域を計測できる方式を提案した。
卓上型高出力超短パルスレーザーを用いたGeV電子加速の研究

GeV級の電子発生のために、具体的に以下の項目を実現することを目的とした。1.10TWレーザー装置の出力及びポインティングの安定化、2.白色プローブパルスによる電子プラズマ波の観測技術の確立、3.長尺キャピラリー中の高強度光パルス伝搬とその観測、及び4.10TW級レーザーによる長尺キャピラリーを用いたGeV級高速電子発生。研究目的の遂行のため、技術的に解決すべき課題と、物理的に明確にすべき課題を克服する必要があり、まずGeV電子発生のための加速長を長尺化する方法として、中空キャピラリーを考案し、そのようなキャピラリーターゲット部の開発を行った。具体的には中空キャピラリーを使ってターゲットチャンバーを2分し、差動排気を行うことで、レーザー集光を行なう側を比較的高真空に、キャピラリーから後の部分を中空ファイバー中のガス密度が十分高くなる程度の圧力に、それぞれ保てるような構造を採用する。また、基本的に1ショットでキャピラリーは破壊されることが予測されるので、アライメントのしやすさや、交換のしやすさを考慮した構造を採用した。電子加速実験までにはいたらなかったものの、内径60ミクロンのガラス中空ファイバーにサブミリジュールクラスのフェムト秒パルスを大気中で伝播させることに成功し、白色光発生に成功した。次に、GeV電子計測のための電子分光器(ESM)を準備するが、実験的に較正された検出器を利用してGeV電子観測ができるように、SPring8の入射用ライナックを利用した検出器イメージングプレートの較正を行った。最後に、物理的課題に対する研究として、白色プローブシステムの開発とガスジェットターゲットを利用したプラズマダイナミクスの観測を試みている。原子力開発機構J-LITE Xレーザーを利用して、既に開発された10fs白色プローブパルスの発生に成功した。なおレーザーシステムの安定化のためレーザー装置のクリーンルーム内設置、最終段増幅器励起用レーザーの増設を完了した。本研究では、出力尖頭値がテラワットを越す10Hzの卓上型レーザー装置で電子プラズマ波を励起して長尺化し、GeVを越す高エネルギー電子ビームを発生することを目的とする。電子プラズマ波でGeV級の電子を加速するには比較的密度の低いプラズマを長距離に渡って励起する必要がある。これは密度の高いプラズマを用いた場合には加速電界の強さは大きくなるものの脱位相距離が短くなり、結果的に到達最大エネルギーがリミットされることによる。GeV級の電子発生には高々10^<18>cm^<-3>程度の電子密度を有する電子プラズマ波をセンチメートル以上に渡って励起する必要がある。このようなことを実現するために、具体的に以下の項目を実現することを目的とした。研究目的の遂行のため、技術的に解決すべき課題と、物理的に明確にすべき課題を克服する必要があり、本年度では次年度のGeV電子発生のための準備と位置付けた研究を行った。まず、加速長を長尺化する方法として、中空キャピラリーを考案し、そのようなキャピラリーターゲット部の開発を行った。

また、基本的に1ショットでキャピラリーは破壊されることが予測されるので、アライメントのしやすさや、交換のしやすさを考慮した構造を採用した。現在、動作チェックを行っている。次に、GeV電子計測のための電子分光器(ESM)を準備するが、実験的に較正された検出器を利用してGeV電子観測ができるように、SPring8の入射用ライナックを利用した検出器イメージングプレートの較正を行った。最後に、物理的課題に対する研究として、白色プローブシステムの開発とガスジェットターゲットを利用したプラズマダイナミクスの観測を試みている。原子力開発機構J-LITE Xレーザーを利用して、既に開発された10fs白色プローブパルスの発生に成功した。次年度に実際の観測を行う予定である。まず、励起用レーザーの技術的課題の解決が昨年からの継続課題として存在するので、ポインティング、出力エネルギー、パルス幅といったレーザーシステムの安定化を目指し、レーザーシステムをクリーンルーム内に設置すべく、実験室の大幅改装を行った。また、最終段増幅器励起用に2J/pulseのQスイッチYAGレーザーを2台準備し、これまで最終段増幅器を励起していたYAGを2段目の励起に使用できるように大幅改造した。この結果2段目直後で200mJ/pulseが楽に得られるようになり、レーザーシステム安定化の一部が完了した。中空キャピラリーによる電子加速に関しては、中空キャピラリーを使ってターゲットチャンバーを2分し、差動排気を行うことで、レーザー集光を行なう側を比較的高真空に、キャピラリーから後の部分を中空ファイバー中のガス密度が十分高くなる程度の圧力に、それぞれ保てるような構造を開発した。直径20ミクロンの中空ファイバーを利用して増幅されたチタンサファイアレーザーパルスを大気中で通過させることに成功した。ミリジュールクラスの超短パルス光を透過させたため、大気中での自己位相変調を誘起し、わずか5ミリの伝搬距離で白色光を発生させることができた。また、航跡場電子加速において、励起レーザーのチャープが発生電子のスペクトルに大きな影響を与えるということが実験的に明らかになった。
膜タンパク質のオルガネラ膜標的化と構造形成システム

細胞膜の中に存在する膜タンパク質が合成され、正しくオルガネラに移行し、形が出来上がるまでの過程を研究した。タンパク質が膜を通り抜ける引き金となるシグナル配列が、タンパク質を引き込む力をも発揮すること、プラス電荷を持っているアミノ酸はタンパク質鎖の膜透過を抑制して、膜を貫く構造を形成するのを助けることなどを明らかにした。また、膜タンパク質が、小胞体以外のオルガネラ膜に行くのを決定するアミノ酸配列があることを発見した。膜タンパク質の機能構造の形成と適切な場所への配置に関わる「機能発現と秩序維持システム」の理解を目的とする。(1)小胞体における膜タンパク質の構造形成の全容を明らかにする。(1)多数のイオンチャネルで見出される正電荷を有する膜貫通セグメントの膜組み込み機構を明らかにする。電位依存性K^+チャネル,及びロドプシンを取り上げる。(2)小胞体トランスロコンの動態を解析する。我々の開発した膜透過を制御できる無細胞膜組み込み実験系によって様々な膜組み込み中間状態を作製し,膜組み込み時の水環境の探査を行う。(3)トランスロコンの機能構造の解明を目指して,膜組み込みが途中停止したリボソーム・新生ポリペプチド鎖・トランスロコン複合体の単離系を確立する。(2)膜タンパク質の小胞体以外のオルガネラへの標的化機構の解明。(1)ミトコンドリアやペルオキシソームに存在するABC輸送体アイソフォームの小胞体回避機構を解明する。(2)これらのABC輸送体アイソフォームの膜組み込みおよび構造形成を小胞体の系と対比しながら明らかにする。(3) C-アンカー膜タンパク質の局在制御と組み込み機構(1)各オルガネラ膜に局在するC-アンカー膜タンパク質の標的化シグナル認識機構を解析する。小胞体での膜蛋白質の構造形成システムについて下記の成果を得た。(1)ストレプトアビジン結合タグ(SBP-tag)とストレプトアビジン(SAV)を使って,ポリペプチド鎖のトランスロコン内での移動を任意に停止・再開できる実験系を確立した。これを駆使し,トランスロコンサブユニットと透過途中のポリペプチド鎖の配置関係を精査した。小胞体トランスロコンはきわめて柔軟で,多数のポリペプチド鎖を収容できると結論した。二つの膜透過孔チャネルが協調的に機能するとする新しいモデルを提唱した。(2)電位依存性K^+イオンチャネルには6つの膜貫通セグメント?が存在する。膜電位センサードメインを形成する4番目のTM(TM4)には正電荷が多数存在する。本年度は,ショウジョウバエのShakeK(v) channelについて,正電荷を有するTM4の組み込みには荷電アミノ酸残基間の相互作用が重要であることを明らかにした。(3)SBP-tagとSAvを用いたタンパク質膜透過制御実験系を駆使して,膜透過駆動作用の定量化に成功した。膜透過の抑制に必要なSAv濃度を滴定し,透過作用を定量化した。(1)膜透過駆動作用はKd=10^<-9>程度のSBP-SAv親和性と拮抗する。(2)シグナル配列に近く,N-末端部分の引き込みとシグナル配列のトランスロコンヘの進入が共役する場合には,駆動作用が大きい。(3)シグナル配列の疎水性部分にプロリン残基を導入すると,N-末端の膜透過作用が低下する。これらを総合して,シグナル配列のトランスロコン内への進入がN-末端の膜透過を引き起こす主要な駆動要因であると結論した。膜蛋白質の生合成と機能構造形成に関して下記の成果を得た。【1】ペルオキシソーム膜タンパク質であるABCファミリーD3アイソフォーム(PMP70)について,(1)最初の膜貫通セグメント(TM1)が小胞体に組みこまれる特性を有すること(2)その組み込みをN末端の短いセグメントが抑制していること,(3)その抑制に5番目のSer残基(Ser^5)が必須であることなどを見出した。特異的なアミノ酸配列が小胞体組み込みを抑制すると結論した。【2】シグナル配列自体がポリペプチド鎖の膜透過駆動作用をもつことを実証した。ストレプトアビジンに結合するペプチドタグ(SBP-tag)とストレプトアビジン(SAv)を用いたポリペプチド鎖膜透過制御実験系を使って,ポリペプチド鎖の膜透過を抑制するのに必要なSAv濃度を滴定し,透過駆動作用を定量化した。(1)シグナル配列に近く, N-末端部分の引き込みとシグナル配列のトランスロコンへの進入が共役する場合には,膜透過駆動作用が大きい。シグナルから離れた部位に対する膜透過駆動作用は近い場合にくらべて弱い。(2)シグナル配列の疎水性部分にプロリン残基を導入すると, N-末端の膜透過作用が若干低下する。これらを総合して,シグナル配列自体が膜透過駆動力を供給すると結論した。【3】SBP-tagとSAvを駆使し,トランスロコンサブユニットと透過途中のポリペプチド鎖の配置関係をさらに精査した。膜透過途上の2本のポリペプチド鎖は親水環境内に保持されていることが明らかになった。膜タンパク質のオルガネラ膜標的化と構造形成システムに関して下記の成果を得た。

【1】アミノ末端ドメインの膜透過をSBP-tagとSAvを使って制御できる実験系を用いて,膜組み込み中間状態にあるシグナル配列や膜貫通配列の環境及びトランスロコンからの離脱を経時的に解析した。シグナル配列は膜貫通トポロジーを形成すると同時に,速やかに脂質環境へ離脱すること,シグナル配列へのPro-変異導入によって疎水性セグメントの膜内での配置が変化すること,それに伴って膜透過駆動作用が低下することなどが判明した。また,膜透過途上の2本のポリペプチド鎖は親水環境内に保持されていることが明らかになった。【2】ペルオキシソーム膜タンパク質であるABC輸送体ファミリーのD3アイソフォーム(PMP70)について,(1)最初の膜貫通セグメント(TM1)が小胞体に組みこまれる特性を有すること,(2)その組み込みをN末端の短いセグメントが抑制していること,(3)その抑制に5番目のSer残基(Ser^5)が必須であることなどを見出した。特異的なアミノ酸配列が小胞体組み込みを抑制すると結論した。【3】シグナル配列自体がポリペプチド鎖の膜透過駆動作用をもつことを実証した。ストレプトアビジンに結合するペプチドタグ(SBP-tag)とストレプトアビジン(SAv)を用いたポリペプチド鎖膜透過制御実験系を使って,ポリペプチド鎖の膜透過を抑制するのに必要なSAv濃度を滴定し,透過駆動作用を定量化した。(1)シグナル配列に近く,N-末端部分の引き込みとシグナル配列のトランスロコンへの進入が共役する場合には,SBP-tagにはたらく膜透過駆動作用が大きい。シグナルから離れた部位に対する膜透過駆動作用は近い場合にくらべて弱い。(2)シグナル配列の疎水性部分にプロリン残基を導入すると,N-末端の膜透過作用が若干低下する。これらを総合して,シグナル配列自体が膜透過駆動力を供給すると結論した。膜タンパク質のオルガネラ膜標的化と構造形成システムに関して下記の成果を得た。【1】小胞体トランスロコンでの新生ポリペプチド鎖の生合成に共役した膜透過を詳細に解析し、疎水性配列から60残基離れた正電荷アミノ酸が膜透過停止の亢進作用を示しうること、その際疎水性配列は一度小胞体膜内腔に露出すること、その後疎水性配列は正電荷の作用によって逆行し膜貫通状態となることを示した。正電荷は疎水性配列から予想以上に離れた状況で膜透過を抑制できると結論した。【2】小胞体での膜透過で、正電荷は疎水性配列の無い条件で膜透過を一時停止できること、LysとArgは同等の作用であること、停止作用は膜表面すなわちトランスロコンの細胞質側で発揮されること、その作用は負電荷の存在で強く抑制されること、その作用は高イオン強度の環境下では発揮されないことなどを明らかにした。正電荷は、単純なクーロン力による相互作用を介して、疎水性配列とは独立して膜透過を抑制する要因であることを実証した。これまで報告されてきた正電荷による膜タンパク質のトポロジー規定作用が統一的に説明可能となった。
環境調和型生活行動計画の評価に関する研究

地球規模での環境問題やエネルギー問題がクローズアップされる中で消費者・生活者が環境調和型の生活様式を実現し、知恵のある豊かさが実感できる地域社会づくりが重要な課題となっているいま、各都道府県は「環境調和型生活行動指針」を策定した。この指針に基づき各都道府県内の市町村は地域特性を生かした具体的な環境調和型生活行動計画を策定し実施している。地球環境への負荷の少ない持続可能な社会生活を実現するためには、環境調和型生活行動の重要度や実施結果を評価した今後の生活行動の指針となるべき尺度が必要である。しかし従来の環境調和型生活行動の評価は、アンケート等による生活行動の重要度で、また生活行動の実施結果の単純集計値等で評価が行われてきた。そこで本研究では環境調和型生活行動各々の重要度を、実施結果に反映させた新たな評価指標を提案した。これによって各行動の重要度と行動のし易さが明らかになり、環境改善のための方策を示すことができる。この指標を鳥取県内の10市町村へ適用し、各町村の環境調和型生活行動に対する関心の度合いと実行状況を評価した。その結果、全体的に住民の環境調和型生活行動に対する意識は高く実行もされていた。しかし行動計画が策定されている町村と策定されていない町村の間に顕著な違いは認められず、策定されている町村住民の行動計画の認知度も低かった。このように本研究は、各々の行動の重要度と実行度を併せることによって環境調和型生活に対する取組みと今後の課題を明確に捉えることのできる評価手法を確立した。企業、個人の行動によって生活環境は悪化の一途をたどっている。そのために環境への負荷の少ない持続可能な社会生活の実現を目指した様々な活動として定義される環境調和型生活行動が要請されており、各都道府県が「環境調和型生活行動指針エコライフ行動指針」を策定して、この指針に基づき都道府県各市町村で、より具体的な環境調和型生活行動が順次策定され実施されている。本研究は、このような環境調和型生活行動を地域全体で評価しようとするもので、本年は(1)評価の基準となる環境調和型生活行動の様々な視点から整理検討を行い、(2)各々の生活行動に客観的な重要度を求めて、(3)実行されている各々の環境調和型生活行動の実態を調査し、(4)個々の市町村における環境調和型生活行動の評価手法を提案して、(5)その妥当性を示すために事例分析を行った。具体的な手順は、各市町村における環境調和型生活行動に関する(a)行政の対応、(b)企業の対応、(c)住民の対応から集計した各々の生活行動の達成度と、別の調査で得られる対応する生活行動の重要度との積和を求めてそれを正規化することで各市町村の環境調和型生活行動評価指標とした。事例分析としてこの評価指標を、既に環境調和型生活行動計画を策定・実施している鳥取県の国府町と東郷町に適用した。その結果、現在の時点では行動計画が出来てまだ日も浅いことから、両町とも環境調和型生活行動の取り組みが不十分であるという結果が得られた。各々の環境調和型生活行動に関する比較も可能で両町の取り組み方の差異を把握できた。今後はさらに客観性を高めた評価指標を探り出し、コスト等をも考慮した評価方法に移行する。地球環境への負荷の少ない持続可能な社会生活を実現するためには、これを目指した様々な活動して定義される環境調和型生活行動の重要度や実施結果を評価した今後の生活行動の指針となるべき尺度が必要である。本研究では昨年度に実施した調査研究に、1997年4月1日から施行された「容器包装に係る分別収集及び再商品化の促進等に関する法律」(容器包装リサイクル法)による分別収集及び再商品化のために行政・企業・住民に義務づけられた事項を加えた。

鳥取県内の市町村における住民の環境調和型生活行動に対する意識及び達成度を調査し、昨年度の研究において提案した評価指標へ適用した。その結果、各市町村の環境調和型生活行動に対する関心の度合いと取り組みの状況を把握できた。特に「容器包装リサイクル法」に関しては、分別収集の細かさ・分かりにくさから徹底されておらず、(1)行政の分別収集の指導・支援、(2)事業者による再商品化技術の開発、(3)住民の分別収集への協力など、行政・企業・住民が一体となったシステムの必要性が確認された。しかし本研究で適用した指標は、環境調和型生活行動の評価の様々な視点の中の一つ(省資源・省エネルギーからの視点の社会的評価)を満たしているにすぎないため、今後はコスト等を考慮した総合的な評価手法への改善を試みる。地球規模での環境問題やエネルギー問題がクローズアップされる中で消費者・生活者が環境調和型の生活様式を実現し、知恵のある豊かさが実感できる地域社会づくりが重要な課題となっているいま、各都道府県は「環境調和型生活行動指針」を策定した。この指針に基づき各都道府県内の市町村は地域特性を生かした具体的な環境調和型生活行動計画を策定し実施している。そこで本研究は、各市町村で取組みの異なる環境調和型生活行動について一律に評価できるような評価手法を提案した。これによって各行動の重要度と行動のし易さが明らかになり、環境改善のための方策を示すことができる。この評価手法を鳥取県内で環境調和型生活行動計画が策定されている7町村(国府町・青谷町・江府町・岸本町・東郷町・佐治村・中山町)と策定されていない3町(気高町・大山町・用瀬町)に適用し、各町村の環境調和型生活行動に対する関心の度合いと実行状況を評価した。その結果、全体的に住民の環境調和型生活行動に対する意識は高く実行もされていた。しかし行動計画が策定されている町村と策定されていない町村の間に顕著な違いは認められず、策定されている町村住民の行動計画の認知度も低かった。このように本研究は、環境コストの範囲を確定することの困難さからコストを考慮した環境調和型生活行動計画の総合的な評価指標の構築には到らなかったものの、各々の行動の重要度と実行度を併せることによって環境調和型生活に対する取組みと今後の課題を明確に捉えることのできる評価手法を確立した。
日本デザイン政策の研究アーカイブの構築

2018年度には、デザイン振興政策アーカイブの情報資料対象範囲・内容の検討・整理に基づき、第1次資料収集整理として、通産省審議会資料、デザイン振興会調査・事業資料を中心に、研究チーム研究者所有資料整理(所属機関保管を含む)、身近な協力者提供資料整理、古書資料探索等を行い、掲載する資料収集整理を行った。主な収集資料はデザイン審議会答申関係、デザイン政策立ち上げ経緯関係、地方産業デザイン開発推進事業関係、デザインイヤー(1973、1989)関係、90年代00年代の各種政策検討調査報告書関係、日本産業デザイン振興会事業記録関係などである。並行してアーカイブWEBシステムの開発・デザインを行った。アーカイブWEBシステムの開発にあたっては、将来的な拡張性も視野に入れ、CMS導入によることとした。そして、収集資料の書誌情報整理、資料デジタル化を進め、2018年度末時点でアーカイブWEB登録資料約220件、うちデジタル情報掲載約120件のデザイン振興政策アーカイブのWEBシステムの具体化に至り、第1次公開(試験運用)準備の段階にある。尚、デザイン振興政策アーカイブには、文献資料検索に加え、10年単位でのデザイン政策の流れがわかる「歩み」のページ、デザイン振興政策資料の見方をガイドする解説情報のページから構成される。2018年度には、当初計画通り、アーカイブWEBシステムの開発体制の構築、システムの開発・デザインが行え、また当初見込んだ資料件数(登録資料約200件、うちデジタル化約100件)に概ね準ずるかたちで約220件の資料登録、うち約120件のデジタル化資料掲載の内容・規模でのデザイン振興政策アーカイブの具体化に到達することができた。現在、2019年度の早い時期にアーカイブWEBの1次公開(試験運用)に向け準備を進めているが、これも概ね当初見込んだスケジュール通りである。2019年度の早い時期に(現時点で5月中旬を予定)、構築を進めてきたデザイン振興政策アーカイブの1次公開(試験運用)を始める予定であり、アーカイブWEBシステムの適切性の検証並びに使用上の改善等を行っていく。アーカーブ掲載情報の充実に向けて、中小企業施策関連、大阪・国デ協関連、名古屋・民活法デザインセンター関連などを中心に、第2次資料収集に取り組んでいく。また、2019年度には、1960年代90年代のデザイン振興政策の企画・実施背景やデザイン政策研究の論点抽出に向けて、当時のデザイン政策・振興事業関係者数名を対象にインタビュー調査の実施を検討している。アーカイブWEBシステムの開発・デザイン及びデザイン政策資料購入のために前倒し請求を行ったが、2018年度のアーカイブWEBシステムの開発・デザイン関係費用が見込んだ金額より少なめに済んだことと、2018年度内の資料収集が手元資料整理、協力者よりの借用が中心となり、資料購入費用が当初見込んだほど膨らまなかったため。次年度使用額はそのまま2019年度のWEB関係、資料購入等に使用する予定である。
偏自己相関を用いた鋼管腐食検出の研究

鋼管(長さ1200mm,外径50mm,内径34mm)の一部を切削することで,腐食による等価断面積変化を模擬し,その管壁断面積の軸方向分布を推定する実験を行った.鋼管の一端にコイルを巻き,これに帯域制限された白色雑音を印可して,磁気歪み効果によって弾性圧縮波を発生させた.管の他端において,レーザードップラー振動計によって端面の振動速度を検出した.この速度信号を計算機に取り込んで偏相関分析を行い,偏自己相関係数から管壁断面積分布を推定した.声道断面積推定の研究によって,偏相関分析に先だって,音源(弾性波発生源)や管終端インピーダンスの影響を補償する処理(逆フィルタリング)が必要であることが分かっている.本研究では,いくつかの逆フィルターを構築して実験を行ったが,声道断面積関数推定の場合と同様に,速度信号のスペクトル概形がなるべく平坦になるような逆フィルターを用いることで,非常に良好な推定結果が得られることが分かった.また,中空の管だけでなく,中実の鉄棒についても全く同じ手法によって断面積が推定できることが分かった.本研究によって,構造材の断面積の軸方向分布を推定して健全な断面積分布と比較することによって,材の腐食を検出するという全く新しい非破壊検査手法が実現可能であることが確かめられた.鋼管(長さ1200mm,外径50mm,内径34mm)の一部を切削することで,腐食による等価断面積変化を模擬し,その管壁断面積の軸方向分布を推定する実験を行った.鋼管の一端にコイルを巻き,これに帯域制限された白色雑音を印可して,磁気歪み効果によって弾性圧縮波を発生させた.管の他端において,レーザードップラー振動計によって端面の振動速度を検出した.この速度信号を計算機に取り込んで偏相関分析を行い,偏自己相関係数から管壁断面積分布を推定した.声道断面積推定の研究によって,偏相関分析に先だって,音源(弾性波発生源)や管終端インピーダンスの影響を補償する処理(逆フィルタリング)が必要であることが分かっている.本研究では,いくつかの逆フィルターを構築して実験を行ったが,声道断面積関数推定の場合と同様に,速度信号のスペクトル概形がなるべく平坦になるような逆フィルターを用いることで,非常に良好な推定結果が得られることが分かった.また,中空の管だけでなく,中実の鉄棒についても全く同じ手法によって断面積が推定できることが分かった.本研究によって,構造材の断面積の軸方向分布を推定して健全な断面積分布と比較することによって,材の腐食を検出するという全く新しい非破壊検査手法が実現可能であることが確かめられた.
鉛(II)イオンの高度分離を目的とするポリエーテル型キレート樹脂の開発

本試験研究では、九州大学(宮島グループ)および新日本製鐵(大賀グループ)と共同で、様々な構造のポリエーテル型ジカルボン酸化合物を合成し、その認識部位の分子構造と鉛(II)イオンの相互作用の相関を明らかにすることで、高性能な鉛(II)イオン分離用キレート樹脂の開発を行うことを目的としている。種々のスペーサー構造を持つジカルボン酸化合物を合成し、その重金属イオンに対する錯形成能を電位差滴定法、NMR法、溶媒抽出法などの方法で評価した。その結果、ポリエーテル型ジカルボン酸認識サイトのスペーサーにエチレン鎖を、ジカルボン酸部位にフェノキシ酢酸を導入した化合物が、銅(II)イオンに対する鉛(II)イオン選択性で800倍という脅威的な値が得られることを見いだした。スペーサーによりリジッドなベンゼン骨格を導入したトリベンゾ型ジカルボン酸化合物を合成した結果、分子内のカルボキシル基簡の行こうな配位構造が阻害され、鉛(II)選択性が著しく減少することがわかった。次にこれらの化合物の疎水性化を目的として、カルボキシル基のα位にヘキシル基からヘキサデシル基までのアルキル鎖を導入した結果、オクチル基を有する化合物が最適コンフォメーションを取り、鉛(II)イオンに対して最も優れた溶媒抽出機能を有することを見いだした。またポリエーテル型ジカルボン酸モノマーを出発原料として、ホルマリン縮重合法によりモノマーの高分子(樹脂)化を行った。この樹脂もモノマー同様に高い鉛(II)選択性を示すが、IVA属元素の中でなまりより錫(II)により高い吸着能を示すことから、ブリキメッキ液中の微量鉛(II)の除去が困難であることが判明した。一方、他の遷移金属の吸着生は極めて低く、鉛(II)、錫(II)に対して極めて有効な吸着剤となることがわかった。また、得られた樹脂は、環境汚染で問題となっているアルキル錫に対しても優れた吸着性能を有することを見いだした。これらの成果は、樹脂のドナン平衡を用いた吸着理論や鉛(II)イオン分離機能を有する機能膜の結果と併せて、13編の論文と2編の著書にまとめている。平成7年度は、種々のスペーサー構造を持つジカルボン酸化合物を合成し、その重金属イオンに対する錯形成能を電位差滴定法、NMR法、溶媒抽出法などの方法で評価した。これまでに報告されている化合物の銅(II)イオンに対する鉛(II)イオン選択性は数倍程度であり、我々が開発した化合物は世界最強の鉛(II)認識化合物と言える。

この認識機構を明らかにするために、^1H-NMRおよびFT-IRによる解析を行い、分子構造の動力場計算結果とあわせて、配位構造の推定を行った。またこれらの分子構造を基に、さらに高選択性ができる化合物として、スペーサーによりリジッドなベンゼン骨格を導入したトリベンゾ型ジカルボン酸化合物の設計に新たに着手している。樹脂の設計においても、鉛(II)イオンの銅(II)イオンに対する選択性が200倍の機能を持つキレート樹脂の開発に成功した。これらの成果は、鉛(II)イオン分離機能を有する機能膜の結果と併せて、4編の論文にまとめている。このほか3編が投稿準備中の段階にある。本試験研究では、九州大学(宮島グループ)およそ新日本製鐵(大賀グループ)と共同で、様々な構造のポリエーテル型ジカルボン酸化合物を合成し、その認識部位の分子構造と鉛(II)イオンの相互作用の相関を明らかにすることで、高性能な鉛(II)イオン分離用キレート樹脂の開発を行うことを目的としている。平成8年度は、平成7年度に引き続き種々のスペーサー構造を持つジカルボン酸化合物を合成し、その貴金属イオンに対する錯形成能を電位差滴定法、NMR法、溶媒抽出法などの方法で評価した。これまでに、ポリエーテル型ジカルボン酸認識サイトのスペーサーにエチレン鎖を用い、ジカルボン酸部位にフェノキシ酢酸を導入した化合物が、優れた鉛(II)イオン選択性を有することを見いだしているが、スペーサーによりリジッドなベンゼン骨格を導入したトリベンゾ型ジカルボン酸化合物を合成した結果、分子内のカルボキシル基簡の行こうな配位構造が阻害され、鉛(II)選択性が著しく減少することを明らかにした。次にこれらの化合物の疎水性化を目的として、カルボキシル基のα位にヘキシル基からヘキサデシル基までのアルキル鎖を導入した結果、オクチル基を有する化合物が最適コンフォメーションを取り、鉛(II)イオンに対して最も優れた溶媒抽出機能を有することを見いだした。またポリエーテル型ジカルボン酸モノマーを出発原料として、ホルマリン縮重合法によりモノマーの高分子(樹脂)化を行った。この樹脂もモノマー同様に高い鉛(II)選択性を示すが、IVA属元素の中でなまりより錫(II)により高い吸着能を示すことから、ブリキメッキ液中の微量鉛(II)の除去が困難であることが判明した。一方、他の遷移金属の吸着生は極めて低く、鉛(II)、錫(II)に対して極めて有効な吸着剤となることがわかった。また、得られた樹脂は、環境汚染で問題となっているアルキル錫に対しても優れた吸着性能を有することを見いだした。これらの成果は、樹脂のドナン平衡を用いた吸着理論や鉛(II)イオン分離機能を有する機能膜の結果と併せて、11編の論文と1編の著書にまとめている。
レドックス制御に基づく関節リウマチの新たな治療法の開発

1.チオレドキシン(TRX)遺伝子導入マウス(TRX-Tg)の抗関節炎効果TRX-TgはC57BL/6バックグラウンドでコラーゲン誘発関節炎に抵抗性であるため、抗II型コラーゲン抗体カクテルを腹腔内投与し関節炎を誘導した。(1)野生型マウス(Wt)では関節炎はday6に100%発症したが、TRX-Tgではday7に一部が発症したのみで関節炎発症の遅延が認められた。(2)関節スコア(16点満点)はWtでは7点14点(平均10点)で四肢関節の発赤・腫脹が著明であった。一方TRX-TgではO点(未発症)2点程度で、たとえ発症しても極めて軽度の発赤・腫脹しか認められなかった。(3)組織学的には、Wtに比べTRX-Tgでは滑膜増殖が軽度であり、関節炎発症過程での関節への好中球浸潤および軟骨破壊も軽度であった。さらにTRX-Tgでは軟骨細胞のアポトーシスが抑制されていた。2.実験関節炎マウスにおけるTRX投与の抗関節炎効果Wtに同様に関節炎を誘導し、誘導初日より連日リコンビナントTRX(rTRX)を腹腔内投与した。rTRX投与マウスにおいてもTRX-Tg同様に、非投与マウスに比べ関節炎の発症は1日遅延した。またrTRX投与により関節腫脹が有意に抑制されたがTRX-Tgに比べてその抑制は軽度であった。以上1、2より、充分量のTRX補充による酸化ストレスの抑制が関節リウマチ(RA)の新規治療となる可能性が示された。3.滑膜細胞のTRX発現に対するアデノシン(Ado)の影響メトトレキサートの抗リウマチ効果のエフェクター分子であるAdoは抗酸化作用を有するので、これがTRXを介するものかを調べるためAdoによるTRX発現変化を調べた。RA患者由来滑膜細胞にAdoを作用させてもTRX蛋白の発現に変化は認められず、Adoの抗関節炎効果は直接TRXを介するものではないと考えられた。本研究は関節リウマチ(RA)の病態における酸化ストレスの関与をin vivoで明らかにし、抗酸化物質を用いたRAの新しい治療法の可能性を明らかにすることを目的としている。1.チオレドキシン(TRX)遺伝子導入マウスにおける実験関節炎発症実験TRX遺伝子導入マウス(TRX-Tg)はC57BL/6バックグラウンドであり遺伝的にコラーゲン誘発関節炎に抵抗性であるため、抗II型コラーゲン抗体カクテルを用いて実験関節炎を誘導し、関節炎スコア・体重・レントゲン像・病理組織学的評価を行った。SPF下で飼育した68週齢の野生型マウス(wt)およびTRX-Tgの腹腔内に、抗II型コラーゲン抗体カクテルをday1,2にそれぞれ4mg投与し、さらにday3にLPS50μgを投与することより関節炎を誘導した。(1)wtでは関節炎はday6にほぼ190%発症したが、TRX-Tgではday7に一部が発症したのみで、関節炎発症日の遅延が認められた。(2)関節炎スコア(16点満点)はwtでは7点14点(平均10点)と

四肢関節の発赤・腫脹が著明であった。一方TRX-Tgでは0点(未発症)2点程度で、たとえ発症したとしても極めて軽度の発赤・腫脹しか認められなかった。(3)組織学的な評価では、滑膜増殖の程度には差が無かったが、関節炎発症過程での炎症細胞浸潤がTRX-Tgではwtに比して軽度であった。2.実験関節炎マウスにおける酸化ストレスの検討酸化ストレスの指標の一つとして、抗酸化分子であるTRXの発現を免疫染色法により検討した。TRX-Tgでは軟骨組織においてTRXの発現が著明で、関節炎による軟骨破壊の抑制に関与している可能性が示唆された。本研究は、関節リウマチ(RA)の病態における酸化ストレスの関与をin vivoで明らかにし、抗酸化物質を用いたRAの新しい治療法の可能性を明らかにすることを目的とした。生体内に存在する抗酸化物質であるチオレドキシン(TRX)を遺伝子導入して高発現させたマウス(TRX-Tg)に抗II型コラーゲンモノクローナル抗体カクテルを投与してリウマチ様関節炎を誘導したところ、野生型マウス(Wt)に比べ発症が数日遅くなり関節炎の程度も有意に低かった。次にWtに関節炎を誘導しTRXを連日投与してその効果を検討したところ、TRX-Tgの場合と同様に有意な関節炎の発症遅延と炎症の軽減が観察されたが、その抗関節炎効果はTRX-Tgに比べて弱かった。組織学的検討から、TRXは関節局所への炎症細胞浸潤を軽減し滑膜細胞増殖を抑制すると同時に関節軟骨細胞のアポトーシスも防ぎ、これらの相乗効果として関節炎ならびに関節破壊を抑制することが明らかとなった。すなわちマウス関節炎モデルにおいてはその発症進展に酸化ストレスが関与しており、十分量の抗酸化物質の投与により関節炎の発症進展が抑制されることがin vivoで示された。RA患者においても酸化ストレスがその病態に関与していることが示唆されているが、今回我々の研究から抗酸化物質が新たな抗リウマチ薬となる可能性が明らかとなった。現在RAの第一選択薬として世界的に臨床応用されているメトトレキサート(MTX)の抗リウマチ作用は細胞外アデノシン(Ado)増加によることが報告されている。Adoは好中球を抑制することからAdoがTRXを介して作用している可能性が考えられるが、今回RA患者由来滑膜細胞株で検討した限りではAdoアナログによるTRXの増加は認められなかった。
ジャック・デリダにおける想像力の問題

本研究の目的は、デリダ哲学における1960年代から1980年代にかけての現象学と精神分析読解の内的連関を解明し、デリダがいかなる「想像力」解釈から自身の哲学的立場を構成しているのかを明らかにすることである。本年度は、ジャック・デリダの想像力の主題系について1960年代から1970年代への移行に焦点をあてつつ、口頭発表、論文執筆および国内外での未刊行草稿の調査、発表をおこない、下記の通りの研究実績が得られた。2018年5月23日にモントリオールで開催された国際学会Derrida Todayにて、生死講義をあつかった共同パネルに参加し、ニーチェ読解を軸に1970年代以降のハイデガー、ヘーゲル的な「存在の歴史」に対する抵抗として「自伝」という主題の解釈を提示した。当時未刊行であった生死講義パネルについては多くの注目が集まり、有益な議論をおこなうことができた。2018年6月25日にサンパウロにおいて開催された国際学会Deleuze Conferenceにて、サルトル、デリダ、ガタリによるジュネ読解を想像力論の観点から比較検討をおこない、また、翌6月27日には同学会招へいパネル発表において、日本におけるポストモダニズム受容とその現代的展開について主体性という観点から発表をおこなった。2019年3月5日にはパリ第10大学で開催されたシンポジウム「パサージュ・フィロゾフィック」において、1970年代の『理論と実践』講義におけるカント読解について発表をおこなった。ここでは、1960年代にハイデガーの「既在」に大きく触発された過去の主題から、1968年の「人間の目的=終焉」における人間学と既在の絡みあいに対する批判を経て、出来事の論理の練り上げの移行していくデリダのカント/ハイデガー解釈の変遷について検討した。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
確率計画問題におけるシナリオ生成法と効率的解法の開発

数理計画法や最適化手法は現実の様々な分野に応用されているが、現実の意思決定問題は、変動要因を含む。不確実性の下での最適化を取り扱う確率計画法に対しては、大規模問題への対応が求められている。確率計画問題が大規模複雑な問題となるのは、問題に含まれるシナリオ数が大規模となるためである。本研究では、確率計画法の理論的な側面の研究を行い、問題に含まれる変動をより正確に表現できるモデリング手法を検討する。効率的なシナリオの生成法と大規模シナリオの縮約を考え、また現実問題では重要である追加投資などを考慮したモデルを開発する。これらのモデルを現実の問題に応用し、同時に効率的な解法を開発することを目的とする。
近代日本文化における<外国人>表象と<日本人>の自己像形成

本年度は、日本人の自己像形成に異人種との交渉がどのような影響を与えたかをジェンダーとセクシャリティの観点から考察した。対象としたのは明治初期の政治小説で、ベストセラーとなった東海散士の『佳人之奇遇』である。『佳人之奇遇』は広範な読者に熱狂的に迎え入れられたが、その大きな要因となったのが、主人公「東海散士」に配される二人の「佳人」が白人女性であるということだった。江戸時代からの伝統的な恋愛パターンとして、「女に慕われる男」は読者に馴染み深いものだったが、女性側を白人としたことは、単に当時の「鹿鳴館的」な風潮にのったものではなく、日本人男性のアイデンティティ形成に大きな意味をもつ。それは、『佳人之奇遇』が書かれた理由であり、最大のテーマとする、欧米による帝国主義・植民地主義批判と国権発揚と、全世界的に共有されていた白人を頂点とし黒人を底辺とする差別化した階層的人種観との関係が、中国白話小説の「才子佳人」ものという枠組みをふまえた登場人物の人物造形に大きく関わっていたからである。ファノンのいう「承認としての愛」、すなわち白人女性に愛されることによって、自分が白人の愛に値する人間であることを確認するという被植民者側のアイデンティティのありかたが、地理的歴史的限定を考慮してもこの『佳人之奇遇』という作品とそれを支えた読者たちの共通認識に通底していると考えられる。近代国家としての基礎形成にあたる時期に多数の読者を獲得した本作品は、帝国主義が世界を席巻した時代における日本人男性のアイデンティティ形成に人種主義がいかなる干渉をしたか、また、「優越人種」との性的ファンタジーがナショナルな主体に果たす役割といういまなお考えつくされていない新たな課題を提出している。以上の過程から、ナショナリズムとジェンダー・セクシャリティの関わりをより広い視野において見直す必要が出てきた。今後の研究は主にこれらの観点から行われる予定である。
海底コントロールソースを用いた電気伝導度構造調査法の開発

昨年度までに試作した高精度磁力計・耐圧容器などに新たに試作する電位差計を組み合わせて、小型・高精度の海底電位差磁力計(OBEM)を試作し、水槽での沈降・浮上試験を実施した。その結果、仕様通りの性能であることが確認された。またOBEMに取り付けられている長尺の電極アームを自己浮上時に折りたたむ方式を考案し、これが有効に働くことを水槽実験により確認した(特許申請予定)。完成したOBEMの実海域試験を平成17年1月に相模湾初島沖において実施した。洋上より水深1500mの海底へ投入し、ROVハイパードルフィンによって着底姿勢を確認したところ、非常に安定して水平に着底していることが確認された。また厚く積もった泥にOBEMが埋もれることなく着底していることも確認された。約2週間、OBEMを海底に設置した後に自己浮上により本器を回収することに成功した。回収されたデータについては、従来のOBEMによって得られたものよりも高いサンプリングレートで高品質のものが得られたことを確認した。これによって、コントロールソースを用いた電磁探査法を用いる際の受信機については完成したと考えられる。一方、前年度に引き続いて、海底電磁場の数値計算プログラムを人工電磁場探査用に再構築した。その結果、地震波反射面などのシャープな物性境界をインバージョン中に取り入れつつ、観測データを最もよく説明する最適な電気伝導度モデルの構築に成功した。これによって、従来から電磁探査法の弱点といわれていた「対象層の電気伝導度と層厚を同時には決めにくい」という性質について、地震学的情報を活用することである程度克服できるめどが立ったといえる(以上については、物理探査学会2004年秋期講演会にて報告済み)。完成したインバージョンコードのうち、一部分を活用して、南海トラフ沈みこみ帯や跡津川断層の電気伝導度構造の構築を行った(EPS誌およびPEPI誌に掲載)平成14年度は人工電流源装置およびケーブルウィンチを海洋科学技術センター調査船「かいれい」に搭載し、実海域で人工電流の通電試験を行った。実海域試験はKR02-14航海においてマリアナトラフ中軸部付近(水深約3500m)で実施された。本実験でもっとも問題となるのはケーブルウィンチの耐電流特性であった。従って準備段階として、ケーブルウィンチのうちで、コネクターなどを大電流通電可能なものへ換装した。さらに、通電時のウィンチドラム内部での温度上昇予測値およびケーブル絶縁体の温度特性に基づいて、同ケーブルウィンチに対する最大通電可能電流値を見積もった。実海域試験においては、ウィンチドラム内部にプローブ型温度計を装着して温度を測定することで、最大電流値の予測の妥当性を検討した。その結果、予測最大電流値を通電した場合でもケーブルウィンチ内部の温度上昇は大幅に小さいことがわかり、本システムを用いることで、人工電磁探査を行うのに十分な大電流を海中に通電可能であることが判明した。結果としては、ダイポール長4000mの人工ソースに対して、約10Aの電流を10時間連続して通電することができた。今回の実海域試験では人工電流装置側に制限があったため、10Aが上限値であったが今後はより大電流での通電を実施する予定である。また平成14年度には熊本県三角半島にて、平成15年度に実施予定の人道電流受信装置の実海域試験地域を実地見学した。本地域は熊本大学によって海底電気探査が行われており、本研究で新規開発を行う人工電磁探査システムの試験海域としては最適である。さらに熊本大学での研究打ち合わせによって、本地域の比抵抗構造は、陸からの淡水と海からの海水の混合によって支配されており、潮汐によって比抵抗構造が変化することが分かった(この結果は未発表。現在熊本大学で研究論文を作成中)。このため平成15年度の海域試験では、単なる機器の動作試験のみならず、時間変動する比抵抗構造の検出が本システムで可能かどうかの議論も行う予定となった。平成14年度に実施した人工電流源の動作試験(調査船かいれいKR02-14航海)で得られた、電流通電時のケーブル温度の変動や電流電圧値の変動のデータをまとめ、既存のウインチおよびケーブルを用いた人工電流探査時の通電方法を確立した(物理探査誌に投稿準備中)熊本県三角半島付近の浅海(八代海)において、部分的に試作が出来た海底電位差磁力計を使用して、自然の電磁場変動の測定試験を行った。結果としては、地磁気変動によって地下に誘導された電位差変動の記録に成功した。測器のノイズレベルは十分に低く、人工電流探査時の受信機としての性能を十分要することが確認できた。また、潮の干満に伴う大きな自然電位変動を記録することが出来た。データ解析は進行中であるが、この自然電位変動は、潮汐変動に伴う海底湧水量の変動を反映したものであると考えられる。平成14年度より引き続いて、海底電磁場の数値計算プログラムを人工電磁場探査用に再構築を実施した。特に、海水層や海底地形を含むような3次元的な電気伝導度構造に対して、任意の(複雑な)電流ソース形状から発される直流電場分布の計算が可能となった。

またOBEMに取り付けられている長尺の電極アームを自己浮上時に折りたたむ方式を考案し、これが有効に働くことを水槽実験により確認した(特許申請予定)。完成したOBEMの実海域試験を平成17年1月に相模湾初島沖において実施した。洋上より水深1500mの海底へ投入し、ROVハイパードルフィンによって着底姿勢を確認したところ、非常に安定して水平に着底していることが確認された。また厚く積もった泥にOBEMが埋もれることなく着底していることも確認された。約2週間、OBEMを海底に設置した後に自己浮上により本器を回収することに成功した。回収されたデータについては、従来のOBEMによって得られたものよりも高いサンプリングレートで高品質のものが得られたことを確認した。これによって、コントロールソースを用いた電磁探査法を用いる際の受信機については完成したと考えられる。一方、前年度に引き続いて、海底電磁場の数値計算プログラムを人工電磁場探査用に再構築した。その結果、地震波反射面などのシャープな物性境界をインバージョン中に取り入れつつ、観測データを最もよく説明する最適な電気伝導度モデルの構築に成功した。これによって、従来から電磁探査法の弱点といわれていた「対象層の電気伝導度と層厚を同時には決めにくい」という性質について、地震学的情報を活用することである程度克服できるめどが立ったといえる(以上については、物理探査学会2004年秋期講演会にて報告済み)。完成したインバージョンコードのうち、一部分を活用して、南海トラフ沈みこみ帯や跡津川断層の電気伝導度構造の構築を行った(EPS誌およびPEPI誌に掲載)
中山間地域農業構造の地域性と第三セクターを中軸とした農業支援システムに関する研究-後退型の中国山地展開型の東北水田型中山間地域とに関する比較研究-

平成7年度の本研究では、東北、北陸、四国、中国、九州など各地域における農林地保全管理を目的とした農村第三セクターや農協主導型の農業生産法人等の実態調査をおこない、そこでの経営的諸課題などを分析してきた。まず、東北では福島県昭和村や金山町における農協主導型の農業生産法人を中心にそこでの水田管理の手法を整理した。北陸では、中頸城地域における水田保全型第三セクターの動向を整理した。また中魚沼郡津南町における開発造成畑地を管理する目的で設立され、将来の農地の実質的所有まで視野に入れた新たなスタイルの農地保有合理化法人(町農業公社)の実態とその評価をおこなった。中国では農業公社による農地管理の先発地域である広島県において、県当局の第三セクターに対する誘導方向について整理し、新潟県との興味ある対比をおこなうことができた。四国では愛媛大学において、地元の林業代行型第三セクターの評価問題について知見をうけることができた。最後に九州では、熊本県における水田管理問題について分析をおこない、現場での新たな第三セクターの必要性について考察を進めた。これ以外に、長野県、秋田県、北海道などの実態調査もおこない、そこでの中山間水田管理問題や新たな地域農業振興課題について整理した。以上の調査結果は、平成7年度の農村計画学会における講演や、農業経済研究などでの発表(予定)において公開する予定である。
熱中性子ビームの高輝度化の研究

高配向度膜を高速で作成するために、ヘリコンスパッタ装置(日本真空技術(株)製)を導入した。予算の関係上、カソ=ドは3基設置可能なところを2基にし、そのうちの1基は強磁性材料もスパッタ可能な仕様となっている。ヘリコンスパッタ方式は、従来のスパッタ方式と比較して、ターゲットと基板の間の距離が長く、平行性の高いプラズマビームを生成できるため、配向度の高い膜作製の可能性が高いとして、この機種を選定した。納入直後、1基のカソード部に真空漏れが発生し、スパッタ装置の立ち上がりが、3ヵ月ほど遅れた。その後、同型装置の基本設計に欠陥が判明し、無償の改修工事が行なわれた。そのため全体計画は約1年遅れている。現在は、装置の慣らし運転および、運転技術の研修を兼ねて、単体金属膜を作製している。今までにわかったことを以下にまとめる。詳しくは、膜作製条件と配向性との関係を系統的に調べた後に、発表する予定である。銅、クロム、鉄およびゲルマニュームの膜をシリコン単結晶面上に作製した。予想通りエピタキシャル成長と比べて、1桁程度高速で膜が作製出来ることがわかった。作製した膜を4軸型x線回折装置を用いて配向性を評価した。その結果、銅に関しては、配向性はほとんど認められなかった(ただし作製条件を、広範囲に変化させてはいない)。しかしクロムの場合には、高い配向性が認められた。0.2度以下の拡がりで、原子面の配向が得られた。この角度分散は、現在X線や中性子回折実験に用いられているパイロリティックグラファイトを上回るものであり、今後、膜作製条件の吟味などにより、より配向性の高い膜が作製できる可能性がある。本研究は2年計画で当初の目的を達成する予定である。本年度はその1年目であり、当初の研究計画は以下の通りである。1)配向膜作製装置の導入と立ち上げ当初の予定通り、日本真空技術(株)製のヘリコンスパッタ装置を導入した。予算の関係上、カソ=ドは3基設置可能なところを,2基にして導入した。そのうち1基に真空漏れを発見し、スパッタ装置の立ち上がりが、3ケ月ほど遅れた。しかし現在ではほぼ、仕様通りの性能を示している。2)単体金属および合金の配向性膜の製作現在は、装置の慣らし運転および、運転技術の研修を兼ねて、単体金属膜を作製している。銅、クロムおよび鉄の膜をシリコン単結晶の(1,1,1)面上に作製した。予想通りエピタキシャル成長と比べて、1桁程度の高速で膜作製が出来る。3)配向性膜の評価作製した、金属膜を東北大学理学部に設置されている4軸型単結晶x線回折装置を用いて配向性を評価した。その結果、銅に関しては、配向性はほとんど認められなかった。体心立方構造の(1,1,0)面が、約0.4度の角度以内に配向していることがx線回折で明かになった。この角度分散は、現在X線や中性子回折実験に用いられているパイロリティックグラファイトに匹敵するものであり、今後膜作製条件の吟味により、より配向性の高い膜が作製できる可能性がある。結果は体心立方構造の(1,1,0)面の配向性が面心立方構造より高いことを示しているが、本研究以前に報告されていたアモルファス金属基板に関する結果とは大きく異なっている。作製した膜を用いて、SQUID磁化測定装置により、膜の磁気特性を評価し、配向特性との相関や磁気特性の膜厚依存性などを調べている。

高配向度膜を高速で作成するために、ヘリコンスパッタ装置(日本真空技術(株)製)を導入した。予算の関係上、カソ=ドは3基設置可能なところを2基にし、そのうちの1基と強磁性材料もスパッタ可能な仕様となっている。ヘリコンスパッタ方式は、従来のスパッタ方式と比較して、ターゲットと基板の間の距離が長く、平行性の高いプラズマビームを生成できるため、配向度の高い膜作製の可能性が高いとして、この機種を選定した。納入直後、1基のカソード部に真空漏れが発生し、スパッタ装置の立ち上がりが、3ヵ月ほど遅れた。その後、同型装置の基本設計に欠陥が判明し、無償の改修工事が行なわれた。そのため全体計画は約1年遅れている。現在は、装置の慣らし運転および、運転技術の研修を兼ねて、単体金属膜を作製している。今までにわかったことを以下にまとめる。詳しくは、膜作製条件と配向性との関係を系統的に調べた後に、発表する予定である。銅、クロム、鉄およびゲルマニュームの膜をシリコン単結晶面上に作製した。予想通りエピタキシャル成長と比べて、1桁程度高速で膜が作製出来ることがわかった。作製した膜を4軸型x線回折装置を用いて配向性を評価した。その結果、銅に関しては、配向性はほとんど認められなかった(ただし作製条件を、広範囲に変化させてはいない)。しかしクロムと鉄の場合には、高い配向性が認められた。なお同機種の装置を用いて、日本真空技術の研究所が作製した、鉄とクロムの人口格子では、約0.2度の拡がり内で、原子面の配向が得られた。この角度分散は、現在X線や中性子回折実験に用いられているパイロリティックグラファイトを上回るものであり、今後、膜作製条件の吟味などにより、より配向性の高い膜が作製できる可能性がある。