hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
脊髄の虚血再灌流障害に対するポストコンディショニングの効果

ラットに12分の脊髄虚血を負荷するモデルを用いて痙性麻痺に対してポストコンディショニングが有用であるか否かを検討した.虚血解除後に30秒間の虚血・30秒間の再灌流を3サイクル加えるポストコンディショニングをおこなったところ,コントロ-ル群に比較して虚血解除後の5日間の運動機能は有意に改善した.脊髄標本を作製し,組織学的に検討したところ運動細胞が温存されていることが確認された.ラットに12分の脊髄虚血を負荷するモデルを用いて痙性麻痺に対してポストコンディショニングが有用であるか否かを検討した.虚血解除後に30秒間の虚血・30秒間の再灌流を3サイクル加えるポストコンディショニングをおこなったところ,コントロ-ル群に比較して虚血解除後の5日間の運動機能は有意に改善した.脊髄標本を作製し,組織学的に検討したところ運動細胞が温存されていることが確認された.平成18年度は,主として脊髄虚血モデル作りをおこなった.Wistar系雄性ラット(350g)の左大腿動脈より2Frのバルーンカテーテルを挿入し,逆行性に進め左鎖骨下動脈分岐直下でバルーンを膨らませることにより大動脈を閉塞させる.同時に,あらかじめ右総頚動脈に挿入したカテーテルから自然脱血をおこない,収縮期血圧は40mmHg程度に低下させることにより,側副血行路からの血流も遮断する.目標とする運動麻痺の状態として,i)完全麻痺(下肢が弛緩している),とii)痙性麻痺(下肢は伸展硬直していて随意運動ができない)を想定し,虚血時間の調節によりそのような状態が作成できるか否かを検討した.その結果,以下のような結果を得た.1)10分間以下の虚血では,麻痺はおこらない.2)12分間の虚血では,多くが痙性麻痺となる.3)14分間の虚血では,完全麻痺となる.痙性麻痺を確実に作るためには,さらに虚血時間と虚血中の体血圧の調節の組み合わせを検討する必要がある.また,他施設の研究者より傍脊柱筋の温度に注意する必要があるとの助言を得たので,この筋肉温をモニターし,確実にモデルが形成される条件を確立したい.これらのモデルが確立した後,計画に従いポストコンディショニング効果を確認していく.平成18年度は,主にラットを用いたモデルの構築をおこない,虚血時間の調節と脱血により,痙性麻痺,弛緩性麻痺を作成することが可能となった。平成19年度は,脊髄虚血に対してポストコンディショニングの効果があるか否かを確認する実験をおこなった。Wistar系雄性ラット(350g)の左大腿動脈より2Frのバルーンカテーテルを挿入し,逆行性に進め左鎖骨下動脈分岐直下でバルーンを膨らませることにより大動脈を閉塞させ同時に,あらかじめ右総頚動脈に挿入したカテーテルから自然脱血をおこなうことにより脊髄虚血を負荷する。12分間の虚血により痙性麻痺となるので,コンドロール群では12分間の虚血後直ちに虚血を解除し,脱血した血液を返血する。ポストコンディショニング群では,虚血解除後,20秒の灌流と20秒の再虚血のサイクルを3回負荷した。運動神経の麻痺は,Motor-deficit-indexで評価した(0点:完全麻痺,5点:麻痺なし)。結果(median rangeにて表記),コントロール群(n=8)では,0(0-3)であったのに対して,ポストコンディショニング群(n=8)では5(3-5)であり,ポストコンディショニング群では,コントロール群よりも虚血負荷時間が長いにもかかわらず,MDIは有意に改善を示した。平成20年度は,この効果を組織学的に検証するとともに,その機序に関する研究を追加して実施していく予定である。胸腹部大動脈瘤に対する人工血管置換術など胸部で大動脈遮断が必要な手術における重篤な合併症の一つに対麻痺があり,その発生率は6.68.3%と言われている.近年,心筋細胞において,虚血再灌流の直後に短時間の虚血と再灌流を繰り返すことにより心筋細胞の壊死が減少することがいわれ,ポストコンディショニングと名付けられた.本研究では,脊髄の虚血再灌流障害に対してポストコンディショニングが有効であるかを検証した.Wistar系雄性ラットを用い,大腿動脈よりバルーンカテーテルを挿入し,左鎖骨下動脈分枝直下でバルーンを拡張させることにより脊髄虚血モデルを作成した.ラットを無作為に2群に分け,コントロール群では12分間の脊髄虚血を行い,ポストコンディショニング群では12分間の脊髄虚血解除後に20秒間の再遮断・20秒間の再灌流を3サイクルをおこない,ポストコンディショニングとした.虚血再灌流後5日間の下肢の運動機能を評価し,その後,腰椎レベルでの脊髄標本を作製し観察した.虚血再灌流後0.5, 1, 2, 3, 4, 5日での下肢の運動機能は,何れの時点でもポストコンディショニング群で有意に良かった.脊髄のHE染色では,コントロール群では白質の空胞化が目立ち,ニッスル染色でも細胞の死滅が目立った.一方ポストコンディショニング群では,これらの変化が少なかった.以上より,脊髄虚血による対麻痺に対し,ポストコンディショニングはその発生を予防できる可能性が示唆された.
プラスチドの形成とその分子生物学

光エネルギ-を利用する植物の生産工場としての葉緑体の研究は葉緑体DNAの全構造の解明以来、急速に進展した。葉緑体と同一の起源体であり、同じゲノムをもつプラスチド(クロモプラスト、アミロプラスト、プロプラスチド、エチオプラスト等)がどのように形成され、どのような制御機構によって、異なった機能発現に至るか、分子生物学的に捉らえようという目的で2年間の研究を行って来た。平成4年2月20日(土)、金沢KKR加賀にオブザ-バ-を含めて12名が集まり、2年間の研究成果の集約が行われた。その結果、計画された目標はほぼ全面的に達成され、ある面では計画以上の成果も得られている。以下に幾つかを列挙する。(1)核支配のプラスチド・タンパク質の多くは多重遺伝子族でコ-ドされ、それぞれがプラスチド形成に伴って異なった発現制御を受け、プラスチド内へと輸送されることがタンパク質レベルと遺伝子レベルで示された(長谷、和田)。これら多重遺伝子の出現が植物の器官分化の進化的時期と一致するらしいことも免疫抗体を用いた実験から示唆された(和田)。オオムギ根の単離プラスチドの酵素系の詳細な検討からこのプラスチド内ではNADPHの生成から亜硝酸の還元まで完結され得ることが確認された(王子)。(2)二重シリコン・オイル遠心分離法を新たに考案し、分離アミロプラストの内膜にあるadenylate translocatorがデンプン生合成の前駆体ADPGを直接取り込むこと、ADPGの生合成には特異的にスクロ-ス合成酵素がkey enzymeとして働いていることが実証された(赤沢)。(3)光やホルモン・バランスを変え、自由にコントロ-ルできるニンジン根形成層からのカルスを用い、遠山はプロプラスチド→葉緑体→プロプラスチドの変換を電顕的に促らえることに成功した。(4)プラスチド内でおこる脂肪酸合成にかかわる酵素三種のcDNA解析を行い、グリセロ-ルー3ーリン酸アシルトランスフェラ-ゼに関してはcDNAをタバコに導入し、葉緑体脂質の不飽和度を変え、低温耐性を変えることに成功した(村田)。(5)その他、プラスチド遺伝子の発現調節の機構の一つ、遺伝子の発現調節領域のメチル化がさらに詳細に調べられ、メチル化はその他の制御領域でも起こっていることが分かり、シロイヌナズナの系で自殺遺伝子の利用という新しい方法が作られた(小林)。プラスチドへのタンパク質の膜輸送や(渡辺)、プラスチドのいくつかの不明遺伝子(ORF)の解析が行われた(大山、佐々木)。また、プラスチド構成タンパク質の多型の研究からいくつかの遺伝子の上流域に三つの特異的な反復配列を発見し、このようなシス因子がプラスチド変換時のシグナル伝達に関与している(小保方)可能性が示唆された。

また、プラスチド構成タンパク質の多型の研究からいくつかの遺伝子の上流域に三つの特異的な反復配列を発見し、このようなシス因子がプラスチド変換時のシグナル伝達に関与している(小保方)可能性が示唆された。太陽光エネルギ-を利用した植物の有機物生産の場である葉緑体と同一の起源体であるプラスチド(クロモプラスト、アミロプラスト、プロプラスチド、エチオプラスト等)がどのように形成され、どのような制御の違いによって、これらプラスチドの発現機構が異なるのか、分子生物学的に捉らえようという目的でスタ-トしている。今年度は平成2年10月20日(土)、名古屋大学農学部に全員集合し、プラスチド単離のワ-クショップを開き、各分担者がこれまで行って来た研究に基礎を置き、世界のプラスチド研究の動向を参考に今後の方針を出し合って討議した。2月末での今年度の研究成果を集約した。その結果、研究は実施計画に掲げられた4点に沿って順調に進められている。各プラスチド間でのDNAの同一性はほぼ固まりつつあり、プラスチド変換の形態的研究もプロトプラストの培養による新しい方法によって、より簡便に進められる可能性が生れた。また、各種のプラスチドに共通して存在する核ゲノム由来のイソタンパク質の消長はプラスチドのそれと連動することもタンパク質レベルで確かめられ、今後、遺伝子レベルでのその制御メカニズムの研究が期待される。特筆すべきは、(1)アミロプラスト内包膜に局在するアデニレ-ト・トランスロケ-タ-が証明され、ADPーグルコ-スの取り込みとデンプン生合成の関係が詳細に研究できる見通しであること、(2)プラスチド内の不明遺伝子の1つ<Zfp A>___ー(Zinc fingermotifをもつ)の発現は光りに依存しない、constitutiveなもので、葉緑体のみならず、他のプラスチドでも常に発現していること、(3)遺伝子発現のプラスチドにおける差はDNAのメチル化によると示唆されて来たが、それは転写開始の阻害であり、プロモ-タ-領域の塩基のメチル化であること、(4)葉緑体のイソタンパク質の詳細な解明から、植物組織間、または複合体間でイソタンパク質の構成は均一なものでなく“イソ複合体"すら存在する可能性が出て来たことなどである。平成2年度の成果を引き継ぎ、プラスチド遺伝子と核支配のプラスチド・タンパク質の選択的発現をタンパク質およびDNAの両面から調べ、プラスチド・タンパク質の多くは多重遺伝子族でコ-ドされ、それぞれがプラスチド形成に伴って、異なった発現制御を御け、プラスチド内へ輸送され、アッセンブリ-されることが明らかになった(和田、長谷)。例えばフェレドキシンは光誘導を受ける光合成型イソタンパク質と光に無関係なイソタンパク質とがあり、これらは細胞又は器官分化とともに発現調節を受ける。さらにフェレドキシン依存性の酵素類の発現も同調的調節を受ける。これら多重遺伝子の出現が植物の器官分化の進化的時期と一致するらしいことも、フェレドキシン-NADP^+還元酵素の免疫抗体を用いた実験から示唆された。また、赤沢はこれまで広く用いられてきたSilicon oil遠心分離法を改良した二重silicon oil法で、分離アミロプラストの内膜にあるadenylate translocatorがデンプン生合成の前駆体ADPGを直接取り込むこと、ADPGの生合成には特異的にスクロ-ス合成酵素がkey enzymeとして働いていることを実証した。このことは20年来の教科書的に事実とされていた事柄の改編を意味するものである。
分子活性化再結合による非接触水素プラズマの構造変化

水素分子が介在した分子活性再結合(Molecular ActivatedRecombination:MAR)による非接触プラズマの構造変化を実験的に調べた。分子活性化再結合の主な反応過程は,である。ここで、A^+はプラズマイオンを表す。以下に得られた成果をまとめる。1)ヘリウムプラズマに水素ガスを導入し、電子-イオン再結合から分子活性化再結合への遷移過程を調べた。水素ガス導入量を増やしていくと、電子-イオン再結合に伴う高励起準位からの発光が消失することが観測された。一方、プラズマ粒子束は水素ガス導入量に対して単調に減少しており、水素ガス導入量が多い領域では分子活性化再結合が主な粒子損失過程であることが実験的に明らかになった。さらに、プラズマ密度と導入水素流量の二次元空間上で、電子-イオン再結合と分子活性化再結合の存在領域が実験的に初めて明らかになった。2)上記の遷移過程は衝突輻射モデルを用いて計算した分子活性化再結合の速度係数を考慮した流体コードによる解析によって再現することができた。さらに中性ガス流の解析を行い、ガス排気の違いよって水素分子の沿磁力線方向分布が極めて大きく影響を受けることが明らかになった。平成11年度の結果を以下にまとめる。直線型ダイバータプラズマ模擬試験装置NAGDIS-IIにおいて,非接触プラズマに分子活性化再結合による非接触水素プラズマの構造変化について調べた。1)非接触オウラズマの分光計測によるプラズマパラメータの計測のために、積分球を用いた光学系絶対校正を行った。校正された光学系を用いて、非接触再結合プラズマからの輻射再結合に伴う発光を計測し、その波長分布から電子温度を算出し、さらに絶対強度からプラズマ密度を求めた。非接触プラズマ中での電子温度は0.3eVと極めて低く、さらに電子密度は1×10^<19>m^<-3>であった。2)ヘリウムプラズマに水素ガスを導入し、分子活性化再結合が非接触プラズマ形成に与える影響について調べたところ、同じ水素分圧で、分子活性化再結合が主な非接触プラズマと衝突輻射再結合が支配的な非接触プラズマ状態とが観測された。これは一種の分岐現象と考えられる。今後分岐の条件について調べていく予定である。3)分子活性化再結合に対する水素同意体効果について検討を行った。水素に比較して重水素は負水素イオンの生成の反応断面積が小さいため、分子活性化再結合の速度係数が小さいと考えられる。今後重水素ガスを用いた実験により、検証していく予定である。
パフォーマンスモニタリングとネットワークによる情報型適応制御系設計に関する研究

本研究では,出力のみをフィードバックする制御手法(出力フィードバック)に基づく制御系の制御性能評価に基づく再設計法および出力フィードバックに基づく複数のサンプリング(マルチレート)によるネットワーク制御系設計法についてそれぞれ個別に基礎研究を行った.さらに,それぞれで得られた制御系設計法の基礎的な結果に対する理論的拡張を行い,制御性能評価に基づく制御手法およびネットワーク制御系設計法を融合させた情報型適応制御手法の体系化について検討した.本研究では,出力のみをフィードバックする制御手法(出力フィードバック)に基づく制御系の制御性能評価に基づく再設計法および出力フィードバックに基づく複数のサンプリング(マルチレート)によるネットワーク制御系設計法についてそれぞれ個別に基礎研究を行った.さらに,それぞれで得られた制御系設計法の基礎的な結果に対する理論的拡張を行い,制御性能評価に基づく制御手法およびネットワーク制御系設計法を融合させた情報型適応制御手法の体系化について検討した.平成21年度は,出力フィードバックに基づく制御系のパフォーマンスモニタリングを用いた再設計法および出力フィードバックに基づくマルチレートによるネットワーク制御系設計それぞれに対して個別に理論的検討を中心に基礎研究を行った.具体的には,以下の項目に対して,理論的検討を行った.1パフォーマンス評価を用いた出力フィードバック制御系の再設計に関する基礎研究システムが概強正実(ASPR)であるとき,適応出力フィードバックにより安定化可能であり,ロバストかっ高精度な制御系が設計できることがこれまで明らかになっているが,このASPR性は,実システムに対し大変厳しい条件であることが知られている.この問題の最も有効な解決策として,並列フィードフォワード補償器(PFC)を併用した設計法が提案されている.ここでは,パフォーマンス評価を用いたシステムの再設計手法の検討のひとつとして,1回の実験結果のみを用いたモデルフリーな制御器のみでなくPFCを含んだ制御系全体の設計手法に関する基礎的かつ理論的研究を行った.2マルチレート手法を用いたネットワーク出力フィーダバック制御系設計に関する基礎研究ネットワーク制御系は,ネットワーク通信により,情報を得たり,制御したりするシステムであるが,通信遅延やパケットロスなどのさまざまな問題が指摘されている.ここでは,マルチレート手法を発展させた部分的に出力の検出できないシステムに対する出力推定器を用いる手法による制御系設計法の理論的研究を行った.平成22年度は,前年度得られた制御系設計法及びマルチレート手法によるネットワーク制御系設計法の基礎的な結果に対する理論的拡張を行い,パフォーマンスモニタリングおよびネットワーク制御系設計法への拡張について検討を行った.具体的には(1)パフォーマンスモニタリングとネットワーク制御手法を融合させた情報型適応制御手法の体系化21年度に検討したパフォーマンス評価を用いたシステムの再設計手法の検討のひとつとして,1回の実験結果のみを用いたモデルフリーなFRIT手法を用いたPFCを含んだ制御系全体の設計手法をパフォーマンスモニタリングによる適応制御系設計に拡張し,モデルフリーな制御器のみでなくPFCを含んだ制御系全体を適応設計する設計手法に関する検討を行った.また,得られた設計条件や数値シミュレーションにより把握できた設計上の問題点等を考慮し,理論的再検討を行った.さらに,21年度に検討したマルチレート手法を発展させた部分的に出力の検出ができないシステムに対する出力推定器を用いる制御系設計法を各サンプリングで出力が非一様にサンプリングされる非一様なマルチレート手法に拡張し,ネットワーク制御系設計法への拡張について検討を行い,パフォーマンスモニタリングとネットワーク制御手法を融合させた情報型適応制御手法の体系化について検討した(2)数値シミュレーション・実験による検証開発したそれぞれの手法の有効性および実用性を数値シミュレーションおよび2タンクシステムによる実際の実験により検証した平成23年度は,前年度までに得られた制御系設計法及びマルチレート手法によるネットワーク制御系設計法の基礎的な結果に対するさらなる理論的拡張を行い,パフォーマンスモニタリングとネットワーク制御手法を融合させた情報型適応制御手法の体系化について検討した.具体的には,1パフォーマンス評価を用いたシステムの再設計手法の検討のひとつとして,1回の実験結果のみを用いたモデルフリーなFRIT手法を用いたPFCを含んだ制御系全体の設計手法をパフォーマンスモニタリングによる適応制御系設計に拡張し,制御器のみでなく制御系全体をモデルフリーに適応設計する設計手法に関する検討を行った.さらに,これまで検討してきた適応マルチレート手法を発展させた部分的に出力の検出ができないシステムに対する出力推定器を用いる制御系設計法を各サンプリングで出力が非一様にサンプリングされる非一様なマルチレート手法に拡張し,ネットワーク制御系設計法への拡張について検討を行った.これらの結果に基づき,パフォーマンスモニタリングとネットワーク制御手法を融合させた情報型適応制御手法の体系化について検討した.2さらに,開発したそれぞれの手法の有効性および実用性を数値シミュレーションおよび実験室レベルの実験装置により検証した.実験は,(1)タンクプロセスによる制御実験および(2)磁気浮上システムによる制御実験を行った.タンクプロセスによる制御実験では,人為的にパケットロスを発生させることにより,既存の実験装置においてネットワーク制御系を仮想的に実現し,新しく構築したマルチレート手法によるネットワーク制御手法の有効性および実用可能性の検証を行った.また,磁気浮上システムによる制御実験では,構築したモデルフリーな制御系設計手法の有効性および実用可能性を検証した.
脂肪特異的Creg1-Tgマウスを用いる褐色脂肪化とメタボリック症候群改善の検討

本研究では、独自に樹立した脂肪組織特異的に分泌糖タンパク質であるCREG1の発現が誘導されるトランスジェニックマウス(aP2-CREG1-Tgマウス)を用いて、CREG1が生体内で褐色脂肪化促進因子として機能し、抗肥満作用を示すことを明らかとした。加えて、高脂肪食摂取による食餌誘導性肥満の条件下では、肝臓や血中におけるトリグリセリドやコレステロール等の脂質レベルの蓄積がTgマウスで抑制されている傾向があり、インスリン抵抗性等にも改善が認められた。本研究で得られた結果より、CREG1が肥満をはじめとする様々な生活習慣病態の改善に寄与する多機能性の内分泌因子である可能性が示唆された。褐色脂肪細胞は中性脂肪の燃焼により熱産生を行う特殊な細胞であり、脂肪組織における褐色脂肪の分化誘導促進が肥満やメタボの予防・治療に効果的であることが明らかとなってきた。申請者らは、褐色脂肪細胞への新規分化誘導因子として内分泌糖タンパク質であるCreg1の同定に成功し、褐色脂肪化におけるCreg1の分子機能についてインビトロ及びインビボにおける検証を進めてきた。本研究では、生体内におけるCreg1の褐色脂肪化への影響及びメタボ病態の改善作用を詳細に検討するため、脂肪組織特異的にCreg1の発現が誘導されるトランスジェニック(Tg)マウスを独自に樹立した。平成28年度は、Tgマウスの褐色脂肪組織の活性レベルが野生型マウスと比較して有意に上昇していることを見出し、加えて白色脂肪組織においても褐色脂肪のマーカーであるUCP1の発現上昇を確認することに成功した。また高脂肪食で飼育したCreg1-Tgマウスでは、褐色脂肪化の促進に伴い有意な体重の増加抑制効果が認められ、インスリン抵抗性等の糖代謝能力に関しても改善傾向が認められた。これらの結果は、Creg1が生体内においても褐色脂肪の分化誘導因子として機能しており、Creg1の発現誘導によりメタボ病態の改善が期待されることを示唆している。初年度の解析では、Creg1がマウス生体内においてメタボ改善に寄与する因子であるという大変興味深い結果を見出すことに成功したが、一方でCreg1が褐色脂肪細胞の分化誘導を促進する詳細な分子メカニズムの解明には至らなかった。初年度の解析では、独自に樹立した脂肪組織特異的Creg1-Tgマウスを駆使し、Creg1が生体内においても脂肪組織の褐色脂肪化を促進し、抗肥満作用及びメタボ改善効果を発揮する新規の内分泌因子である可能性を示唆する興味深い結果を得ることに成功した。加えて本研究では、Creg1が褐色脂肪細胞の分化誘導を促進する分子機構を解明するため、Creg1と相互作用する分子の探索を進めているが、初年度の解析では相互作用分子の同定には至らなかった。よって、本研究は、おおむね順調に進展していると思われる。申請者らは、褐色脂肪細胞への新規分化誘導因子として内分泌糖タンパク質であるCreg1の同定に成功し、褐色脂肪化におけるCreg1の生理的役割について検証を進めてきた。本研究では、生体内におけるCreg1の褐色脂肪化への影響及びメタボ病態の改善作用を詳細に検討するため、脂肪組織特異的にCreg1の発現が誘導されるaP2-Creg1トランスジェニック(Tg)マウスを新規に樹立した。平成28年度は、Tgマウスの褐色脂肪組織及び白色脂肪組織において、褐色脂肪のマーカーであるUCP1の発現が上昇していることを明らかにした。また60%高脂肪食を投与することにより食餌誘導性肥満を誘導した実験では、野生型のマウスと比較して、Tgマウスでは体重抑制効果が確認され、肥満に伴うインスリン感受性の低下等も改善されていることを明らかとした。初年度の成果は、Creg1が培養細胞を用いたインビトロの実験系だけでなく、生体内においても褐色脂肪の分化誘導因子として機能していることを示しており、生体内のCreg1発現レベルを上昇させることにより、様々な生活習慣病態の改善が期待される大変興味深い結果であった。最終年度は、食餌誘導性肥満のマウスの脂肪組織及び肝臓について組織学的な解析を行い、野生型マウスと比較して、Tgマウスの脂肪組織では有意に褐色脂肪化が促進されていることを明らかにした。加えて、これらのマウスについて呼吸代謝解析を行い、褐色脂肪を活性化させた条件下では、Tgマウス群において酸素消費量が上昇していることを見出した。また、Creg1が核内移行によりUCP1の転写制御を行っている可能性を示唆する結果を得ることにも成功した。初年度は新規に樹立した脂肪組織

特異的Creg1-Tgマウスを効果的に活用し、生体内におけるCreg1の生理機能の一端を解明することに成功した。平成29年度は、引き続きCreg1-Tgマウスを利用してCreg1の脂質代謝や糖代謝における機能を検証していく予定である。またインビトロの実験系においては、野生型マウスと比較してCreg1タンパク量が多いことが期待される若齢Creg1-Tgマウスの脂肪組織から単離した初代培養細胞を活用し、褐色脂肪化に関わるCreg1との相互作用分子を探索する予定である。またこれを足掛かりとして、Creg1が褐色脂肪化を促進する分子メカニズムの解明を目指す。分子病態学
高圧力下での氷とCCl_4結晶の成長ダイナミクスとパターン形成

本研究で着目してきたのは、界面の運動法則が界面自身の性質(形状や微視的構造)のみにより決定され、界面の外の部分(非局所拡散場)によらない「界面律速モデル」に従う結晶成長である。結晶に特有な界面構造の異方性のみが界面の運動を支配する場合には、界面の発展方程式は1階の線形微分方程式になり、その解は容易に得られる。界面の法線方向速度関数として、結晶成長の素過程を考慮した、さまざまな非等方関数形を与えると、多様な成長・融解パターン解が得られる。界面律速モデルは実験的には、熱平衡に近いところでゆっくり成長する場合、および速い成長でも周囲の拡散場が有効になる前の成長初期段階に適用できる。本研究では、2次元的に成長および融解する氷とCC14を用いて実験観測を行い、得たデータを界面律速モデルで解析し、パターン形成について以下のことを明らかにした。(1)ファセットと曲面が共存する滑らかな初期結晶は、小さい駆動力でゆっくりと成長を始めると、成長直後にファセット端に曲率の不連続点Shockが発生する。成長とともに曲面の平均曲率は減少する。(2)氷の融解形は成長形とは非対称に発達する。ラフニング温度以上では、曲面の曲率発展が融解と成長では増減が逆になる。ラフニング温度以下では、成長形は6角板になるが、これを融解させると6つの角から融け始め、12角形の過渡形を経て、30°回転した6角形を示す。界面の成長速度を決定するプロセスとして、環境相から界面へ分子の輸送(拡散)と界面で結晶相へ分子の取り込みがある。拡散律速と界面律速である。両方の過程がつながって分子が結晶へ組み込まれて行く。本研究では界面律速成長する実験系として氷結晶を用い,実験観測と簡単な数値計算を行った。取り扱いを単純化するために、曲面で囲まれた2次元結晶の成長を考え、界面局所曲率の効果が無視できる程度に大きいサイズ(>10μm)に着目する。これは私たちが研究してきた、高圧力下の水からプリズム面のラフニング温度(-16°C)以上で、ラフ方位に2次元成長する氷結晶を扱うことに相当する。2次元氷結晶は曲面で囲まれているが、全体としては六方対称性を維持しながら、相似的に成長した。a軸方向の平均曲率の時間発展を初期曲率を変えて測定した。曲率は初期曲率によらず、時間とともに単調減少し一定値に漸近した。この傾向は界面幾何モデル理論とよく一致する。成長素過程を詳しくみるために、幾何モデルによるシミュレーションを行った。ラフ界面の成長速度として、弱い六方異方性をもつ関数形を与え、円形からスタートしたとき、形と曲率の時間発展を計算した。その結果、実験で得られた相似成長と局所曲率の時間発展をうまく再現することができた。本研究はラフ方位に2次元成長する氷結晶を用いて、界面律速成長(幾何)モデルの実験検証を行い、その妥当性を明らかにした。高圧力下にある氷Ih/水の平衡曲線(氷Ihの融解曲線)を精密に測定した結果、氷Ihの新しい結晶相を発見した。この研究の発端は1998年、温度をパラメータとして氷が成長も融解もしない、一定のサイズを保持する平衡圧力を観測したところ、得られた氷/水平衡曲線上に不連続点(約-160°C,1600 bar)が存在することを見出したことにある。すなわち、-16°Cで小さな圧力ジャンプの存在、および全体が1本の滑らかな曲線というより不連続点を境に2本の曲線からなるらしいことが分かっていた。今年度再び、詳細な観測を行った結果、以下のことが明らかになった。氷Ihの融解曲線は1本ではなく、約-8°C,900 barから分岐する多くの準平行な曲線群からなる。

普通の氷Ihの融解曲線より融点の高い側に、新しい氷Ihの融解曲線群が存在する。現在までに見つけた最高融点の氷は、2000 barで3°C、3000 barでは6°Cだけ普通の氷より高い値をもつ。この氷は、1000 barまでは普通の氷と同じ融点であるが、高圧力になるにつれ融けにくくなる。新しい氷Ihの構造と物性の研究は来年度の課題になるが、水分子の重心(酸素配置)ばかりでなく、配向(水素配置)まで秩序化した氷結晶ではないかと考えている。昨年度に引き続き、圧力制御による氷Ih/水の平衡曲線(氷Ihの融解曲線)の精密測定を行った。その結果、昨年示唆した、「氷Ihの融解曲線は1本ではなく、-8°C,900barから分岐する数多くの準平行な曲線群からなる」との結論は間違いであり、1本の滑らかな曲線であることがわかった。融解曲線上には不連続点(変曲点)は存在しない。融解圧力と温度の関係は3次関数できれいに表現できることを示した。私たちが10年来取り組んできた「氷結晶の基底面は融点まで原子レベルで平らであるが、プリズム面はラフニング転移を起こし、荒れる」ことをより確かするために、同位体D_2OについてもH_2Oと同様な観測を行った。D_2O分子はH_2O分子より重いので、D_2O氷を融かすにはより大きな熱エネルギーを必要とするために、その融点は大気圧下で+3.8°Cへずれることが知られている。圧力を加えたとき、D_2O氷の融解曲線はH_2Oのものを、約+4°Cだけ平行移動した3次関数であること実験的に確かめた。プリズム面のラフニング点もH_2O氷の、-16°C(1600bar)より高い温度に出現することが対応原理から予想されるが、観測の結果、約-14°C(1800bar)と決定した。
液体クラスターイオンビームを用いたスピントロニクス材料の表面改質・加工

本研究はエレクトロニクス分野においてシリコン等半導体材料に対して高い加工能力を示す液体クラスターイオンビームを、スピントロニクス分野で用いられる材料加工に応用することを目的とする。液体クラスターイオンビーム照射装置にマグネトロンスパッタ蒸着装置を増設し、真空を保ったままで成膜と加工を行うことが出来る装置を開発した。この装置を用いて金属薄膜を作製し、液体クラスターイオンビームの一種であるエタノールクラスターイオンビームを照射し加工能力を調べたところ極めて高いスパッタ率を示し、応用可能性を確認することが出来た。本研究は、エレクトロニクス分野において半導体材料等に対して高い加工能力、酸化膜形成能力、表面平坦化能力を示す液体クラスターイオンビームを、より高度な微細加工能力が要求されるスピントロにクス分野に応用することを目指している。そこで、平成27年度には、これまで液体クラスターイオンビームの半導体材料等に対する照射効果の研究に用いていた既存の液体クラスターイオンビーム照射装置に、スピントロニクス分野で用いられる材料の薄膜を作製する部分を追加し、作製した膜を大気中に取り出すことなしに、液体クラスターイオンビーム照射を行うことができる装置を作ることを目標として研究を行った。新しく薄膜を作成する部分を付加するために、成膜用真空槽の選定を行いこれに設置可能なスパッタ源を選定し購入した。この際、多層膜の作製が可能であるように一つの真空フランジに2本のスパッタガンが収められ、スパッタされた原子が供給される軸を調整可能なものを選定した。さらに、磁性材料の成膜が可能であるように十分な強度を持つ磁石を備えたスパッタガンを選定した。スパッタ源用の電源としては高周波電源を選定した。本研究では水クラスターイオンビーム等の照射により薄膜の酸化について研究する予定であるが、高周波電源を用いることにより絶縁材料を薄膜材料とした成膜も可能になると考えられる。また、成膜時のガス供給用のマスフローコントローラー及び成膜時の全真空領域で使用可能な真空計を購入し、成膜に向けての準備を行った。外国為替相場において円安になったことと、研究経費が減額されたことにより、当初計画していたスパッタ源、スパッタ用電源、マスフローコントローラー、膜厚計等の購入が難しくなった。一方、研究目的を達成するためには磁性材料の成膜、多層膜の成膜が可能なスパッタ源は不可欠であったので、再選定を行った。スパッタ源を選定しなおした結果、当初の計画よりも小型で、2本のスパッタガンから多層膜の成膜が可能なスパッタ源を、ほぼ当初予定していた金額で購入することができた。一方スパッタ用の電源として当初は豊富な実績のあるDC電源を購入する計画であったが、高価であることと、研究計画上、薄膜材料として絶縁材料を用いることが可能な方が柔軟性のある研究を行うことができると考え、低コストの国産高周波電源を選定した。膜厚計を購入する計画であったが、予算上困難であったため、既存の装置で使用中の膜厚計を流用することにした。また、マスフローコントローラーも低コストのものに変更した。これらの選定に当初の予定よりも時間を要したが、平成27年度中に一通り準備をすることができた。クラスターイオンが固体表面に衝突する際、高温高圧な反応場が形成されるため、多原子分子を材料とする液体クラスターイオンビームを照射すると、様々な化学反応の寄与が期待される。これまで液体クラスターイオンビームが半導体等の材料に対して高い加工性能、酸化膜形成効果、表面平坦化効果を示すことが報告されている。本研究では、この液体クラスターイオンビーム技術を、スピントロニクス分野で用いられる材料に対する表面改質、表面加工に応用することを目指している。平成28年度は、平成27年度に選定、購入したスパッタカソード、スパッタ用高圧電源、マスフローコントローラー等を用いて成膜を行い、液体クラスターイオンビームの加工性能に関する予備的な測定を行った。初めに水晶振動子を用いた膜厚モニターを校正するために、マグネトロンスパッタリング法により作製した薄膜の質量膜厚をラザフォード後方散乱法を用いて測定した。また、形状膜厚(幾何学的膜厚)を触針式表面形状測定装置を用いて測定した。この他作製した薄膜についてエックス線回折による結晶構造の評価を行った。さらに、原子間力顕微鏡を用いて表面モルフォロジー及び表面粗さの評価を行った。次に液体クラスターイオンビームによる加工性能について評価するために、液体クラスターイオンビームの作製した薄膜に対するスパッタ率を測定した。また、液体クラスターイオンビームを用いた加工時の薄膜表面へのダメージを評価するために、原子間力顕微鏡を用いて、液体クラスターイオンビーム照射後の薄膜表面の表面粗さを測定した。平成27年度にスパッタカソードやスパッタ用電源等を選定したが、選定にあたり為替変動等の影響により当初予定していたものは購入が困難であったため、検討の結果、異なった性能のものを選定した。これによりスパッタカソードの直径が減少したため、磁性材料の膜を作製する際の条件が、当初想定していたものと異なった。このため、当初予定していたよりも小さな厚みのスパッタターゲットを銅製のバッキングプレートにインジウムを用いてボンディングすることにより対応した。この対応により磁性材料の薄膜を作製することができた。また、スパッタカソードの冷却配管が外れる不具合が生じたが、再接続することにより対応した。成膜に用いたスパッタ用高圧電源、マスフローコントローラーも当初予定していたものと異なっていたが、良好に動作した。

また、膜厚計についても既存の膜厚計の水晶振動子のみを交換して使用を試みたところ、ラザフォード後方散乱法等を用いた校正と組み合わせることにより良好に使用することができた。さらに、エックス線回折を用いた結晶構造の評価を行った。本研究はエレクトロニクス分野においてシリコン等半導体材料に対して高い加工能力を示す液体クラスターイオンビームを、スピントロニクス分野で用いられる材料加工に応用することを目的とする。クラスターイオンビームを固体表面に照射すると、クラスターが固体表面に衝突した領域に高温・高圧の反応場が形成されることが報告されている。このためエタノールやアセトン等、多原子分子の液体をクラスター材料として用いた液体クラスターイオンビームを固体表面に照射すると、衝突時に形成される高温・高圧の反応場中でクラスターを構成する分子と固体表面原子との間で化学反応が生じ、高効率な表面加工が実現できることが期待される。そこで金属薄膜を作製し、これに液体クラスターイオンビームを照射することにより、金属薄膜に対する液体クラスターイオンビームの照射効果について調べた。この際、成膜直後の清浄で活性な表面が大気中の酸素分子や水蒸気に触れると、薄膜表面に酸化層等スパッタ率が小さな層が形成され加工能力に影響を及ぼす可能性がある。そこで液体クラスターイオンビーム照射装置にマグネトロンスパッタ蒸着装置を増設し、真空を保ったままで成膜と加工を行うことが出来る装置を開発した。マグネトロンスパッタ蒸着装置には2本のスパッタカソードを設け、製膜と照射を交互に繰り返すことにより液体クラスターイオンビームの照射効果を利用した多層膜の作製を可能にした。この装置を用いて金属薄膜を作製し、液体クラスターイオンビームの一種であるエタノールクラスターイオンビームを照射し加工能力を調べたところ極めて高いスパッタ率を示し、応用可能性を確認することが出来た。また、多層膜を作製し、本装置を用いて多層膜の作製が可能であることを確認した。液体クラスターイオンビーム照射装置にマグネトロンスパッタ蒸着装置を増設し、真空を保ったままで成膜と加工を行うことが出来る装置を開発した。平成27年度に選定、購入したスパッタ源、高周波電源その他を用いてスピントロニクス分野で用いる材料の薄膜を作製し、液体クラスターイオンビーム照射が及ぼす効果について評価する。はじめに磁性体膜を作製し、基本的な量である液体クラスターイオンビームによるスパッタ率を測定したい。クラスターイオンビームとしてはエタノールクラスターイオンビームおよびアセトンクラスターイオンビームを用いる予定である。これをふまえて、表面平坦化処理の条件を検討し、表面平坦化効果の評価を行いたい。
酸化物系ナノヘテロ複合体による高反応活性イオン-電子カップリング反応場の構築

本研究では,ナノ空間設計に基づく金属/イオン-電子混合伝導体/イオン伝導体からなるヘテロ接合・接触界面を作製し,その電子構造,電気化学反応特性,イオン輸送特性を実験的に明らかにするとともに,理論的解析によりナノヘテロ界面の機能設計指針を得ることを目的としている.当初予定を一部変更して,硫化物系を含むヘテロ界面の持つ多様な電気化学機能について幅広く検討した.(1)様々な電子分光測定を利用して,酸化物系ヘテロ接触界面の表面準位・界面準位,真空表面におけるバンド屈曲を検討し,多くの酸化物系ではギャップ内準位のキャリア密度によってバンド屈曲の状況が決定されることを示した.d-,f-電子系酸化物の場合,表面準位は02p→Mmd/nfの電荷移動反応により決定され,これがNdをドープしたCeO_2の自由表面のバンドクランプの主な要因であると推定するとともに,その他の酸化物系についても同様の機構であると推定した.(2)Cu+/hole混合伝導体であるCu_2Sを利用してCu/Cu_2S/Metal(C,Cu,Au,ITOなど)という構成の2電極非対称セルを構成し,その電気化学特性を調べた.伝導イオン種を含まないブロッキング電極側では電圧の印加にともなって電気化学的分極が生じ,優勢な欠陥である銅イオン空孔濃度が変化する.これにより電子欠陥濃度が変調されるNonstoichiometry-lnduced Carrier Modification現象に基づいたキャリア変調モデルを提案し,実験結果を解析した.これを酸化物系に展開して実験的に追求し,イオン移動が生じる系では一般的に生じている現象であると結論した.(3)第1原理(ab-initio)分子動力学計算を行い,金属/プロトン伝導体/気相の三相界面付近における水素・水の反応をシミュレートした.本研究では,ナノ空間設計に基づく金属/イオン-電子混合伝導体/イオン伝導体からなるヘテロ接合・接触界面を作製し,その電子構造,電気化学反応特性,イオン輸送特性を実験的に明らかにするとともに,理論的解析によりナノヘテロ界面の機能設計指針を得ることを目的としている.当初予定を一部変更して,硫化物系を含むヘテロ界面の持つ多様な電気化学機能について幅広く検討した.(1)様々な電子分光測定を利用して,酸化物系ヘテロ接触界面の表面準位・界面準位,真空表面におけるバンド屈曲を検討し,多くの酸化物系ではギャップ内準位のキャリア密度によってバンド屈曲の状況が決定されることを示した.d-,f-電子系酸化物の場合,表面準位は02p→Mmd/nfの電荷移動反応により決定され,これがNdをドープしたCeO_2の自由表面のバンドクランプの主な要因であると推定するとともに,その他の酸化物系についても同様の機構であると推定した.(2)Cu+/hole混合伝導体であるCu_2Sを利用してCu/Cu_2S/Metal(C,Cu,Au,ITOなど)という構成の2電極非対称セルを構成し,その電気化学特性を調べた.伝導イオン種を含まないブロッキング電極側では電圧の印加にともなって電気化学的分極が生じ,優勢な欠陥である銅イオン空孔濃度が変化する.これにより電子欠陥濃度が変調されるNonstoichiometry-lnduced Carrier Modification現象に基づいたキャリア変調モデルを提案し,実験結果を解析した.これを酸化物系に展開して実験的に追求し,イオン移動が生じる系では一般的に生じている現象であると結論した.(3)第1原理(ab-initio)分子動力学計算を行い,金属/プロトン伝導体/気相の三相界面付近における水素・水の反応をシミュレートした.本研究では,金属・合金薄膜または酸化物/酸化物系電子(ホール)-イオン混合伝導体から構成されるヘテロ界面において期待されるナノイオニクス効果の特性を電子分光法による電子構造解明とマクロ的な性質である電気化学的特性との相関を明らかにして,ヘテロ界面の新しい化学機能制御の概念であるナノイオニクス現象の基礎特性の解明と機能設計を目指している.本研究では,これまで本研究者らが用いてきた高エネルギー物理研究機構のシンクロトロン放射光施設に設置された軟X線吸収/発光分光法に加えて,新たに本年度東京理科大学に導入された逆光電子分光を利用して,Sc(p-型)およびNb(n-型)をドープしたSrTiO_3(p-,n-STO),p型-O^<2->/H^+イオン混合導電体であるYbをドープしたBaCeO_3等の酸化物系混合伝導体を対象として,自由表面付近に形成される空間電荷層の解明,特に表面準位を決定する要因について検討を加えた.さらには表面のフェルミ準位付近の電子構造,酸化物表面に形成した蒸着膜の電子構造解明を行った.前者では励起X線入射角を変化させたときの軟X線分光スペクトルの変化に着目し,情報の脱出深さの相違を利用した表面電子構造解析の可能性を検討した.軟X線分光法では蛍光測定と励起電流測定の両者を比較し,(1)充分な精度で表面とバルクの電子構造の相違を観察できること,(2)フェルミ準位シフト測定による表面付近のバンドベンディングの観察が可能であることがわかった.(樋口,山口)一方,In-Au合金(オーミック接合)/酸化物(NbドープSrTiO_3)/Au(非オーミック接合)ヘテロ接合非対称セルを用い,ヘテロ界面の電気容量測定を交流インピーダンス法により測定し,ショットキー障壁高さを温度の関数として求めている(尾山,山口)

下条はab-initioMD法を用いて,酸化物上の水の表面吸着およびプロトン溶解過程の動力学と局所的な電子構造を検討し,優先反応サイト,すなわち水の溶解反応を支配する部分中和反応における酸点および塩基点の起源をミクロな視点で解明しつつある.本研究では,精密に制御されたナノ空間設計に基づくイオン-電子混合伝導体/イオン伝導体からなるヘテロ接合・接触界面を作成し,その電子構造と電気化学的反応特性を実験的に明らかにするとともに,理論的解析により基礎特性を解明し,表面活性型ナノヘテロ複合体の設計指針を得ることを目的としている.(1)ヘテロ界面構造の形成(樋口,山口):今回酸化物薄膜と金属薄膜を同一チャンバ内で連続して作製できるRFスパッタ装置を設計・製作した(山口).一方,既存のレーザーアブレーション装置(樋口)を用いてペロブスカイト関連構造を有する酸化物の多結晶/単結晶膜を成膜しその電子構造を調べた.尾山は金属アルコキシドを用いたゾル-ゲル法合成を利用してスピンコート成膜法によるプロトン伝導性ペロブスカイト酸化物BaZrO_3膜の合成法を行い,n型STO上のエピ成長膜合成の条件を見出した.(2)ヘテロ界面の電気化学測定(山口,尾山):作製した2層膜のフラットバンド電位測定を試み,電気化学的な障壁高さと表面電荷の関係を求めるとともに,電子分光法により表面準位の特徴を調べた.(3)酸化物表面準位と吸着ガス層の影響(樋口,山口):光電子分光法により表面/界面の電子構造を評価する.高エネルギー研究機構の光電子分光装置と軟X線発光・吸収分光装置と東京理科大に設置した逆光電子分光装置を利用して,真空自由表面の価電子帯付近の電子構造,表面準位を決定した.NdをドープしたCeO_2の表面準位がCe^<3+>-O^-とCe^<4+>-O^<2->間の原子価揺動であることを明らかにした.(4)界面構造緩和・電子構造の計算(下条):ab-initio分子動力学シミュレーションを利用して,固体欠陥化合物表面におけるガス分子の吸着・表面反応の微視的機構を明らかにした.本研究では,精密に制御され棚の空間設計に基づくイオン-電子混合伝導体/イオン伝導体からなるヘテロ接合・接触界面を作製し,その電子構造と電気化学反応特性を実験的に明らかにするとともに,理論的解析により基礎特性を解明し,表面活性型ナノヘテロ複合体の設計指針を得ることを目的としている.(1)ヘテロ界面構造の形成(樋口,山口):RFスパッタ装置により金属薄膜電極を設置した酸化物複合体を試作した.特に電子伝導性透明電極であるITO on Glass電極上,または炭素電極上にCu^+/hole混合伝導体であるCu_2Sおよび金属銅電極をスパッタにより成膜して非対称電極からなるドライセルを作製した.一部の試料は,金属銅電極の電気化学的硫化反応によりCu2S膜を形成し,種々の対向グリッド電極をスパッタにより形成した.(2)ヘテロ界面の電気化学測定(山口,尾山):Cu^+/hole混合伝導体であるCu_2Sを利用してCu/Cu_2S/Metal(C, Cu, Au,ITOなど)という構成の2電極非対称セルを構成し,その電気化学特性を調べた.伝導イオン種を含まないブロッキング電極側では電圧の印加にともなって電気化学的分極が生じ,優勢な欠陥である銅イオン空孔濃度が変化する.これに伴って電子欠陥濃度が変調されるNonstoichiometry-Induced Carrier Modification
有限体上のタウ関数によるBCH-Goppa符号の復合法の開発

平成11年度は本科研費の援助のもとで合計16件の研究発表と研究打ち合わせ国内出張を行った。うち9件は研究代表者が企画した「可積分系合宿セミナー」および「離散可積分系に関する最近の話題研究集会」における講演者への出張依頼である。また、研究代表者は当研究課題に関連した研究発表のための外国出張1件、アメリカ合衆国から研究打ち合わせのための招聘研究1件をそれぞれ行った。さらに、研究代表者が指導する大学院学生によるプログラミング補助を得て、タウ関数解をもつ可積分系によるアルゴリズムの数値実験を行った。以上の研究活動へのサポートを感謝する。この研究課題に関連して平成11年度には次の進展があった。まず、前年度開始した戸田分子とは異なる連分数展開や直交多項式に関連する可積分系の基礎研究を継続し、離散時間離散空間上のSchur flowを導出して、有限体上の戸田分子のタウ関数によるBCH-Goppa符号の復合法と同じ計算量O(N^∧2)の連分数計算法を与えた。この結果については現在投稿中である。さらに、類似の離散方程式modified KdV方程式を用いて代数方程式の解を計算するアルゴリズムを定式化した。この結果は投稿後直ちにInverse Problems誌において受理され2000年に出版の予定である。また、これまでの研究成果をレヴュー論文にまとめシステム制御情報学会誌に報告した。平成9年度は本科研費の援助のもとで合計19件の研究発表と研究打ち合わせ国内出張を行った.そのうち13件は研究代表者が企画した「ワークショッブ可積分系と情報理論」講演者への出張依頼である.また,研究代表者は当研究課題に関する研究発表と研究打ち合わせのための外国出張を行った.さらに,代表者の教室に数値シミュレーション用計算機l台とプリンタを購入し,大学院学生によるプログラミング補助を得て復号化アルゴリズムの数値実験を行った.以上の研究活動へのサポートを感謝する.この研究課題に関連して平成9年度には次の進展があった,まず,代表者によるモーメント問題に基づく,BCH-Goppa符号の復号法(1996)の計算量を逓減するため有限体上の有限戸田分子方程式,すなわち,QDアルゴリズムによる復号化を定式化し,Goppa符号を含む多くの具体例で実際に復号化できることを確かめた.この結果を「法政大学情報理論講演会」において発表した.また,有限体上の有限戸田分子のダイナミクスを考察し,保存量をもつこと,体の位数またはその約数を周期とする周期軌道をもつこと,周期とBCH-Goppa符号の復号化と対応するかどうかは保存量の値によって完全に分類されることなどを解明した.この結果について「ワークショップ可積分系と情報理論」にて公開した.さらに,有限戸田分子のLax行列の固有ベクトルの第l成分とBCH-Goppa符号のエラーの値の関連について考察した.平成10年度は本科研費の援助のもとで合計8件の研究発表と研究打ち合わせ国内出張を行った.そのうち5件は研究代表者が企画した「可積分系合宿セミナー」および小研究会「ロトカ・ボルテラ方程式/複雑系と可積分系の分水嶺」における講演者への出張依頼である.また,研究代表者は当研究課題に関連した研究発表のための外国出張を行った.さらに,大学院学生によるプログラミング補助を得てタウ関数型可積分系によるアルゴリズムの数値実験を行った.以上の研究活動へのサポートを感謝する.この研究課題に関連して平成10年度には次の進展があった.まず,有限体上の有限戸田分子のダイナミクスに関して,保存量をもつこと,体の位数またはその約数を周期とする周期軌道をもつこと,連分数展開を通じて計算量0(N^Λ2)のBCH-Goppa符号の復号化アルゴリズムを与えることなどをまとめてPhysicsLetters A誌のNonlinear Science部門に投稿したところ,オリジナリティの高い結果と審査され,論文“Dynamics of the finite Toda molecule over finite fields"として出版された.さらに,戸田分子とは異なる連分数展開や直交多項式に関連する可積分系の基礎研究を開始し,離散時間離散空間上のmKdV方程式を導出して,やはり計算量0(N^Λ2)の連分数計算法を与えることを発見した.

このアルゴリズムの性質や復号法への応用に関する研究は平成11年度も継続する予定である.平成11年度は本科研費の援助のもとで合計16件の研究発表と研究打ち合わせ国内出張を行った.うち9件は研究代表者が企画した「可積分系合宿セミナー」および「離散可積分系に関する最近の話題研究集会」における講演者への出張依頼である.また,研究代表者は当研究課題に関連した研究発表のための外国出張1件,アメリカ合衆国から研究打ち合わせのための招聘研究1件をそれぞれ行った.さらに,研究代表者が指導する大学院学生によるプログラミング補助を得て,タウ関数解をもつ可積分系によるアルゴリズムの数値実験を行った.以上の研究活動へのサポートを感謝する.この研究課題に関連して平成11年度には次の進展があった.まず,前年度開始した戸田分子とは異なる連分数展開や直交多項式に関連する可積分系の基礎研究を継続し,離散時間離散空間上のSchur flowを導出して,有限体上の戸田分子のタウ関数によるBCH-Goppa符号の復号法と同じ計算量O(N^2)の連分数計算法を与えた.この結果については現在投稿中である.さらに,類似の離散方程式modified KdV方程式を用いて代数方程式の解を計算するアルゴリズムを定式化した.この結果は投稿後直ちにInverse Problems誌において受理され2000年に出版の予定である.また,これまでの研究成果をレヴュー論文にまとめシステム制御情報学会誌に報告した.