hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
母子世帯の労働と福祉の地域的展開に関する調査研究

これまでの外国研究から、近年、ひとり親や生活困窮世帯に対する親支援(ペアレンティング)が重視される傾向がみられることから、その政策動向の背景や意義および問題点について検討する準備を開始した。母子世帯の支援団体および岩手ひとり親家族支援・地域連携会議の関係者に協力をお願いし、カナダの親支援プログラムNobody's Perfectの手法を検証する取り組みを行った。今年度はこれまでの研究の過程で残された課題を整理・検討し、必要とされる資料収集と追加調査を行った。母子世帯の母に対する就労支援については、地方自治体および委託機関に対して資料収集・ヒアリング・参与観察調査を行い、事業内容と具体的手法について分析を行った。昨年から引き続く課題として障害者就労支援・若者就労支援の実践の取り組みから学んだ結果、母子世帯の母に対しても、階層的・段階的な重層的就労支援(すぐに就労可能な層への職業紹介、技能習得を行えば就労可能な層への職業訓練、就労環境や対人関係を体得する中間的就労、健康管理・日常生活管理・自尊感情回復支援等)の必要性が明らかとなり、支援関係者および政策決定者と研究成果紹介・意見交換を重ねた。諸外国の母子世帯政策の分析においては、ひとり親や生活困窮世帯に対する親支援(ペアレンティング)政策の動向および意義・問題点について検討を行った。日本への導入可能性を探るために岩手県で親支援講座を開催し参加者の変化測定等を行ったが統計的に有意な結果は得られなかった。諸外国の政策の動向分析では、就労支援機関などへの費用のかかる就労支援政策からワークショップ・カウンセリングなどを通したエンパワメント政策に回帰する傾向も見られたことから、日本ではまだ萌芽的なペアレンティング政策が今後普及していく可能性もあり、いっそうの研究蓄積が求められる。国内の地方自治体調査および外国調査で明らかとなったのは所得再分配の必要性である。労働市場分析の結果、母子世帯の稼働収入は十分ではないものの他の女性や諸外国の母子世帯の母と比べて低くはなく、諸外国と比較した母子世帯の貧困率の高さは所得再分配の不十分さにあることが明白となった。児童扶養手当・生活保護による所得保障から就業支援という政策展開の問題性について地方自治体データの分析および国際比較研究で提示した。東日本大震災の発生により、前半期は研究活動が制約されたが、後半期に取り戻した。震災が与えた影響に鑑み、調査対象自治体を当初の計画より拡大したが、進捗に与える問題はない。24年度が最終年度であるため、記入しない。母子世帯の母に対する労働政策としてこれまでの自治体調査でも対象としてきた在宅就業については、被災地における就業支援のひとつとして母子世帯以外にも拡大していることから、その意義や問題点、検討すべき課題について精査する。今年度の調査研究の過程において、障害者就労支援や若者就労支援の取り組みから学べる実践も多いことが明らかとなったため、母子世帯の母への就業支援策との共通点・相違点について検討する。
新卒看護師の臨床看護実践に伴うリフレクションの構造化

本研究は、新卒看護師の臨床実践能力獲得のプロセスについて、看護実践に伴うリフレクションの実態から質的記述的に構造化し、新卒看護師教育における教育的アプローチの示唆を得ることを目的とした基礎的研究である。今年度は2003年4月に入職した新卒看護師12名に対し、半構成的面接法による調査を2003年9月から10月に実施した。調査内容は、対象者が経験した看護実践での重要な出来事や特徴的な場面について、Gibbsのリフレクティブサイクルに基づき面接調査を実施した。会話記録は対象者の承諾を得て録音し逐語記録に起こした後、質的記述的に分析した。倫理的配慮として調査対象者に「研究の全容と研究参加の自由意志の保障および対象者の匿名性の保障」を説明し、文書による研究協力の承諾を得た。分析の結果、新卒看護師のリフレクションの実態として、看護実践場面をどのようにしたら改善できるのか【結論】と、次に似たような状況で何をするのか【行動計画・指針】が詳細かつ具体的な新卒看護師と、【結論】が「(点滴の管理は)こまめに見に行く」や【行動計画・指針】が「少しでも不安があったら先輩に聞く」など、具体的な表現に至らない新卒看護師の特徴が明らかとなった。その背景には、先輩看護師や師長から促される場面の振り返りや、その看護実践に関する自己学習、自己学習できる環境などが関与していた。以上のことから、新卒看護師が看護実践において行動計画や指針を具体的に得るためには、その場面における看護の意味や重要性を実感的に理解することが重要であり、先輩看護師および師長が経験に基づく「学びを引き出す」関わりを行うことで、新卒看護師が客観的にかつ実感のある学びが得られると考える。今年度は新卒看護師の語りからリフレクションの場面における特徴を示した。今後、データを縦断的に蓄積し、新卒看護師の患者の把握、看護実践の評価や分析の特徴を明らかにし、新卒看護師のリフレクションの構造化に向けて、分析を重ねる。
内湾河口域の物質循環に及ぼす流入負荷の影響とその制御

多摩川の調布取水点におけるTNおよびDINのデータに基づき、同地点で測定された河川流量のデータを考慮して計算すると、多摩川を通して東京湾に流入する窒素の負荷量はTNで7.12t/day(2,600t/yr)、DINで6.31t/day(2,300t/yr)と推定される。多摩川河口沖定点における月1回の定期観測で得た1988年の水温、透明度(一部は推定値)、平均クロロフィルa__ー量、平均光飽和光合成速度(Pmax)などに基づき、D_1%、Z_<0.5Ik>、海面1m^2あたり生産層内に植物プランクトンによる日生産量を推定した。日生産量は3月に最低、7月に最高となり、1.0814.61gC/m^2/day(平均5.50gC/m^2/day)であった。このようにして得られた植物プランクトンの光合成による炭素(C)固定とともに窒素(N)が植物プランクトンの体内に取込まれるとすれば、C/N=6.6として、植物プランクトンによる窒素取込量は0.172.21gN/m^2/day(平均0.833gN/m^2/day)となる。上記の結果に基づくと、この海域における植物プランクトンによる窒素取込みの平均的レベルは304gN/m^2/yr(304tN/km^2/yr)程度であると推定される。前述のように多摩川を通して東京湾に流入するNINがおよそ2,300t/yrであるとすれば、これをすベて植物プランクトンが吸収するためには約7.7km^2を要することになる。多摩川を通してのN負荷量の変動は相当大きいものと考えられるのでDIN負荷を3,000tN/yrとすれば、これをすべて植物プランクトンが吸収するには約10km^2を要することになる。
東南アジアにおける地域コンフリクトの緩和・予防と「共生の知」の創出

多彩な学際的メンバーでチームを構成し、3つの現地調査班(ベトナム・インドネシア・フィリピン)を構成し、さらには理論班を組織した。それらの相互協力によって、各地域の状況や地域コンフリクトのあり方の特徴が明らかになり、「共生の知」の創出については、草の根の人々による成功例(フィリピンの場合)などが見出された。また地域コンフリクトの緩和・予防の後に「共生の知」が創出されるというように単純には進まないこと(コンフリクトがありながら、ある種の「共生」が成り立ちうること)なども明らかになった。本研究では、政治的・宗教的・民族的対立およびそれらが原因と見られる明示的な紛争のみならず、必ずしも顕在化していない、人々に共有された心理的葛藤をも包含する「地域コンフリクト」という概念に注目している。過去に地域コンフリクトを経験した地域において、その記憶が人々のどのような心性を形成しているのか、またそれがどのようなアイデンティティになっているのかを分析することに主眼を置く。このことによって、地域コンフリクトの緩和がどのような「共生の知」につながっていきうるのかを明らかにすることを目的としている。研究代表者を含む8人でフィリピン調査班(主任:横山)、ベトナム調査班(主任:伊藤)、インドネシア調査班(主任:金)、理論班(主任:木村)を構成し、それぞれ分担しながら調査検討を進めている。当初の研究計画にそって、フィリピンでの調査(9月)、ベトナムでの調査(9月および12月)、インドネシアでの調査(8月・9月および3月)を、分担者が手分けして行った。初年度であるためそれぞれのフィールドでの予備調査的なものとなったが、もともとそれぞれの調査地での経験があり、各地域での協力は比較的スムーズに得られ、聞き取り等のデータや資料収集などもおおむね順調に進んだ。たとえばフィリピンでは、マニラで資料収集をし、バコロドではキリスト教基礎共同体を中心とした民衆運動についての聞き取り調査を実施した。ベトナムでは、ハノイで戦争に関わる女性史関連の資料収集を行い、ホーチミン市でサイゴン解放以前の生活の様子についての聞き取り調査を実施した。インドネシアでは、バリ島等の漁村で生じているコンフリクトについて聞き取り調査を実施し、アチェでの予備観察等を実施した。これらの他に、関連するブランチプロジェクトを立ち上げ、韓国・済州島で開かれた日本平和学会の研究集会で、コンフリクト解消のための「円卓シネマ」(映画を見て対話をする方法)の試みを行った。またラオスにもフィールドを広げ、戦争の傷跡を追う予備的観察を行った。予算を有効に活用し、それぞれ精力的にフィールドを歩き調査を行い、かつその地の大学等とのコンタクトも試み、今後の研究協力の芽が得られつつある。ただし初年度は、全体で組織的に連携して動くという点では若干の課題を残した。またそれとも連動して、本プロジェクトの特徴でもある理論班の活動を、まだ十分活性化させることができていない。また論文等の形になった研究成果も十分とは言えない。そうした反省点を踏まえて、次年度の学際的共同研究を遂行していく予定である。研究計画にそって、フィリピン調査(89月および3月)、ベトナム調査(9月)、インドネシア調査(12月)を、それぞれ分担者が手分けして行った。2年目である今年度は、初年度に行った予備的な調査を踏まえ、各地域での協力を踏まえながら、おおむね順調に進めることができた。たとえばフィリピンのシティオ・バイスでは、住民がうまく紛争の激化を避け、生き延びてきた知恵の一端をかいま見ることができた。ベトナムでは、中部のフエでかつて反戦運動に従事していた人々の有り様を知り、またホーチミン市(サイゴン)で元南政府軍の兵士だった人々の見方、また「英雄の母」の称号を持つ女性の現在についての一次資料を得た、インドネシアでは、バリ島で起こっている沿岸域利用をめぐるコンブリクトを村落共同体をベースとした共同管理によって解決している漁村の実態調査を実施した。また、神戸における元ベトナム難民の人々およびその2世・3世が集まっている教会・NGOでも、大学院生の協力を得ながら調査を実施した。6月末には、フィリピン問題に長年関わっている専門家し(平井朗氏)をお招きし研究会を実施した。10月には、フィリピン調査の途中経過を茨城大学地域総合研究所で発表した。12月には理論班の活動として、滋賀県立大学で研究会を開き、これまでの成果の把握と、その分析、および今後の展望について議論を行った。今までのところの研究成果を可能なところから論文として形にしつつあり、具体的な成果を出しつつあるところである。これらを踏まえて、3年目の共同研究へ繋げていきたいと考えいる。研究計画にそって、フィリピン調査(7月および89月)、ベトナム調査(9月、12月、および2月)、インドネシア調査(89月)を、手分けしてそれぞれ分担者が行った。

3年目である今年度は、これまでの2年間に行った調査をさらに継承発展させ、各地域での協力を踏まえながら、おおむね順調に進めることができた。フィリピンでは、フィリピン国軍と反政府武装勢力との紛争で両側に直接関わった希有の人物や紛争激化回避の知恵である「投降」経験者などから聞き書きを重ねるなど、調査を深めた。ベトナムでは、ホーチミン市(サイゴン)などで元南政府軍の兵士だった人々の見方、また「英雄の母」の称号を持つ女性の現在についての一次資料を得た。インドネシアでは、バリ島のケドガナン村で現地調査を行い、いわゆる「共有地の悲劇」を起こさない協働的地域ガバナンスによる地域資源管理のあり方を研究した。また、神戸における元ベトナム難民の人々およびその2世・3世が集まっている教会・NGOでも、大学院生の協力を得ながら調査を実施した。4月に研究協力者(横山・蓮井)が、立教大学での環境・平和研究会で関連の報告を行い、6月には、東京外国語大学で行われた海外学術総括班フォーラムに招かれて研究代表者(伊藤)と研究分担者(横山)が発表し、多くのコメントと示唆を受けることができた。9月には、台湾・東華大学にて行われたアジア太平洋平和学会(APPRA)で、研究分担者3人(横山・蓮井・京樂)がひとつのセッションを受け持ち、好評を得た。さらに1月にはインドネシア・アチェの専門家(佐伯奈津子氏)を招いての勉強会を開き、2月には研究分担者(横山)が、フィリピンのシリマン大学での招待講演を行った。また複数の書籍や論文執筆にも取り組み、成果を形にしている。最終年度となる来年度は、これまでの成果を踏まえた総括の年とする予定である。平成22年度の研究計画にそって、フィリピン調査(23月)、ベトナム調査(2月)、インドネシア調査(8月および2月)を、手分けしてそれぞれ分担者が行った。また日本国内の元難民のベトナム人コミュニティの調査(2月)も実施した。最終年(4年目)である今年度は、これまでの3年間に行った調査をさらに継承発展させ、各地域での協力を踏まえながら、おおむね順調に進めることができた。フィリピンでは、フィリピン国軍と反政府武装勢力との紛争で両側に直接関わった希有の人物や紛争激化回避の知恵である「投降」経験者などから聞き書きを重ねるなど、さらに調査を深めた。ベトナム(およびベトナム関連)では、ホーチミン市(サイゴン)などで元南政府軍の兵士だった人々の見方、また「英雄の母」の称号を持つ女性の現在についての一次資料をさらに得て、日本におけるベトナム人コミュニティについても調べた。インドネシアでは、アチェとバリ島・ケドガナン村で現地調査を行い、いわゆる「共有地の悲劇」を起こさない協働的地域ガバナンスによる地域資源管理のあり方などをさらに研究した。7月には、オーストラリア・シドニーで開かれた国際平和研究学会(IPRA)で、その時点までの発表を行い、多くのコメントを受けることができた。また複数の書籍や論文執筆にも取り組み、成果を形にした。それらを総合して、4年間を総括し、最終報告書を作成した。
異種メディア間の時空間マッピングに基づく協調型情報共有支援システムに関する研究

本研究課題は、ソーシャルネットワークサービス(SNS)とWebの異なるメディアを融合し、それらから時空間情報を抽出しマッピングすることで、双方の欠点を補う信頼性・速報性・網羅性の高い集約情報の抽出・共有支援システムを構築し、相互活用システムの利便性を飛躍的に向上させることを目的としている。初年度である2017年度は、[A] SNSデータの時空間統合分析手法の開発と評価に取り組んだ。2018年度は、2017年度により開発された基礎技術の応用として、[B]異種メディア間のシームレスなマッピング手法の開発に取り組んだ。具体的には、B-1)異種データ間の時空間的な関連性抽出手法の開発と評価を行った。そのために、まず、代表的なSNSデータであるTwitterのツイートデータとFlickrの投稿写真データを対象として、SNSデータを場所あるいは時間ごとの話題語として抽出した。次に、Webコンテンツ(Webページ、地図や映像等)から場所や時間に関する特徴的な語を話題語として抽出した。最後に、場所や時間帯に関連する話題で発信されたSNSデータとその話題に関連するWebコンテンツを抽出し、場所や時間という観点で対応付ける手法を開発した。また、時空間的変化を直感的に理解するための可視化(写真やタグクラウド等を利用)、関連施設(観光スポットや店舗、駅等)の推薦も行っている。本研究課題では、2018年度の研究実施に関して、おおむね順調に進展している。本年度は、代表的なSNSデータであるTwitterのツイートデータとFlickrの投稿写真データを対象として、SNSデータを場所あるいは時間ごとの話題語抽出、Webコンテンツ(Webページ、地図や映像等)から場所や時間に関する話題語抽出を行った。また、場所や時間という観点でSNSデータとWebコンテンツを対応付ける手法を開発し、時空間的変化を直感的に理解するための可視化(写真やタグクラウド等を利用)、関連施設(観光スポットや店舗、駅等)の推薦も進めた。開発した異種データ間の時空間的な関連性抽出手法は、Webやソーシャルメディア分野で最高峰の国際会議(WebSci、WWW、ASONAM、IUI等)のフルペーパーやデモンストレーションに採択された。また、最終年度に計画していた関連情報推薦手法に関する論文が国際ジャーナルに採録されるなど、一定の成果をあげており、順調に取り組むことができた。2019年度は、これまでに収集したデータを用いて、これまでに開発した技術を統合した異種メディア協調型情報共有システムを開発し、評価実験を行う予定である。また、場所や時間に関する話題に興味を持ったユーザ間でシームレスな情報交換ができ、時間帯に合わせて混雑を避けた関連施設の推薦や、人気施設の推薦を研究開発する。初年度である平成29年度は、[A] SNSデータの時空間統合分析手法の開発と評価に取り組んだ。具体的には、A-1)対象データ収集のためのデータベースの構築とA-2)時空間的関連性判定手法の開発と評価を行った。そのために、まず、代表的なSNSデータであるTwitterのツイートデータとFlickrの投稿写真データを対象として、位置情報(ジオタグ)や時間情報(発信時刻)といったメタデータが付与されたツイートストリームデータおよび投稿写真データの収集システムをそれぞれ実装した。次に、収集したツイートデータは時空間データベースに格納し、ツイートデータの空間的かつ時間的な相関性を検証した。最後に、タグクラウドを用いて地図上に異なる時間帯でツイートの発信場所や発信内容の変化を直感的に理解するための可視化システムを開発し、被験者による可視化インタフェースのユーザビリティに関する評価実験を行った。これにより、任意の場所におけるツイートの話題が多様化していても、その場所に関する話題のツイートを発見でき、効率的かつ効果的な情報提供につながる。さらに、最終年度に計画していたリアルタイム双方向通信の実証実験として、企業のウエディングコミュニティサイトでの検証も実施した。本研究課題では、平成29年度の研究実施に関して、おおむね順調に進展している。本年度は、代表的なSNSであるTwitterとFlickrを対象として、位置情報(ジオタグ)や時間情報(発信時刻)が付与されたツイートデータおよび投稿写真データをそれぞれ収集し、時空間データベースに格納した。また、ツイートデータの空間的かつ時間的な相関性を検証するため、タグクラウドを用いて地図上に異なる時間帯でツイートの発信場所や発信内容の変化を可視化するシステムを開発し、被験者実験を行った。これにより、店舗やフロア、駅などの各小規模施設の特徴的なイベントを発見できた。開発したSNSデータの時空間統合分析手法は萌芽研究として、Webやソーシャルメディア分野で最高峰の国際会議(HT、IUI)のデモンストレーションに採択された。また、最終年度に計画していたリアルタイム双方向通信の実証実験が国際ジャーナルに論文が採録されるなど、一定の成果をあげており、順調に取り組むことができた。

2018年度は、2017年度により開発された基礎技術の応用として、[B]異種メディア間のシームレスなマッピング手法の開発に取り組んだ。具体的には、B-1)異種データ間の時空間的な関連性抽出手法の開発と評価を行った。そのために、まず、代表的なSNSデータであるTwitterのツイートデータとFlickrの投稿写真データを対象として、SNSデータを場所あるいは時間ごとの話題語として抽出した。次に、Webコンテンツ(Webページ、地図や映像等)から場所や時間に関する特徴的な語を話題語として抽出した。最後に、場所や時間帯に関連する話題で発信されたSNSデータとその話題に関連するWebコンテンツを抽出し、場所や時間という観点で対応付ける手法を開発した。また、時空間的変化を直感的に理解するための可視化(写真やタグクラウド等を利用)、関連施設(観光スポットや店舗、駅等)の推薦も行っている。本研究課題では、2018年度の研究実施に関して、おおむね順調に進展している。本年度は、代表的なSNSデータであるTwitterのツイートデータとFlickrの投稿写真データを対象として、SNSデータを場所あるいは時間ごとの話題語抽出、Webコンテンツ(Webページ、地図や映像等)から場所や時間に関する話題語抽出を行った。また、場所や時間という観点でSNSデータとWebコンテンツを対応付ける手法を開発し、時空間的変化を直感的に理解するための可視化(写真やタグクラウド等を利用)、関連施設(観光スポットや店舗、駅等)の推薦も進めた。開発した異種データ間の時空間的な関連性抽出手法は、Webやソーシャルメディア分野で最高峰の国際会議(WebSci、WWW、ASONAM、IUI等)のフルペーパーやデモンストレーションに採択された。また、最終年度に計画していた関連情報推薦手法に関する論文が国際ジャーナルに採録されるなど、一定の成果をあげており、順調に取り組むことができた。平成30年度は、コンテンツ内容の分析を加えて、SNSデータを意味的に解析し、発信位置とコンテンツ内容位置との差異、発生時間とコンテンツ内容時間との差異を分析する。また、位置と時間の関係性を考慮した時空間差異の分析への拡張を実施する。さらに、同じ場所や時間に関連する高信頼性SNSデータ抽出手法ならびに時空間に基づくSNSデータとWebページの関連付け手法を研究開発する。2019年度は、これまでに収集したデータを用いて、これまでに開発した技術を統合した異種メディア協調型情報共有システムを開発し、評価実験を行う予定である。また、場所や時間に関する話題に興味を持ったユーザ間でシームレスな情報交換ができ、時間帯に合わせて混雑を避けた関連施設の推薦や、人気施設の推薦を研究開発する。平成29年度は研究代表者の出産に伴う休業があったことから、研究成果を多くの国際会議および論文誌等で発表することができなかったため、平成29年度の残高と平成30年度の予算に合わせて使用する。
過疎地3次救急を対象とした医療情報デジタル伝送と高速専用退出路に関する実証的研究

現在の3次救急活動において,救命率向上を図るためには,救急車と救急病院の連携強化が不可欠であり,ドクターカーの導入や高速道路救急車専用退出路の設置,さらには救急医療情報のデジタル無線伝送システムの高度化がその鍵を握る。本研究では,通常時におけるドクターカー・システムやドクターヘリ・システムの導入可能性を評価する計画検討システムの開発と高速道路からの救急車専用退出路の最適設置位置の検討システムの開発を行った。地域医療の崩壊が叫ばれる中、救急搬送サービスの地域格差も大きな問題である。特に、中山間過疎地域の救急搬送サービスは、都市部に比べて医療機関から遠く離れている場合が多く、3次救急搬送の場合、特に大きな課題といえる。そのような中で、病院前救護(プレホスピタルケア)は、非常に重要な役割を持っており、重篤な傷病者の救命率向上に、極めて大きな影響を持つ。しかも、救命率向上を図るためには、消防機関(救急車)と医療機関(救急病院)の連携強化が不可欠であり、救急医療情報のデジタル無線伝送システムの高度化がその鍵を握るといわれている。つまり、救急車から救急病院へ「傷病者の様子(動映像)」と「救急隊員(救急救命士など)の活動状況」ならびに「バイタルサイン(心拍数などの医療情報)」をデジタル無線伝送することができれば、医師の適確な指示(救命処置)が可能となるとともに、救急専門医師に指導・助言を要請することも可能となる。そこで、今年度は、(1)3次救急医療機関から離れた奥能登地域を対象に、ドクターカーシステムの導入可能性調査とその効果把握(効果予測)を行った。また、(2)高速道路の建設工事用にもうけられた工事用搬入路を救急車専用の退出路として再整備し、「高速道路救急車専用退出路」として設置した場合の効果予測も行った。さらに、(3)救急業務用の高度医療無線伝送システムのアンテナ設置位置の最適化検討システムの開発も行った。また一方、(4)実際の救急搬送実態を把握し、その救急搬送を阻害する要因を把握する目的で、救急車に設置したGPSとビデオカメラ画像の解析も同時に行った。また、(5)災害発生時(地震発生時)の道路状況の被災状況を考慮した救急搬送体制のあり方についても長野市をケーススタディとして検討を行い、救命率向上にどの程度貢献できるのか、その可能性の検討を行った。特に、中山間・半島過疎地域の救急搬送サービスは、都市部に比べて医療機関から遠く離れている場合が多く、3次救急搬送の場合、特に大きな課題といえる。しかも、救命率向上を図るためには、救急車と救急病院の連携強化が不可欠であり、救急医療情報のデジタル無線伝送システムの高度化がその鍵を握るといわれている。づまり、救急車から救急病院へ「傷病者の様子(動映像)」と「救急隊員(救急救命士など)の活動状況」ならびに「バイタルサイン(心拍数などの医療情報)」をデジタル無線伝送することができれば、医師の適確な指示(救命処置)が可能となるとともに、救急専門医師に指導・助言を要請することも可能となる。今年度は、(1)3次救急医療機関から離れた奥能登地域を対象に、ドクターカーシステムの導入可能性調査とその効果把握(効果予測)を行った。また、(2)高速道路の建設工事用にもうけられた工事用搬入路を救急車専用の退出路として再整備し、「高速道路救急車専用退出路(ETC専用)」として設置した場合の効果予測も行った。また、(5)災害発生時(地震発生時)の道路状況の被災状況を考慮した救急搬送体制のあり方については、東日本大震災をケーススタディとして検討を行い、救命率向上にどの程度貢献できるのか、その可能性の検討を行った。現在の救急搬送業務の実態は、救急車が現場に到着してから傷病者を救急病院へ搬送するまでに、約23分間(全国平均)を要している。その搬送時間の中で行われる病院前救急医療は、非常に重要な役割を持っており、重篤な傷病者の救命率向上に、極めて大きな影響を持つ。しかも、救命率向上を図るためには、救急車と救急病院の連携強化が不可欠であり、ドクターカーの導入や高速道路救急車専用退出路の設置、さらには救急医療情報のデジタル無線伝送システムの高度化がその鍵を握る。つまり、救急車から救急病院へ「傷病者の様子」と「救急隊員(救急救命士)の活動状況」ならびに「バイタルサイン」をデジタル無線伝送することにより、医師の適確な指示(救命処置)が可能となる。

しかも、傷病者の各種情報(映像等)を見ることにより、受け入れの適否をすばやく判断することも可能となる。本研究では、上記施策の実現のために研究を進め、次の研究成果を得た。(1)通常時におけるドクターカー・システムやドクターヘリ・システムの導入可能性を評価する計画検討システムの開発ならびに奥能登地域への適用可能性を明らかにした。また、高速道路からの救急車専用退出路の最適設置位置の検討システムの開発も行った。(2)救急搬送記録データの分析結果から救急車の走行時間信頼性評価を行うとともに、確率的利用者均衡配分モデルを活用した時間信頼性と連結信頼性の結合評価法の開発を行った。(3)非常時(大震災発生時)を対象とした救急医療活動、搬送実態を整理して、広域災害における救急活動の課題、役割を明らかにした。また、震災時における救急車の駆けつけ搬送エリアの時間信頼性評価法の開発を行った。(4)重症搬送患者の搬送途中における救急処置と予後の関係を明らかにするために、各要因と予後の関係を明らかにするとともに、病院前救急医療システムの改善策について提案を行った。当初計画では、地域住民の医療・福祉情報のデータベース化の可能性について、検討することになっていたが、やはり個人情報保護法の関係で、実際の地域住民の上記情報(医療・福祉情報)を入手することができなかった。ゆえに、大学等の研究機関のみでは、データベースの作成は不可能に近く、実際にデータベース化の検討ができていない状況である。24年度が最終年度であるため、記入しない。上記のように、大学等の研究機関のみでは、地域住民の医療・福祉情報を入手することができないので、地域(市町)と連携して、研究できないかどうか、今年度検討してみたい。もし、地域との連携が不可能であれば、仮想的なデータを作成し、それを使ったデータベースの構築を検討する予定である。また、一方、地域公共交通の実態から地域住民の生活パターンを想定し、通院・デイケアサービス等の医療・福祉・介護情報と交通パターンとの関連分析を行いたい。そうすることにより、救急要請の潜在需要の予測、書来的に人口構成が変化することを想定した最適施設配置計画の検討も行いたい。
機械振動を用いた汎用的培養ディッシュ内における３次元細胞組織生成の研究

本研究の目的は超音波を用いた立体組織生成方法を確立することである.具体的には,超音波の伝播特性を用いて汎用的な培養容器の内部で細胞をマニピュレートすることで,細胞のパターニング,一部の細胞の除去,培養した細胞のシート状の剥離を行う.それぞれの目的を達成するために,至適な超音波を用いる必要があるため,これらの超音波を汎用培養容器に伝播するデバイスを製作した.細胞パターニングの際は,振動エネルギーに空間的な分布を作ることが必要なため,薄板状の振動子に固有振動を励振して,その振動の分布を培養容器に伝播させる構造を構築した.この結果に関して,自身を筆頭著者とした原著論文を出版した.一部の細胞の剥離に関しては,超音波振動子から照射される超音波を収束させるために,超音波ホーンを設計し,これを用いて,汎用的な培養ディッシュから一部の接着性細胞を剥離するデバイスを設計,製作した.この結果,接着性細胞(C2C12)を培養面の一部から剥離することを示した.除去された細胞の領域は半径0.1mm以下の円形であり,周囲の細胞の生存が確認されている.国際学会一件でこれを報告し,原著論文が一報査読中である.細胞シートの剥離に関しては,C2C12をコンフルーエントに培養した汎用的な培養ディッシュとフラスコに対して,超音波を照射することで,細胞シートの剥離を確認した.さらに,剥離した細胞シートのグルコース代謝が既存の方法と比較して高いことを確認した.その一方で,細胞の形状やタンパク質の発現に異常がないことも確認した.以上の結果を,自身を筆頭著者とする原著論文を執筆し,投稿した.本研究課題は,汎用的な培養ディッシュ内に超音波を伝播させることにより,細胞のパターニング,一部の細胞の剥離,培養した細胞のシート状の剥離を行うことで,高機能な立体組織の生成に資する培養技術を構築するものである.申請者は,自身で超音波の効率的な伝播機構を提案し,これを具現化した.これをもとに,上記の三つの課題に取り組み,それぞれの課題において論文を執筆している.現在までに限定された細胞(マウス由来筋芽細胞株C2C12)を用いた際の結果を示し,超音波を立体組織生成に用いる際の有効性を確認した.これ以降は細胞の共培養を行うなど,構築した超音波の照射方法を用いて,立体組織の構築を目指していく予定である.なお,本研究課題を達成するために海外研究者との共同研究を開始し,現地で研究活動を行い,その結果を申請者を筆頭著者とする原著論文として投稿予定である.細胞シートの剥離に関しては,当初の予定と比較して若干の遅れが出ているものの,一部の細胞の除去はすでに方法を確立しているため,十分に当初のスケジュールで研究を完遂できると評価している.本研究課題は,汎用的な培養ディッシュ内に超音波を伝播させることにより,細胞のパターニング,一部の細胞の剥離,培養した細胞のシート状の剥離を行い,高機能な立体組織の生成に資する培養技術を構築するものである.現時点で,申請者は限定的な細胞種を用いて超音波の有効性を示すことはできている.ただし,細胞パターニングに関しては,血管内皮細胞を用いたパターニングおよび共培養を行っていない.一部の細胞の除去に関しては,除去範囲が大きいことが問題である.なお,細胞シートの剥離に関しても細胞種が限定的である.そこで,細胞の汎用性を示すため,細胞種を変更して実験を行う.具体的に計画を述べる.細胞パターニングに関しては,まず,血管内皮細胞を用いて細胞のパターニングを行い,マウス由来筋芽細胞株C2C12を用いた際と同様の結果を得られることを示す.次に,パターニングした血管内皮細胞の接着を確認した後に,間葉系幹細胞(Mesenchymal stem cell:MSC)を播種して,共培養を行う.続いて,共培養した細胞を細胞シートとして剥離する.この際,マウス由来筋芽細胞株C2C12と比較して,2つの点で困難が予測される.1つ目は,細胞をシート状に剥がすことが難しいと考えられる.2つ目は,超音波が細胞の機能に与える影響が懸念される.MSCは分化能を有するため,超音波を受けて分化する可能性がある.このため,剥離した細胞シートを3日培養した後に,未分化能を確認する細胞試験を行う予定である.最後に,剥離した細胞シートを積層し,立体組織を生成する.本研究の目的は超音波を用いた立体組織生成方法を確立することである.具体的には,超音波の伝播特性を用いて汎用的な培養容器の内部で細胞をマニピュレートすることで,細胞のパターニング,一部の細胞の除去,培養した細胞のシート状の剥離を行う.それぞれの目的を達成するために,至適な超音波を用いる必要があるため,これらの超音波を汎用培養容器に伝播するデバイスを製作した.細胞パターニングの際は,振動エネルギーに空間的な分布を作ることが必要なため,薄板状の振動子に固有振動を励振して,その振動の分布を培養容器に伝播させる構造を構築した.この結果に関して,自身を筆頭著者とした原著論文を出版した.一部の細胞の剥離に関しては,超音波振動子から照射される超音波を収束させるために,超音波ホーンを設計し,これを用いて,汎用的な培養ディッシュから一部の接着性細胞を剥離するデバイスを設計,製作した.この結果,接着性細胞(C2C12)を培養面の一部から剥離することを示した.除去された細胞の領域は半径0.1mm以下の円形であり,周囲の細胞の生存が確認されている.国際学会一件でこれを報告し,原著論文が一報査読中である.

細胞シートの剥離に関しては,C2C12をコンフルーエントに培養した汎用的な培養ディッシュとフラスコに対して,超音波を照射することで,細胞シートの剥離を確認した.さらに,剥離した細胞シートのグルコース代謝が既存の方法と比較して高いことを確認した.その一方で,細胞の形状やタンパク質の発現に異常がないことも確認した.以上の結果を,自身を筆頭著者とする原著論文を執筆し,投稿した.本研究課題は,汎用的な培養ディッシュ内に超音波を伝播させることにより,細胞のパターニング,一部の細胞の剥離,培養した細胞のシート状の剥離を行うことで,高機能な立体組織の生成に資する培養技術を構築するものである.申請者は,自身で超音波の効率的な伝播機構を提案し,これを具現化した.これをもとに,上記の三つの課題に取り組み,それぞれの課題において論文を執筆している.現在までに限定された細胞(マウス由来筋芽細胞株C2C12)を用いた際の結果を示し,超音波を立体組織生成に用いる際の有効性を確認した.これ以降は細胞の共培養を行うなど,構築した超音波の照射方法を用いて,立体組織の構築を目指していく予定である.なお,本研究課題を達成するために海外研究者との共同研究を開始し,現地で研究活動を行い,その結果を申請者を筆頭著者とする原著論文として投稿予定である.細胞シートの剥離に関しては,当初の予定と比較して若干の遅れが出ているものの,一部の細胞の除去はすでに方法を確立しているため,十分に当初のスケジュールで研究を完遂できると評価している.本研究課題は,汎用的な培養ディッシュ内に超音波を伝播させることにより,細胞のパターニング,一部の細胞の剥離,培養した細胞のシート状の剥離を行い,高機能な立体組織の生成に資する培養技術を構築するものである.現時点で,申請者は限定的な細胞種を用いて超音波の有効性を示すことはできている.ただし,細胞パターニングに関しては,血管内皮細胞を用いたパターニングおよび共培養を行っていない.一部の細胞の除去に関しては,除去範囲が大きいことが問題である.なお,細胞シートの剥離に関しても細胞種が限定的である.そこで,細胞の汎用性を示すため,細胞種を変更して実験を行う.具体的に計画を述べる.細胞パターニングに関しては,まず,血管内皮細胞を用いて細胞のパターニングを行い,マウス由来筋芽細胞株C2C12を用いた際と同様の結果を得られることを示す.次に,パターニングした血管内皮細胞の接着を確認した後に,間葉系幹細胞(Mesenchymal stem cell:MSC)を播種して,共培養を行う.続いて,共培養した細胞を細胞シートとして剥離する.この際,マウス由来筋芽細胞株C2C12と比較して,2つの点で困難が予測される.1つ目は,細胞をシート状に剥がすことが難しいと考えられる.2つ目は,超音波が細胞の機能に与える影響が懸念される.MSCは分化能を有するため,超音波を受けて分化する可能性がある.このため,剥離した細胞シートを3日培養した後に,未分化能を確認する細胞試験を行う予定である.最後に,剥離した細胞シートを積層し,立体組織を生成する.
塩基配列多型を利用したコムギ春化関連遺伝子の解析及び連鎖マーカーの開発

コムギの春播性に関与する4種類の春播性遺伝子(Vrn-A1,Vrn2,Vrn-D1,Vrn4)について,選抜DNAマーカーを開発することができた.詳細は下記の通りである.Vrn2;RFLP遺伝子座Xwg644-5BのdCAPSマーカー,SSR遺伝子座Xgwm408及びXgwm604がVrn2遺伝子と連鎖することを明らかにし,4遺伝子座を以下のように位置付けた.Vrn2-1.6cM-Xwg644-2.5cM-Xgwm408-13.8cM-Xgwm604.この結果,Vrn2が5B染色体に座乗することが明らかとなり,Vrn-B1と命名することを提案した.Xgwm408については,日本の品種とVrn-B1型の外国品種との間で明瞭な多型が認められたので,Vrn-B1遺伝子の選抜マーカーとして有効である.Vrn-D1;SSR遺伝子座Xgwm212,Xgwm292がそれぞれVrn-D1と4.6cM,7.4cMで連鎖することを明らかにした.特に後者については,日本の早生品種間でも214-222bpの間で多様な変異が存在することから,わが国の春播型・秋播型早生コムギ育種のための選抜マーカーとして有用である.Vrn4;5D染色体のSSR遺伝子座Xgwm190,Xgdm3,Xgwm292を解析し,Vrn4とXgdm3が4.5cMで連鎖していること,そしてVrn4とXgwm292が独立なことを明らかにした.その結果,(1)Vrn4遺伝子が5D染色体に座乗すること,(2)Vrn-D1遺伝子とは独立であり,(3)5DLの基部に座乗することが明らかになり,Vrn4遺伝子が上述のVrn-1同祖遺伝子とは異なる新たな春播性遺伝子であることが判明し,Vrn-D5と命名することを提案した.また,秋播型コムギ品種間でのDH集団を用いたAFLP分析により,秋播性には3つの遺伝子(QTL)が関与すること,そのうちの一つが7D染色体短腕上に座乗することを明らかにした.さらに,Vrn-D1遺伝子が秋播性にも関与することが示唆された.コムギの春播性に関与する4種類の春播性遺伝子(Vrn-A1,Vrn2,Vrn-D1,Vrn4)について,選抜DNAマーカーを開発することができた.詳細は下記の通りである.Vrn2;RFLP遺伝子座Xwg644-5BのdCAPSマーカー,SSR遺伝子座Xgwm408及びXgwm604がVrn2遺伝子と連鎖することを明らかにし,4遺伝子座を以下のように位置付けた.Vrn2-1.6cM-Xwg644-2.5cM-Xgwm408-13.8cM-Xgwm604.この結果,Vrn2が5B染色体に座乗することが明らかとなり,Vrn-B1と命名することを提案した.Xgwm408については,日本の品種とVrn-B1型の外国品種との間で明瞭な多型が認められたので,Vrn-B1遺伝子の選抜マーカーとして有効である.Vrn-D1;SSR遺伝子座Xgwm212,Xgwm292がそれぞれVrn-D1と4.6cM,7.4cMで連鎖することを明らかにした.特に後者については,日本の早生品種間でも214-222bpの間で多様な変異が存在することから,わが国の春播型・秋播型早生コムギ育種のための選抜マーカーとして有用である.Vrn4;5D染色体のSSR遺伝子座Xgwm190,Xgdm3,Xgwm292を解析し,Vrn4とXgdm3が4.5cMで連鎖していること,そしてVrn4とXgwm292が独立なことを明らかにした.その結果,(1)Vrn4遺伝子が5D染色体に座乗すること,(2)Vrn-D1遺伝子とは独立であり,(3)5DLの基部に座乗することが明らかになり,Vrn4遺伝子が上述のVrn-1同祖遺伝子とは異なる新たな春播性遺伝子であることが判明し,Vrn-D5と命名することを提案した.また,秋播型コムギ品種間でのDH集団を用いたAFLP分析により,秋播性には3つの遺伝子(QTL)が関与すること,そのうちの一つが7D染色体短腕上に座乗することを明らかにした.さらに,Vrn-D1遺伝子が秋播性にも関与することが示唆された.1.コムギの5A,5D染色体上でVrn-1座近傍にマップされているRFLP遺伝子座領域をPCR増幅し,塩基配列を解析した.その結果,Xwg644に対応する増幅産物において(TG)及び(A)の反復数などが異なる3タイプの配列が見出され,(TG)_3型配列が5B染色体特異的であることが判明した.

そこで,'Triple Dirk'の準同質遺伝子系統のうちVrn2型のTD(B), Vrn4型のTD(F)及び全劣性型のTD(C)の計3系統について(TG)_3型配列を比較したところ,SNP多型が検出され,dCAPSマーカー化に成功した.TD(B)×TD(C)のBF_2世代で播性とdCAPS多型を解析した結果,Xwg644-5B座とVrn2間で1.7cMの連鎖が確認された.従って,Vrn2がVrn-B1に相当すること,及びdCAPSマーカーXwg644-5BをVrn-B1の選抜マーカーとして利用できることが明らかである.2.秋播型アブクマワセ×チホクコムギのF_1から作出したDH85系統を作出し,出穂特性の遺伝様式を解析した.春化反応は,DH系統では小:中:大の3群に分けられ,分離比が4:3:1に適合したことから,3遺伝子の関与が示唆された.日長反応性は両親系統ともに不(弱)感光性と考えられたが,DH系統では3.5日(8160)1643.5日の超越分離が認められ,不(弱)感光性:感光性が7:1に分離した.従って,秋播型アブクマワセ,チホクコムギは互いに異なるPpd遺伝子を保有し,どちらかの品種が2つのPpd遺伝子を保有すると考えられた.1.コムギのVrn-1座近傍にマップされているマイクロサテライト遺伝子座領域をPCR増幅し,サイズ多型を解析した結果,5B,5D染色体上のVrn-B1及びVrn-D1に連鎖するDNAマーカーを開発することができた.詳細は下記の通りである.〔Vrn-B1〕コムギ品種'Triple Dirk'の準同質遺伝子系統のうち,Vrn-B1型のTD(B)及び全劣性型のTD(C)を供試し,マイクロサテライト遺伝子座Xgwm408及びXgwm604をPCR増幅した.その結果,両遺伝子座ともにTD(B),TD(C)間で10bpのサイズ多型が検出された.そこで,両系統間のF2世代及びBF2世代を解析し,昨年度に開発したdCAPSマーカーXwg644-5Bも含めた連鎖分析を行い,4遺伝子座のマップ位置を明らかにした.Xgwm408は,Vrn-B1と4.1cMで連鎖し,しかも日本の品種(180-195bp)とVrn-B1型のMara, Bersee(118bp)との間で明瞭な多型が認められたので,Vrn-B1遺伝子導入のための選抜マーカーとして利用可能である.〔Vrn-D1〕コムギ品種'Triple Dirk'の準同質遺伝子系統のうち,Vrn-D1型のTD(E)及び全劣性型のTD(C)を供試し,マイクロサテライト遺伝子座Xgwm212及びXgwm292をPCR増幅した.その結果,両遺伝子座ともにTD(E)とTD(C)の間でそれぞれ6bp,4bpのサイズ多型が検出された.そこで,両系統間のF2世代を解析し,3遺伝子座のマップ位置を明らかにした.Xgwm292は,Vrn-D1との間で7.3cMの連鎖が確認され,しかも日本の早生品種間でも214-222bpの間で多様な変異が存在することから,わが国の春播型・秋播型早生コムギ育種のための選抜マーカーとして有用なことを明らかにした.1.コムギの春播性遺伝子Vrn4に関するモノソミック分析の結果,5D染色体に座乗することが明らかになった.そこで,Vrn4型のTD(F)及び全劣性型の赤皮赤を供試し,5D染色体上のマイクロサテライト遺伝子座領域をPCR増幅し,サイズ多型を解析した.その結果,5DSのXgwm190及び5DLのXgdm3,Xgwm292においてサイズ多型が検出された.F2世代を用いて分離分析を行った結果,Vrn4とXgdm3が4.5cMで連鎖していること,そしてVrn4とXgwm292が独立なことが明らかになった.この結果より,(1)Vrn4遺伝子が5D染色体に座乗することが確認され,(2)Vrn-D1遺伝子とは独立であり,(3)5DLの基部に座乗することが明らかになった.以上の結果に基づき,Vrn4遺伝子をVrn-D5と命名することを提案した.2.秋播型アブクマワセ×チホクコムギのF_1から作出したDH85系統を解析した結果,春化反応が小:中:大の3群に分けられ,分離比が4:3:1に適合したことから,3遺伝子の関与が示唆された.一方,53種類のプライマー組合わせで行ったAFLP分析の結果,6組合わせで11本の多型バンド(春化バルク間で3本,早晩バルク間で8本)が検出された.
InNの薄膜成長とその太陽電池応用

本研究は、Si基板上への高品質InN膜のヘテロエピタキシャル成長技術を実現し、その技術をもとに、高効率InN/Siモノリシックタンデム太陽電池実現の可能性を明らかにすることを目的として行われた。得られた研究成果は以下のとおりである。(1) Si基板上へのInNのMOCVD成長(直接成長)NH_3とTMIを用いたSi基板上へのInNの直接成長では、Si基板表面に非晶質のSiN_x層が形成されるため、InNのヘテロエピタキシャル成長は困難であることが明らかとなった。(2) GaAs基板窒化処理と窒化基板上へのInNのMOCVD成長(i)GaAs (111)基板: GaAs (111)B基板をアンモニア気流中で窒化処理した場合、700°C以下では閃亜鉛鉱構造GaNが、800°C以上ではウルツ鉱構造GaNが形成される。ウルツ鉱構造GaN上にはウルツ鉱構造InNがエピタキシャル成長する。一方、閃亜鉛鉱構造GaN上に成長するInNは、膜厚が小さい場合には閃亜鉛鉱構造であるが、膜厚の増大とともに、ウルツ鉱構造へと変化する。(ii)GaAs(100)基板:アンモニア気流中で窒化処理したGaAs (100)基板表面には閃亜鉛鉱構造GaN膜が形成され、1000°Cでも閃亜鉛鉱構造GaN膜が安定に存在する。閃亜鉛鉱構造GaN膜上にInN膜をMOCVD成長させると閃亜鉛鉱構造InN膜が支配的に成長するが、ウルツ鉱構造InNが混在する。(3)窒化GaAsをバッファ層とするSi (111)基板上へのInNのヘテロエピタキシャル成長本研究は、Si基板上への高品質InN膜のヘテロエピタキシャル成長技術を実現し、その技術をもとに、高効率InN/Siモノリシックタンデム太陽電池実現の可能性を明らかにすることを目的として行われた。(3)窒化GaAsをバッファ層とするSi (111)基板上へのInNのヘテロエピタキシャル成長本研究は、Si基板上へのInNのヘテロエピタキシャル成長を実現し、その技術をもとに、高効率のInN/Si二接合モノリシックタンデム太陽電池を実現することを目的としている。Si基板上へのInNの直接成長はSi基板表面での非晶質状SiN_xの形成のために困難であることが明確になったことから、バッファ層の導入を検討することとし、バッファ層材料としてSi基板上へのヘテロエピタキシャル成長が実現されているGaAsおよびInPを取り上げた。(1)GaAs単結晶表面の窒化現象と窒化GaAs上へのInNのヘテロエピタキシャル成長:アンモニア気流中でのGaAs単結晶表面の窒化現象について調べた結果、(111)結晶において500°C以上の温度で結晶表面に六方晶GaN単結晶層が形成されることがわかった。このGaN単結晶層上へのInNの有機金属気相(MOCVD)成長を検討した結果、単結晶InN膜の成長が可能であることが明らかとなった。また、単結晶InNの成長にとって窒化処理が不可欠であることが明確になった。窒化GaAs単結晶上に成長したInN膜は、従来検討されてきたサファイア基板上膜に比べると結晶性の点では若干劣るが、サファイア基板上膜において問題となっている柱状成長が見られず、モフォロジの点で極めて優れたものであることが明らかとなった。以上のことから、GaAs単結晶がInNのヘテロエピタキシャル成長用基板として使用できるばかりでなく、InN/GaN/GaAs/Si構造を採用することによりSi基板上へのInNのヘテロエピタキシャル成長が実現できることが明らかとなった。InP単結晶表面の窒化現象と窒化InP上へのInNのヘテロエピタキシャル成長:InP基板表面の窒化によるInN層の形成をねらいとして、InP単結晶表面の窒化現象について検討した。

その結果、InN層の形成は確認されず、さらに窒化InP上へのInNのMOCVD成長では多結晶InNが成長することがわかった。これらの原因は、窒化InP表面にはInNよりもむしろPNが優先的に残存しているためであると考えられる。本研究は、Si基板上へのInNのヘテロエピタキシャル成長を実現し、その技術をもとに、高効率のInN/Si2接合モノリシックタンデム太陽電池実現の可能性を明らかにすることを目的としている。昨年度、窒化したGaAs(111)基板上へのInNのヘテロエピタキシャル成長が可能であることを見い出した。今年度はこのことを利用して、Si(111)基板上に成長させたGaAsをバッファ層としたSi基板上へのInNのヘテロエピタキシャル成長について検討し、以下の成果を得た。(1)Si(111)基板上GaAs膜の窒化と窒化GaAs上へのInNのヘテロエピタキシャル成長:分子線エピタキシ法によりSi(111)基板上に約1μm厚のGaAs単結晶膜を形成し、これをアンモニア気流中で窒化処理した。窒化温度と窒化膜(GaN)厚との関係を実験的に明らかにし、窒化温度の制御によってGaN/SiおよびGaN/GaAs/Siの2種類の構造が形成できることを明らかにした。これらを基板として、InNの有機金属気相(MOCVD)成長を検討した結果、InN/GaN/Si構造およびInN/GaN/GaAs/Si構造が形成できた。前者はInN/Si2接合タンデム太陽電池、後者はInN/GaAs/Si3接合タンデム太陽電池として適用できる。(2)GaAs(111)基板上での閃亜鉛鉱構造InNの成長:InNは通常ウルツ鉱構造をとることが知られている。しかしながら、GaAs(111)基板上においては成長の初期、すなわち、膜厚が0.05μmと極めて小さい場合には閃亜鉛鉱構造で成長していることを見い出した。膜厚の増大とともに、閃亜鉛鉱構造ドメインが小さくなりウルツ鉱構造ドメインが支配的となる。膜厚0.2μm程度では膜表面すべてがウルツ鉱構造ドメインで覆われる。従来基板として使用されててきたサッファイア上では閃亜鉛鉱構造InNの成長は一切見られない。これらの結果は結晶成長機構の解明ならびに結晶相の安定・変態の観点から興味ある現象である。本研究は、Si基板上へのlnNのヘテロエピタキシャル成長を実現し、その技術をもとに、高効率のInN/Si2接合モノリシックタンデム太陽電池実現の可能性を明らかにすることを目的としている。これまでの検討により、窒化処理したGaAs(111)基板上へのInNのヘテロエピタキシャル成長が可能であること、さらにその技術を利用して、InN/GaN/Si(111)構造およびInN/GaN/GaAs/Si(111)構造の形成が可能であることを見い出した。今年度は、(100)基板の使用を念頭に、GaAs(100)、InAs(100)表面の窒化処理とそれら基板上へのInNのヘテロエピタキシャル成長について検討し、以下の成果を得た。(1)窒化処理したGaAs(100)上へのInNのヘテロエピタキシャル成長:6001000°CのNH_3気流中で窒化処理したGaAs(100)基板表面には閃亜鉛鉱構造GaN膜が形成される。(111)基板の場合には800°C以上でGaN膜はウルツ鉱構造となるが、(100)基板では1000°Cでも閃亜鉛鉱構造GaN膜が安定に存在する。閃亜鉛鉱構造GaN
超音波メカノケミカル加工のマイクロメカニクス

超音波メカノケミカル加工における機構解明を行うために以下の実験、理論計算を行った。(1)計測:工具・被加工材の間隔、超音波振幅、ケミカル液の水素イオン濃度、温度も変えて超音波メカノケミカル加工を行い、流体圧を自作のマイクロ力計、発熱量をマイクロ温度センサー、加工前後の表面形状を非接触れ-ザあらさ計、表面電子状態を走査トンネル顕微鏡、加工前後の水素イオン濃度をpHセンサーで計測する。(2)理論計算(熱流体力学):超音波が作用した場合の圧力分布、速度分布、発熱分布をナビェ・ストークス式、熱伝導方程式を用いて解析する。その結果、以下を明らかにした。(1)超音波による純水の発熱測定結果(質量2.56g,付加時間30min.で1.10.4°Cの温度上昇)により工具周りの温度上昇が26.1°Cと推測された。超音波の指向性を考慮すれば、工具真下の温度上昇はさらに高い。(2)超音波を液中で付加した場合の液体圧は、ある距離で負圧の極大値となり、超音波振幅を変えるとその距離は変化し、負圧ピーク値間の比は振幅速度の2乗の比と一致した。(3)表面の活性化エネルギーは擾乱表面、高アルカリ度の方が高い。