hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
自然言語における一致素性の多様性とその形式化

今年度前半は,一致素性とディフォルト形・動詞の屈折パラダイムに関する研究の発展として,日本語動詞屈折形態の研究を行った。日本語動詞は,否定・丁寧さ・法を形態的素性(morpho-logical features)として屈折を示すが,特定の素性の組み合わせにおいて,形態的欠如がおこることを論じた。さらに,それらの欠如が,否定と丁寧さという2つの統語素性(syntactic features)に基づく派生によって生成された別の語彙素のパラダイムによって補われることを議論し,そのうちの1つが前年度の研究で形式化した迂言的屈折形態で捉えられることを示した。この成果は,今年度後半に2つの国際学会で発表した。加えて,日本語動詞はモダリティを素性として,さらなる形態的変化を示すが,その形態が主語の人称との一致関係を見せることがある点に着目し,統語的一致素性としてのモダリティを屈折形態論に取り込んだ研究を行った。人称とモダリティの関係は,いくつかの先行研究でも言及されているが,本プロジェクトの動詞形態パラダイムに組み込むことにより,日本語動詞形態論の包括的なモデルを提示する研究へと発展することとなる。現在,その成果を国際誌へ投稿する準備中である。今年度の終わりは,プロジェクトの総括として,今まで行った研究を報告書として取りまとめた。語彙機能関数文法の形式的な側面をまとめ,それを理論的基盤に,アイスランド語,ヒンディ・ウルドゥ語における一致,等位構造と一致の関係,アラビア語の性極性の現象と名詞句内の一致などを中心に全4章148頁に渡る大部の研究書となった。幅広い言語を取り上げ,その一致素性の多様性についてまとめた点において言語類型論の観点からも重要な研究であり,それら複雑な現象に対し包括的な形式化を試みた点から,理論言語学においても価値のある成果である。本年度の実績は、大きく3つに分けられる。1つ目は、LFGにおける形態部門と統語部門の精密な形式化である。LFGの写像原理を使い、形態的素性が統語的素性と別の構造を成すことを論じ、迂言的構文を含む活用形が形態部門でどのように具現化されるか、また統語部門にどのように入力されるかを示し、雑誌論文として発表した。2つ目は、プロジェクトで扱う分析対象のデータの整理である。主に朝鮮語の尊敬表現に関する一致、現代アラビア語名詞句内の限定性に対する一致、同じくアラビア語で数詞が性の一致に関して極性を引き起こす現象に関してまとめ、先行研究を調べた。3つ目に、これらのデータのLFGによる分析を行った。一致素性がINDEXとCONCORDの2つのタイプを含むこと、前述した通り素性には形態的素性と統語的素性が存在すること、また名詞句内の一致に関しては、コントローラーが固有の一致素性を有する可能性があること、などを中心にまとめ、2つの章立てをして、執筆を行った。これらはAgreement in LFGというタイトルの研究書に収録される予定である。現在共著者による他の章の執筆と、共同で終了箇所に関するチェックを行っており、終了次第出版準備に入る予定である。また、これらのプロジェクトの中心課題に加え、以前行ったアイスランド語の一致のコントローラーが変化する現象に関する研究を、国際誌に投稿した。現在は査読結果に従い、主に形式化に関して修正中であり、プロジェクトの終わりまでに、再度提出することとする。
マイクロ流体機械システムの研究

マイクロ流体機械システムの開発を目的として研究を行い以下の成果を得た.1.マイクロ流体機械デバイス加工プロセスの開発シリコンの単結晶異方性エッチング等のマイクロマシニング技術を用いて,流体機械デバイス構造を実現することが可能な新しい加工プロセスを開発した.具体的にはSOI(Silicon On Insulator)基板を用いて,厚さ56μmの単結晶シリコン材の可動部を作製した.これにより均一で残留応力の小さい可動部が可能となった.2.パッケージ技術の開発流体の出入口及び電気配線などの外部接続を考慮に入れたデバイス設計を行い,大きさ14mmx12mmx1.0mmのマイクロバルブを製作した.なお,流体出入口の開口部は正方形のオリフィス形状になっており,一辺の長さは,220,540μmの2種類である.3.デバイスの性能評価製作したマイクロバルブを用いて性能評価を行った.以下に得られた結果を示す.(1)静電気力で開閉可能な圧力差は駆動電圧及びフィルムの厚さに依存する.フィルムの厚さが薄いほど開閉可能な圧力は大きくなり,駆動電圧200Vで40kPa以上の圧力ガスを制御できる.(2)レーザ光による変位計測システムを開発しバルブの応答速度を測定した.応答速度は印加電圧を大きくすることにより短くなる.200Vの電圧の場合,開閉に要する時間は1ms以下となり,高速応答のシステムを実現できる可能性を示した.本年度は報告者が提案したマイクロ流体機械システムを実現するために以下に示す基盤技術を検討した.(1)マイクロ流体機械デバイス(マイクロバルブ)構造の設計半導体微細加工技術を応用展開したマイクロマシニング技術でマイクロ流体機械システムの構成要素となるマイクロバルブを設計し,加工プロセス全体を検討した.加工プロセスは主にリソグラフィー,異方性エッチング,薄膜形成からなり,直径3インチのウエハ上にマイクロバルブが一括処理で製作される.(2)マイクロマシニング技術によるマイクロ流体機械デバイスの開発(1)シリコンの結晶異方性エッチング技術を用いて流体機械デバイス構造を実現することが可能な新しい加工プロセスを確立した.具体的には,複数のシリコン基板を組み合わせることでマイクロ流体機械デバイスを実現するような加工方法を開発した.基板上に3次元構造体を形成するために段差部へのホトレジストのパターニング方法も併せて検剖した.具体的にはめっきレジストを用い,100ミクロン以上の高段差部にもレジストパターンを飛成させることが可能となった.(2)可動部分となる金属フィルムの製作方法及び製作条件を確立した.可動部分となる金属薄膜は,先ず,通常,半導体デバイス及び磁気ディスクのヘッドにおいて用いられている金属薄膜を蒸着・バターニングをした後,金属めっきを施して耐久性のある部材にした.今後はバルブ構成要素を組み立てるためのパッケージ技術などを検討する予定である.マイクロ流体機械システムの開発を目的として研究を行い以下の成果を得た.1.マイクロ流体機械デバイス加工プロセスの開発シリコンの単結晶異方性エッチング等のマイクロマシニング技術を用いて,流体機械デバイス構造を実現することが可能な新しい加工プロセスを開発した.具体的にはSOI(Silicon On Insulator)基板を用いて,厚さ56μmの単結晶シリコン材の可動部を作製した.これにより均一で残留応力の小さい可動部が可能となった.2.パッケージ技術の開発流体の出入口及び電気配線などの外部接続を考慮に入れたデバイス設計を行い,大きさ14mmx12mmx1.0mmのマイクロバルブを製作した.なお,流体出入口の開口部は正方形のオリフィス形状になっており,一辺の長さは,220,540μmの2種類である.3.デバイスの性能評価製作したマイクロバルブを用いて性能評価を行った.以下に得られた結果を示す.(1)静電気力で開閉可能な圧力差は駆動電圧及びフィルムの厚さに依存する.フィルムの厚さが薄いほど開閉可能な圧力は大きくなり,駆動電圧200Vで40kPa以上の圧力ガスを制御できる.(2)レーザ光による変位計測システムを開発しバルブの応答速度を測定した.応答速度は印加電圧を大きくすることにより短くなる.200Vの電圧の場合,開閉に要する時間は1ms以下となり,高速応答のシステムを実現できる可能性を示した.
人工角膜・水晶体用ポリマー表面への機能性付与に関する国際共同研究の為の企画調査

(1)国内での会議および大学病院の訪問と医療現場の現状調査と研究組織作り1)第1回企画調査会議(7月2022日):鹿児島県霧島ホテルに於いて企画調査会議を行い、各分担者の最近の研究についてプレゼンテーションを行った。特に、尾崎講師(福岡大学)からシリコーンゴム眼内レンズは網膜剥離手術中に白濁するから手術に影響すると言う報告が有った。それに対し、村原(東海大)から白濁理由はシリコーンゴム表面に水滴が付着するためだと考える。このため表面を親水基で置換すれば解消するだろうと言う提言があった。2)三重大学医学部(16年12月2022日)を訪問し、佐宗幹夫助教授の行っている硝子体手術の見学後、『レーザーによる材料表面の分子制御と移植素子への応用』と題する論文を佐藤雄二(東海大学)が報告した。(2)国際会議に於ける研究動向調査と研究組織及び企画作り1)プラスチック材料に関する会議(米フィラデルフィア):4th International Symposium on Contact Angle, Wettability and Adhension(6月1416日)に出席し、プラスチックの濡れ性改善についての手法および最新情報収集を行った。2)ヨーテボリ(スウェーデン)「Department of Applide Physics Calmer University of Technology」のProf.Bengt Kasemoを訪問(8月1923日)、お互いに異なる手法によるプラスティク表面への蛋白質付着抑制効果についてディスカッションを行い、光化学的表面改質法について指導を行った。次に、ストックホルム「Materials and Coating Section, Area Manager Surface Modification of Institute for Surface Chemistry」のDr.Kenth Jehanssonを訪問(8月2427日)、アンモニア・プラズマ処理によるPET表面の親水性化と、レーザーによる表面処理による、表面改質効果の差異について実験を交えながらディスカッションを行った。3)ボストン(米国)「2004MRS FALL MEETING」(11月29日12月3日)にて成果発表・情報収集を行い、マイアミ大学(米国)のProf.J.M.Parel(海外共同研究者)を訪問し、当該研究の打合せ、眼内レンズ材料についての最近についてディスカッションを行なった。
快適空間を構成する要素の発見とその構築

本研究では、人が快適と感じる場合の感性を対象とし、人の快適感を計測し、その結果を計算機にフィードバックすることで人に快適空間を与えるシステムを構築することを目指す。具体的には、感性語を通して被験者と計算機とがコミュニケーションし被験者にとって心地よくデザイン(配色)を決定できるシステムについて研究した。従来配色等を決定するシステムには、感性キーワードを用いデータベース内の情報を検索するものがある。しかしこの様なシステムでは、試行を繰り返すことで個人に適合した情報を検索することはできるが、人の心理変化に対し追従することは困難と考えられる。本システムでは、複数のデザイン候補(配色、構図、環境条件の組合せ)の中からコミュニケーションにより、現時点での被験者の心理状態にあったデザインを推定、コミュニケーションと言う時空間内で快適にそのデザインに向かうことができる。本年度は以下の3つに関して研究した。1)配色・構図・環境条件から構成される表現空間と感性語とを関連つけ、これらをデータベースとして感性データベースを構築した。さらに被験者が指示した感性語により、データベースから複数のデザイン候補を抽出する機能を実現した。2)複数のデザイン候補の中からコミュニケーションにより、感性データベースを被験者の好みに合わせたデータベースを更新する機能を実現した.結果として,現時点での被験者の心理状態にあったデザインを初期候補として提示することができ,検索の効率が向上した.3)ある程度絞り込まれた候補は,被験者の好みを反映している場合が多い.従って,最終候補を決定するさい迷いが発生しやすい.本システムでは,被験者がデザイン選択を快適に行える様に好みでなさそうな方のデザインの配色を若干変更することで(被験者には気づかれない程度),視覚印象を変える機能を実現,最終候補への絞り込み時の選択性が向上した。
神経栄養因子を用いた嚥下関与筋のアンチエイジングに関する研究

下咽頭収縮筋の加齢による形態および機能変化の予防目的で、神経栄養因子であるbasicfibroblast factor(bFGF)を局所投与しその効果を検証した。具体的には加齢ラットを用いて下咽頭収縮筋にゼラチンハイドロゲルによるDrug delivery system(DDS)にbFGFを高濃度で安定的に作用させ、下咽頭収縮筋に投与し、形態学的な変化、筋機能低下予防に関する研究を行った。組織学的検討、神経下装置の観察の結果、bFGF投与により、輪状咽頭筋の方が筋機能低下の予防効果が高いことが示唆された。本年度は昨年度に引き続き成熟群のbFGF投与下咽頭収縮筋モデルの組織学的検討と神経下装置の観察を行った。また、bFGF投与加齢群モデルの作製を中心に行った。1)組織学的検討:塩酸ケタミンの筋肉内注射による麻酔後、頸部皮膚切開を行い、手術用実態顕微鏡下に下咽頭収縮筋を露出した。筋に持続的に薬剤を投与するため治療群は1μg/dayのbFGF含有のゼラチンハイドロゲルを3週間、2μg/dayのbFGFを2週間、下咽頭収縮筋上に留置した。対照群はそれぞれ生理食塩水含有のゼラチンハイドロゲルを2、3週間持続投与した。ペントバルビタールにて安楽死処置後、生物顕微鏡を用いて下咽頭収縮筋を一塊に摘出した。前述の方法で甲状咽頭筋および輪状咽頭筋ごとの筋線維タイプ構成比を算出し、対照群との構成比の違いを検討した。併せて、筋線維断面積、筋線維数を計測した。2)神経下装置の解析:ラットにペントバルビタールを腹腔内投与し、安楽死処置後、速やかに喉頭、下咽頭収縮筋、頸部食道を一塊に摘出し、実体顕微鏡下に両側の甲状咽頭筋・輪状咽頭筋を採取した。筋をリン酸緩衝グルタールアルデハイドに浸漬固定した後、1%オスミウム酸にて30分間後固定した。次いで8N塩酸で30分処理し、筋内結合組織を除去する。続いて、脱水、臨界点乾燥し、白金蒸着した後、走査型電子顕微鏡(日立S-800A)で筋線維上に存在する神経下装置の1次シナプスおよび2次シナプスの形状を観察した。どちらの群も現在データ解析中である。1)bFGF投与加齢群モデルの作製加齢群には24ヶ月齢のラットを用いた。塩酸ケタミンの筋肉内注射による麻酔後、頸部皮膚切開を行い、手術用顕微鏡(現有備品)下に下咽頭収縮筋を露出した。筋に持続的に薬剤を投与するため治療群は1μg/dayのbFGF含有のゼラチンハイドロゲルを3週間、2μg/dayのbFGFを2週間、下咽頭収縮筋上に留置する。2)bFGF投与下咽頭収縮筋モデルの組織学的検討ペントバルビタールにて安楽死処置後、生物顕微鏡を用いて下咽頭収縮筋を一塊に摘出する。前述の方法で甲状咽頭筋および輪状咽頭筋ごとの筋線維タイプ構成比を算出し、対照群との構成比の違いを検討する。併せて、筋線維断面積、筋線維数を計測し、検討した。3)bFGF投与下咽頭収縮筋モデルの神経下装置の観察ペントバルビタールにて安楽死処置後、喉頭、下咽頭収縮筋頸部食道を一塊に摘出し、実体顕微鏡下に両側の甲状咽頭筋・輪状咽頭筋を採取した。前述の方法にて走査電子顕微鏡での神経下装置を観察し、その形態を定量的に評価して対照群と比較検討した。bFGF投与後の加齢群では神経下装置の観察では、成熟群に比べ未熟な神経下装置が散見され、筋のリモデリングが行われていることが示唆された。本年度はbFGF投与モデルの作製を中心に行った。まず成熟群のラットを用いてbFGF投与モデルの作製の確立を行った。塩酸ケタミンの筋肉内注射による麻酔後、頸部皮膚切開を行い、手術用実態顕微鏡下に下咽頭収縮筋を露出した。作製したモデルラットにペントバルビタールを腹腔内投与し、安楽死処置後、速やかに喉頭、下咽頭収縮筋、頸部食道を一塊に摘出し、実体顕微鏡下(現有備品)に両側の甲状咽頭筋・輪状咽頭筋を採取した。筋をリン酸緩衝グルタールアルデハイドに浸漬固定した後、1%オスミウム酸にて30分間後固定。

次いで8N塩酸で30分処理し、筋内結合組織を除去した。続いて、脱水、臨界点乾燥し、白金蒸着した後、走査型電子顕微鏡(日立S-800A)(現有備品)で筋線維上に存在する神経下装置の1次シナプスおよび2次シナプスの形状を観察することができた。本年度の研究からbFGFをゼラチンハイドロゲルを用いて下咽頭収縮筋に留置することで、bFGFモデルの作製が可能であることを立証することができた。本年度は加齢群におけるbFGF投与モデルの作製に成功した。成熟群bFGF投与モデルと平行して行っているが、データの収集、解析がまだできていないため、引き続き加齢群、成熟群ラットともに組織学的検討・神経下装置の観察およびデータ解析を行っていきたい。本年度の研究でbFGF投与ラットのモデルを作製することができた。しかし、bFGFの組織学的検討、観察できた神経下装置の解析がまた行えていないため、引き続き研究を進めていきたい。引き続き本研究を遂行し、データ解析も行う。1)bFGF投与モデル(成熟群・加齢群)の作製:引き続きbFGF投与モデル(成熟群・加齢群)の作製を行う。塩酸ケタミンの筋肉内注射による麻酔後、頸部皮膚切開を行い、手術用顕微鏡下に下咽頭収縮筋を露出する。筋に持続的に薬剤を投与するため治療群は1μg/dayのbFGF含有のゼラチンハイドロゲルを3週間、2μg/dayのbFGFを2週間、下咽頭収縮筋上に留置する。対照群はそれぞれ生理食塩水含有のゼラチンハイドロゲルを2、3週間持続投与する。2)bFGF投与下咽頭収縮筋モデルの組織学的検討:成熟群・加齢群ともに引き続き組織学的検討を行う。ペントバルビタールにて安楽死処置後、生物顕微鏡を用いて下咽頭収縮筋を一塊に摘出する。前述の方法で甲状咽頭筋および輪状咽頭筋ごとの筋線維タイプ構成比を算出し、対照群との構成比の違いを検討する。併せて、筋線維断面積、筋線維数を計測し、検討する。3)bFGF投与下咽頭収縮筋モデルの神経下装置の観察:ペントバルビタールにて安楽死処置後、喉頭、下咽頭収縮筋頸部食道を一塊に摘出し、実体顕微鏡下に両側の甲状咽頭筋・輪状咽頭筋を採取する。前述の方法にて走査電子顕微鏡での神経下装置を観察し、その形態を定量的に評価して対照群と比較する。それぞれの結果をあわせてデータ解析する。1)bFGF投与加齢群モデルの作製:加齢群には24ヶ月齢のラットを用いる。塩酸ケタミンの筋肉内注射による麻酔後、頸部皮膚切開を行い、手術用顕微鏡(現有備品)下に下咽頭収縮筋を露出する。2)bFGF投与下咽頭収縮筋モデルの組織学的検討:ペントバルビタールにて安楽死処置後、生物顕微鏡を用いて下咽頭収縮筋を一塊に摘出する。前述の方法にて走査電子顕微鏡での神経下装置を観察し、その形態を定量的に評価して対照群と比較検討する。昨年に引き続き、主に加齢ラットの購入、飼育代、bFGFをはじめとする試薬代に使用する。加えて、神経下装置を撮影するフィルム代、現像費に使用予定である。また、成果発表のための出張費にあてる予定である。
婦人科腫瘍におけるテロメラーゼ活性の意義に関する研究

細胞の増殖制御、不死化、癌化に染色体DNA末端の繰り返し配列テロメアとそれを合成するテロメラーゼが果たす役割が注目されている。またヒトパピローマウィルス(HPV)E7蛋白がテロメラーゼを活性化することが明らかとり、我々は子宮頚癌組織、子宮頚癌細胞株および子宮頚部擦過細胞でのテロメラーゼ活性とHPVの感染の有無を検討し、子宮頚癌の発癌メカニズムにおけるテロメラーゼとHPVの果たす役割を検討した。子宮頚癌細胞株7株、子宮頚癌組織12例、子宮頚部擦過細胞検体61例(class I:9例,II:16例,IIIa:19例,IIIb:6例,IV:4例,V:7例)を用いた。テロメラーゼmRNA(hTR)はRT-PCRにより検討し、テロメラーゼ活性の測定はTRAP法を用い、internal controlにはITASを用いた。また、HPVの検出にはPCRを用いた。子宮頚癌細胞株の検討では7株全例にhTRの発現が見られ、テロメラーゼ活性も全例に認めらた。子宮頚癌組織の検討では83%にhTRの発現が見られ、75%にテロメラーゼ活性が認められた。正常子宮頚部ではhTRの発現が見られたが、テロメラーゼ活性は検出できなかった。擦過細胞検体での検討ではclass I:11%,II:12%,IIIa:37%,IIIb:67%,IV:100%、V:100%の頻度でテロメラーゼ活性が認められた。さらにHPV陽性例の94%にテロメラーゼ活性が認められた。子宮頚癌でも高頻度でテロメラーゼ活性が認められ、その発癌過程にテロメラーゼが関与していること、また擦過細胞検体での検討から発癌の比較的初期の段階からの関与が示唆された。さらにテロメラーゼの活性化にHPVの感染が関与している可能性が示唆された。
アクティブ・ターゲットを用いた巨大質量星中の電子捕獲率研究

重イオンビームを用いたアクティブ・ターゲットの性能評価の解析2011年度に行った,重水素ガスを用いたGEM (Gas Electron Multiplier)の基礎性能測定結果を踏まえた上で,すでに順運動学では調べられている56Feの(d,2He)反応測定を,重イオンビームを用いたアクティブ・ターゲットの性能評価実験として2012年1月に放射線医学総合研究所HIMACで行った.2012年度はこの実験の解析を行い,開発をした検出器およびデータ収集系が十分に使用できるものであることがわかった.これは,重水素ガスを用いたGEM-TPC (Time Projection Chamber)型のアクティブ・ターゲットが動作した世界初の例である.重イオン不安定核ビームを用いた本実験上記の解析結果を踏まえ,本実験である重イオン陽子過剰不安定核14,150ビームを用いた(d,2He)反応測定を,2013年2月に放射線医学総合研究所HIMACで行った.今後,この実験の解析を行い,星の進化過程を理解する上で重要となる超新星爆発時の電子捕獲率を求める,この実験では同時に非弾性散乱(d,d')反応測定を行った.これは原子核の重要な性質の一つである非圧縮率を導出するのを目的とし,密に関係するアイソスカラー型圧縮性巨大共鳴,特にアイソスカラー単極子共鳴(ISGMR)・双極子共鳴(ISGDR)に関する情報を得るためである.この結果についても今後解析をし,非圧縮率を求める.これらの導出した結果を国内外の学会・研究会において発表し,投稿論文にまとめる.重水素ガスを用いたGEMの応答の研究一般的に,GEMの検出器ガスにはArガスを含む混合ガスなどが用いられ,基礎性能に関してよく調べられている.しかし,本研究に用いる重水素ガスを用いた研究は知られておらず,「重水素ガス中でGEMがどのような働きをするのか」といった基礎性能に関する測定データは無かった.本研究の測定を成功させるためには,重水素ガス中でのGEMの応答を知る必要がある.そこで,2011年度は,重水素ガスを用いたGEMの基礎性能,特にガス増幅度の電圧依存性を知るための測定を行った。この測定から,他のガスに比べて重水素ガス中でのGEMの増幅度は小さい,ガス増幅のGEMとGEMの間の領域などの電場依存性は他のガスとほぼ同じ傾向を示す,という知見を得た.得られた測定結果は,全く知られていない重水素ガスを中でのGEMの動作に関する基礎性能であり,本研究のアクティブ・ターゲットだけではなく,同様の検出器を使用する上でも貴重である,この結果は,2012年3月に関西学院大学で行われた,第67回春季日本物理学会において発表した.重イオンビームを用いたアクティブ・ターゲットの性能評価GEMの基礎性能測定結果を踏まえた上で,すでに順運動学では調べられている56Feの(d,2He)反応測定を,2012年1月に放射線医学総合研究所HIMACで行った.重イオンビームを用いたアクティブ・ターゲットの性能評価の解析2011年度に行った,重水素ガスを用いたGEM (Gas Electron Multiplier)の基礎性能測定結果を踏まえた上で,すでに順運動学では調べられている56Feの(d,2He)反応測定を,重イオンビームを用いたアクティブ・ターゲットの性能評価実験として2012年1月に放射線医学総合研究所HIMACで行った.2012年度はこの実験の解析を行い,開発をした検出器およびデータ収集系が十分に使用できるものであることがわかった.これは,重水素ガスを用いたGEM-TPC (Time Projection Chamber)型のアクティブ・ターゲットが動作した世界初の例である.重イオン不安定核ビームを用いた本実験上記の解析結果を踏まえ,本実験である重イオン陽子過剰不安定核14,150ビームを用いた(d,2He)反応測定を,2013年2月に放射線医学総合研究所HIMACで行った.今後,この実験の解析を行い,星の進化過程を理解する上で重要となる超新星爆発時の電子捕獲率を求める,この実験では同時に非弾性散乱(d,d')反応測定を行った.これは原子核の重要な性質の一つである非圧縮率を導出するのを目的とし,密に関係するアイソスカラー型圧縮性巨大共鳴,特にアイソスカラー単極子共鳴(ISGMR)・双極子共鳴(ISGDR)に関する情報を得るためである.この結果についても今後解析をし,非圧縮率を求める.これらの導出した結果を国内外の学会・研究会において発表し,投稿論文にまとめる.
腎細胞癌発生におけるVHL遺伝子の分子生物学的役割・関与の解明に関する研究:ユビキチン化の新規標的蛋白質の同定

von HippelLindau病(VHL病)は中枢神経系Hemangioblastoma、網膜angioma、腎細胞癌など全身に腫瘍を多発する疾患である。原因遺伝子としてVHL遺伝子が近年クローニングされた。VHL遺伝子の変異は同時に散発性の腎細胞癌の約70%においても認められ、腎細胞癌の発生に深く関与している。またその遺伝子産物(以下pVHL)はいくつかのタンパクとcomplexを形成しubiquitin ligaseとして機能することが判明した。VHL遺伝子は3つのエクソンよりなるが、pVHLはexon3に相当する部分が上記のcomplex形成に関与し、exon1および2に相当する部分の一部が基質を認識する部分であると考えられている。本研究ではVHL遺伝子exon2に的を絞り、yeastのtwo hybrid systemにより新規の遺伝子をスクリーニングし、同定・クローニングする。Exon2はubiquitin化の基質を認識する重要な一部分であり、また実際に腎細胞癌でVHL遺伝子変異の多く認められる部分であるからである。初年度は、既にexon2の変異が同定されている腎細胞癌培養細胞(NHK124、東京大学医学部泌尿器科で樹立されているもの)よりcDNAライブラリーを作成し、Exon2が正常とされているアマシャムファルマシア祉製の正常腎cDNAライブラリーとの比較(Two Hybrid Systemでの結果の比較)により、よりよい候補を検索した。初年度のスクリーニングでははっきりしたものが得られなかったが、本年度の再試にてHypoxia Induced Factor 1 α(HIF 1 α)と相同性の高いクローンを見出した。現在、再現性のチェック、および全長のクローニングを同時に進めている。一方で、私がフォローしていたVHL病患者のVHL遺伝子変異についてのスクリーニングで興味深い知見が得られた。Exon2に変異を有し、褐色細胞腫を合併したVHL病患者で、腎細胞癌では正常のAlleleがLossし、変異を有するAlleleが残っていたが、褐色細胞腫では変異を有する方のAlleleの脱落が認められた。したがってこの遺伝子変異は腎細胞癌発生に比較的重要な役割を果たしている可能性がある。この変異をも含めたBaitの作成を進めたいと考え、plasmidを作成した。現在、ライブラリーよりスクリーニング中である。von Hippel Lindau病(VHL病)は中枢神経系Hemangioblastoma、網膜angioma、腎細胞癌など全身に腫瘍を多発する疾患である。Exon2はubiquitin化の基質を認識する重要な部分であり、また実際に腎細胞癌でVHL遺伝子変異の多く認められる部分であるからである。初年度は、既にexon2の変異が同定されている腎細胞癌培養細胞(NHK124、東京大学医学部泌尿器科で樹立されているもの)よりcDNAライブラリーを作成し、Exon2が正常とされているアマシャムファルマシア社製の正常腎cDNAライブラリーとの比較(Two Hybrid Systemでの結果の比較)により、よりよい候補を検索した。しかしながら、Two Hybrid Systemでの反応が弱く、非特異的で、再現性がまったくなかったため、現在cDNAライブラリー再作成、およびBaitの部分(スクリーニングに使用するVHL遺伝子の一部分)の範囲を1種類でなく数種類に設定し直し、実験を進めている。一方で、私がフオローしていたVHL病患者のVHL遺伝子変異についてのスクリーニングで興味深い知見が得られた。今後、この変異をも含めたBaitの作成を進めたいと考えている。初年度は、既にexon2の変異が同定されている腎細胞癌培養細胞(NHK124、東京大学医学部泌尿器科で樹立されているもの)よりcDNAライブラリーを作成し、Exon2が正常とされているアマシャムファルマシア祉製の正常腎cDNAライブラリーとの比較

(Two Hybrid Systemでの結果の比較)により、よりよい候補を検索した。初年度のスクリーニングでははっきりしたものが得られなかったが、本年度の再試にてHypoxia Induced Factor 1 α(HIF 1 α)と相同性の高いクローンを見出した。現在、再現性のチェック、および全長のクローニングを同時に進めている。一方で、私がフォローしていたVHL病患者のVHL遺伝子変異についてのスクリーニングで興味深い知見が得られた。Exon2に変異を有し、褐色細胞腫を合併したVHL病患者で、腎細胞癌では正常のAlleleがLossし、変異を有するAlleleが残っていたが、褐色細胞腫では変異を有する方のAlleleの脱落が認められた。したがってこの遺伝子変異は腎細胞癌発生に比較的重要な役割を果たしている可能性がある。この変異をも含めたBaitの作成を進めたいと考え、plasmidを作成した。現在、ライブラリーよりスクリーニング中である。
格子ボルツマン法による界面活性物質の流体摩擦抵抗減メカニズムの解明

差分格子ボルツマン法での計算では、層流計算において見かけ上の粘性係数が変化するSIS現象を再現することができた。2次元クエット流れに、界面活性剤の棒状ミセルのモデルとして、自由な変形を許すひも状の物体を潜入し壁面に働く平均の努断応力を求めた。それにより、あるレベルまで剪断が強くなると剪断応力が急増し、見かけ上の粘性係数が増加する現象がみられた。それ以上剪断が強くなると、ミセル表面で液の滑りが生じ、見かけ上の粘性係数は減少に転じることも確認された。一方、乱流の直接計算では2次元及び3次元等方性乱流のシミュレーションを行った。2次元計算ではエネルギースペクトルが時間によって-3乗則および-4乗側と変化する。また逆カスケード現象もとらえられた。3次元では-5/3乗側の成立する領域が存在することが確認できた。また実験や、他の計算との比較も良好であった。サブグリッドモデルを組み込んだ計算では、チャネル流れ正方形物体周りの流れも、満足のいく結果が得られた。2次元クエット乱流に、界面活性物質を混入した計算では、流れ方向の乱れはそれほど抑えられていないが、流れに垂直な方向の乱れは大きく抑制され、実験により得られている結果を再現した。実験では、水の場合にレイノルズ数Re=14000まで層流を維持できる管路の助走区間にリング状突起物を設置して強制的に乱れを与え,遷移の初期段階で断続的に発生しはじめる乱流塊の性質や挙動に及ぼす界面活性剤添加の影響を調べた.界面活性剤としてCH_3(CH_2)_<13>N(CH_3)_3Brを用いた.LDVと参照用熱線流速計により成長速度を測定した.その結果,(1)濃度250ppm以下では界面活性剤添加の影響は現れない,(2)250ppm以上では乱流塊が発生しはじめるReは濃度とともに増大するが,400ppmを越えると明確な乱流塊は発生しない,(3)300400ppm水溶液では遷移初期に発生しはじめる乱流塊はスラグからパフに転化する,ことがわかった.差分格子ボルツマン法での計算では、層流計算において見かけ上の粘性係数が変化する現象のモデル構築に対する基礎的な知見を得た。2次元クエット流れに、界面活性剤の棒状ミセルのモデルとして、自由な変形を許すひも状の物体を導入し壁面に働く平均の剪断応力を求めた。それにより、平均の速度分布が壁面近くでより剪断が強くなり、剪断応力が増加する現象がみられた。一方、乱流の直接計算では2次元及び3次元等方正乱流のシミュレーションを行った。2次元計算ではエネルギースペクトルの-3乗則および3次元では-5/3乗側の成立する領域が存在することが確認できた。実験では、水の場合にレイノルズ数Re=14000まで層流を維持できる管路の助走区間にリング状突起物を設置して強制的に乱れを与え,遷移の初期段階で断続的に発生しはじめる乱流塊の性質や挙動に及ぼす界面活性剤添加の影響を調べた.界面活性剤としてCH_3(CH_2)_<13>N(CH_3)_3Brを用いた.LDVと参照用熱線流速計により成長速度を測定した.その結果,(1)濃度250ppm以下では界面活性剤添加の影響は現れない,(2)250ppm以上では乱流塊が発生しはじめるReは濃度とともに増大するが,400ppmを越えると明確な乱流塊は発生しない,(3)300-400ppm水溶液では遷移初期に発生しはじめる乱流塊はスラグからパフに転化する,ことがわかった.差分格子ボルツマン法での計算では、層流計算において見かけ上の粘性係数が変化するSIS現象を再現することができた。実験では、水の場合にレイノルズ数Re=14000まで層流を維持できる管路の助走区間にリング状突起物を設置して強制的に乱れを与え,遷移の初期段階で断続的に発生しはじめる乱流塊の性質や挙動に及ぼす界面活性剤添加の影響を調べた.界面活性剤としてCH_3(CH_2)_<13>N(CH_3)_3Brを用いた.LDVと参照用熱線流速計により成長速度を測定した.

その結果,(1)濃度250ppm以下では界面活性剤添加の影響は現れない,(2)250ppm以上では乱流塊が発生しはじめるReは濃度とともに増大するが,400ppmを越えると明確な乱流塊は発生しない,(3)300400ppm水溶液では遷移初期に発生しはじめる乱流塊はスラグからパフに転化する,ことがわかった.
原型炉プラズマの運転裕度の定量的評価と燃焼制御シナリオ概念の構築

本研究では、高い自律性を持つ原型炉プラズマの物理パラメーターのデータベースの構築とともに、基本運転シナリオのプラズマ過渡応答特性解析に基づいて、運転裕度評価、燃焼制御シナリオの構築を目指した。過年度までに原型炉プラズマ物理パラメーターのデータベースと1.5次元非定常輸送解析に基づく基本運転シナリオの構築、プラズマ過渡応答特性解析を実施した。今年度は、プラズマ平衡制御シミュレーターMECSに3次元導体壁構造を考慮するように改良を行い、垂直位置安定性を確保しつつ高楕円度プラズマを立ち上げるシナリオを構築した。さらに、運転裕度を評価するため、線形理想MHD安定性解析コードMARG2Dを用いたベータ限界への導体壁効果を評価した。高楕円度プラズマの立ち上げシナリオの構築では、計算メッシュと3次元渦電流固有モードの時定数と相互インダクタンスを3次元渦電流解析により評価し、それをMECSに適用することで3次元導体構造物構造の影響を考慮できるようにした。さらに、昨年度までに実施した1.5次元非定常輸送解析コード(TOPICS)を用いて評価したプラズマパラメータの時間発展を用いた上で、高楕円度プラズマ配位を安定に立ち上げるシナリオを構築することに成功した。運転裕度評価については、昨年度までに構築した分布データベースに対して、ベータ限界に対する導体壁効果を解析するとともに、ベータ限界の導体壁位置に対する依存性を明らかにした。さらに、今年度に実施したベータ限界評価と昨年度に実施したプラズマ過渡応答特性を組み合わせることで運転裕度を評価した。本研究成果は、複雑なパラメータ連関を持つ高自律性燃焼プラズマにおける運転裕度を定量的に評価する手法を初めて構築した意義があり、本成果の一部はIAEA主催の核融合エネルギー会議で口頭発表を行うとともに、Nuclear Fusion誌に投稿予定である。トカマク型定常原型炉で数百メガワットの正味電気出力を達成可能なプラズマ物理パラメータセット(閉じ込め性能、プラズマ密度、プラズマ温度、プラズマベータ値、自発電流割合、不純物密度、放射損失割合)を、炉工学パラメータと燃焼プラズマにおけるエネルギーバランスと電流バランスを満足する設計点について、炉設計システムコードを用いてデータベースを構築した。正味電気出力を正確に評価するために、発電に利用する冷却水系ポンプ動力等の省内循環電力を評価した。その結果、核融合出力1.5ギガワットの原型炉では90メガワット程度の冷却水系ポンプ動力が必要なことを明らかにした。加熱電流駆動装置に必要な電力等を踏まえると、数百メガワットの正味電気出力を達成するためには、核融合出力を2ギガワット程度まで増大させる必要がある。また、代表的な設計点を選択後、物理パラメータの半径方向分布を検討し、プラズマの圧力分布と電流分布の整合するトカマク平衡解析を実施した。炉設計システムコードによるゼロ次元データベースとプラズマ諸量の分布を考慮した解析結果ではプラズマ断面形状に違いが生じるため、プラズマ電流値や核融合出力への影響を整理した。さらに、トカマク平衡解析結果に基づいて、1.5次元非定常輸送解析コード(TOPICS)を用いた原型炉プラズマの基本運転シナリオの初期解析を実施した。高自律性燃焼プラズマ特性下では、所要のプラズマ性能に到達するためにはプラズマ初期状態からの履歴が最終燃焼状態に大きく影響するため、プラズマ密度の立ち上げ方や、外部加熱電流駆動の入射タイミング等の調整を実施している。1.5次元非定常輸送解析コード(TOPICS)を用いた原型炉プラズマの基本運転シナリオの検討が初期解析の段階であるため、関係者の協力を得て、加速する予定である。その他に、研究の進捗は順調である。本研究では、原型炉プラズマ物理パラメータの広範なデータベースの構築とともに、基本運転シナリオを中心としたプラズマ過渡応答解析に基づいて運転裕度評価、燃焼制御シナリオの構築を目指している。今年度は、システムコードを用いたデータベースを基にして、中性粒子ビームによる外部電流駆動と圧力勾配によって駆動される内部自発電流の和である駆動電流の空間分布とプラズマ平衡配位を無矛盾に解析し、過渡応答解析に利用する原型炉プラズマ平衡配位のデータベースを構築した。本データベースでは、様々な密度分布や温度分布、プラズマベータ値、安全係数分布に加えて、中性粒子ビームの入射角度を変えて駆動電流分布の異なるデータ群で構成した。その際、周辺部輸送障壁によって形成されるペデスタル構造によって安全係数値が大きく影響を受けることが判明した。そこで、データベースの精度を高めるため、専門家の協力を得ながら、EPED1モデルとMARG2D安定性解析コードを用いて詳細なペデスタル構造の分析を実施した。ペデスタル密度をグリーンワルド密度限界程度に設定した場合に、ペデスタル温度が5keV程度になることが明らかになっている。さらに、平衡解析結果に基づいて、昨年度に実施した1.5次元非定常輸送解析コードを用いた原型炉プラズマの基本運転シナリオの更新を行うとともに、量研機構の先進プラズマモデリンググループの協力を得て、Hモード遷移モデル、ペデスタルモデル、不純物輸送モデルの組み込み作業を実施中である。今年度中に原型炉プラズマの物理モデルを組み込んで基本運転シナリオを完成させ、過渡応答分析まで実施する予定であったが、現在、モデル組み込み作業中である。過渡応答解析の予備検討は並行して進めており、モデル組み込み作業が終了次第、研究を加速する予定である。本研究では、原型炉プラズマ物理パラメーターの広範なデータベースの構築とともに、基本運転シナリオを中心としたプラズマ過渡応答特性解析に基づいて、運転裕度評価、燃焼制御シナリオの構築を目指している。今年度は、原型炉の炉心プラズマ運転シナリオの構築を目指して、1.5次元非定常輸送解析コード(TOPICS)を用いた解析を実施した。

基本的な原型炉パラメーターは、プラズマ大半径8.5m、トロイダル磁場6T、プラズマ電流12.3MAである。輸送モデルには、JT-60UやJET実験データを用いて妥当性を検証した電流拡散バルーニングモード(CDBM)を適用し、密度分布は中心密度1x10^20m^-3、ペデスタル密度6.5x10^19m^-3を仮定した。また、フラットトップでの電子密度に対する不純物の割合として0.5%のArと7%のHeを仮定した。シミュレーションの結果、70MWのNB加熱で内部輸送障壁を形成し20MWのECパワーを周辺部(r/a0.6)に追加入射することで所要のプラズマを安定に維持できることを明らかにした。さらに、ECパワーを入射する位置を変えることで、燃焼制御が可能であることを示した。その際、核融合出力を増大させる場合と減少させる場合において、時定数が異なることを定量的に明らかにした。さらに、3%の中心密度変動に対するプラズマ過渡応答特性を調べ、核融合出力、温度、非誘導電流及び誘導電流におけるパラメータ連関を明らかにした。これまでに、原型炉プラズマ物理パラメーターの広範なデータベースの構築、基本運転シナリオの構築が完了し、さらに、プラズマ過渡応答特性解析、燃焼制御シナリオの構築に着手して初期結果を得ている。本研究では、高い自律性を持つ原型炉プラズマの物理パラメーターのデータベースの構築とともに、基本運転シナリオのプラズマ過渡応答特性解析に基づいて、運転裕度評価、燃焼制御シナリオの構築を目指した。過年度までに原型炉プラズマ物理パラメーターのデータベースと1.5次元非定常輸送解析に基づく基本運転シナリオの構築、プラズマ過渡応答特性解析を実施した。今年度は、プラズマ平衡制御シミュレーターMECSに3次元導体壁構造を考慮するように改良を行い、垂直位置安定性を確保しつつ高楕円度プラズマを立ち上げるシナリオを構築した。さらに、運転裕度を評価するため、線形理想MHD安定性解析コードMARG2Dを用いたベータ限界への導体壁効果を評価した。高楕円度プラズマの立ち上げシナリオの構築では、計算メッシュと3次元渦電流固有モードの時定数と相互インダクタンスを3次元渦電流解析により評価し、それをMECSに適用することで3次元導体構造物構造の影響を考慮できるようにした。さらに、昨年度までに実施した1.5次元非定常輸送解析コード(TOPICS)を用いて評価したプラズマパラメータの時間発展を用いた上で、高楕円度プラズマ配位を安定に立ち上げるシナリオを構築することに成功した。運転裕度評価については、昨年度までに構築した分布データベースに対して、ベータ限界に対する導体壁効果を解析するとともに、ベータ限界の導体壁位置に対する依存性を明らかにした。さらに、今年度に実施したベータ限界評価と昨年度に実施したプラズマ過渡応答特性を組み合わせることで運転裕度を評価した。
絶縁体-金属転移の電界制御を利用した量子細線・量子ドット作製とその物性研究

酸化物強誘電体は、10-50μC/cm^2程度の巨大な表面電荷を持つ。このため、表面に電極が無いと、その漏れ出し静電場のエネルギーが著しく大きく、分域を形成して小さくすると考えられている。これは、通常強誘電体が絶縁体と見なせるからである。しかし、静電エネルギーで分域が規定されるのなら、電極無しでは、常に分域形成が静電エネルギーで制限されることになる。この影響は、極薄化すると甚大で、応用上も重要な問題である。目的:申請者らは、このような巨大な電界があると、強誘電体の最表面は単純な絶縁体と見なせないと提案し、初期検証として高真空中でBaTiO_3の表面伝導を測定し、支持する結果を得たが、特に、国内では、外的要因によるものとと考えられ受け入れらていない。報告者らは、試料、実験装置、実験方法を再検討して、従来の疑問の全てに答えられるような検討を行なうため、本科研費を申請した。即ち、本研究の目的は、強誘電体に特有な新しい電子系の有無を確立し、存在するならその普遍性を例示し、2次元性等の本質的性質をマクロ・ナノスケールの実験で解明することである。今年度は、代表的強誘電体BaTiO_3の表面伝導を、10^<-10>-10^<-11>torrという超高真空で測定可能な独自の測定システム様々な条件を変えて測定し、強誘電体分極による本質的表面伝導層が存在することを確定した。その過程で、従来不可能と考えられた電場による電極無しの領域が分極処理できることを確定した。走査型圧電顕微鏡と電位顕微鏡を超高真空原子間力顕微鏡に組み込み、この比較により研究を行なった(超高真空での動作は世界的にも殆ない)。量子細線や量子ドット等の、微小量子構造は、通常、大型の微細加工装置やカーボンナノチューブを利用して作製されている。しかし、作製の困難さや複雑さと費用の問題がある。また、ナノメータースケールの超微細加工では、物質または加工精度が限定され、一般的な半導体や金属での量子ナノ構造が作製されているのみである。このため、成長過程を利用した自己形成型のナノ構造の作製等が行われているが、任意の場所に任意の形状を形成することは困難である。本研究は、このような問題点を、最近発見された絶縁体の持続的導体化現象を走査プローブ顕微鏡(原子力間顕微鏡AFM)で行うことで解決することを目論む。この原理は、強誘電体表面に伝導体が接していない場合、強誘電体の自発的な分極によって、表面に薄い伝導層(厚み数nm)ができることで、、導体化した原子力間顕微鏡AFMの針に電圧を印加して、強誘電体上を任意の形状に走査すれば、その形状の部分に薄い電子層ができる。また、誘電体SrTiO_3への強制的電流印加で、金属-絶縁体転移を誘起できるため(1年以上保持を確認、電気的に可逆)、量子構造の形成に使える。但し、この場合深さ方向が厚く、深さ方向の閉じ込めはできない。今年度は、代表的強誘電体BaTiO_3の表面伝導を、10^<-10>-10^<-11>torrという超高真空うで測定可能な独自の測定システム様々な条件を変えて測定し、強誘電体分極による本質的表面伝導層が存在することを確定した。また、大気中の原子力間顕微鏡システムで、走査型圧電顕微鏡を立ち上げ、原子ステップを圧電像が同時に観察できること、また、この圧電測定でも上記の電場による電極無しの領域が分極処理できることも部分的に確認した。さらに、、走査型圧電顕微鏡を超高真空原子間力顕微鏡に組み込み、初期動作の検証に成功した(超高真空での動作は世界的にも殆ない)酸化物強誘電体は、10-50μC/cm^2程度の巨大な表面電荷を持つ。

走査型圧電顕微鏡と電位顕微鏡を超高真空原子間力顕微鏡に組み込み、この比較により研究を行なった(超高真空での動作は世界的にも殆ない)。
金属ガラスにおける過冷却液体状態の直接観察

液体からガラス状態に固化する過程のメカニズムを明らかにするため、過冷却液体中の局所構造の透過電子顕微鏡による観察を試みた。Pd基金属ガラスについて透過電子顕微鏡内でその場加熱観察を行ったところ、ガラス転移点付近で試料の軟化による縞状コントラストが出現し、ガラス転移点より20K高い温度で結晶化が進行した。今回は試料移動が非常に大きく、過冷却液体の局所構造を撮影することはできなかったが、より高性能なカメラを使えば実現可能であることを示した。本研究の最終的な目標は、金属ガラスの過冷却液体状態とガラス状態における局所構造の違いを、オングストロームビーム電子回折法を用いることにより明らかにすることである。具体的には、過冷却液体領域の広い金属ガラス試料を用い、電子顕微鏡内で加熱を行い、過冷却状態における電子回折実験を試みる。昨年度は、最適な金属ガラス合金系の選定と、電子顕微鏡内での結晶化温度についての検討を行った。そこで今年度は、過冷却液体域と思われる結晶化温度より少し低い温度での電子回折の取得を試みたが、ドリフトなど技術的な問題のため、良好なデータを得るのが困難であった。そこで、昨年度選定した金属ガラス系であるPd-Cu-Ni-Pのガラス状態(室温)での構造的特徴をまず調べることにした。ガラスの薄膜試料を作製し、薄い領域から多くのオングストロームビーム電子回折パターンを取得した後、解析を行った。得られたパターンには離散的な強い回折スポットが頻繁に観察され、短範囲秩序構造の存在が示唆される。このような離散的スポットの存在は少なくとも露光時間(0.10.2秒)の間は静的な構造が保たれていることを示している。もし露光時間のスケールで散漫なパターンになれば、構造は動的なものとみなすことができるであろう。今後は、より高温の過冷却液体状態においてどのようなパターンが得られるか、また領域によってその特徴が変化するかどうかを調べ、これまでに提案されている動的不均一性の直接的な検証を試みる予定である。本年度は、当初の計画通り、最適な金属ガラス合金系の選定と、電子顕微鏡内でのガラス転移点の決定の2点について検討を行った。まず、過冷却液体状態の局所構造を観察するために、十分に広い過冷却液体領域を持つ金属ガラス試料の選定を行った。今回用いた試料は、80mm径までのシリンダーガラスが作製可能なPd-Cu-Ni-Pであり、広い過冷却液体領域を持つほかに、加熱時に酸化しにくいという特長も備えている。今回はこの試料を用いてその場加熱実験を行った。試料加熱には電子顕微鏡用2軸傾斜加熱試料ホルダーを用いた。試料を加熱した際、ある温度で試料ドリフトが大きくなったため、この温度近傍がガラス転移点と思われるが、現時点で定量的な決定はできていない。ガラス転移温度は加熱速度にも依存するため、適切なパラメータ設定が必要と思われるので、今後この点に注力していく予定である。しかし、さらに加熱することで結晶化が起こったため、おおまかな結晶化温度は決定することができた。この結晶化以下の温度域を今後の実験で使用することにより、過冷却液体状態の観察が可能であると考えている。本研究の当初の目標は、金属ガラスの過冷却液体状態とガラス状態における局所構造の違いを、これまでに開発したオングストロームビーム電子回折法を用いて明らかにすることであった。具体的には、過冷却液体領域の広い金属ガラス試料を用い、透過電子顕微鏡内で加熱ホルダーを使うことにより、過冷却液体温度域での電子回折を取得する予定であった。しかし、試料のドリフトや変質などの問題により過冷却状態で良好なデータを取得するのは極めて難しかった。また、本手法では大量なデータが解析に必要なため、試料の安定な保持が特に重要であるのも大きな問題であった。そこで昨年度から当初の予定を変更して、広い過冷却液体領域を持つバルク金属ガラスPd-Cu-Ni-Pのガラス状態での局所構造を詳細に調べることにした。得られた電子回折パターン中には強い強度のスポットが見られた。この試料から1000以上の大量のパターンを撮影してすべて重ね合わせたところガラスに特徴的なハローリングを再現しており、このガラスの高い安定性を考慮しても、このスポットは決して結晶から生じているものではないことがわかる。また電子回折マップを撮影することにより、回折スポットの相関長を見積もることが可能であり、おおよそ12nmの値をとることが明らかとなった。つまり、このバルク金属ガラスの構造は結晶ではない12nm程度の構造的相関を持つ領域の集合であると言うことができる。材料科学過冷却液体領域でのデータ取得においては技術的な困難が依然としてあるが、予備的な加熱実験や室温での構造解析などの準備は進んでいるため。

広い過冷却液体領域を持つPd-Cu-Ni-P金属ガラスを用いて、電子顕微鏡内その場加熱実験を行い、おおよその結晶化温度を見積もることができたため。今後は過冷却液体でのデータ取得を目指して、高温でのドリフト等の技術的な問題をクリアしていく予定である。今年度得られた基礎データをもとに、実際に過冷却液体状態におけるオングストロームビーム電子回折の取得を試みる。端数が516円であり、これで購入可能な必要物品がみつからなかったため。次年度の予算と合わせて必要物品を購入する予定である。本年度の使用額が予定をわずかに下回ったため、翌年度に充当することとなった。大幅な予定の変更はないが、翌年度の研究費と合わせて、小額物品費、消耗品費、および旅費に充てる予定である。