hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヒト飲食により多機能性を発現するきのこの生体内での作用機序の解明

きのこの子実体熱水抽出物には、血小板凝集抑制作用を有することがわかった。血小板凝集は、血小板のPAFレセプターに結合して惹起される。多くのきのこの血小板凝集抑制効果はCOXにより代謝生成されるTXA2によって促進するだけでなく、細胞膜リン脂質の1-アルキルフォスファチジルコリンからPLA2により代謝される領域、すなわちPLA2阻活性によるものと確認した。血管内皮の破壊から血小板濃染顆粒を経て産生される内因性のADP惹起による抑制も確認した。きのこを生活習慣病の予防等で活用するためには生産地、品種、栽培法、品質管理の研究や技術の開発が必要不可欠であることを提言する基盤情報を本研究成果として得た。近年、高度な医療技術の進歩により従来、治療を困難としていた疾患も早期発見の検査技術の発展や先端的治療法の構築により克服できるようになってきた。反面、医療費の高騰は生活に響いており、自らの手で「健康」を確保しなければならないことも現実である。日常生活における不規則習慣から「生活習慣病」の増大が社会問題となっている。生活習慣病の多くは自覚症状も無く、おかしいと思った時には重篤な状態となっていることが多い。本研究は、そのような背景をもとに、家族性および生活習慣の不規則において発症する生活習慣病を予知し、特に伝承的に機能性の高い食品として注目されているきのこに焦点を当て、病気になることを予防するための機能性食品としての可能性(品種と栽培法および生理活性物質が抽出されるその手法の違いと機能性効果の差違を評価基準の1つとする)を科学的に解析することを目的として計画した。きのこは木材や枯葉などの有機物を栄養として成長することから炭素源である木粉に窒素分として食品残渣である米ぬかなどが添加され栽培しているが、その組成が栄養成分と生体への三次機能にどのように影響を与えるかといった研究はほとんどなく、培養基材や添加栄養剤の種類、菌糸体や子実体(可食部)の生育ステージに合わせた収穫時期および保存後の食効などは曖昧に議論されてきた。その問題点を解決するために、多くのきのこの食機能について上述した曖昧な問題点を解析した。生活習慣病としての三大疾病や日常的にきのこを食すことによって健康を維持増進する可能性を探索するための評価系として血小板凝集抑制(血流)、ケモカイン遺伝子発現抑制(炎症)、アンギオテンシン変換酵素阻害活性(血圧)、リパーゼ阻害活性を培養細胞レベルで解析、それら評価系において良好な成績を示した数種のきのこの抽出物を疾患モデル動物とヒト臨床試験に供し、疾患改善のメカニズムを考察した。生活習慣病としての三大疾病や日常的にきのこを食すことによって健康を維持増進する可能性を探索するための評価系として血小板凝集抑制(血流)、ケモカイン遺伝子発現抑制(炎症)、アンギオテンシン変換酵素阻害活性(血圧)、リパーゼ阻害活性を培養細胞レベルで解析、それら評価系において良好な成績を示した数種のきのこの抽出物を疾患モデル動物とヒト臨床試験に供し、疾患改善のメカニズムを解析したところ、前年度の仮説を実証する結果が実験によって明確になった。すなわち、高血圧疾患の改善効果については、きのこ摂食後の尿酸トランスポーターおよびナトリウムトランスポーターへの関与、レニン-アンジオテンシン系が賦活され、Naイオン吸収を伴う血圧への影響、尿酸が再吸収され高尿酸血症になることを抑制する機序がヒメマツタケ、ハタケシメジ、エノキタケ、ヤマブシタケ、カワラタケ、マンネンタケなどで確認された。きのこ摂食後におけるHMG-CoA還元酵素阻害作用としてコレステロールが作られる過程での酵素の働きを阻害すること、血中LDLコレステロールと中性脂肪の低下、HDLコレステロールの増加に関する臨床検査値の結果から、小腸コレステロールトランスポーター阻害による小腸でのコレステロールの吸収阻害と肝臓でのコレステロール生成を抑える作用が確認された。これらの効果は、培養細胞レベルにとどまらず、エノキタケ加工食品(えのき氷)の臨床試験から確認された。さらに、きのこの機能性効果や活性成分は、培養基材や添加栄養剤の種類、菌糸体や子実体(可食部)の生育ステージによって違いが明確に発現されるものであり、機能性素材としてきのこを議論するにはその栽培法や菌株などにも焦点をあてたエビデンスを構築することの重要性が明確になった。本研究によって当初の目的を達成したものと判断している。我が国において生産される種と栽培法の明確なきのこの子実体熱水抽出物のPAF、アラキドン酸NaおよびADP惹起による血小板凝集抑制作用を解析したところ、その抑制率は平均的に良好な結果であった。最も良好な値としては95%と高い結果であった。

PAFによる血小板凝集は、血小板のPAFレセプターに結合して惹起され、この経路はADP阻害剤、トロンビン阻害剤およびシクロオキシゲナーゼ(COX)阻害剤では変化しないことから、アラキドン酸による血小板凝集のアラキドン酸カスケードのCOXにより代謝生成されるトロンボキサンA2(TXA2)によって促進されるメカニズムとは異なる機序である。多くのきのこがPAFとアラキドン酸Naの双方の外因性要素を保持する惹起剤の凝集抑制に作用したことから、細胞膜リン脂質の1-アルキルフォスファチジルコリンからホスホリパーゼA2(PLA2)により代謝される領域、すなわちPLA2阻害活性が示唆された。血管内皮の破壊から血小板濃染顆粒を経て産生される内因性のADP惹起による抑制も確認されたことから、きのこは血小板凝集抑制能の広い活性を有する素材であると考える。さらにPAFは、血小板凝集に対する活性のほかに、血管活性化、好中球活性化、平滑筋収縮、腎性高血圧改善など血小板凝集に伴う血管内皮系疾患の改善効果のみならず、I型アレルギーの改善(アトピー性皮膚炎や鼻炎および膠原病)にも関与することが知られている。多くのきのこで確認されたこれらの結果は、血液成分関連因子や血流改善に大きく寄与するものである。これらの試験研究成果をもとに我が国で最も生産量の多いエノキタケを用いてヒト試験を実施し機能性解析を実施したところ、高脂血症改善効果が確認された。すなわち、血清脂質の改善が明確になり、HDLコレステロールとLDLコレステロールの比の改善効果や中性脂肪などの上昇抑制効果を確認した。本研究のスタート時(初年度)は高崎健康福祉大学を研究機関として研究を推進してきた。二年目は研究者本人の移籍により東京農業大学において研究を推進した。両研究機関の事務担当者および研究協力者がともに本研究の推進を高く評価してくれサポート体制をとってくれたことから研究は計画以上に推進することとなった。また、移籍先の研究環境がより充実した東京農業大学の共同研究施設や研究室間における機器の借用などが速やかに行われたことによって研究が推進したことも事実である。さらに科学研究費と並行していくつかの共同研究の推進やヒト臨床試験へと研究が進展したことにより、培養細胞レベル、疾患モデル動物による解析、ヒト飲食による効果の解析が詳細に展開できたことが大きな効果をあげたものと判断している。科学研究費の採択とその実施による業績評価が共同研究などへと進展したことも事実であり本制度による高い信頼性が幅広い科学研究の発展につながっていると考える。成果としては1.高血圧疾患の改善効果については、きのこ摂食後の尿酸トランスポーターおよびナトリウムトランスポーターへの関与、レニン-アンジオテンシン系が賦活され、Naイオン吸収を伴う血圧への影響、尿酸が再吸収され高尿酸血症になることを抑制するなどの機序が断片的に考察される試験結果が得られた。2.きのこ摂食後におけるHMG-CoA還元酵素阻害作用としてコレステロールが作られる過程での酵素の働きを阻害すること、血中LDLコレステロールと中性脂肪の低下、HDLコレステロールの増加に関する臨床検査値の結果から、小腸コレステロールトランスポーター阻害による小腸でのコレステロールの吸収阻害と肝臓でのコレステロール生成を抑える作用と考えられる成果が考察された。
軟骨再生医療において生物学的特性を付与したリコンビナントヒトコラーゲンIIの活用

コラーゲンは生物医学的マテリアルとして医療分野で広く使用されているが、大部分は動物由来であり、また生物学的特性を強調するような分子レベルの修飾は行われていない。そこで我々はヒトコラーゲンタイプII分子の重要な生物学特性を担う部位を特定し、その部位を連結することにより生物学的活性度の高いスーパーコラーゲンを作成し、軟骨再生医療において役立つscaffoldへの応用を試みた。まずヒトコラーゲンタイプII分子の部位特異性を研究するために、DNAカセットシステムを用いてヒトタイプIIコラーゲンの螺旋領域であるアミノ酸約1000残基を234残基ごと4つの部位(D1,D2,D3,D4)に区分し、それぞれの特異的な領域をつなぎ合わせたmD1, mD2, mD3,mD4とそれぞれの特定領域を欠落させた-D1,-D2,-D3,-D4を作成した。これらのrecombinant proteinsを仔牛の軟骨細胞と共に用いて、どの特定領域が最も生物学的活性度が高いか検討した。まず各々のコラーゲンにおける細胞移動量を測定するためにAgarosedrop assayを行い、次に三次元的に軟骨細胞の産生するconstructにどのような影響を及ぼすのか調べるため、市販のPGA scaffoldにproteinをコートし、細胞と共に4週間培養した。そして各々の検体をコラーゲンやムチン等に対する染色および軟骨に特異的なcollagen IIとcollagen IXの有無をWestern blotを用いて評価し、かつ細胞密度の検討も行った。その結果、D4領域は活性度が高く、mD4をコートしたscaffoldにはcollagenous proteinの蓄積およびcartilaginous characterが示唆され、細胞密度も多かった。この研究は再生医療におけるコラーゲンマテリアルの更なる発展の可能性を示す。本年度は、重要な生物学的特性を有するヒトタイプIIコラーゲン分子の範囲を特定し、それらを主な構成成分とするスーパーコラーゲン分子を遺伝子工学的に作成するため以下の実験を行った。ヒトタイプIIコラーゲンの螺旋領域を4つの部位(D1,D2,D3,D4)に分けてコードしたDNA cassetteを用い、Recombinat wild type collagenIIと特定な領域を4つ繋げたmulti-D collagen IIのDNA constructを構築した。これらのDNA constructをpcDNA2.1vectorに組み込み、HT-1080に遺伝子導入し発現させた。発現させたRecombinat collagensを培養液から回収・精製し、解析した。Western blott.および電子顕微鏡にて、これらのRecombinant proteinsは理想的な分子量を持ち、形態もnative-collagenと同様であった。Agarosedrop assayにより、coatした各種のmulti-D collagen上における軟骨細胞の移動距離を比較した結果、D4領域に軟骨細胞を誘導・活性化する特性を認めた。上記結果より、軟骨細胞を誘導・活性化するコラーゲン分子の部位特異的領域がD4領域であることが示唆され、それを主な構城成分とするスーパーコラーゲン分子の遺伝子工学的作成が可能となった。現在、スーパーコラーゲンをscaffoldにcoatし、その上の軟骨細胞の挙動を観察している。今後、スーパーコラーゲンを用いてIn Vivoにおける実験を予定している。
ゲージ場理論の動力学

以下のような諸課題についてイェール大学を初めとしてデューク大学、ロスアラモス研究所の研究者を含む国際的な共同研究を行った。(なお、各項の詳しい内容については研究成果報告書を参照されたい。)(1)1次元導電性ポリマーの有効場の理論(2)誤ったカイラル軸方向をもつ凝縮状態(a)カイラル量子異常効果によるDCCドメイン形成(b)DCCドメイン形成機構としてのパラメトリックな共鳴増幅(c)DCCの実験的探査方法としてのパイオン二体相関(3)クーパー対凝縮を起こすくりこみ可能な2次元模型(4)量子色力学(QCD)と相似な相構造を持つ2次元場の理論(5)アハラノフ・ボーム散乱(6)多粒子系の応答関数におけるランダム性の分析(7)トラップされた極低温ボーズ・フェルミ原子系の静的・動的性質(8)集団運動の散逸機構と、カイラル凝縮状態への応用(9)超対称ゲージ理論を用いた非超対称ゲージ理論の有効理論の導出(10)超対称ゲージ理論の動力学の研究と超対称複合模型(11)非平衡場の理論と非平衡相転移への応用また、3年間にわたって行なわれてきたこれらの共同研究の成果を総括し次のステップへの展望を明らかにするために、12月13-15日の3日間東京都立大学において国際研究集会"都立大ーイェール大シンポジウム"「ゲージ場の動力学」を開催した。海外からの参加者24名を含め90名余りの参加者があった。この研究集会の英文会議録はUniversal Academy Pressから出版されている。代表者南方と分担者チョドスは各1回の相互訪問を通じて、熱力学的ベ-テ仮説を使う1次元系の統計力学の研究を行ない、特に熱力学的ベ-テ仮説をラージN展開と組み合わせた新しい近似方法を開発した。(論文として報告済み)この熱力学的ベ-テ仮説による統計力学の建設を、1次元導電性ポリマーにとって物理的に現実的なフレーバー数の場合に厳密に実行するための予備的討論を行った。また、量子色力学における有限核子密度下でのカイラル、およびゲージ対称性の自発的破れ(カラー超伝導相)を伴う相転移についての研究を開始した。鈴木は夏期のイェール大学訪問中、クズネツォフおよびヤッケロと闘わせた討論を基にして、量子論的伝播関数の古典軌道表示に関する論文を書き上げた。(論文投稿中)安田、北澤は平成9年6-7月に都立大の国際共同研究費によって来学したシューと超対称ゲージ理論における超対称性の自発的破れに関する討論を行った。さらに、北澤は9月よりResearch Associateとしてイェール大学にあって、当地の研究者と動力学的な超対称性の破れに基づく超対称複合模型についての共同研究を行った。(論文投稿中)アッペルキストはインスタントンのカイラル相転移における役割について議論した。アッペルキストおよびシュー達は超対称ゲージ理論におけるカイラル対称性の破れの構造を、シュヴィンガー・ダイソン方程式に依って取り扱った。シュー達は超対称量子色力学におけるシ-タ真空角の問題を議論し、これに基づいて大きなシ-タ角の下でのアキシオン宇宙論を論じた。クズネツォフは表示理論の不完全性の問題を隠れた対称性と量子論的な非可積分性の観点から議論した。代表者南方は10年7-8月と11年2-3月の2回にわたってイェール大学を訪問し、相手側主研究者チョドスと共同研究を行った。前年度から継続中の熱力学的ベーテ仮説によるGross-Neveu模型の統計力学の建設を、1次元導電性ポリマーにとって物理的に現実的なフレーバー数の場合に厳密に実行するための研究を進めた。また、ロスアラモス国立研究所のクーパー氏を含めて、新たな研究課題である「カラー超伝導」の問題に対する研究を開始した。

まず、ラージN極限で解ける1次元の模型を構築し、相対論的不変な形でクーパー対が形成される、ということがくりこみ可能な相対論的場の理論としてあり得ることを初めて確認した。(雑誌論文中の第一番目の論文)ソマーフィールドは10年11月招へいによって都立大学を訪問し、南方とアハロノフ・ボーム効果に関する共同研究を行った。この研究は前年度夏期に南方がイェール大学を訪問したときにその萌芽が生まれ、今回の訪問で本格的に共同研究として立ち上がったものである。アッペルキストは前年度に引き続き、大きなフレーバー数を持つ量子色力学の非閉じ込め相転移・カイラル相転移について議論した。クズネツォフは慶応大学の青木とともに非平衡の統計力学の研究を行った。鈴木は非平衡量子多体系の動力学の定式化に関する研究を行った。北澤は8月末までイェール大学にあって、研究協力者フランチェスコと超対称ゲージ理論の動力学に関する共同研究を行った。安田は11年1月よりオレゴン大学を訪問し、前年度までイエール大学に所属し研究分担者であったシューとニュートリノ宇宙論に関する共同研究を行った。代表者南方は11年8月中旬、相手側主研究者アラン・チョドス教授とともにロスアラモス国立研究所のフレッド・クーパー教授(理論部主幹)を訪問し、三人で昨年度から引き続いて行ってきたカラー超伝導に関係した場の理論の解ける模型に関する研究のまとめと論文の執筆を行った。(雑誌論文中の第一番目の論文)さらに引き続いて南方はデューク大学において共同研究者浅川正之氏と落ち合い、ベルント・ミュラー教授と数年前から継続中の誤ったカイラル軸を持つ凝縮状態(DCC)形成に関する量子アノマリー機構の研究を行い、この機構の実験的証明を行うための提言をまとめた。(共同論文執筆中)また、12月に来学されたチャールス・ソマーフィールド教授と昨年度からの課題であるアハラノフ・ボーム散乱にかんする共同研究を行った。さらに12年3月イェール大学を訪問し、チョドス教授、およびチャールズ・ソマーフィールド教授と共同研究のまとめを行った。国際学術研究(大学間共同研究)の二年間を含め、三年間にわたって行なわれてきたこれらの共同研究の成果を総括し次のステップへの展望を明らかにするために、12月13-15日の三日間東京都立大学において国際研究集会"都立大-イェール大シンポジウム"「ゲージ場の動力学」を開催した。海外からの参加者24名を含め90名余りの参加者があった。この研究集会の英文会議録はUniversal Academy Pressから出版される。
絶縁性ナノ構造の発光特性評価に適したカソードルミネッセンス顕微分光法の開発

酸化亜鉛や窒化ガリウムなどの電気絶縁性材料を電子顕微鏡で分析する際に、低速電子線は試料表面の帯電を抑制し、高空間分解能評価を実現しうる。本研究では、低速電子線に特化した走査電子顕微鏡カソードルミネッセンス装置を開発し、電気絶縁性材料の発光特性を導電膜被覆無しで高空間分解能評価した。また、本装置を応用して、単結晶酸化亜鉛ナノロッドの成長方向ドメインを可視化し、曲げ応力印加により酸化亜鉛バンドギャップの歪依存性を評価した。SEMカソードルミネッセンス(CL)法は、サブμ空間分解能から半導体ナノ構造内部の発光分布評価は困難である。半絶縁性ワイドギャップ材料の場合、試料表面の帯電が観察を更に困難にする。1keV程度の低速電子線は、(1)電子線侵入深さが10nm程度である、(2)試料表面の二次電子放出速度が大きく、一次電子入射速度との平衡が取れて帯電を抑制できる、ことから高空間分解能CL評価に有効である。しかし、一般に電子光学系の収束性は低速電子線では悪くなる。本研究では、電子線侵入深さおよび電子線径がいずれも10nm以下の低速電子線を実現し、半絶縁性ナノ構造のCL評価を10nm程度の高空間分解能で行うことを目的とした。1.平成23年度SEM鏡筒を通った高速電子線が減速するような電場(減速場)を形成すれば、径の小さな低速電子線が得られる。楕円面CL集光ミラー-試料間に減速場を設け、二次電子像のぼけを調べた。結果、減速場電極電圧0.1kVでは像のぼけは見られなかったが、1kVで放電が生じた。そこで電極用マイクロマニピュレーターをCL装置に導入し、エッジ部への電界集中による放電を避けるため、減速場電極を平行平板にした。また、様々な半絶縁性ナノ構造に対し、導電膜無しで低速電子線CL評価を行った。加速電圧の微調により無帯電評価ができた。2.平成24年度可動型平板電極を用いて減速場印加を行ったが、電極電圧1kV程度で放電が生じ、耐放電性は改善出来なかった。成果獲得のため、マイクロマニピュレーター上のナノプローブの諸機能と、低速電子線CL評価との融合を試みた。半絶縁性ZnOナノロッドについて、サンプリング後のFIB断面CL像コントラストから、m面/+c面成長領域を見分けられた。ナノプローブの曲げ応力印加により、引張歪下ではCLピーク位置がレッドシフトし、バンドギャップが小さくなることが分かった。ナノ空間分解能を有する局所発光特性評価技術は、半導体ナノ構造を光デバイス等に応用する上で必須である。走査電子顕微鏡カソードルミネッセンス(SEM-CL)法は試料の局所発光特性をサブμm空間分解能、高S/Nで簡便に評価可能であるが、空間分解能が不十分である。また、ワイドギャップ半導体材料やSiO2膜被覆材料は半絶縁性であり、試料表面の帯電による空間分解能の劣化が問題となる。低速電子ビーム(1keV)を評価に用いた場合、試料内部への電子線侵入深さが浅く、信号の空間分解能が向上するだけでなく、一次電子注入量と二次電子放出量を等しくとって絶縁性試料の帯電を防止することができる。本研究の目的は、電子線侵入深さおよび電子ビーム径がいずれも10nm以下の低速電子(1keV)ビームを実現し、半絶縁性ナノ構造試料のCL評価を10nm程度の空間分解能で行うことである。平成23年度は、以下のことを行った。・既存のSEM-CL装置における電子ビーム径を評価した。・既存のSEM-CL装置においてGNDに対して試料ステージに負の電圧バイアスを印加して電子ビームの減速場を形成し、加速電圧1kV近傍での低速電子ビームによる二次電子像が減速場の印加によって受ける影響を調べた。・減速場電極を取り付けたピエゾ駆動プローバーをCLミラーとSEM鏡筒との間に設置し、減速場電極の位置を外部から制御しながら減速場電極の位置を最適化するため、我々が既に所有するピエゾ駆動プローバーを装置に導入した。・ZnOナノロッド試料やErドープ高密度Siナノ結晶構造などの半絶縁性ナノ構造材料に対し、13keVの低速電子ビームを用いて、導電膜コートなしでCL評価を行った。例えば、0.5keV,0.5nAの電子ビーム径は80nm程度であった。・SEM鏡筒の加速電圧を上げるとビームがより強く収束されるため、SEM鏡筒と試料の間で電子ビームを減速するような電子ビーム減速場を形成すれば、ビーム径の小さな低速電子ビームが得られる可能性がある。

まず、既存のSEM-CL装置においてGNDに対して試料ステージに負の電圧バイアスを印加して電子ビームの減速場を形成し、加速電圧1kV近傍での低速電子ビームによる二次電子像が減速場の印加によって受ける影響を調べた。ZnO試料への電子線侵入深さは5nm程度である。先の加速電圧条件0.5keVでは、0.1kV程度の減速場電極電圧バイアスを印加しても、電子ビーム(0.4keV)のボケはほとんど見られなかった。しかしながら、加速電圧2kVにおいて、減速場を1keV程度まで徐々に減速場電極電圧バイアスを上げていくと、放電が起きてしまい、それ以上電圧バイアスを印加出来なかった。今後、放電が起きないような工夫が必要である。・減速場電極を取り付けたピエゾ駆動プローバーをCLミラーとSEM鏡筒との間に設置できれば、減速場電極の位置を外部から制御することができ、減速場電極の位置をより効率よく最適化できる。このため、我々が所有するピエゾ駆動プローバーを装置に導入した。・ZnOナノロッド試料やErドープ高密度Siナノ結晶構造などの半絶縁性ナノ構造材料に対し、13keVの低速電子ビームを評価に用いれば、導電膜コートなしで評価可能であることを確認した。加速電圧に対して帯電が敏感なため、加速電圧の設定は1nAの電子線に対し、0.1keVオーダーで行った。平成24年度は以下の指針で研究を行う。・減速場電極を作製する。また、GND-減速場電極間で尖った部品をなくすなど、放電が起きないような工夫をする。・加速電圧と減速場電極電圧バイアスを変えていくと、試料上で同じエネルギーの電子ビームであっても、その径が異なる。2次電子放出率の異なる平坦なナイフエッジ試料を用いて、二次電子像の空間分解能で電子ビーム径評価を行い、加速電圧と減速電圧(Vret)の最適化を図る。シミュレーションが必要であれば、これを行う。・寸法が既知の導電性ナノ構造試料でCL空間分解能評価を行い、減速場の適用によってCL空間分解能がどの程度向上するか調べる。・さまざまな半絶縁性ナノ構造材料に対し、13keVの低速電子ビームを用いて高空間分解能CL評価を行う。平成24年度は研究費の用途を以下のように考えている。・加速電圧・減速電圧の最適化を行うためのシミュレーションソフトウェア・減速場電極の開発・標準試料の作成等のための共用設備利用経費・研究発表費用
テキストの形態パターン情報を活用した汎用型未来動向予測支援システムの開発

本研究は,対象分野の専門知識を用いることなく,文を構成する形態パターンを用い少量の学習データで潜在的な将来言及文を抽出・分類できる,汎用性を備えた未来動向予測支援システムの開発を目的とする.本年度は,未来動向予測支援システムの中核部である将来言及文獲得のための分類器の精度向上と汎用性の強化を実現し最適な分類器の構築,および,汎用性を備えた予測エンジンの開発に取り組んだ.将来言及文獲得を行う分類器の精度向上には,将来言及文に使われる特徴的な語を未来語と定義し,形態パターンの要素(意味役割:動作主,動作など)に「未来語」を新たに追加し分類器を生成した.未来語は分野ごとに将来言及文1000文を用いて決定した.未来語を含まない未来言及文も存在するため,要素に未来語を考慮する学習と未来語を意味役割に置き換え学習する二段階学習構造による分類器の生成を試みた.各分類器の評価には,新たに収集したデータ1200文を用いて行い,H29年度の実験結果よりも約11ポイントの向上を確認した.分類器の汎用性強化と最適化実装は,ニュース記事の分野分類を参考に,昨年度取り組んだ科学技術分野の分類器に加え,国際,経済の分類器を追加した.分野ごとと分野共通の未来語の定義を行い汎用性を考慮した.予測エンジン部は,実世界の問題に対応するために予測したい未来動向が[起きるか/起きないか/どちらともいえない]の回答を得る手法として,単語の極性が[ポジティブ/ネガティブ]であるかを表す日本語評価極性を用いた手法を実装し実験を行った.予測エンジンの精度は,昨年度のプロトタイプ予測エンジンよりも分野混合動向予測問題の予測結果は23.9ポイント,分野別の予測結果は12.5ポイント高い結果が得られた.最適な機械学習に関して言語処理学会第25回年次大会で発表,また,これまでの成果を論文誌に投稿中である.平成30年度は未来動向予測支援システムの中核部である,将来言及文獲得のための分類器の構築,および,予測エンジンの開発に取り組んだ.研究工程と進捗状況を以下に示す.(1)複数コーパスからの形態パターンMoPs(Morpho semantic Patterns)の抽出実験:更なる効果的なMoPs獲得を目指して,複数コーパスを利用しのMoPs生成による精度検証を行い,新聞記事コーパス以外のWebニュースや専門記事を学習用テキストとしたMoPs獲得の実験を行い,出力結果の精度比較や検証を行なった.(中島,本間,桝井)(2)将来言及文取得のための分類器の構築:将来予測支援に必要な精度の高い有効的な将来言及文や潜在的な将来言及文を分類抽出するために,新しい知識として「未来語」の要素を追加し学習を行い分類器の生成を行なった.(中島,プタシンスキ)(3)予測エンジンの構築:分類器により獲得した将来言及文を利用して,ユーザーに将来予測情報を提示する予測エンジンは,抽出された表層的な将来言及文,潜在的な将来言及文の形態パターンと関連動向情報を数量化することで評価値の大きな順に予測結果を提示し,さらに,将来言及文に日本語評価極性情報と関連動向情報を定式化し,予測したい未来動向の結果は複数選択肢を用意しそれらの尤度を算出することで予測を行う一連を実装し,検証を行なった.(中島,本間,桝井)未来動向予測支援システムの最適化へ向けて,申請者全員により研究工程(1)(3)の検証結果に対し各工程の問題点や改善点の洗い出しを行なった.平成31年度は,将来言及文抽出精度,予測エンジンの予測精度を向上させるため,各過程において取得結果の検討・精査,およびアルゴリズムの改善を行い,未来同行予測システムの構築を行い,実世界における予測問題とデータを用い未来同行予測システムの実用性の検証を行う.予測エンジンの利用する最適化関数やその解法の見直しを根本から行うことで問題解決をはかる.研究工程は次に述べる(1)(3)により実施する.(1)未来動向予測システムの構築:これまでに実現した意味役割付与機構,形態パターン導出機構,未来言及形態パターン導出機構,将来言及文取得の分類器,予測エンジンを組み合わせ,将来動向予測システムを実現させる.(2)未来動向予測実験と評価:予測支援システムの精度向上のため,将来言及文と出力結果の因果検証,統計的データを併用した予測実験,未来動向予測支援システムの出力結果と妥当性の検証を行う.(3)将来イベント(動向)予測の実問題への応用の検討:実問題への応用として,例えば,自動車販売関連記事から自動車業界の景気予測などの経済予測(1年,5年,10年)や大統領選挙などの政権に関する予測を行い,検証を行う.以上の研究を遂行する際には,平成30年度に洗い出した解決すべき課題である二点についても考慮する.・将来言及文の分類器精度向上のために,時間情報と文の述語になる動詞を要素として学習させる.・予測エンジン部において,複数コーパスを利用する部分で国の動向を考慮できるように政府が刊行している白書などを利用する.申請者全員で今年度の推進方策を確認し,以上に述べた計画を遂行する.最終報告は論文誌などに発表する形で行うことを予定している.本研究は,文を構成する形態パターンから抽出される将来言及文を活用した新たな未来イベント予測手法を実現することを目標としている.本研究の手法の特徴は,対象分野の専門知識を用いることなく,少量の学習データで潜在的な将来言及文を抽出・分類できる,汎用性を備えた未来動向予測支援システムを開発することである.

本年度は,新聞記事とwebニュース記事から将来言及文とその他の文を各500文を取得し,形態素情報と文脈解析に用いられる意味役割を併用した形態パターン(Morphosemantic Patterns: MoPs)を生成し,教師あり機械学習を用い将来言及文を分類するための分類器を生成した.さらに,精度の向上を目指し,将来言及文の特徴となる語を調査し,それらを未来語として定義し,前述のMoPsに未来語を加え分類器を生成し比較を行なった.また,ニュース記事は国際,科学技術,政治などドメインに分類されていることを利用し,本年度は科学技術の記事に注目し実験を行なった.以上の手法により抽出した将来言及文を用いた未来イベント予測を行う際に,将来言及文が有効であるか否かを検証するためのプロトタイプ予測エンジンを設計し実験を行なった.予測エンジンは,将来言及文を入力とし,機械学習により正解データを分類する正解分類器を生成し,この分類器に問題文を入力とし,2個以上の選択肢の中から正解を選び解答する.将来イベントを予測する設問7問を人間と本手法により実験した結果,人間による予測実験の正解率は30%程度に対し,プロトタイプ実験では,50%以上の結果が得られ,将来イベントを予測するための情報として,将来言及文の有用性を確認できた.成果はIJCAI国際ワークショップLaCatodaにおいて発表,IJCLR特集号および釧路高専紀要等に掲載された.申請者全員により,システム実現に向けた問題点の洗い出しとそれらの改善策や予想される障害について検討を行い,システムの機能設計を行った.平成29年度は,潜在的な将来言及を含む文(以下,将来言及文)を抽出するための効果的な将来言及形態パターン(MoPs)の生成を機械学習によるコーパスからの将来言及文抽出を1意味役割付与機構, 2形態パターン導出機構, 3将来言及パターン生成のための学習機構,4将来言及文分類機構の4フェーズにより実現し,将来言及文の分類実験と将来言及文の有用性について検証を行なった.1意味役割付与機構は,1文ごとに処理を行うこととし,意味役割ラベル付与にはArument Structure Analyzerシステムを採用したが,文節によってはラベルが無い,また複合名詞に正しいラベルがつかないという問題を改善するために,形態素解析による複合語処理を行うことで全ての文節,複合語に最適な意味役割・品詞ラベル付与を実現した.(中島)2MoPs導出機構の構築は,1の意味役割付与機構で付与されたラベル付与された文を入力とし,MoPsを出力する.(中島)3将来言及MoPsを生成する学習機構は,新聞コーパスとwebニュースから無作為に収集した将来言及文とその他の文各同数を入力とし複数の機械学習を用い精度の比較を行い精度が最も良かったSPECを用い,分類するための効果的なMoPsを生成し,分類器を生成した.(中島,プタシンスキ)4生成した分類器を用いて,webニュースより科学技術分野に限定し記事を集め将来言及文の分類を行った.さらに,将来言及文に出現する特徴的な語を未来語として新たに定義し,MoPsと併用した比較実験を行った.将来言及文の有用性は,プロトタイプ予測エンジンを設計し予測実験を行い,人間の予測実験結果との比較を行い確認した.(中島,桝井,本間)
新しい高強度ジルコニア(複合セラミックス)の人工関節摺動面材料への応用

人工関節摺動面材料としての既存セラミックスの欠点を克服する材料として、セリア安定化ジルコニア・アルミナナノ複合材(以下Ce-TZP/A1)につき調べた。1.ラット筋肉内にCe-TZP/A1とAluminaの試験片を埋入する生体親和性試験では、両者ともに、埋入後1週では手術侵襲による急性炎症が同程度に見られたが、経時的に炎症細胞が減少し、24週では細胞成分の少ない線維性被膜に被われ、その厚みに有意差はなかった。2.劣化試験として、Ce-TZP/A1とY-TZPの試験片をウサギ脛骨内、生理食塩水(62°C)、autoclave(121°C)の条件におき、XRDで経時的に表面単斜晶率を測定した。18ヵ月で、ウサギ脛骨内では両者ともにほぼ相変態は見られなかったが、62°C生食中では単斜晶率がCe-TZP/A1は初期値レベルであるが、Y-TZPでは著しい相変態を起こした。190時間のautoclave処理でも、Ce-TZP/A1ではほぼ相変態を示さなかった。以上よりCe-TZP/A1は人工関節摺動面材料として十分期待できると考えられた。最近開発されたセリア系ジルコニア/アルミナ複合セラミック(以下Ce-TZP/A)の、生体親和性、相安定性、耐摩耗性について調べた。生体親和性:36匹のウィスターラットの腰部傍脊柱筋内に、Ce-TZP/AとAluminaの試験片(φ2×6mmシリンダー型)をatraumaticに埋入し周囲組織の反応を比較検討した結果、ともに経時的に炎症細胞が減少し、24週では細胞成分の少ない線維性被膜に被われ、その厚みに有意差は無かった。相安定性:Ce-TZP/AとY-TZPのプレート型試験片を加速劣化の意味でオートクレーブ(121°C、0.12MPa)処理し、単斜晶量についてXRDで調べた結果、Y-TZPが18時間で0.4%から25.3%へと増加したのに対して、Ce-TZP/Aでは、5.7%から6.8%とほぼ相転移を示さなかった。耐摩耗性:Ce-TZP/A、Aluminaにつき、試験条件を往復運動(1Hz、46mm/s)、水潤滑、面圧11.3MPaとしてpin-on-disk磨耗試験機を用いたセラミック/セラミック磨耗試験を行った結果、Ce-TZP/Aの磨耗量は0.55±0.4×10^<-7>mm^3/Nmであり、Aluminaの2.12±0.37×10^<-7>mm^3/Nmより低磨耗であった。本研究で、Ce-TZP/Aは従来のセラミックスと同等の親和性をもち、相安定性および耐磨耗性にも優れていることがわかった。今後さらに研究が必要であるが、人工関節摺動面材料として期待できると考えられる。人工関節摺動面材料としての既存セラミックスの欠点を克服する材料として、セリア安定化ジルコニア・アルミナナノ複合材(以下Ce-TZP/Al)につき調べた。1.ラット筋肉内にCe-TZP/AlとAluminaの試験片を埋入する生体親和性試験では、両者ともに、埋入後1週では手術侵襲による急性炎症が同程度に見られたが、経時的に炎症細胞が減少し、24週では細胞成分の少ない線維性被膜に被われ、その厚みに有意差はなかった。2.劣化試験として、Ce-TZP/AlとY-TZPの試験片をウサギ脛骨内、生理食塩水(62°C)、autoclave(121°C)の条件におき、XRDで経時的に表面単斜晶率を測定した。18カ月で、ウサギ脛骨内では両者ともにほぼ相変態は見られなかったが、62°C生食中では単斜晶率がCe-TZP/Alは初期値レベルであるが、Y-TZPでは著しい相変態を起こした。190時間のautoclave処理でも、Ce-TZP/Alではほぼ相変態を示さなかった。
ヒ素含有グリセロリン脂質の解析に基づいたヒ素の毒性発現メカニズムの衛生薬学的研究

本年度は、哺乳動物細胞のアルセノコリン(AsC)存在下における、ホスホリパーゼD(PLD)の反応によるホスファチジルアルセノコリン(PAsC)産生の可能性について検討した。また、PAsCの細胞増殖に与える影響について検討を行った。1:ヒト単核球系白血病細胞株U937細胞をホルボールエステル(PMA)で刺激すると、プロテインキナーゼCを介してPLDが活性化されることが既に報告されている。そこで、あらかじめ放射標識オレイン酸で細胞膜を標識したU937細胞をPMAで1時間刺激した。まず、PAsCと他の主要なリン脂質が区別できる2次元TLCの系を検討し、開発した。この系を用いて、刺激後の細胞から脂質を抽出した後、生成したPAsC量を測定した。その結果、PMAで刺激した細胞は未刺激細胞に比べ、有意にPAsC生成量が増加した。このことから、U937細胞をAsC存在下で1時間PMAにより刺激すると、PLDを介した経路でPAsCが生成される可能性が示唆された。2:U937細胞をPAsCの産生が検出できた上で示した条件に基づきPMAで刺激した後、AsCを洗浄して除きさらに培養を24時間続けた。24時間後の細胞数を数え、PAsCの細胞増殖に与える影響を検討した結果、コリン存在下でPMAにより刺激を行いPCを産生させた場合と比べ、細胞増殖の促進傾向が観察された。この傾向は未処理細胞では観察されなかった。以上の結果より、高等動物細胞において細胞内でPAsCが産生され、さらに生成されたPAsCが細胞増殖に何らかの影響を与える可能性が示唆された。本年度は、放線菌由来ホスホリパーゼD(PLD)を用いた、試験管内でのホスファチジルアルセノコリン(PAsC)産生糸について、その反応条件ならびに反応生成物のPAsCとの異同を検討した。1:放線菌由来PLD存在下、ホスファチジルエタノールアミン(PE)とアルセノコリンを酢酸緩衝液(pH5.5)にイソプロピルエーテルを加えた二層系の反応液中で反応させた。反応産物をTLCにより分画した結果、原材料のPEや加水分解産物のホスファチジン酸とは異なる新規のスポット(RF04)が検出された。一方、アルセノコリンの替わりにコリンを存在させ、同様の実験を行った結果、標品のホスファチジルコリン(PC)と同じ位置にスポットが現れた。これらのことより、RF04はホスファチジル基転移反応産物と予想された。2:RF04を抽出し、ヒ素含有の有無をICP発光分析法により解析を行ったところ、分析に用いたRF04の約2分の1モル等量のヒ素が検出され、ヒ素の含有が確認された。3:2位のアラキドン酸が放射標識されたPEを基質として、アルセノコリン存在下で反応を行った結果、RF04に放射活性が検出された。その量はコリン存在下で産生されるPCとほぼ同じで、反応に用いたPEの約50%であった。これらの結果より、RF04がPAsCである可能性が強く示唆された。
自殺企図者の微量リチウム濃度：症例対照研究

中間解析として、大分大学医学部高度救急救命センターを受診した患者のうち、同意のとれた230名を対象に34名の自殺企図患者、22名の自傷患者、174名の外傷患者(コントロール)の3群に分類して血中リチウム濃度の比較を行った。対数変換したリチウム濃度の平均が、自殺企図群0.54、自傷群0.73、コントロール群0.63であり、分散分析で(F=2.27, p=0.105)であった。性別に分けると、男性で自殺企図群0.53、自傷群0.68、コントロール群0.63 (F=0.94,p=0.394)であり、女性では自殺企図群0.57、自傷群0.76、コントロール群0.63(F=0.53, p=0.60)であり、自殺企図群が他の2群に比べ、平均値は低かったが有意差は認めなかった。続いて、男性において、年齢、テストステロンを含めた多項ロジスティック解析を行い、自殺企図群において有意傾向(p=0.067)にてテストステロンが低値であった。女性において、エストラジオールを含めて解析行ったが、有意差は認めなかった。臨床研究であり、対象患者が少ないため研究がやや遅れいている。救命救急センターと協力しより多くの対象者を増やしていく。30年度一年間県外の病院に派遣されており、研究の進捗に遅れをきたしたため。31年度は大学に戻ってるので、昨年度分の遅れを取り戻し、総括する。
ペリレンのサーモクロミズムと光ディスクへの応用

黒色ペリレンのサーモクロミズムの解明と光ディスクへの応用を念頭に置き、分子構造・結晶構造・分子間相互作用の立場からペリレンの電子構造に関する一連の研究を行った。初年度はペリレンのサーモクロミズムが分子構造の熱的な変化で誘起されるのではなく、分子間相互作用の変化に起因するものと想定し、機械的なストレスによって分子間相互作用を変化させることを試みた。ダイヤモンドアンビルセルを用いた静水圧の実験から黒色のペリレンは直ちに赤色に変化することが分かった。すなわち、分子の配列を乱す(結晶→非晶質)ことが色調変化の本質であることが明らかになった。次年度にはサーモクロミズムのメカニズムと遷移モーメント間の相互作用という見地から検討を進めた。黒色ペリレンでは遷移モーメント間の相互作用が大きく、分子固有の吸収帯と励起子結合効果に基づく吸収帯の2本のバンドが可視域に出現し黒色を呈することが結論された。更に、上記の第2の吸収帯は分子配列に依存する吸収帯であるので、温度変化により分子の格子点も揺らぎ、吸収スペクトルにも大きな温度変化が誘起されることが明らかになった。これが黒色ペリレンのサーモクロミズムのメカニズムである。このような分子配列の変化が可逆的に起こるような系ではサーモクロミズムが観測されるが、非可逆に起こる場合には色調の変化も一過性である。非可逆的に黒色に色変化する新規なペリレン化合物("黒らしい黒"を呈する化合物)も本研究の過程で見つかった。本化合物は液晶カラーフィルターのブラック・マトリックスの材料として有望であることが示された。また。サーモクロミズムを使った光ディスクへの応用は上記の黒色ペリレンで実現し、635nmのレーザーで反射率が"高"から"低"あるいは"低"から"高"に変化することを確認した。また。ペリレン顔料の溶液スペクトルはペリレン骨格に結合する置換基によらず、ほぼ同じ吸収スペクトルを示すが、固体状態では分子間の相互作用により赤、すみれ、栗色、黒と様々な色を呈する。特に色が深くなると分子間の相互作用が強くサーモクロミズムを示すものが多いことがこれまでの我々の研究で判ってきた。本年度は黒色の顔料の分子配列と吸収スペクトルの相関関係を明らかにする目的で、ダイヤモンドアンビルセルを用いて試料に静水圧をかけ、分子配列と色変化の関係を検討した。しかし、分子配列の分断には静水圧より剪断力の方が勝れていることが判った。剪断力の方法で分子の配列を乱すと黒色のペリレンは直ちに赤色となり、これに伴いは結晶状態から非晶質の状態に移ることも明らかとなった。更に、黒色ペリレンは大きなサーモクロミズムを示し、温度ともに分子配列が変化し4元系半導体レーザー(GaInPA1)の発振波長(635nm)で吸収バンドのスイッチングが観測された。上記のメカニズムを再確認する目的から、今度はキシリル型の赤色ペリレンで発色メカニズムを結晶構造、サーモクロミズムの立場から基礎的に検討した。キシリルペリレンの単結晶を気相から育成し、X線構造解析を行なった。その結果P2_1/nの空間群で結晶化し、偏光反射スペクトルならびに吸収スペクトルの温度変化から、キシリルペリレンの分子間相互作用は黒色ペリレンに比べて格段に小さいことが明らかになった。以上より、大きなサーモクロミズムを示し、光ディスクに応用できそうなペリレン顔料は黒色系が有力であり、今後この系統の誘導体を検討していく方針を立てた。ペリレン顔料の固体状態における熱的な挙動を相転移(分子配列の変化)とサーモクロミズムの視点から検討を行って来た。

ペリレンの溶液スペクトルはペリレン骨格に結合する置換基には寄らずほぼ同じ吸収スペクトルを示すが、固体状態では分子間の相互作用により赤、すみれ、栗色、黒と様々な色を呈する。特に色が深くなると分子間の相互作用が強く、サーモクロミズムを示すものが多いことがこれ迄の研究で明らかになってきた。本年度は以下に示す典型的な3種類のペリレン顔料について分子構造、結晶構造、分子間相互作用の立場から一連の研究を行った:赤色顔料(Pigment Red179)、栗色顔料(Pigment Red149)、黒色顔料(Pigment Black31)。遷移モーメント間の相互作用が小さな系(PR170)では分子の吸収に起因する1本の吸収帯が500nm近傍に出現し、この吸収帯が赤の原因である。これに対し、遷移モーメント間の結合効果が大きくなる(PR149)と600nmあたりに励起子の結合効果に由来する吸収肩が現れ、栗色となる。また、遷移モーメント間の相互作用が非常に大きな系(PB31)ではこの励起子バンドが独立した吸収帯となる。従って、PB31では分子固有の吸収帯と励起子結合効果に基づく吸収帯の2本で可視域を被い、黒色となることが結論された。更に、上記の第2の吸収帯は分子配列に依存する吸収帯であるので、温度変化により分子の格子点も揺らぎ、遷移モーメント間の結合状態も変化する。この揺らぎ効果により、吸収スペクトルに大きな温度変化が現れ、これがサーモクロミズムのメカニズムであることも明らかになった。このような分子配列の変化が可逆的に起こるような系ではサーモクロミズムを示すが、非可逆な場合には色変化も一過性である。非可逆的に黒色に色変化する新規なペリレン化合物も本研究の過程で見つかった。黒色ペリレンは液晶カラーフィルターのブラック・マトリックスの材料として有望であることが分かった。また。サーモクロミズムを使った光ディスクへの応用は上記のPB31で実現し、635nmのレーザーで反射率が"高"から"低"あるいは"低"から"高"に変化することを確認した。
GaNの光学的非線形性に及ぼす励起子の効果の研究

本研究の目的はサファイア上に堆積された高品質GaN薄膜、InGaN/GaN単一量子井戸及びInGaN/InGaN多重量子井戸構造における励起子の性質とその光学的非線形性に及ぼす効果を調べることにあった。はじめに、研究コミュニティーからの要請により若干目的に変更が生じたことをお詫びしておく。研究実績は以下の通りである。1.Gan:0.83μm単結晶試料の10K-300Kにおける透過率・反射率の精密測定を行い、基礎吸収端近傍で吸収係数が1×105cm-1であることを見出した。この試料と4μmの試料で、Xeランプとガラスフィルタを組み合わせて得た3.3eV以上の白色スペクトルにより超弱励起PL測定を実施した。A,B励起子の完全分離、均一線幅の同定、A,B励起子第一励起状態からの発光同定ができた。更に膜厚変化に伴う残留歪による励起子発光ピークのシフト、欠陥密度の変化に起因すると思われる束縛励起子発光強度の変化等を見出した。吸収係数の絶対値が大きいことから、基礎吸収端でのポンプ・プローブ(P&P)法による透過率測定は満足のいく結果が得られなかったので、現在測定した吸収係数だけをもとにした光双安定性の計算を実行している最中である。ナノ秒P&P法では、吸収端より長波長側で、光照射後の比較的長い時定数を持つ屈折率変化を見出し、GaNの可変屈折率素子としての可能性を示唆した。2.InGaN単一・多重量子井戸:これら試料における最近の話題はピエゾ電場効果と混晶中のポテンシャル揺動に集中している。観測される電子系は両者の競合で決まっており、個々の効果の分離が難しい。本研究ではSiを高濃度に添加することで前者の効果をほぼゼロに抑制した試料を2つ成長条件を変えて作製し後者の効果の有無を調べた。結果はポテンシャル揺動が明らかに存在することを示した。これが無添加試料において励起子を局在させる一因であると考えられる。これらの試料でのゲインスペクトルを求めた結果、それは電子正孔プラズマモデルで説明できる一方で、如実にポテンシャル揺動を反映している事実を見出した。ポテンシャル揺動が弱い試料でアップ・コンバージョン法により蛍光の立ち上がり時間を測定した結果、それは60fs以下であることを見出した。n型試料でありかつ正孔・LOフォノン散乱が無視できる様にした励起波長での比較的弱励起条件下での結果であることから、実験結果は正孔が電子・正孔散乱により余剰エネルギーを冷たい電子へ移行して速やかに緩和することを反映したものと考えている。InGaN系における光励起正孔の初期緩和に関する研究はこれが始めてであることを付記しておく。本年度の研究目的はサファイア上に堆積された高品質GaN薄膜およびInGaN/GaN量子井戸構造の連続波発振レーザウエハにおける励起子の性質及び光学的非線形性に及ぼす効果を調べることであった。研究実績は以下の様である。3.InGaN量子井戸構造における発光の励起光強度依存性の測定を行う一方、励起光密度を一定に保ち、励起光をあてる矩形の長さ(励起長)を変化させて量子井戸構造中の光ガイド層を導波し、試料の端面から出てきた発光の励起長依存性も調べた。試料面内のin組成のバラツキを反映していると考えられる発光スペクトルの測定場所による形状変化が見られた。励起光強度0.52MW/cm^2の閾値で誘導放射が観測された。誘導放射強度の励起長依存性からゲインスペクトルを導出した。今後詳しく調べる必要のある興味深い現象として、励起光密度を増加させるとき、まず自然放射スペクトルの低エネルギー側で誘導放射が起こり、さらに励起光密度を増加させると、高エネルギー側でも誘導放射が起こることを見い出した。この現象が相分離のある三元系での誘導放射機構解明の手がかりになると期待して研究を継続している。これについてはE-MRSへの投稿準備中ならびに論文としてまとめている最中である。

2.InGaN単一・多重量子井戸:これら試料における最近の話題はピエゾ電場効果と混晶中のポテンシャル揺動に集中している。観測される電子系は両者の競合で決まっており、個々の効果の分離が難しい。本研究ではSiを高濃度に添加することで前者の効果をほぼゼロに抑制した試料を2つ成長条件を変えて作製し後者の効果の有無を調べた。結果はポテンシャル揺動が明らかに存在することを示した。これが無添加試料において励起子を局在させる一因であると考えられる。これらの試料でのゲインスペクトルを求めた結果、それは電子正孔プラズマモデルで説明できる一方で、如実にポテンシャル揺動を反映している事実を見出した。ポテンシャル揺動が弱い試料でアップ・コンバージョン法により蛍光の立ち上がり時間を測定した結果、それは60fs以下であることを見出した。n型試料でありかつ正孔・LOフォノン散乱が無視できる様にした励起波長での比較的弱励起条件下での結果であることから、実験結果は正孔が電子・正孔散乱により余剰エネルギーを冷たい電子へ移行して速やかに緩和することを反映したものと考えている。InGaN系における光励起正孔の初期緩和に関する研究はこれが始めてであることを付記しておく。