hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
原始太陽系を形成した炭素質物質と鉱物の解明を目指して

今年度この微隕石の詳細なTEM観察を行ったところ、GEMSが含まれていること、エンスタタイトホイスカを見出した。この微隕石の大部分を占めるMgに乏しい物質中には、20nm以下の微結晶からなる大きさ数百μmの集合体がかなり含まれていた。それらはMgとFeに富み、少量のCaとMnを含む酸化物であった。その組織と化学組成は、これらの集合体がもともとMgとFeに富む炭酸塩鉱物であったことを示唆している。そして、大気圏突入時に400°C以上の加熱を受けてDecarbonationを起こしたものだと推定される。これら集合体以外のMgに乏しい部分には、繊維状の構造が見られた。それらの電子線回折パターンはマグネタイトであることを示している。このことは、繊維状の構造がフェリハイドライトあるいは鉄に富む層状珪酸塩が脱水再結晶したものであることを示唆している。これらのことから、太陽系には、GEMSとエンスタタイトホイスカを含む物質で水質変成作用を強く受けた物質が存在することを示している。このようにGEMSとエンスタタイトホイスカを含む、現代の無水惑星間塵と同様な物質だけでなく、多孔質無水微隕石を調べることで、無水惑星間塵よりもより多様な鉱物学的特徴を持つ、非常に始原的な太陽系物質を研究できることが明らかになった。平成20年度は、本科研費の開始年度から行ってきた、南極のドームふじ基地近くの雪に含まれる微隕石(宇宙塵の一種)の回収・同定の最終年度であった。そして、ついに成層圏で回収されてきた、彗星起源とされる無水惑星間塵と全く区別のつかない鉱物学的特徴を持つものをいくつも発見することが出来た。これは世界初の成果である。無水惑星間塵は、典型的な大きさのものは5-15μmである。一方、今回発見したものは50μm以上もあり、ひとつの微隕石を研究するだけで、Wild2彗星から持ち帰られた彗星塵と無水惑星間塵の最新の研究で見出された相が含まれることを見出した。また、この程度のサイズとなると、惑星間塵の研究で「常識」とされてきた、Porousな表面形態を持つものは無水惑星間塵、Smoothな表面形態を持つものは含水惑星間塵であるとの認識は成立しないことが明ちかとなった。すなわち、惑星間塵のサイズでは分からなかったより大きな階層の立体的構造の特徴があるらしいということである。さらに驚くべきことには、こうした無水惑星間塵とコンドルールや難揮発性包有物が合体した微隕石が存在することである。Wild第2彗星の持ち帰った試料では、試料捕獲方法の問題から、細粒部分の鉱物学的特徴はよく分かっていなかった。それでも、太陽系初期に大規模な物質移動があったことが示されていた。探査機を彗星に飛ばさなくとも、地上にもたらされた物質を使っても、初期太陽系の大規模物質移動を研究できることが本研究によってはじめて証明された。
ストレス免疫学の創生

不安などの負の情動は、ストレスとなり、臓器機能を乱し、病気を誘発もしくは病状を悪化させることがある。逆に、喜び、楽しみなどの正の情動は、ストレスを抑制して臓器機能の向上を引き起こすことがある。近年、申請者は、特異的な神経回路の活性化により局所炎症が誘導される「ゲートウェイ反射」を発見し、血管を介した神経系と免疫系の機能連関と免疫病の発生機構に新たなページを加えた。本計画では、「ストレスとは何か?」との根本的な疑問を免疫学的に細胞・分子レベルにて理解することに挑戦し、「ストレス免疫学」を創生する。
イミニウム塩の実践的合成法の開発とその応用

含窒素化合物の合成の最も簡便な手法にイミンへの付加反応がある。しかしながらイミンは対応するカルボニル基に比べ反応性が十分で無い場合が数多くある。イミノ基の活性化の方法として窒素原子上あるいはイミノ基の置換した炭素原子に電子求引基を置換させる方法があるが、化合物が不安定になる等の問題点があった。もう一つの方法としてイミニウム塩に変換する方法があり、本研究では簡便なイミニウム塩の合成手法とイミニウム塩に対する官能基選択性の高い付加反応を用いる含窒素化合物の選択的合成法の開発を行った。またα-イミノエステルの反応性に注目し、極性転換-イミニウム塩形成を含む反応により一挙に二つの求核剤をイミノ基の窒素と炭素に導入できる炭素骨格の効率的構築法を見出した。具体的成果は以下の通りである。フェニルグリオキシル酸エチル由来のイミンに対して有機アルミニウム試薬を作用させたところ、反応条件によりN-エチル化体、C-エチル化体、N,C-ジエチル化体の選択性が変わること得られることを見いだした。またN,C-ジエチル化体は過酸化ベンゾイル(BPO)を共存させることによりその生成収率を向上することができた。そこで、イミンの窒素原子と炭素原子に2種類の異なった求核試薬が付加するように反応を検討したところ、α-イミノエステルに対して有機アルミニウム試薬及びBPO、R_3AlあるいはTMSCNを作用させることにより連続的N-アルキル化-C-アリル化およびシアノ化反応が進行することを明らかにした。簡便なアルコキシイミニウム塩の生成法としてエノラート誘導体の酸化反応を検討し、アミノケテンシリルアセタールの酸化にはBPOとともにDDQが優れていることが解った。さらに得られたイミニウム塩に対し、Grignard反応剤の付加反応をおこなったところ良好な収率で付加体が得られる事を見出した。
「ガン転移」の抑制に関する研究

「ガン転移」の癌退治を阻む最大要因である。しかし、現在、尚転移の実態、機序、転移抑制方法などについて未解決の問題が山積しており癌研究の最大の急務である。癌転移治療に関する研究の出発点として、癌転移の実態とくに各種宿主側要因による転移様式の変化の調査が最優先事項であり、宿主要因、特に加令と転移進展程度との関係を、原発巣が摘除されず癌死と考えられた173剖検症例(70歳未満55症例、70歳以上118例)について定量的に検討した結果、高齢者における癌転移への抵抗力増加が証明された。これまで、転移の研究においては方法論的問題とくに適切な実験モデルを欠くため研究に遅滞がみられていた。ここではリンパ行性および血行性転移、播種性腹膜転移についてそれぞれ新たな自然転移実験モデルを開発した。それらによって転移と宿主要因の関連を解析した。各種宿主抵抗力の減弱、とくに加令によって転移成立はearlier、その増殖はslower and fewerという所見が確認され、癌と宿主要因(とくに加令)との関連が明らかとなって転移抑制の方法の開発に関する大きな示唆が得られた。又、リンパ行性、血行性および播種性腹膜転移について各種の方法の検討が行われた。そのうちBRM、抗血栓剤、プロスタグランディン、温熱などによる「ガン転移」の抑制効果が証明され、集学的治療法の開発に資する基礎的成績が得られた。ヒトの「ガン転移の抑制」に関する研究のスタートにあたり老令者を含む原発胃癌非切除173剖検例において癌臨床における転移事象の動態を明らかにした。ガン転移は癌細胞側および宿主側の2因子の連関によって修飾され末分化型癌では腹膜播種性転移とリンパ節転移が、分化型癌では経門脈性肝転移が、さらに、高令者では末分化型癌の腹膜播種性転移とリンパ節転移、分化型癌の腹膜播種性転移が有意に少ないことが明らかにされ(第86回日本外科学会パネルディスカッション1986.4)(日外会誌87巻(9)、1986)、その臨床的意義が明らかにされた(第29回日済外会シンポジウム、高令者消化器手術の適応判断1987-2)、同時に転移抑制に対するlymphnode surgeryの原理とその成績が検討された(World,Tournalof Surgery The Role of Lymphnode surgery in gastric cancer,1987印刷中)ガン転移機序の解明に資する適切な動物モデルが喝望されている。腫瘍細胞のマウス外耳皮下への移入により高率にリンパ行性および血行性転移を認める我々のモデルにおいて転移巣形成には宿主加令因子が関与し血行性およびリンパ行性転移の成立は加令により促進されるがその後の増殖は若令に比して旺盛ではなく、しかも老令でinuasine、若令でexpansiveと増殖形態に差異がみられた。しかも、老令動物の転移はDTTにより著明に抑制された(日癌治誌、22巻、1987)。最も治療に難渋する腹膜播種性転移について網嚢膜内への腫瘍細胞の移植により腹膜播種性転移巣が高頻度で成立した。これは転移機序の段階の解明に資する有効な実験モデルと考えられた。これらを使用し、播種性転移機序の解明、各種薬剤、温熱療法、直流癌破砕法などによる転移抑制の有効な方法を検討している。ガン転移,なかんずく播種性腹膜転移機序の解明と治療法確立のため適切なる動物モデルの確立が喝望されている現況の中で,我々は網嚢膜内への腫瘍細胞移植による転移モデルを開発して網嚢膜内への腫瘍細胞移植による新しい播種性腹膜転移モデルと題して日本外科学会雑誌88:1047,1987に報告した.このモデルを使用し,担癌生体側要因の影響特に加令との関連性を検討して「加令に基ずく播種性腹膜移転様式の変化」と題し,第46回日本癌学会(1987,9東京)で発表した.腹膜播種性転移は最も治療に難渋するものの一つであるがこのモデルを使用し集学的治療法の研究開発の糸口が得られた.

各種抗癌剤による腹膜播種性転移の抑性効果が検討されたが同時に検索された各種の脱フィブリノーゲン薬剤の効果についてはその投与量および投与時期により転移〓の着床は著しい影響を受けることが判明しガン転移の抑制に有効な投与法の解明がすすんだ.局所温熱療法によると転移巣の増殖が有意に抑制されることが判明しその機序および加温スケジュールが検討中である.モノクロナール抗体による腹膜播種性転移の抑制実験が緒についた.播種性腹膜転移は癌臨床の場での最重要課題である。しかし、方法論的問題、とくに適切な実験モデルを欠くため研究に遅滞がみられる現況にあった。本年度において、播種性腹膜転移の新しい実験モデル(腫瘍細胞を網嚢壁内に移植)が開発された。このモデルを使用して播種性腹膜転移抑制について多種の方法の検討が行われた。SPF下で4週令雄性C57BL16マウスの網嚢壁内にB16メラノームを移植(その初発腫瘍は10日目に切除)、脱繊維素原剤Batro-xabin投与群(20BU/kg、10回)、MMC投与群(1mg/kg、2回)、両者併用投与群を比較検討した。各群間において転移個数に差をみないが、併用群では他の単独投与群に比し、各転移巣の径縮小が認められ線維素原剤による腹膜播種性巣の増殖抑制効果が明らかにされた。SPF下で8週令雄性C57BL16の網嚢壁内にB16メラノームを移植(その初発巣は10日目に切除)。メラノーム移植後3日目よりトロンボキサンA_2合成阻害剤OKY-046投与群(0.75mg、2回/週)、温熱処置群(RF波加温装置により週2回、直腸温43°C)両者併用群の3群を比較した。加温療法群では播種巣に対する抑制効果を認めなかった。しかし、OKY-046投与群およびOKY-046と加温併用群において、特に1mm以上の播種巣で有意(P<0.01)の個数の減少がみられた。OKY-046は着床そのものを抑制するものではなく、その後の播種巣増殖を抑制するものと推測された。各種治療法のうち、脱線維素原剤、温熱処理、プロスタグランディン合成阻害剤の効果が証明され集学的治療の開発に資する基礎的成績が得られた。
統合情報システムを利用したビジネスプロセスの時間特性分析法

ビジネスプロセスのモデルとして業務取引システムモデルを,過去に申請者は開発した。本研究はそれを発展させて、(1)モデルと時間特性計算法を深化させること、(2)実務的に意味のある大規模シミュレーションの実行方法を設計するための基礎として,市販の統合基幹情報システムであるSAP社のR/3システムが持つ計画・管理関連データを定式化し利用すること、(3)設計を実現するプログラムを開発して計算法の実用化を計ることの、3つの方向で行った。研究の成果として,業務取引システムモデルを使ったビジネスプロセス全体の時間特性計算法を発展させた。具体的には、業務取引ペトリネットというビジネスプロセスの分析に有効なクラスを定め、それによってリードタイムの近似的計算のために,情報フィードバック構造をもつビジネスプロセスに付随する行列表現の固有値を使う方法を提案した。さらに,本方法を適用するためにシミュレーションシステムを試作した.また,統合基幹情報システムの生産計画・管理のデータとビジネスプロセスとの関連を追及する過程で,ビジネスプロセスの知識と,統合基幹情報システムで利用可能な機能とを整合させる情報システム方法論の開発を開始し、初期の段階が終了した。関連する研究として,統合基幹情報システムを利用することを前提とした情報システム方法論について研究を行い,生産計画・管理のビジネスプロセスの知識と,統合基幹情報システムで利用可能な機能とを整合させる情報システム方法論のひな形を開発し,インターネットで公開した.このように,本研究のこれまでの成果によってビジネスプロセス工学の基盤が作られた.さらに今後の発展の方向が明確になった.ビジネスプロセスのモデルとして業務取引システムモデルを,過去に申請者は開発した。関連する研究として,統合基幹情報システムを利用することを前提とした情報システム方法論について研究を行い,生産計画・管理のビジネスプロセスの知識と,統合基幹情報システムで利用可能な機能とを整合させる情報システム方法論のひな形を開発し,インターネットで公開した.このように,本研究のこれまでの成果によってビジネスプロセス工学の基盤が作られた.さらに今後の発展の方向が明確になった.業務取引システムモデルを使ったビジネスプロセス全体の時間特性計算法を発展させた。具体的には、リードタイムが変動する仕組みを業務取引システムの時間的なふるまいによって再現できることを示し、この現象の理解を通じて、情報フィードバック構造をもつビジネスプロセスに付随する行列表現の固有値を使って、リードタイムを近似的に計算できることを、ある条件下で示すことができた。12年度はこれを発展させる。平成10年度に大学内の研究費で用意したサーバ計算機について、本科学研究費補助金によって、ディスク、テープ装置、増設用主記憶を増設した。この結果、統合情報システムは安定稼働するようになった。稼働中の統合情報システムを利用してシミュレーションを実行するための準備作業として、ワークフローと物流プロセスについて、部品構成表と資源所要量計画によって取り扱う方法を試みた。その結果、必要なデータ構造と基本手順が明らかになった。また、統合情報システムの中で絵として利用可能なビジネスプロセスの知識を、より利用しやすい形にするために、統合情報システムの利用を前提とした情報システム方法論の開発を開始し、初期の段階が終了した。方法論の成果については、11年度中にインターネットで無料公開する。秋にウィーン経済大学アルフレッド・タオデス経営管理学部長と本研究の研究計画を検討した。また、3月には米国アリゾナ大学のジーグラー教授から本研究のシミュレーションについてサーベイを受ける予定である。これらの成果について、本科学研究費補助金の海外旅費と国内旅費を使用して、コンピュータ支援システム技術の国際会議、シンガポールでのエスエイピー社の統合情報システムの国際会議、その他の国内の学会において発表した。離散事象システム国際会議で3月に発表することが決定している。

さらに,本方法を適用するためにシミュレーションシステムを試作した.また,統合基幹情報システムの生産計画・管理のデータとビジネスプロセスとの関連を追及する過程で,ビジネスプロセスの知識と,統合基幹情報システムで利用可能な機能とを整合させる情報システム方法論の開発を開始し、初期の段階が終了した。関連する研究として,統合基幹情報システムを利用することを前提とした情報システム方法論について研究を行い,生産計画・管理のビジネスプロセスの知識と,統合基幹情報システムで利用可能な機能とを整合させる情報システム方法論のひな形を開発し,インターネットで公開した.このように,本研究のこれまでの成果によってビジネスプロセス工学の基盤が作られた.さらに今後の発展の方向が明確になった.
選択的なリンパ管集積性抗体の作製及びがんのリンパ節転移抗体療法の創生

現在まで、がん転移の分子機序の解明において、がんの血行性転移に関しては学際的に多大な努力が費やされてきた。しかしながら、種々の腫瘍患者の予後を規定する要因であるリンパ節転移のメカニズムについては未だ詳細は明らかとなっていない。これまでに、我々は、温度感受性SV-40 Transgenicラットから、リンパ管内皮細胞(TR-LE細胞)を単離し、33°Cにおいて培養することで、安定したリンパ管内皮細胞株の樹立し、さらに特殊なゲル上で培養することで、生体内でのリンパ管網を模倣する管腔ネットワークを新生することも確認でき、この現象を利用して、in vitroリンパ管新生評価系を開発した。最初に、管腔ネットワーク形成時における遺伝子発現の変化を調査した。播種後5分のTR-LE細胞と、capillaryを形成している途上の播種後120分のTR-LE細胞からmRNAを抽出し、マイクロアレイを用いて比較した。その結果、第1編においては、脂質リン酸フォスファターゼ3(LPP3)の発現が増加したことを認めた。RT-PCR法の結果から、LPP3はヒトリンパ管内皮細胞・皮膚由来(HMVEC-dLy)でも同様に、毛細管形成時に遺伝子発現が増加した。そこで、LPP3のリンパ管新生における機能を解明するために、LPP3をsiRNAでknock downさせたヒトリンパ管内皮細胞を用いて、基底膜マトリックス上の毛細管の形成、接着、遊走実験をおこなった。LPP3のsiRNAで処理されたHMVEC-dLyの毛細管の形成は、有意に増加した。対照的に、LPP3のsiRNAは、HMVEC-dLyの基底膜マトリックスに対する細胞接着を減少させ、かつ遊走能には影響は与えなかった。本研究から、LPP3がリンパ管新生を抑制させる機能を有していることが明らかとなった。肺がんはがんによる死亡の主要な原因であり、早期発見が行われても転移性肺がん患者の予後は一般的に不良である。これまでに、我々は、温度感受性SV-40 Transgenicラットから、リンパ管内皮細胞を単離し、33°Cにおいて培養することで、安定したリンパ管内皮細胞株の樹立し、さらに特殊なゲル上で培養することで、生体内でのリンパ管網を模倣する管腔ネットワークを新生することも確認でき、この現象を利用して、in vitroリンパ管新生評価系を開発した。今回、この評価系を用いて、リンパ管特異的に発現している遺伝子をgene chipを使用して探索した。その結果、血管内皮細胞増殖因子受容体であるVEGFR-2の発現が顕著に亢進していた。また、Western Blotting解析によりタンパク質のレベルにおいても、この発現亢進が確認できた。現在、VEFGR-2に対する抗体を作成中である。今後は、リンパ節への肺癌の転移抑制効果を検討するために、VEFGR-2抗体一抗癌剤複合体、並びにVEGF-C、VEGF-Dの中和抗体の治療効果に関して肺がん同所性移植病態モデル動物を用いて評価する予定である。
糖尿病によるタンパク質の糖化とビタミン栄養の関連性

近年、タンパク質の非酵素的糖化反応(グリケーション)がヘモグロビンをはじめとする生体内のタンパク質で見られることが明らかとなり、本反応の結果生じる構造や機能の変化が、糖尿病のみならず種々の病変や老化などに深い関わり合いを持つとして議論されている。これまでに、ビタミンB6(B6)欠乏動物において数種のB6酵素の動態について研究を行った結果、アスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ(AST)について活性の低い異常分子が存在することを見いだしている。またそれらから得られた結果から、B6欠乏でさらに糖尿病をひきおこすと、リジン残基の修飾が高まり、生体をより悪化させることを予測させるものである。以上の事柄をふまえて、B6の栄養状態と糖尿病の関連をASTを中心として検討した。アミノグアニジンはin vitro系において牛血清アルブミンなどのタンパク質に対して、グリケーション阻害効果を示したが、ASTに対しては等電点に影響を示さなかった。またB6はアルブミン、ASTに対してグリケーションを抑制する効果が見られた。ラットを用いてin vivoで実験を行ったところ、アミノグアニジン投与群はB6投与群よりも体重増加量がやや高い結果を示した。また、非糖尿病群と糖尿病群を比較した場合、糖尿病群では肝臓および腎臓のAST活性が著しく上昇し、ASTのグリケーションが見られた。また、糖尿病群にB6を所要量の2倍与えて検討したところ、所要量1倍群と2倍群の体重増加量、食餌摂取量、血糖値、およびAST活性に有窟な差は認められなかった。タンパク質の非酵素的糖化反応(グリケーション)は、本来食品加工過程において起こることから、食品学分野で盛んに研究されてきた。近年、同様の現象がヘモグロビンをはじめとする生体内のタンパク質で見られることが明らかになり、本反応の結果生じる構造や機能の変化が、糖尿病のみならず種々の病変や老化などに深い関わり合いを持つとして議論されている。中でも糖尿病合併症の一つである白内障は、レンズタンパク質のグリケーションに起因するものとされ、多くの研究者が取り組んでいるところである。これまでに、ビタミンB6(B6)欠乏動物において数種のB6酵素の動態について研究を行った結果、アスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ(AST))について活性の低い異常分子が存在することを見い出している。そこで、本研究では、ビタミンの栄養状態と糖化との関連を糖尿病を絡めながら検討することを計画した。まず、B6栄養状態の異なる糖尿病ラット(Streptozotosin注射)を作成し、生体全体症状の観察(体重、血糖値、尿糖など)とアルブミン、ヘモグロビンのグリケーションおよびAST活性と、その量的・質的変化を検討した。ASTの量的変化をAST抗血清により行ったところ、糖尿病ラットの肝臓において顕著な増加が見られた。また、糖化タンパク質の抗血清を用いた免疫学的測定、および等電点変化の観察により、ASTの質的変化を見たところ、糖尿病によりグリケーションが促進されていることが明らかとなった。
光応答性ナノ粒子を用いた圧力計測法開発を核とした風洞実験オンデマンド化への挑戦

本研究では、ナノ粒子の光応答特性を圧力計測に利用する、新たな風洞実験手法の要素技術の開発を目指した。まず、スケール実験における最適な幾何学的および機械的なスケールについてナノ粒子の圧力に対する光応答特性と流体現象の相似則を考慮しつつ理論的に検討した。この検討に基づき、実験装置のプロトタイプを製作した。続いて、この実験装置を用いて流れを制御する手法を開発した。これにより、風洞実験に用いる一様流や境界層乱流などの流れを制御できることを確認した。一方、上記の2課題と並行して、圧力計測に用いるナノ粒子の最適化についても理論的・実験的に検討した。本研究では,大幅に小型化された実形状建物の風洞模型を用いて高精度な風洞実験を行うことを目標として,金属ナノ粒子集合系の光応答の敏感性を利用した革新的な圧力計測技術の開発を核とした,未来型風洞実験法の確立に挑戦している。具体的には,(1ー1)レイノルズ数とナノ粒子光応答感度に応じた,最適な流体媒質と実験スケールの解明,(1ー2)最適化された流体媒質および実験スケールでの流れ場制御手法の開発,(2)流体中の金属ナノ粒子集積系圧力応答特性の最適化である。初年度である本年度は,下記の課題に取り組んだ。課題(1ー1)および(1ー2)に関して,要求されるレイノルズ数レベルとナノ粒子光応答限界を制約条件として,実験装置系の駆動力および強度を考慮しつつ,実験装置を設計した。このため,流体の媒質・流速,ポンプの吐出量・回転数,流路形状およびサイズを変数として,実験装置の最適化を行った。また,設計に基づいて実験装置のプロトタイプを試作し,試作したプロトタイプを用いて,流れ場の制御可能性を検証した。具体的には,流体に空気を用いた低風速乱流境界層風洞実験とほぼ同程度のレイノルズ数で実験を行えること,定常で一様な流れを作成できることを検証・確認した。また,汎用的なデジタルデータやCADデータを用いて,本実験装置で用いる模型を必要十分な精度で製作する手順を確立した。課題(2)に関して,これまでに理論及び実験で解明した,金属ナノ粒子を化学的な方法で高密度にポリマービーズに固定した「金属ナノ粒子固定化ビーズ」の光学応答現象を流体中の物体表面圧力の計測に応用するために,コアビーズとして新たに外部刺激に応答するポリマー粒子を検討し,その作製法の基礎を確立した。当初の計画では,「研究実績の概要」で述べた課題(1ー2)は次年度の課題としていたが,今年度のうちに実験装置を試設計しプロトタイプを製作したところ,設計通りに一様な流れ場を生成し流速を制御できることが判明した。このことから,このプロトタイプを用いて,次年度の課題の一部であった大気乱流境界層を模擬した乱流構造を生成するための物理的機構の検討を行うことが可能になった。また,物理的機構を検討する際に,この機構のCADデータを作成しコンピュータ制御切削機を用いて製作したところ,必要十分な精度で製作可能であることがわかった。CADデータをコンピュータ制御切削機や3Dプリンタを用いて出力し風洞実験に必要な模型を作成する要素技術は,精度に課題は残るものの,本研究課題においては確立された技術としてgivenとしていたが,この技術が実用的に利用可能であることを実証することができた。また,分担者のグループで流れ場の圧力計測用の金属ナノ粒子集積構造体のコアとなる刺激応答性ビーズを自作できるようになったことも大きな進展である。さらに,金属薄膜上に形成したナノホールに誘電体を近づけることで大幅なピークシフトが得られることを理論的に解明した点も局所的な圧力センサへの応用可能性を期待させる予想外の成果と考えている(JPC-Lett. 2017, Spotlightに選抜、日刊工業新聞などで紹介)。本研究では,大幅に小型化された実形状建物の風洞模型を用いて高精度な風洞実験を行うことを目標として,金属ナノ粒子集合系の光応答の敏感性を利用した革新的な圧力計測技術の開発を核とした,未来型風洞実験法の確立に挑戦した。課題(1ー1)に関しては,既存の風洞実験施設と同じオーダーのレイノルズ数で実験可能な「水洞」装置を設計し,実機を製作した。この装置のスケールにおいて,流体には室温程度の純水を用いれば,目標のレイノルズ数を概ね達成できる。また,既存のPIV技術を用いれば,流れ場が計測可能であることを確認した。

課題(1ー2)に関しては, CNCフライス盤等を用いて切削した小型ラフネスブロック等を組み合わせることで,目標とする乱流構造を模擬できることを明らかにした。さらに,建物CADデータおよび汎用的に入手可能なデジタル地表面データ等を用いて,必要十分な精度の実験模型を作成する手順を確立した。以上により,風洞実験オンデマンド化に必要な知見及び技術を獲得したと言える。課題(2)に関しては,刺激応答性ポリマービーズをコアビーズとして金属ナノ粒子を化学的な方法で高密度に固定した「外部刺激応答性金属ナノ粒子固定化ビーズ」の開発に成功した。特に,飯田Gで所有する光ピンセットを用いて,開発したビーズにレーザー光照射することで敏感に光学応答が変化することも確認した。現状の実験系では温度上昇による変化が支配的と考えられるが、温度と圧力には熱力学的な相関があるため、目的である未来型風洞実験装置中の流れによる圧力計測のための重要な知見を獲得したと言える。防災・強風災害・耐風性能評価次年度は,課題(1)と課題(2)で得られた成果を統合し,流れ場の制御,圧力計測それぞれの技術を一つの装置に実装する方法を検討し,今年度作成した実験装置のプロトタイプを改良する。改良された装置を用いて単純な実験を行い,現状の装置の圧力計測性能を明らかにするとともに,実用化に向けた課題を明確にする。これと並行して,課題(1)では,今年度に引き続き,流れ場の乱流構造を制御するための物理的機構を検討する。また,既存のPIV流速計測技術を用いて,実験装置およびこの物理的機構によって生成された乱流の計測を行うとともに,従来よりも小さなサイズでより高精度に流速を計測する際の課題を明確にする。課題(2)では,刺激応答性のコアビーズ作製のノウハウを確立し,光ピンセットを用いた光圧による応答特性を評価する実験系も確立する。流体シミュレーションに関する準備も進めており,流れに由来する圧力がビーズの変形に与える影響評価も検討する。特に,次のステップとしてはビーズの形状変形に伴う金属ナノ粒子の光学応答の変調効果を最適化するために固定化法に関する検討を行うことが重要課題と考える。また,作製した金属ナノ粒子集積構造体を測定対象となる建築物の模型表面に塗布するための条件探索も重要課題であり検討する。大阪府立大学プレスリリース(1月5日)オプトロニクス1月号、日刊工業新聞などにて紹介。
自己組織化フォトニック結晶における巨大磁気光学効果の発現

貝殻の内側、昆虫の体表面、クジャクの羽などは特有のあざやかな発色を示す。これらの発色は色素に代表されるような素材の色によっておこるのではなく、光の散乱体が数100nm程度の繰り返し単位をもって規則正しくならんだ構造を持っているためである。このような構造による発色を構造色という。大きさのそろった球状コロイド微粒子の分散液をゆっくり蒸発させると、メニスカスの後退とともに微粒子が固-液-気の界面に充填されて、微粒子の周期的配列体が得られることが知られている。これは人工オパールまたはコロイド結晶と呼ばれる。コロイド結晶は自己組織化プロセスで簡便に作製することができるフォトニック結晶であり大いに注目される。構造色は可視光の波長領域のブラッグ回折により起こるが、その周辺の波長領域で強い分散関係を示す。その結果、ブラッグ回折波長よりわずかに外れた波長の光に対し、その群速度は極端に低下し、結果として実効的な光路長が極端に長くなった状態に等しくなる。本研究では、このようなフォトニック結晶と光が強く結合する性質を利用して、磁性と光の相互作用である磁気光学効果の1つであるファラデー効果の増強について検討した。磁性を付与するために、(1)微粒子に磁性体を複合化する、(2)集積した微粒子の配列体を鋳型に用いて磁性体のナノ構造を作製すること試みた。大きな壁は磁性体の多くが可視光に対して不透明であることであったが、この点について精力的に検討し、透明な微粒子の中心部に小さな磁性のコアを持たせる構造が最適であることを見いだした。磁性を帯びたフォトニック結晶中では光の群速度遅延により実質的な光路長が長くなることが分かった。磁気光学効果は光通信などにおいて光の整流作用や双方向通信での光の分離を担う非相反素子に使われるが、この研究により、コロイド結晶が可視光領域での良好な磁気光学効果素子となりうることが示された。周期的構造をもった透明媒質中において、その繰り返し周期と同程度の波長を持つ光が進むとき、媒質と光との相互作用が極めて大きくなる。このような光特性を持った媒質をフォトニック結晶と言う。本研究の目的は、磁性を付与したフォトニック結晶を実現し、磁性による各種光学効果が増強される可能性を検討し、その応用についてまで研究を行う事である。これまでのところ、磁性コロイド結晶の作製、磁気光学効果の評価まで行った。得られた成果を順に述べると(1)周期構造の構成要素である磁性単分散微粒子を合成し、その微粒子を集積させた磁性フォトニック結晶膜を作製した。微粒子としてコアに約10nmの酸化鉄を持ち、その周りに厚くシリカをコーティングした直径200nm程度の複合微粒子を設計・合成した。この結果は予備研究の段階ですでに得られていたが、より実験の精度を上げることに成功した。(2)得られた膜について、結晶構造、透過スペクトル、磁性を評価した。膜の光伝搬特性をシミュレーションした結果と比較したところ、期待通りの特性を持っていることが分かった。(3)得られた膜の磁気光学効果について検討した。測定には超伝導磁石、偏光変調法などを用いた高感度な測定計を構築した。膜の構造性と磁気光学効果の相関を調べ、構造がよく整った膜はそうでない膜と比べ約3倍の磁気光学効果の増強を持つことを見いだした。この増強の大きさは、膜質が向上すればにさらに大きくなると期待される。磁気光学効果は光通信などにおいて光の整流作用や双方向通信での光の分離を担う非相反
西安碑林博物館所蔵碑誌彫飾文様6～10世紀基準作例の造形分析と系統化の基礎研究

西安碑林博物館所蔵碑誌の検討により、重要な610世紀基準作例を検出することができた。と同時に、文様研究の方法を、空間分割・配置構成・文様構成・文様構造・モティーフ系統の分析をおこなうことができた。本年は、碑石80数石、碑誌130数石の中から特に以下の9石、道徳寺碑・同州三蔵聖教序碑・道因法師碑・三蔵聖教序碑・大智禅師碑・隆闡法師碑・梁守謙碑・玄秘塔碑・恵堅禅師碑を主要なる研究対象となした。基本作業としては、実物石碑に対しては、これまで行われていなかった実測図の作成、拓本に関しては拓本の実測写真をすべて作成した。次にこれらの分析方法として、それらの拓本写真より、モティーフ配置図を作成し、モティーフ構成を分析する基本図を作成した。さらに、モティーフに関しては、モティーフを単なるテーマの融合ではなく、モティーフを造形的に系統化できるように分析した。具体的研究発表としては、日本中国考古学会において「西安碑林博物館石彫文様の造形分析」を発表した。そこでは、造形的モティーフ分析により、モティーフの分類が可能になる方法を論じた。12月5日の日本文化史学会では、「西安碑林碑石文様にみるモティーフ融合過程の造形分析」を発表した。そこでは、従来のモティーフ研究が、ただの題材研究であったのに対して、文様構造を分析することで、文様モティーフの融合までを明らかにすることができるようになった。昨年までの基礎調査を経て、本年度、碑林博物館側研究者との協議により研究対象を以下の石彫文様に限定することとなった。◎石碑25石(孔子廟堂碑・霊化寺大徳智該法師碑・于孝顕碑・李愍碑・皇甫誕碑・道徳寺碑・同州三蔵聖教序碑・道因法師碑・三蔵聖教序碑・比丘尼法〓禅師碑・浄域寺大慶法蔵禅師塔銘・興福寺残碑・大智禅師碑・隆闡法師碑・石台孝経・争座位書稿・郭家廟碑・三墳記碑・恵堅禅師碑・李夷簡家廟碑・梁守謙碑・玄秘塔碑・華厳寺杜順和尚行記碑・篆書千字文序碑・折継閔神道碑)◎墓誌・墓誌蓋17石(元暉墓志・侯剛墓誌・侯剛墓誌/蓋・苟景墓志蓋・爾朱紹墓志・爾朱襲墓志/蓋・元天穆墓志・范安貴墓志蓋・張濬墓志/蓋・魏国太夫人裴覚墓志蓋・薛氏墓志・張士則墓志蓋・張怙墓志/蓋)◎李小孩石槨、李寿墓誌・李寿墓門これは当初、『西安碑林碑石墓誌文様基礎資料集成』の刊行を行う予定であったものが、調査の進展より作柄の劣った作品までを集成するより、作柄の優れた物のみを対象とした研究書『西安碑林石彫文様の研究』の刊行の方が意義あるものと両者で合意したためである。上記作品のうち、李小孩石槨、李寿墓誌・李寿墓門を除く碑石・墓誌の採拓、写真撮影、実測図制作は本年度までに終了した。またこれら資料により、(1)装飾空間分割図、(2)文様配置図、(3)文様構造図を作成し、道徳寺碑・同州三蔵聖教序碑・道因法師碑・三蔵聖教序碑・大智禅師碑・隆闡法師碑・梁守謙碑・玄秘塔碑・恵堅禅師碑の代表的9作品については文様解説を終了した。西安碑林博物館との協定により、中国側よりも先んじて資料を発表することは禁止されているため、あくまで両者間の作業報告書として、これまでの経緯と使用可能な写真資料を集成したものを「西安碑林博物館所蔵石彫文様基礎資料集」として作成した。<研究の目的>西安碑林博物館は1993年に旧陜西省博物館より独立した中国最大規模の石刻博物館で、274種3500以上の石刻品を所蔵している。このうち碑石・墓誌・墓誌蓋は2000石以上に及ぶが、それらの多くには各時代の優れた装飾文様が施されている。しかしながら従来の日中碑誌研究の対象は銘文に限られ、碑林碑刻文様が本格的な研究対象とされることはなく、著名な10数石の作例を除いては、日中いずれの研究者もその全貌を把握していないのが現状である。装飾文様の施された作例は建築・彫刻・絵画・工芸というほとんどの造形領域に存在し、その作例数が極めて多いということは装飾文様史研究における大きな利点である。しかし、その一方で、制作年代の明確な<基準作例>が乏しいこと、施文領域全体の配置構成が分析できる拓本と、単位文様を分析できる細部写真の両者を合わせた文様資料の蒐集が難しいこと、この2点が装飾文様史研究の大きな妨げとなっている。

この点、西安碑林博物館の所蔵する石碑・墓誌・墓誌蓋には多種多様な装飾文様が施されると同時に、碑文・墓誌銘により制作年代が判明するものが多く、いずれも装飾文様史における貴重な<基準作例>となり得るものである。また碑林所蔵作例では、施文された装飾空間全体を考えるための拓本資料と、個々の文様を分析するための細部写真資料という、装飾文様研究に不可欠な二種の文様資料の作成が可能である。こうした日中の研究状況及び碑林博物館所蔵碑誌文様の資料価値を踏まえ、本研究では研究対象を唐代以前に限定し、以下の4点を研究目的となす。1.西安碑林博物館との共同調査により、展示碑誌65石、収蔵庫保管碑誌300数石の採拓と細部撮影を行い、これら新規作成資料に基づき、610世紀の文様史<基準作例>を選別する。2.上記<基準作例>に対して、コンピュータ利用により<装飾空間の形式と分割><文様配置構成><文様構造>の造形分析を行い、データベースを作成する。3.中国610世紀の文様史を、従来のモティーフ系統分類で断片的に繋いでいくのではなく、上記の具体的な基準作例の造形分析結果に基き、造形的に系統化してその歴史展開を跡付ける。4.以上の研究結果に基き、朝鮮・日本の文様作例を東アジア造形史のなかに位置づける。
低出力半導体レーザーの疼痛抑制機構に関する研究

ラットの歯髄を電気刺激することにより誘発される顎二腹筋筋電図の振幅を指標として、その刺激部位にGaAlAsレーザーの照射を行い、レーザーの開口反射抑制効果について検討した。その結果、強さ1.5Tの歯髄刺激により誘発される開口反射に対して、レーザー出力を各々100mW、300mW、600mWに増強し、刺激側の歯牙に180秒間レーザー照射したところ、出力100mWでは照射15分後にコントロール値の約41%に減少した。その後、比較的すみやかにコントロールレベルに回復した。さらに、出力が300mWと600mWでも同様の傾向が認められた。また、100mWでは、照射終了直後から、20分間、300mWでは15分間、600mWでは10分間にわたりその抑制効果が認められた。強さ1.75Tの電気刺激により誘発された開口反射に対して、出力100mWで照射した場合、照射終了直後より顎二腹筋筋電図の振幅は徐々に減少し、その抑制効果も照射直後から約20分間認められた。さらに、300mWや600mWで照射した場合も同様に減少傾向を示し、300mWで照射した場合、約20分間、600mWの場合、15分間、その抑制効果が認められた。強さ2.0Tで誘発される開口反射に対して、出力100mWの場合、反射の抑制は認められなかった。しかし、300mWや600mWで照射した場合は照射終了直後より、顎二腹筋筋電図の振幅は減少し、300mWでは、約30分間、600mWでは、約20分間にわたり、その抑制効果が認められた。また、反射の抑制に伴う発現時間に関して、出力間による違いは認められなかった。以上のことから、出力を増強することにより低出力半導体レーザーは強い疼痛抑制効果を示すことが明らかとなり、さらに、基礎実験を積み重ねることにより将来、本装置が臨床応用への道を開く可能性のあることが示唆された。
抗酸化LDLモノクローナル抗体を用いた泡沫細胞内酸化LDLの代謝様式の解析

ヒト動脈硬化病巣ホモジェネートを感作抗原として得た、抗酸化LDLモノクローナル抗体FOH1a/DLH3が次のような特徴を有することを昨年までの研究で明らかにしている。(1)未処理LDL、アセチル化LDL、マロンジアルデヒド化LDLいずれの本抗体とは反応しないが、LDLもHDLも硫酸銅処理で酸化すると良い抗原となる。(2)ヒト動脈硬化病巣の免疫組織化学で病巣内のマクロファージ由来の泡沫細胞が顕著に染色された。(3)本抗体のエピトープはホスファチジルコリンの過酸化反応生成物であり、これは蛋白質やペプチドと複合体を形成しうる。酸化LDL上ではおそらく共有結合で結びついたものと、リポタンパク粒子内に埋まり込んだものとが共存していると考えられる。本年度は、この抗体を用いた酸化LDLの高感度定量法を確立した。DLH3抗体をあらかじめコートしたELISAプレートに酸化LDLを添加し、結合した量を抗ヒトアポB抗体で定量する。サンドイッチ法を用いたことで夾雑物質の影響を受けにくくなり、また感度が向上し0.510ngの酸化LDLが測定できるようになった。種々測定条件を検討し、分離したヒト血漿LDL画分中の酸化LDL量を初めて測定できるようになった。本法で測定した健常人血漿LDL中の酸化LDL値は0.18±0.09(ng/μg LDL protein)であった。これまで血管壁内で浸潤したLDLの酸化的変性が起こるため血漿中には酸化LDLが見られないと考えられてきたが、酸化LDL血管内でも生成しうる可能性も再検討すべきであろう。糸球体腎炎で過酸化脂質が増加し糸球体に泡沫細胞が生じることや、腎不全ではしばしば動脈硬化症を併発することが知られている。そこで腎透析患者血漿LDLの酸化LDL値を測定したところ、1.14±0.72(ng/μg LDL protein)と健常者の約6倍であることが見いだされた。このことから、LDLの酸化的修飾が腎臓病に伴う血管障害と関連している可能性が示唆された。
有機農業の新しい市場戦略：国際比較研究

イタリア南部の有機農業は,独立した経営方針にもとづいた戦略を有する一方で,関係者相互の緊密な連携により,基本的哲学と情報を共有することによって市場志向の大規模アグリビジネスに対応している。デンマークでは,農家・酪農家間の堆肥およびエネルギー循環の仕組みとその発展に見られるように,成熟した市場と政府を前提とした自律的な地域コミュニティを軸とする制度設計が観察される。これら二つのモデルは,日本,フィリピン,メキシコのような有機農業後発国では,地方分権化を推進し,緊密なコミュニティ関係を活用すれば,小規模な生産者にあっても持続可能な農業経営が可能であることを示唆している。(1)イタリア,ドイツおよびスペインにおける有機農産物の流通市場における実態調査によって,本研究の比較対象軸を定め,(2)有機農業の生産過程における社会ネットワークと各地域における有機農産物市場の諸条件を検討し,新しい基本仮説を導いた。欧州にあって最大規模の有機農業耕作地面積を有するイタリアでは,その消費市場は調査地ミラノ市が立地する北部に偏っている。イタリアの有機農業は,国内の地域内市場を重視しつつも,国際市場をも見据えた複眼的な市場戦略によって発展してきたという作業仮説を,生産者および流通業者への面接調査によって確認,傍証することができた。他方,ドイツは,有機農業について,世界において最も先進的であり,demeter認証基準や国際有機農業推進連盟(IFOAM)ほか有機農業発展の推進力となってきた経緯をもち,欧州最大規模の有機市場を有している。スペインは,これら2国の中間にあたり,近年,急激に,生産および消費を拡大してきたが,他方において,その対局にある遺伝子組換えトウモロコシの商業栽培を行っているという複雑な国内事情がある。この点でスペインは,フィリピンやメキシコと共通性を有している。以上の事実発見をふまえ,EUを「一国」として捉えるとき,アジアやラテンアメリカ地域への適用を考える際に,グローバル化が進む国際市場の中での域内分業を軸とする新たな有機農業の市場戦略を提案することができるように思われる。本年度の実態調査によって得られた以上の仮説については,矢坂(2015),中西(2015),Nakanishi(2015), Ukeda(2015)が予備的考察を展開している。また,松原は,これらの議論に,自治体の環境政策の原理を導入すべく,政府と環境についての考察を深め,来年度以降の発展のための準備を行い(松原:2015),今後の研究の方向性を定めた。欧州(イタリア,スペイン,ドイツ)を中心とする実態調査によって,有機農業における域内分業の他地域への適用可能性について,研究計画における仮説の発展を導き,その際の地方自治体の役割の重要性について理解を深めたことは,大きな発展であった。ただし,流通面における社会ネットワークについては,生産面における情報と比較し,より調査を進める必要がある。イタリアのシチリア島における取り組みの先進性に鑑み,本年度は,まず,日本の提携ととは異なる固有のシステムを有するイタリア中部・南部の有機農業における市場戦略において,生産者,流通両面の取り組みについて,新しい共通認識の下,有機農産物の在庫管理,需給調整,価格決定,販売量,販売額などのデータを収集し,日本とフィリピンの国際比較を行った。まず,イタリアについては,マルケ州のイゾラ・デル・ピアーノ,シチリア島カターニャとパレルモにおける計9箇所の生産者,流通業者および小売り業者を訪れ,インタビューを行った。この場合の新しい発見は,基本的な哲学を共有しながらも独立した経営方針(社会事業とのリンク,自然農法,技術開発,海外輸出中心など)にもとづく戦略を採っており,他方で,関係者相互が連携し,情報を共有している点である。日本においても,従来は「産消提携」志向型が代表的であったが,市場志向型に向かう生産者も増えている点で,それは重要な示唆を有する。その代表例が,北海道の有機酪農である。「イタリア・モデル」の意義を検討するために,はじめて調査を行った2011年以来の5年間の変容について詳細なデータを収集した。同様な性向は,フィリピンについても観察されるものの,それは,主としてNGO主導によるものである。遺伝子組換え種への対応が地方レベルに任されていることも影響しているものの,参加型有機認証制度(Participatory Guarantee System)が普及している地域においては,州内の情報共有システムが生まれ,局地的市場圏(Local Market Area)の発展の萌芽に結びついているという観察を得ることができた。そこで,生産者,流通業者および消費者間の社会ネットワークを通じた技術や情報の伝播過程に着目し,その経緯と発展の可能性について分析をフィリピンについて展開した。治安上の問題から,フィリピンについては,研究分担者の中西のみが調査を行うことになり,包括的な調査ができなかった。なお,この問題については,研究分担者中西が平成29年度において解決できるように準備を行っている。この間の研究によって,対象国である,欧州(イタリア),東南アジア(フィリピン),ラテンアメリカ(メキシコ),日本の有機農業の発展を考える上で,北欧諸国の有機農業における関連業者の市場戦略と政府の対応が,重要な意義を有することが判明した。そこで,最終とりまとめを行う本年では,昨年来,現地の事情から調査に遅れが生じていたフィリピンにおけるグループ調査の困難性にも鑑み,デンマークにおいて,農家,酪農家,バイオマス関連産業,流通業者および政府の連関に関する集中的な文献調査および現地調査を計画・実施した。この結果,コミュニティ内の社会関係を土台として,デンマークにおいて形成された,農家・酪農家間の堆肥およびエネルギー循環の仕組みとその発展経路が,グローバル化に対応する基本戦略になり得る事例であることがあきらかとなった。

それは,小国ゆえのきめ細やかな行政対応を前提とした地域コミュニティの自律的な制度である。市場メカニズムによる資源配分システムとは一線を画した,個々のコミュニティの社会関係を軸とした制度設計がなされており,小規模ながら同様の機能を重視してきた研究対象国の有機農家や有機農業関連業者が,ともすると独立した小規模集落による生活単位に収束しがちであったことと対照的である。その高いパーフォーマンスは,高い生産性,強い国際競争力,豊かな人間関係にもとづく高い幸福度にも貢献していると解釈し得るものであり,対象国経済全体にも大きな示唆を与えるものであることがあきらかになった。その直接の成果は,すでに,松原(2017)の社会経済論の包括的論考や,地域通貨と貧困について有機農業のもつ意義に言及した中西(Nakanishi:2018)などの今年度の成果にも反映されている。今後,いっそうの精緻化と研究の発展をはかりたいと考えている。イタリア南部の有機農業は,独立した経営方針にもとづいた戦略を有する一方で,関係者相互の緊密な連携により,基本的哲学と情報を共有することによって市場志向の大規模アグリビジネスに対応している。デンマークでは,農家・酪農家間の堆肥およびエネルギー循環の仕組みとその発展に見られるように,成熟した市場と政府を前提とした自律的な地域コミュニティを軸とする制度設計が観察される。これら二つのモデルは,日本,フィリピン,メキシコのような有機農業後発国では,地方分権化を推進し,緊密なコミュニティ関係を活用すれば,小規模な生産者にあっても持続可能な農業経営が可能であることを示唆している。グローバル化に伴う国際有機農産物市場と域内分業における国内市場の関係,なかんずく地方自治体による政策の重要性に配慮した「市場戦略」を見出すという方向性を確認することができた。今後の社会ネットワークに着目した調査も,その延長線上で行うことが望ましいであろう。平成29年度は,有機農産物の巧妙な市場戦略を有していると考えられる「イタリア・モデル」の適応可能性について,各調査対象地域の詳細な調査結果によって再検討する。その際,平成28年度に参画者全員による包括的調査が治安上の問題からできなかったフィリピンについては,研究分担者中西が十分な準備を行い,これまで行った調査結果の補足と同時に,包括的な調査を実施し,イタリア,日本およびフィリピンの間の比較研究を実現したい。29年度が最終年度であるため、記入しない。社会経済学29年度が最終年度であるため、記入しない。
非線形磁気光学効果による磁性超薄膜内磁化構造評価と記録媒体の高性能化

表面・界面近傍5Å程度の磁化状態検出を可能とする非線形磁気光学効果(磁化誘起第2次高調波発生:MSHG)および通常の線形磁気光学効果(MOKE)をプローブとして併用し、その磁化曲線形状の比較からナノスケール分解能でピンニング・ニュークリエーションサイトを含む界面磁気構造評価を行い、かつ、ポンプ・プローブ法による動的磁化計測を相補的に用いることで、磁性記録媒体の要請である、記録密度および記録再生スピードの観点から媒体評価を行うのが、本研究の目的である。平成16年度の成果は以下の通りである。(1)ナノオーダーで界面ラフネスの異なる種々のTbFeCo超薄膜を、成膜時のスパッタガス圧を変えることで作成し、MSHG、MOKEの同時計測を行った結果、界面及びバルク磁化過程の違いに寄与すると考えられる明らかなヒステリシスループ形状の違いが観察された。また、入射光強度を増加し膜温度がキュリー点に近づくにつれMOKEループが広い幅を有する範囲においてもMSHGループは縮小し、非常に幅の狭い角型のループへ変化することを明らかにした。(2)ポンプ・プローブ法を用い、高強度ポンプ・ビーム光により歳差運動を励起、低強度プローブ光を用いGdFeCo薄膜の超高速磁化応答(数GHz程度の歳差運動周波数およびns程度の緩和現象)を、実際の記録・再生温度に近い条件で、種々の印加磁界の下測定する事に成功した。LLG(Landau-Lifshitz Gilbert)方程式に基づくシミュレーションを本計測結果へフィッティングすることにより、TbFeCoと同様の希土類一遷移勤続アモルファス合金であるGdFeCo薄膜のダンピング定数(例えば150°Cにおいて、実効的ダンピング乗数α=0.15)、実効的g係数(約1.85)を求め、Co等強磁性薄膜に比較し、大きなダンピング定数を持つことを明らかにした。このことは、強磁性共鳴限界に近いGHzオーダーでの超高速磁化反転過程においてリンギング効果が少なく有利に働く事を意味する。表面・界面近傍5Å程度の磁化状態検出を可能とする非線形磁気光学効果および通常の線形磁気光学効果をプローブとして併用し、その磁化曲線形状の比較からナノスケール分解能でピンニング・ニュークリエーションサイトを含む界面磁気構造評価を行い、かつ具体的な微小磁区安定化の制御指針を明らかにするのが、本研究の目的である。平成15年度の成果は以下の通りである。(1)これまで報告例のないTbFeCoの磁化誘起第2次高調波発生(MSHG)効果の検出可否について検討するため、膜面垂直方向に飽和磁界±Hを加え、それぞれについて試料から発生した第2次高調波発生(SHG)強度の検光子角度依存性を測定した。光源として、モードロック・チタンサファイヤレーザーおよび再生増幅器を用いた。結果より非線形Kerr回転角はp偏光入射に対し約1.7°である事を明らかにした。検光子角度約70°において磁気コントラストは約10%であり、本システムにてMSHGヒステリシスループの測定可能な条件を見出した。(2)MSHGおよびMOKEの同時計測システムを構築し、上記測定条件の下、磁気ヒステリシスループ測定に成功した。界面及びバルク磁化過程の違いに寄与すると考えられる明らかなヒステリシスループ形状の違いが観察された。入射光強度を増加し膜温度がキュリー点に近づくにつれMOKEループが広い幅を有する範囲においてもMSHGループは縮小し、非常に幅の狭い角型のループへ変化することを明らかにした。(3)更に、本研究システムの応用として、ポンプ・プローブ法を用い、高強度ポンプ・ビーム光により歳差運動を励起、低強度プローブ光を用い磁化の動的挙動をMOKEにより観察した。GdFeCo薄膜の超高速磁化応答を、安際の記録・再生温度に近い条件で、種々の印加磁界の下測定した結果、数GHz程度の歳差運動周波数およびns程度の緩和現象を測定に成功した。

LLG(Landau-Lifshitz Gilbert)方程式に基づくシミュレーションを本計測結果へフィッティングすることにより、TbFeCoと同様の希土類一遷移勤続アモルファス合金であるGdFeCo薄膜のダンピング定数(例えば150°Cにおいて、実効的ダンピング乗数α=0.15)、実効的g係数(約1.85)を求め、Co等強磁性薄膜に比較し、大きなダンピング定数を持つことを明らかにした。このことは、強磁性共鳴限界に近いGHzオーダーでの超高速磁化反転過程においてリンギング効果が少なく有利に働く事を意味する。