hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
情報爆発時代の構造化文書の超高精度検索とその実現

Web文書に代表される電子文書は近年急激に増加しており、その中から有用な情報を取得することが重要となってきている。特に文書のサイズが大きくなると、ユーザの情報要求に適合する箇所を文書中から発見することも困難となっている。本研究では、特に電子文書の中でもXML文書に焦点を絞り、ユーザの情報要求に対して文書中で最も適合する一部分、すなわち部分文書の検索手法の高精度化について研究を行ってきた。既存の手法では、各部分文書ごとのスコア値に基づいて、高いスコア値の部分文書のみをランキングしてユーザに提示していたが、高いスコア値を持つ部分文書の周辺の適合部分文書を取りこぼしてしまい、その結果検索精度を落とす原因となっていた。そこで、高いスコア値を持つ部分文書の周辺を探索し、ある程度適合すると判断される周辺の部分文書を統合するとともに、統合した結果、サイズが変更された部分文書のスコア値を調整する手法を提案した。この提案手法を用いて、国際ワークショップINEX2010のコンペティションに参加したところ、世界二位の検索精度を達成し、提案手法の高い有効性を実証することができた。引き続いてXML部分文書検索に関して、検索精度を落とさず検索処理効率を上げるために、XML文書の経路式に基づく索引語の大域重み付けの既存手法であるIPFを改良し、類似した経路式をある規則によりまとめることにより、識別すべき部分文書のクラス数を減らす手法を提案した。その中で、ISFと呼ぶ提案手法はクラス数を75%削減したにも関わらず検索精度はIPFとほぼ同じであることが判明した。これにより、ISFが効率の良い高精度検索処理に有効であることを明らかにした。本研究では、電子文書の中でもXML文書に焦点を絞り、ユーザの情報要求に対して文書中で最も適合する一部分、すなわち部分文書の検索手法の高精度化について研究を行った。また、XML文書を処理するための問合せ言語XQueryの高性能化についても研究を行った。より具体的には、文書中における適合箇所と文書構造の関係を利用して、より良い検索結果を出力するための文書スコアリング方式を提案し評価を行った。また、複数の適合箇所が存在する場合には、それらを再構成してより適合度の高い検索結果を出力するための手法の提案を行った。前者に関しては、部分文書に含まれる検索キーワード数の割合を考慮し、従来の文書スコアリングと組み合わせることにより、検索精度が向上することが分かった。後者に関しては、隣接する複数の適合部分文書に関して、検索結果のサイズが大きくなり過ぎないように制限しつつ、同レベルの位置にある適合部分文書どうしは結合、包含関係にある適合部分文書はそれらを上位の部分文書に併合することにより、既存の手法と比較して40%以上の検索精度の改善ができることを明らかにした。さらに、文書サイズと検索結果となり得る部分文書の最大値の関係を実験的に明らかにした。
倒産局面にある会社の取締役への規律

本研究は、倒産局面にある会社の取締役に対する規律が、どのような目的を達成するために必要とされるべきなのか、そしてその目的の達成の手段として取締役に対する責任追及制度の利用は適切なのかを検討するものである。本年度は、主として、1わが国における第三者責任の意義の変遷と、2イギリス法における不当取引(倒産した会社の不適切な事業継続を理由とする責任追及制度)の近時の展開に関する検討を行った。わが国では、会社の倒産によって損害を被った債権者は、対第三者責任を利用して、会社の取締役に対して責任追及を行うことがあった。1では、このような対第三者責任の利用が、どのような背景事情のもとでなされるようになったかを検討し、次のような結論を得た。すなわち、対第三者責任の上記のような利用は、かつての企業の倒産処理の実態を背景になされたものであり、その限りでそのような利用も正当化しうる。しかし、今日では倒産処理の実態はかつてとは異なり、債権者個人への救済を認める対第三者責任の利用の正当化がもはや困難であるというものである。次に、対第三者責任以外の倒産局面にある会社の取締役に対する規律方法についての示唆を得るために、近時の不当取引の判例の展開を中心に検討した(検討2)。不当取引は、会社倒産によって債権者個々が被る損失を救済する規律ではなく、会社の不適切な事業継続を防止する規律であるが、2によって、取締役の負う損害賠償の額等の要件の解釈が、その目的に沿う形でなれていることが分かった。例えば、一定時点以降の不適切な事業継続によって増加した債務の額を賠償額とすることや、会社の計算書類が作成されていない場合に取締役に不利な算定を行うことで、計算書類の適正な作成のインセンティブを取締役へ与えているようであること等である。以上の成果については、本年度に執筆した博士論文の内容の一部として反映させた。翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
超臨界熱プラズマジェットによるナノ材料の生成

基礎特性として、分子スペクトルを利用して温度を評価した。温度は圧力とともに増加し、5MPaにおいて、4000K程度であった。プラズマジェットにテトラメチルシランを加えて、SiCの合成を行った。1気圧では生成物は得られず、3 MPa以上では生成物の量は圧力とともに増加した。フーリエ変換型赤外分光計により、SiCが得られたことが確認された。加えて、超臨界だけでなく水中のプラズマジェットについても新たな方式を提案した。電極間を絶縁板で仕切り、絶縁板にセラミック菅で貫通させたところ、セラミック菅から、ジェット様のプラズマが確認された。本プラズマは金属ナノ粒子生成が可能であることが明らかとなった。申請者らはプラズマならびに超臨界流体に関する技術を融合した全く新しいプラズマプロセスの基礎研究を提案してきた。その結果、炭素被覆酸化タングステンナノワイヤーといった複合材料を得ることに成功している。しかしながら、上述の研究では電極をスパッタする方式を取っており、この場合は材料合成に限界がある。加えて、よく知られるように、二酸化炭素は希ガスに比べ、プラズマの発生が困難である。そこで、希ガス、中でも安価なArの超臨界中でのプラズマ発生を検討するに至った。さらに、原料を流すことで、安定的な放電の維持と材料合成を可能となるよう試みている。初年度は研究の基礎を固めることに主目的を置いた。まず、分光器の整備を行った。その結果、C2スワンバンドの計測を行い、4000K程度の温度を有することが明らかとなった。予備実験では「超臨界熱プラズマジェット」に有機銅を投入することで、銅のナノワイヤを得ている。そこで、基礎を固めるために超臨界アルゴンへの有機金属の溶解度を確認した。しかしながら、溶解は確認できず、銅のナノワイヤ生成時には、プラズマに何らかの方法で注入されていることがわかった。そこで、H.24年度はシラン系化合物を投入することで、Si系ナノ材料の作成に取り組んだ。これはテトラメチルシラン(TMS)を熱プラズマジェットへと投入する際に、生成できる化合物を確認した。大気圧では生成物は確認できず、3,5,7気圧と圧力が増加するにしたがって、黒色の生成物が増加した。これらの物質は未反応物を多く含んでおり、解析に不適であった。そこで、生成物を700°Cで二時間焼成した後、フーリエ変換赤外分光計(FTーIR)で分析した。4,5MPaではSiCの合成効率は変わらず、生成量のみ違いが出た。一方7MPaでは,他の圧力下に比べSiCの合成効率が上がることが明らかとなった。そこで、シラン系化合物を投入することで、Si系ナノ材料の作成に取り組んだ。H25年度には新たに冷却CCDを入手し、1m級ツェルニー・ターナー型分光器に取り付けた。これにより従来困難であった弱い線スペクトルの計測が可能となった。超臨界プラズマジェットに関して、Arの線スペクトルから励起温度を求め、励起温度が圧とともに減少することを明らかにした。本結果はこれまでに求めた分子温度と逆の傾向を示しており、化学反応の促進に対し、ネガティブに作用することが明らかとなった。また、材料開発の観点から、超臨界にこだわらず、水中のプラズマジェットの開発も押し進め、これらの基本的な性質を明らかにし、金ナノ材料を生成し得ることを明らかにした。

その結果、炭素被覆酸化タングステンナノワイヤーといった複合材料を得ることに成功している。しかしながら、上述の研究では電極をスパッタする方式を取っており、この場合は材料合成に限界がある。加えて、よく知られるように、二酸化炭素は希ガスに比べ、プラズマの発生が困難である。そこで、希ガス、中でも安価なArの超臨界中でのプラズマ発生を検討するに至った。さらに、原料を流すことで、安定的な放電の維持と材料合成を可能となるよう試みている。初年度は研究の基礎を固めることに主目的を置いた。まず、分光器の整備を行った。これは従来から有する1m級分光器にCCD検出器を取り付け、分子発光計測を行うことで、プラズマの温度を評価しようとするものである。CCD検出器の他、光ファイバーやレンズといった光学機器をそろえたことで、分光計測が可能となった。その結果、C2スワンバンドの計測を行い、4000K程度の温度を有することが明らかとなった。予備実験では「超臨界熱プラズマジェット」に有機銅を投入することで、銅のナノワイヤを得ている。そこで、基礎を固めるために超臨界アルゴンへの有機金属の溶解度を確認した。しかしながら、溶解は確認できず、銅のナノワイヤ生成時には、プラズマに何らかの方法で注入されていることがわかった。今後、スプレー状にするなど、投入への工夫が必要であることが明らかとなった。さらに、最近ではシラン系化合物を投入することで、Si系ナノ材料の作成に取り組んでいる。H.23年度に、「電極の最適化」「有機金属の溶解度」「分光器の最適化」を行い、さらに分光計測を行った、H.24年度には、有機金属の溶解が確認できなかったため、シラン系化合物を投入し、SiCの生成に成功した。これらはフーリエ変換赤外分光計で分析され、材料合成を順調に進めている。概ね予定通りといえる。準備の項目で、「電極の最適化」「有機金属の溶解度」「分光器の最適化」を挙げていた。これらは予定通り行われ、プラズマの安定化が達成され、分光計測が可能となった。有機金属の溶解が確認できなかったため、他の投入法を試み、ナノ材料の合成を始めている。概ね予定通りである。生成物を焼成した後、フーリエ変換赤外分光計で解析し、それらの結果からSiCの他、SiO2の生成が見られた。これらは未反応のテトラメチルシランが焼成時に酸化されていることを示唆している。これはテトラメチルシランの過剰投入に起因するものと思われ、投入量の制御が課題である。投入量を制御してSiCの生成に取り組むほか、生成物の解析をラマン分光や透過型電子顕微鏡などを用いて行うこれまでと同様、幅広いパラメータ(圧力・入力電力・有機金属種・ガス種など)を粗くふり、複合ナノ材料の合成に必要な条件を洗い出す。同時に、プラズマの診断を行うことで、物理的な条件を明らかにする。その後、パラメータを絞り、合成されるナノ材料の形状・大きさ・種類の制御を試みる。高圧関係消耗品、試薬類、ガスの購入を行う。光学機器関連消耗品、高圧関係消耗品、試薬類、ガスの購入を行う。
骨転移性がんの移動・浸潤におけるコラーゲン代謝の解明と治療薬創出

本研究では、がん細胞が産生するコラゲナーゼと骨コラーゲンの剛性変化によるがん細胞の移動調節のメカニズムを明らかにし、分子標的薬である特異抗体を作製し、がん転移の治療を目指した国際共同研究を実施する。研究代表者が有する骨転移性がんモデルマウスにOxford大学で確立されたコラゲナーゼ遺伝子変異がん細胞を用い、がん細胞の移動・浸潤を解析する共同研究を実施し、剛性が異なるコラーゲン骨組織におけるがん細胞移動とコラゲナーゼの関与を明らかとする。研究分担者らはコラゲナーゼ感受性の低分子人工抗体を製造する。最終的には特異抗体の機能と薬効を評価し、がんの骨転移制圧を目指す新規な抗体医薬を開発する。
へき地看護職のジェネラリスト能力を支える協働効力感の尺度開発に向けた基礎的研究

本研究の目的は、ジェネラリスト能力を求められるへき地看護職の協働に対する自己効力感尺度の開発に向けて、協働の実態把握により質問項目を収集・検討し、尺度原案作成のための予備調査計画を立案することである。中山間地域や内海離島で活動する看護職8名から関係機関・地域住民と協働した活動事例を聴取し、協働の背景や経過を分析した。その結果、生活者としての地域情報の収集や数少ない専門機関との顔なじみのネットワークづくりなどが特徴ある内容として得られた。今後は、本土の社会資源にアクセスしにくい外海離島のデータの補完について検討する必要がある。本研究の目的は、ジェネラリスト能力を求められるへき地看護職の協働に対する自己効力感尺度の開発に向けて、へき地看護活動における協働の実態把握に基づき質問項目を収集・検討し、尺度原案作成のための予備調査計画を立案することである。平成27年度は、へき地看護職を対象としたインタビューの実施計画立案に向けて、へき地看護活動における協働に関する文献検討を中心に行った。1.へき地看護活動の根拠となる法制度の整理:へき地看護活動の根拠となるへき地の法的概念を整理し、国のへき地保健医療計画策定指針に基づく実例として「愛媛県へき地保健医療計画」の概要と推進状況を行政担当者より情報収集した。架橋事業やバス路線廃止の影響など、地域の交通事情に留意した実態把握の重要性を確認した。2.へき地看護活動における協働に関する文献検討:医学中央雑誌を用いて文献検索し、へき地看護活動における協働の概念整理を進めた。へき地診療所看護師、へき地医療拠点病院看護師・助産師、訪問看護師、市町村保健師などの看護活動における協働には、保健医療福祉専門職だけでなく、地域住民へ働きかけが含まれる場合があった。地域住民との協働のあり方に着目した実態把握の必要性が示された。3.へき地看護に関連する学会での情報収集:日本ルーラルナーシング学会学術集会、日本地域看護学会学術集会に参加し、離島や中山間地域における活動事例の情報収集を行った。これらを基に、平成28年度は、中山間地域や島しょ部など多様な地域特性を考慮したインタビューを実施する予定である。へき地看護活動に関連する文献の渉猟に時間を要したため本研究の目的は、ジェネラリスト能力を求められるへき地看護職の協働に対する自己効力感尺度の開発に向けて、へき地看護活動における協働の実態把握に基づき質問項目を収集・検討し、尺度原案作成のための予備調査計画を立案することである。平成28年度は、へき地看護職を対象としたインタビュー調査の計画立案を中心に行った。1.へき地看護に関連する学会での情報収集:日本地域看護学会学術集会、日本公衆衛生学会総会、日本看護科学学会学術集会に参加し、離島や中山間地域における活動事例の情報収集を行った。2.インタビュー調査の計画立案:日本におけるへき地に関連する定義は、へき地保健医療対策における無医地区のように、医療へのアクセスの実際と当該地域の人口に基づくものが多い。本研究では、相対的に人口が少ない地域、人口密度が低い地域、第一次産業従事者の居住率が高い地域、交通アクセスの困難さが存在する地域に注目し、地域振興法で指定を受けた離島や中山間地域など多様な地域特性を考慮したインタビュー調査を行うこととした。対象の選定条件については、へき地外から出向いて行う活動の重要性に着目し、へき地内に活動拠点がある市町村支所保健師やへき地診療所看護師の他、へき地に出向いて活動している訪問看護ステーション看護師、地域包括支援センター保健師・看護師、へき地拠点病院等の看護師・助産師を含む設定とした。文献検討を基に、関係機関や地域住民と協働した経験を引き出すインタビューガイドを作成した。立案した計画は研究代表者の所属機関の研究倫理委員会に倫理審査を申請し、平成29年3月に承認を受けた。平成29年度はインタビュー調査を実施し、データ分析を行う予定である。インタビュー調査計画の立案に時間を要したため本研究の目的は、ジェネラリスト能力を求められるへき地看護職の協働に対する自己効力感尺度の開発に向けて、へき地看護活動における協働の実態把握に基づき質問項目を収集・検討し、尺度原案作成のための予備調査計画を立案することである。平成29年度は、へき地看護職を対象としたインタビュー調査とデータ分析を中心に行った。1.インタビュー調査の実施:自治体保健師2名、へき地医療拠点病院看護師(巡回診療拠点施設担当)、同認定看護師、同助産師、へき地診療所看護師、訪問看護ステーション看護師、小規模多機能型居宅介護事業所介護支援専門員(看護師)各1名の計8名より研究参加への同意を得てインタビューを行った。2.へき地看護に関連する学会での情報収集:日本地域看護学会学術集会、日本ルーラルナーシング学会学術集会に参加し、調査対象者が活動するへき地と地理的自然的環境の異なる地域での活動に注目し情報収集を行った。3.データ分析・まとめ:対象者8名が活動するへき地は、中山間地域5、離島2、他1であった。分析の結果、生活者個人としての地域情報の収集や数少ない専門機関・職種とのネットワークづくりに関する内容が特徴ある項目として収集できた。また、データ収集に並行して分析を進め、一部を学会発表し、参加者と意見交換を行った。今回の対象者の活動する離島がすべて内海に位置していたことから、本土の社会資源にアクセスしにくい外海離島のデータの補完について検討する必要がある。

本研究の目的は、ジェネラリスト能力を求められるへき地看護職の協働に対する自己効力感尺度の開発に向けて、協働の実態把握により質問項目を収集・検討し、尺度原案作成のための予備調査計画を立案することである。中山間地域や内海離島で活動する看護職8名から関係機関・地域住民と協働した活動事例を聴取し、協働の背景や経過を分析した。その結果、生活者としての地域情報の収集や数少ない専門機関との顔なじみのネットワークづくりなどが特徴ある内容として得られた。今後は、本土の社会資源にアクセスしにくい外海離島のデータの補完について検討する必要がある。へき地看護職を対象としたインタビュー実施計画を立案し、所属機関の研究倫理委員会にて研究計画の倫理審査を受ける。委員会の承認を得た後、インタビューを開始し、データ整理・分析を進める。平成27年度に引き続き、へき地看護に関連する学会での情報収集を行う。インタビュー調査を円滑に遂行できるよう、研究組織の役割分担を見直す。地域看護学へき地看護職を対象としたインタビュー調査の実施に至らなかったためへき地看護職を対象としたインタビュー調査に至らなかったためへき地看護職を対象としたインタビュー調査の旅費として使用する。へき地看護職を対象としたインタビュー調査の旅費として使用する。
ホスホリパーゼDシグナルの時空的発信調節機構とその生理機能の解析

ホスホリパーゼD(PLD)は細胞膜の主要構成リン脂質であるホスファチジルコリンを加水分解し、脂質性シグナル分子であるホスファチジン酸(PA)を産生してシグナルを発信するリン脂質代謝型細胞内シグナル伝達酵素であり、哺乳動物細胞のアゴニスト刺激によって活性化されることからシグナル伝達酵素として位置づけられている。哺乳動物細胞には分泌小胞や後期エンドソームに局在するPLD1と細胞膜に局在するPLD2の2つのアイソザイムが存在することが知られており、それぞれのアイソザイムが局所的なPA産生調節を介して膜ダイナミクスに関するプロセスに重要な役割を果たし、細胞および個体の生命活動に貢献している可能性を示す知見が蓄積しつつある。我々は、増殖因子刺激時においてPLD2は細胞の移動・遊走の動力となるダイナミックな細胞膜局所構造・ラッフル膜に移行することを示し、PLD2がラッフル膜の形成を制御して細胞運動に重要な役割を果たす可能性を示唆し、最近RNA干渉法によってPLD2の発現を抑制したNIH-3T3細胞では増殖因子刺激によるラッフル膜の形成が顕著に阻害されていることを示す知見を得ている(論文準備中)。申請者は解決すべき重要な研究課題として、PLD1およびPLD2のノックアウトマウスを用いた個体レベルおよび細胞レベルでの各PLDアイソザイムの生理機能の解明、および細胞内におけるPLDの酵素産物・PAの時空的な産生制御機構とPAの発信するシグナル伝達の解明を考えている。PLD1ノックアウトマウス、およびPLD2ノックアウトマウスを作出した。両ノックアウトマウスともに胎生致死ではなく、外見上健常に発生した。現在その詳細に関して解析を行っている。
選択的夫婦別氏制度と戸籍

法制審議会で、現在、選択的夫婦別氏制度が検討されているが、これを導入した場合に、現行戸籍制度との関連で、どのような問題が生じるかについて研究を進めている。まず、夫婦の氏について、これまでに発表されている文献をもとに整理し、選択的夫婦別氏制度の是非についてまとめている。この問題は、日本独自の慣習、例えば、戸籍制度や墓の問題と密接にむすびついている。これに関しても、様々なアンケート調査等の結果をもとに分析を試みている。また、諸外国の制度との比較を行うために、各国の氏について関連する法律および論文等を収集している。欧米先進国の場合は、選択制をとっている国が多い。それらの国では日本の戸籍に該当するようなものを持たないところが多いが、それでも、何らかの形で家族の登録をしている。それを整理し、法改正後の日本の戸籍の扱いの参考となるよう論文にまとめたいと考えている。これとあわせて、選択制をとらない国については、どのような理由があるのか、また、現時点における制度の運用上の問題点も含めて、検討を進めている。これらの研究について、「氏に関する比較法的研究」「選択的別氏制度と家族登録」というテーマで、順次大学の紀要に論文として発表する予定である。
知的能動性を育てる高校用現代物理学実験教程の開発

〔研究目的〕現代物理学を高校生に印象深く指導することで,理系分野に進む学生の知的好奇心や知的能動性の芽を育てることが期待できる。そこで,新課程で現代物理学を学ぶ高校生と,自身が高校時代に現代物理を学ばなかった若手教員のために,次の12の特色を持っ実験用テキストを開発することを研究目的とする。1誰でも円滑に実験できるよう実験方法や学習指導上の要点等がまとめられている。2実験の教育上の意義が整理されており、指導書としても活用できる。〔研究方法〕高校生や指導経験のない若手教員の利用を念頭に,次のような方法で研究を行った。1学習効果が高く,安全に実施できる実験項目・実験方法を調査・研究する。2実験を行う上での留意点等が明確にわかるよう,補助的な実験器具や代替品,実験室の環境(照明など)などについても丁寧に調査する。3高校生や大学生,指導経験のない若手教員にいくつかの実験を体験してもらい,改善点を検討する。〔研究成果〕最終的に次の10項目について,予定した内容をまとめることができた。・陰極線の性質の観察・電子の比電荷の測定・ミリカンの実験(電気素量の測定)・光電効果の観察・プランク定数の測定(2種)・X線の発生・電子線の波長測定・原子スペクトルの観察(波長測定)・フランク・ヘルツの実験・霧箱(2種)全て物理としてだけでなく科学史的にも重要な内容で,実験を行った生徒・学生からは最先端の物理学研究を垣間見たことの感動が感想として聞かれた。また,測定の原理や実験装置の構造を理解するためには,既習の物理を総合的に活用する必要があり,高校物理のまとめとして大変有意義な学習の機会となることが確認できた。
ポリマー鎖に沿って物質が輸送される現象の1分子動態イメージング

ポリマー鎖に沿って物質が輸送される現象を1分子可視化計測するための高速原子間力顕微鏡を製作し、ミクロブラウン運動等を測定する方法を開発した(ポリマー高速AFM:PCT出願)。この顕微鏡を用いて、ポリ(置換フェニルアセチレン)のらせん鎖(長鎖)一本に沿って物質(短鎖)が輸送される現象の1分子イメージングと拡散係数の計測等をおこなった。また温度制御イメージング実験、物質輸送の分子動力学シミュレーション、高分子鎖近傍に発生する溶媒流の可視化解析による物質輸送の理解、物質輸送の制御などに関して成果が得られた。有機溶媒中の分子歩行(分子モーター原理)が実証された。非水溶液系の人工生命機能を創造したい。既に研究代表者は、コレステリル基をパラ位に有する置換フェニルアセチレンポリマー[(-)-poly(ChOCPA)]のキラルらせん高分子鎖の上を物質が輸送される「分子歩行」現象を発見した。本研究では、この輸送原理の解明を目指し、当該年度において以下の実績を上げた[高分子62, 673-674 (2013)]。(1)ポリマー1分子の動態解析:MSD-Δt法による解析でポリマー鎖に沿って輸送される物質の拡散係数の計測に成功し(特許出願中)、ポリマー鎖上を運動する分子がアインシュタインのブラウン運動の法則に従うことを実証した。(2)シミュレーションによるモデル構築:動的安定構造をシミュレーションして物質輸送のモデルを構築する目的で、分子動力学(MD)計算を実施したところ、200量体のらせんポリマー鎖(レール)上に配置した20量体のらせんポリマー分子(歩行分子)がn-オクチルベンゼン中で相互作用し会合するダイナミクスが確認された。歩行分子がレール表面と噛み合うように相互作用する高次構造の形成過程が示された。(3)溶媒流のPIV解析:既に我々の研究によって、ポリマー鎖の周囲に溶媒流が発生する現象が確認されている。本研究では、この現象を精度良く解析するため、被輸送体としてフラーレン分子を添加して高速AFMイメージング実験を実施した。このナノ粒子は、動画解析法の一種であるPIV法におけるトレーサー粒子として機能する。PIV解析の結果、ポリマー鎖周囲の溶媒流の可視化に成功し、ポリマー鎖がその形態によって、周囲の溶媒の運動を制御することが確認された。この溶媒流が分子歩行の駆動源の一つとして働いているものと考察している。ポリマー鎖に沿って物質が輸送される現象を1分子可視化計測するための高速原子間力顕微鏡を製作し、ブラウン運動等を測定する方法を開発した(ポリマー用高速AFMシステム:PCT出願特許)。1)温度制御:上記の物質輸送はn-オクチルベンゼン中、25°Cにおける3 nmステップの歩行現象であった。この温度依存性を評価する目的で、18°Cでイメージング実験したところ、長鎖ポリマーのみならず短鎖の運動までも著しく低下した。これは温度低下に伴う運動性の低下と同時にポリマー鎖と基板(APS修飾マイカ)表面の相互作用が強まった結果と考察される。またMD計算で、第三世代力場(COMPASS II)の採用と条件の最適化により、物質輸送を動的分子間咬合で説明するフラッシュラチェット様の分子歩行メカニズムを提案した。2)溶媒流の可視化:トレーサー粒子としてフラーレン誘導体を添加した観測動画をPIV法で解析した結果、ポリマー鎖の近傍に溶媒流が確認された。溶媒分子にとって巨大な構造体である長鎖ポリマーが障壁となって流れを制御する整流効果と考察された。この溶媒流が物質輸送の駆動源である。3)物質輸送の制御:分岐構造を有するらせん高分子鎖の1分子イメージングをおこなったところ「C」字形構造が確認され、この構造中に短鎖ポリマーがブラウン運動しながらトラップされる様子が確認された。ポリマー鎖の構造によって物質の動きを制御できることが分かった。また右巻きらせんと左巻きらせんのポリマーの等モル混合物[(+)-体と(-)-体のキラルらせんポリマー]のイメージングにも成功した。高分子化学研究は、以下の要点のとおり順調に進展している。(装置改造)観測温度を制御しながらポリマー鎖の動態をAFMイメージングするためには、試料溶液セルを改造し、加熱および冷却機能を付与する必要があるので、当該年度において先ず装置改造を実施しこれを完了した。(動態解析)現在、溶液セルを温調しポリマー鎖の動態イメージングを進めている。

さらに、ポリマー鎖一本の動態解析法(特許PCT出願済)を考案し、これを適用して拡散係数を計測することに成功した。(シミュレーション)また、らせんポリマー鎖の観測溶媒であるn-オクチルベンゼン中300Kの条件で分子動力学計算を行った結果、実測の分子歩行現象を説明できる表面構造がシミュレーションできた。(PIV解析法)また、ナノ粒子(フラーレン誘導体)を微量添加してポリマー鎖一本の動態をイメージングした。ナノ粒子がトレーサー粒子として機能し、PIV法によってポリマー鎖の周囲の溶媒流を可視化することに成功した。これまでの知見をフィードバックして動態観測条件を最適化した1分子動態イメージングによる変位計測で、物質輸送の特性(拡散係数、方向性、相互作用エネルギーなど)をシミュレーションを組み合わせて精査すると共に、より信頼性の高い物質輸送モデルを構築する。【物質輸送方向の制御】キラルらせんポリマー鎖の物質輸送能は既に確認されているが、ポリマー鎖に分岐が有る場合、鉄道のレールのポイントの様に分岐点で輸送方向を切り替える働きは有るであろうか?環境刺激などによって分岐輸送方向の制御の可能性を検証するために、分岐を有するキラルポリ置換アセチレン(合成は既に完了。分岐構造の存在はAFMで確認済)の1分子動態イメージングを実施する。そして得られた知見を踏まえ、分岐構造などの高分子設計に基づいた物質輸送能の制御を試みる。また、らせん鏡像体のキラルポリ置換アセチレン、即ち、巻き方向が逆のらせん分子鎖を添加して相互作用動態を観測する。これら一連に研究によって、溶媒と基板表面の性質を含むシステムとしてのポリマー鎖の運動特性の理解が深化し、物質輸送特性の制御、即ち、本来ランダムであるブラウン運動による動力とポリマー鎖による運動制御を利用して、望みの方向に物質を移動させる方法論を獲得する。予算の効率的執行により、端数程度の未使用額が生じた。平成26年度配分額と合わせて、消耗品等の購入に充当する。
効果的な介護予防ケアの推進に向けた要支援前期高齢女性の社会活動尺度の開発

本研究は要支援前期高齢女性の社会活動尺度を開発することを目的とした。まず、尺度試案を作成し、要支援高齢女性を対象に個別面接の聞き取りによる無記名質問紙調査を実施した。結果、要支援高齢女性の社会活動尺度として、「気遣いを通した周囲との交流」「専門職への相談行動」「自宅内での能動的な創作活動」の3因子を抽出した。次に、尺度の信頼性と妥当性を検証するため、要支援高齢女性と自立した高齢女性を対象に無記名自記式質問紙調査を実施した。要支援高齢女性の回答をもとに因子分析を実施した結果、予備調査で想定された3因子構造を確認し、内的整合性としてα=0.859を確認した。高齢女性が地域社会の一員として心身ともに豊かに暮らしていくには、前期高齢期からの介護予防ケアが重要であり、その内容は身体機能や運動機能の介入・評価のみならず、社会活動も含めていく必要がある。本研究は、要支援前期高齢女性の社会活動の実態を測定し、社会活動に着目した介護予防ケアに寄与する、「要支援前期高齢女性の社会活動尺度」を開発することを目的とする。平成22年度は1.要支援前期高齢女性の社会活動の特徴、2.高齢者の社会活動に関する概念整理、3.尺度項目案と尺度デザインの検討を行った。1.要支援前期高齢女性の社会活動の特徴について、質的記述的に分析を行い15個のカテゴリーを抽出し、カテゴリー間の関係性を検討した。2,高齢者の社会活動に関する概念整理は、Rodgersの概念分析のアプローチに基づき実施し、特性、先行因子、帰結を抽出した。3.尺度項目案と尺度デザインの検討は、要支援にある独居の前期高齢女性の社会活動の特徴(平野ら,2011)、要支援にある独居の前期高齢女性の社会活動に対する意味づけ(平野ら,2010)の結果をもとに作成した。平成23年度は尺度項目の内容妥当性を確認するため、A県の地域包括支援センター職員70名を対象に無記名自記式質問し調査を実施した。調査票の回収数および有効回答数は26(有効回答率34.7%)であった。結果、要支援前期高齢女性の社会活動に関する項目70項目のうち、「適切」の回答が70%以下の項目は9項目であった。また、要支援前期高齢女性の社会活動の意味づけに関する項目44項目のうち、「適切」の回答が70%以下の項目は8項目であった。今後は、要支援認定を受けた高齢女性を対象に調査を行い、要支援前期高齢女性の社会活動尺度項目の精錬化を行っていく必要がある。本研究は、要支援前期高齢女性の社会活動の実態を測定し、社会活動に着目した介護予防ケアに寄与する、要支援前期高齢女性の社会活動尺度を開発することを目的とする。平成23年度は、要支援前期高齢女性の社会活動尺度を作成するため、要支援認定を受け予防給付を受けている65歳以上の女性(以下、要支援高齢女性とする)を対象に調査を実施した。また、本データを用いて要支援高齢女性の社会活動の実態も把握した。A県B二次医療圏の6市町村に在住する110名の要支援高齢女性を対象に調査を実施した。調査項目は日本の高齢者の社会活動に関する概念分析の結果(平野,2011)、および要支援にある独居の前期高齢女性の社会活動の特徴(平野ら,2011)等をもとに作成した成した。調査は個別面接の聞き取りによる無記名質問紙調査とし、調査者はケアマネジャー、研究者、研究補助員のいずれかとした。要支援前期高齢女性の社会活動尺度開発の分析は項目分析と因子分析を行い、要支援高齢女性の社会活動の実態は主成分分析等により把握した。結果、要支援前期高齢女性の社会活動尺度は「気遣いを通した周囲との交流」「専門職への相談行動」等の下位尺度から構成された。また、要支援高齢女性の社会活動の実態は、周囲の人たちへの心配りやもてなしの心を持ったつきあい等であった。要支援高齢女性の社会活動は一般高齢者の活動とは異なり、健康時の社会活動から形をかえて実施していることが示唆された。要支援前期高齢女性の社会活動尺度の精度を高めるため、今後は信頼性、妥当性、有用性のさらなる検証が必要である。要支援認定を受けた高齢女性(以下、要支援高齢女性とする)の社会活動の実態を測定できる要支援高齢女性の社会活動尺度を開発することを目的とした。対象は、A県B地域二次医療圏3市町に在住する要支援高齢女性200名とした。

また、要介護認定を受けず自立して生活している高齢女性(以下、一般高齢女性とする)と要支援高齢女性の本尺度の得点を比較するため、老人クラブ、高齢者サロン等に参加する一般高齢女性200名を対象とした。調査方法は、要支援高齢女性は留め置き法による無記名自記式質問紙調査、一般高齢女性は集合調査による無記名き自記式質問紙調査とした。分析方法は、尺度の構成概念妥当性の検討には探索的因子分析を用い、尺度の信頼性の確認にはクロンバックα係数による内的整合性を用いた。要支援高齢女性のデータを用いた探索的因子分析の結果、要支援高齢女性の社会活動尺度は3因子15項目で構成された。第1因子は身近な場で行われる家族や友人、近所の人との交流と解釈され、第2因子は家庭内で行われる活動を通じた社会との直接または間接的なかかわりと解釈された。また、第3因子は外来受診や介護予防サービス利用時に保健医療福祉専門職との間で行われる交流と解釈された。本尺度のクロンバックα係数は0.86であり、内的整合性が確認された。要支援高齢女性と一般高齢女性の本尺度得点をMann-Whitney U検定で比較した結果、要支援高齢女性は一般高齢女性に比べ、第1因子と第2因子が有意に低く、第3因子が有意に高かった。なお、尺度の合計得点には有意な差が認められなかった。平成23年度は、要支援高齢女性250名を対象に「要支援前期高齢女性の社会活動尺度」の妥当性に関する予備調査を実施する予定であった。当初の予定より対象者は少ないが、尺度開発に必要なサンプル数は確保できた。尺度の妥当性は因子分析により検証し、4つの下位尺度で構成される「要支援前期高齢女性の社会活動尺度」を開発した。24年度が最終年度であるため、記入しない。研究計画どおり、今後は要支援前期高齢女性の社会活動尺度の精度を高めるため、対象者を拡大して尺度の信頼性、妥当性、有用性の検証を行う。
汚濁内海・内湾の水質浄化における人工海浜の役割に関する研究

汚濁内湾・内海の直接浄化手法として人工海浜による水質改善が注目されている。本研究では,人工海浜による汚濁海水の水質浄化特性およびそのメカニズムを明らかにするために,室内実験と実海浜に設置したパイロットスケールの試験装置を用いて検討した。以下に研究成果を示す。汚濁内湾の実態調査から,内湾の汚濁が進行するのは主に夏季であり,活発な内部生産による海水中のクロロフィル-aの増加と,高濃度のSSが持続していた。そのため夏季の水質の悪化を押さえることが重要であった。そこでパイロットスケールの人工海浜(礫浜)を用いて水質浄化を試みたところ,潮位変動による礫浜内の海水の往復に伴い,懸濁物質・有機物(植物プランクトン由来)は効果的に除去された。礫浜への海水の流入・流出過程では水質浄化に及ぼす作用が大きく異なり,海水の流入過程では懸濁物質の捕捉,硝化,リンの吸着が起こり,流出過程では付着生物膜の剥離,脱窒,リンの脱離が起こっていた。懸濁物質の捕捉は主に礫浜の表層において行われ,捕捉されたSSの一部は海水の逆流や波浪によって剥離し,海域へ再流出した。一方蓄積された有機物は分解・無機化された。DOの低下は礫浜下層において著しく,有機物の分解や硝化反応に伴う礫浜内部のDO消費量は泥の蓄積量が増加するにつれ大きくなった。また海水中のアンモニア性窒素は礫浜内において酸化され硝酸性窒素となり,低DO濃度部における脱窒反応によって窒素ガスとして系外排除された。脱窒を効果的に行わせるためには,礫浜中における海水の滞留時間を十分にとることが必要であった。リンについては礫浜による吸着効果により除外されていた。本研究は望ましい水質浄化機能と役割をもつ人工海浜の提案を行なうために、内海・内湾の汚濁現状と周辺環境を把握し、人工海浜による汚濁海水の直接浄化システムを構築し、人工海浜による浄化のメカニズムを解明することを目的として、松島湾において人工海浜システムパイロットプラントを構築した。得られた成果をまとめると以下のとおりである。パイロットプラントでの定期調査および連続調査を行った結果、潮位の変動による礫浜内の海水の往復に伴い、懸濁物質(SS),有機物質(COD),溶存酵素(DO)や窒素、リンがそれぞれ特徴的な挙動を示した。礫浜によるSSの除去効果はかなり高いこと、CODについては主に外側海域の汚濁が顕在化する夏季において、明確な差が見られたこと、DOは上げ潮、下げ潮のどちらでも、流れの方向に減少していく傾向が見られたこと、アンモニア態窒素(NH_4-N)は外側海域に比べてかなり低くり、実験装置通過後硝酸態窒素(NO_3-N)が逆に高くなっていることから、礫浜内で確実に硝化が行われていること、リンについて、TP、PO_4-Pとも水槽内では季節を通じて外側よりかなり低い値になっており、礫浜による吸着等除去効果があること等が明らかになった。また、室内実験を通して、有機物の分解特性と酸素消費の間には相関関係が認められ、現場におけるDO消費量から有機物分解量を推定することが可能であることが示唆された。内海・内湾のような沿岸域は、穏やかで生産性が高く、古くから良好な漁場として、また憩いの場として利用されてきた。しかし、このような自然環境は1950年代の高度成長期から、人口集中や高度利用による埋め立てされたり、護岸工事によってコンクリートで固められたり、汚濁の進行にする中で消失してしまった。現在日本の海岸線のうち、自然の海岸はわずかしか残っていないといわれており、かつての健全な内湾生態系は危機に瀕している。

本研究では汚濁の進んだ内湾を浄化する方法の一つとして人工海浜システムを提案し、パイロットプラント現場実験を構築し、定期観測と連続調査を通して、人工海浜システムによる汚濁海水の浄化機能について検討した。得られた成果をまとめると次のとおりである。1)内湾の汚濁が顕在化するのは主に夏季であり、冬季にはかなり水質が回復することが確認できた。夏季の汚濁の特徴としては、活発な内部生産による水中のChl-aの増加と、SS濃度が高い状態が持続するということであるため、夏季の水質の汚濁を抑えることが重要である。2)礫浜はこの夏季の高いSS濃度に対し大きな除去効果を示した。それに伴って礫浜を通過したのちの海水の透明度が格段に向上したことが実証できた。また、礫浜が懸濁物質の除去に効果的であること、礫浜内で有機物の分解や硝化が起きること、リンが礫浜システムに吸着すること等を解明した。3)礫浜への海水の流入過程と流出過程では大きくその機能が違い,流入過程では硝化とリンの吸着,流出過程では脱窒と一部リンの脱離が起こっていること、脱窒を効率的に行わせるためには,海水の礫浜中における滞留時間を十分にとる必要があること、付着海藻や付着貝類を適切に管理することで礫浜の浄化効果の低下を防ぐことができること等がわかった。内海・内湾のような沿岸域は,穏やかで生産性が高く,古くから良好な漁場として,また憩いの場として利用されてきた。しかし,高度成長に伴う埋立てや,護岸工事,汚濁の進行によって海浜は消失していった。日本に現存する自然海岸はわずかであり,しかも健全な内湾生態系は危機に瀕している。本研究では,汚濁の進んだ内湾を浄化する方法の一つとして,自然エネルギーを活用しながら景観の損なうことのない人工海浜システムを提案し,パイロットプラント現場実験による定期観測と連続調査を通して,人工海浜システムによる汚濁海水の浄化機能について検討した。得られた成果をまとめると次の通りである。1)礫を用いた人工海浜において,懸濁物質が効果的に除去された。この効果は主に礫浜の表層において大きく,捕捉された濁質のうち一部は海水の逆流や波浪によって剥離し,海域へ再流出する。一方蓄積された有機成分は,分解・無機化された。また有機物の無機化や硝化に伴う礫浜内部のDO消費量は泥の蓄積が増加するにつれ大きくなった。DOの低下は下層において大きかった。2)礫浜内部では,NH4-Nが速やかに硝化され,低DO濃度部における脱窒反応によって窒素ガスとなり,系外排出された。3)礫浜においてリンは吸着作用によって除去されており,海水と接触する表面積が増加するほど除去量は増えた。しかし単位面積あたりの吸着量には限りがあり,時間経過とともに衰えた。
人工社会アプローチによる社会サービス向け大規模参加型シミュレーションの研究

本研究では、社会サービス分野を対象に、その担当者や設計者、利用者が意思決定に参画できるような大規模参加型シミュレーション技術を確立する。具体的な項目は以下にまとめられる。1)エージェント社会シミュレーションモデルの構築技法。2)エージェントモデルと融合した参加型ゲーミング手法。3)サービス関与者の意思決定行動を測定するマイニング手法。4)参加型シミュレーションの最適化とファイナンス理論への適用。また、国際会議IEEE COMPSACにおいて4回ワークショップを主催した。人工知能学会、計測自動制御学会で、解説特集号を発行するとともに、内外学会においてセションを企画し成果の発表普及につとめた。本研究では、行政問題や都市開発のように、多種多様な関与者が存在する社会サービス分野を対象に、その担当者や設計者、利用者が意思決定に直接的・間接的に参画できるような大規模参加型シミュレーション技術を確立することを最終目標としている。そのために、以下の2点を課題とする。1)社会サービスに必然的に伴うトレードオフ下において創発する現象を表現すること。2)社会サービスの政策立案や制度設計に資すること。平成25年度は、初年度として、我々の従来の研究成果を見直すとともに、内外の研究の動向を集中的に調査した。まず、横幹連合コンファレンスにおいて、企画セッションを設け発表・討論を行った。また、「計測と制御:社会シミュレーション&サービスシステムがめざす世界」特集号、「情報処理:システム科学・情報学から見たこれからのサービスサイエンス」特集号に協力して、解説記事を発表した。そして、海外の動向調査と研究発信を目的に国際会議COMPSACでのワークショップを企画した。その主要な成果の概要は、提案時の研究項目にしたがって、以下のようにまとめられる:1)エージェントに基づく社会シミュレーションモデルの構築手法:エージェントモデルを教育・サービス・社会経済・社会ネットワークなどの分野に適用した研究の成果を発表した。2)エージェントモデルと融合した参加型ゲーミング手法:社会人教育などの分野において滝用可能な、ゲーミング学習の学習成果を評価する手法の発表を行った。3)市民の意思決定行動を測定する情報発信型マイニング手法:テキストマイニング手法を中心に、購買行動・回遊行動などのデータをマイニングし、分析する手法について発表した。また、マーケテイング分野での適用を行った。4)社会サービス意思決定基盤の評価手法:上記1)、2)、3)の研究成果に基づいて、意思決定基盤の評価手法について基本的な検討を実施した。本研究では、行政問題や都市開発のように、多種多様な関与者が存在する社会サービス分野を対象に、そのシステムの担当者や設計者、利用者が意思決定に直接的・関節的に参画できるような大規模参加型シミュレーション技術を確立することを目標としている。そのために以下の2点を課題とする。平成26年度には、中間的な成果を発表し、本研究を世界的に発信するための活動としてIEEE COMSAC2014においてSSERVというワークショップを主催した。主要な研究成果の概要は、提案時の研究項目にしたがって、以下のようにまとめられる。1)エージェントに基づく社会シミュレーションモデルの構築手法:市民や組織体の意思決定行動のエージェントシミュレーションを対象分野として、エージェントの行動最適化が図れるようなシミュレーション算法を開発した。2)エージェントモデルと融合した参加型社会ゲーミング手法:社会サービスに関連する意思決定においては、関与者同士の問題認識と解決策の共有が不可欠である。意思決定当事者による決定支援を目的に参加型社会ゲーミングの基本技術に関する研究を実施した。3)市民の意思決定行動を測定する情報発信型マイニング手法:社会シミュレーションの結果の信頼性を高めるには、モデルパラメタを整合させる必要がある。このために、膨大なデータに対応しうる高速分析技術を実現し、利用者の情報端末で利用可能な各種データ取得技術の開発を行った。4)社会サービス意思決定基盤の評価手法:可視性の高い施策立案、評価の網羅性、合意形成への寄与を、意思決定当事者による活性化シナリオの有用性評価として実施する方法を研究した。とくに、ソフトシステム方法論による評価手法に注目した。本研究では、多種多様な関与者が存在する社会サービス分野を対象に、その担当者や設計者、利用者が意思決定に直接的・間接的に参画できるような大規模参加型シミュレーション技術を確立する。本研究は以下の2点をねらいとする。これにより、実際の社会サービスを開始する以前の段階で、制度のトレードオフに関する認識を参画者間で共有できる。また、複数シナリオを分析することにより、耐性のあるサービス作成をデザインできるようになる。平成27年度は前年度に引き続いて、IEEE COMSAC2015においてSSERVワークショップを主催するとともに、社会シミュレーションの国際会議AESCS 2015の開催にに協力した。また計測自動制御学会社会システム部会、人工知能学会ビジネスインフォマティクス研究会に参画した。さらに、人工知能学会誌、計測自動制御学会誌の特集号で関連報告を行った。具体的な研究成果の概要は提案時の研究項目にしたがって以下のようにまとめられる。1)エージェント社会シミュレーションモデルの構築手法:歩行者の回遊行動モデルを精緻化シミュレータに実装した。2)エージェントモデルと融合した参加型社会ゲーミング手法:参加型ビジネスゲーム開発・実行環境を再設計し、その適用可能生について実験を行った。

3)サービス関与者の意思決定行動を測定する情報発信型マイニング手法:ネットワークデータを活用した新しい社会調査方法を提案するとともに、自然言語処理機能を活用した応用システムの研究開発を実施した。4)参加型シミュレーションの最適化とファイナンス理論による評価手法:基礎的な学習手法として学習分類子システムや深層学習を用いる実験システムを構築し、ファイナンス理論に基づく評価を行った。1)前年度に引き続いて、taiwanで開催されたIEEE COMSAC2015においてSSERVというワークショップを主催したこと。2)PAAAが主催しインドネシアで開催されたAESCS 2015社会シミュレーションの国際会議の開催に参画し、成果の発表を行ったこと。3)人工知能・特集号「ビジネスが創発する人工知能と人工社会」を企画し、本研究の代表者・分担者が関連する解説記事を発表し、成果の発信につとめたこと。4)計測と制御・特集号「企業経営・組織運営への実験科学アプローチ」を企画し、本研究の代表者・分担者が関連する解説記事を発表し、成果の発信につとめたこと。5)内外の複数の学会発表において、研究代表者・分担者の招待講演が実施されたこと。6)本研究テーマに関連して、社会人を含めて5名を超える博士号取得者を得ていること。本研究では、多種多様な関与者が存在する社会サービス分野を対象に、その担当者や設計者、利用者が意思決定に直接的・間接的に参画できるような大規模参加型シミュレーション技術を確立する。これにより、実際の社会サービスを開始する以前の段階で、制度の利点・欠点に関する認識を参画者間で共有できる。また、複数の潜在的シナリオを分析することにより、体制の高いサービスデザインが可能となる。平成28年度は最終年度にあたり、前年度に引き続いて、IEEE COMPSAC2016においてSSERVワークショップを主催した。人工知能学会、計測自動制御学会などにおいて、学術論文や解説論文を発表した。人工知能学会国際シンポジウムにおいては本研究課題のもとで、世界的な研究者を招待し、3件の講演を行った。さらに、計測自動制御学会社会システム部会、人工知能学会ビジネスインフォーマティクス研究会の開催に主導的な役割を果たした。具体的な研究成果の概要は、以下にまとめられる。1)エージェント社会シミュレーションモデルの構築技法:エージェントモデルと融合した参加型社会ゲーミング手法を確立することを目標として、新たな適用分野として電力市場・感染症対策・経営戦略の3種類のモデルを構築し、実証実験を行った。
カルコゲナイドガラスへのインプリント加工による高機能赤外デバイス製作に関する研究

低毒性カルコゲナイドガラスへのインプリント加工、およびAlの蒸着により、赤外用偏光子の作製を行った。インプリント加工に用いるモールドは、容易に離型できるように周期500nmの先鋭状の格子を形成した。インプリント後、斜め蒸着法によりAl格子(130nm厚)を形成した。作製した偏光子は、59μmの波長域でTM偏光透過率60%、消光比20dB以上の性能を得ることができた。【研究の目的と24年度の目標】赤外用ワイヤグリッド偏光子の基板として用いられるフッ化物は難加工性、Ge基板は高価であることが問題とされている。さらに、数百nm周期の金属格子を要するため、非常に高価になってしまうことが大きな課題であった。この課題を解決するため、本研究では赤外透過性と成型性に優れたカルコゲナイドガラスを基板として使用し、プロセスが単純なインプリント加工技術を活用することにより、赤外用ワイヤグリッド偏光子の製作を行うことを目的とした。平成24年度は偏光透過率をより高めるために反射防止構造を付加した偏光子の作製を考慮し、インプリント加工による反射防止構造の形成を試みた。【実験と結果】反射防止構造により高い透過特性を得るためには、使用波長よりも充分に短い周期をもつ周期構造を形成することが必要である。このような周期構造をインプリント加工によって形成する場合、モールドの作製が重要となる。モールド基板は、高温でも充分な硬度をもち、加工性・離型性に優れたグラッシーカーボン(GC)を使用した。モールド作製にはWSiを成膜した基板の上にフォトレジストを塗布し、He-Cdレーザの描画露光・現像により、格子パターンを形成する。ドライエッチングにより、GCの表面に格子構造を形成し、この基板をモールドとして、カルコゲナイドガラスへのインプリント加工を行った。253°Cに加熱した状態でGCモールド基板をカルコゲナイドガラスに3.8MPa、90秒間押し当てた結果、周期3μm、格子深さ1.63μm、フィルファクタ(周期と格子幅の比)0.7の格子構造が得られた。この試料の透過率測定を行った結果、格子に対して垂直な偏光において、波長910μmにおいて10%以上の透過率の向上が確認できた。【25年度の目標】金属膜の成膜と光学評価ワイヤグリッド偏光子の基板として機能する金属周期構造の作製として斜め蒸着法を検討し、金属成膜後の光学特性を評価する。最終的に偏光子については赤外域で市販の性能レベル(消光比20dB以上)をもち、無反射構造に関しては市販のGe基板を使用した赤外偏光子を参考に810μmの特定波長で表面反射率が5%以下となる光学特性を得ることを目標とする。【実験と結果】赤外域で高い偏光特性を得るためには、使用波長よりも充分に短い周期をもつ金属格子構造を形成することが必要である。このような微細周期構造をインプリント加工によって形成する場合、モールドの作製が重要となる。モールド基板は、高温でも充分な硬度をもち、加工性に優れた炭化シリコン(SiC)とグラッシーカーボン(GC)を使用した。モールド作製には二光束干渉露光またはレーザー描画露光とドライエッチングにより、SiCとGCの基板表面に周期500nmと3μmの格子構造を形成した。これらの基板をモールドとして、カルコゲナイドガラスへの両面インプリント加工を行った。253度に加熱した状態でSiCモールドをカルコゲナイドガラスに押し当てた。結果として破損することなく、均一に転写することができ、周期500nm、格子深さ180nmの構造と、反射防止機能を示す周期3μm、格子深さ1.55μmの構造を両面に形成することができた。周期500nm表面にAlを斜め蒸着により、Al格子を形成し、偏光特性を測定した。結果として波長9.5μmにおいて透過率が65%から76%に向上し、計算上片面に理想的な反射防止膜を施した場合の透過率は79%であることから、表面反射率を5%以下に抑えることができたことがわかった。【研究の目的と23年度の目標】赤外用ワイヤグリッド偏光子の基板として用いられるフッ化物は難加工性、Ge基板は高価であることが問題とされている。平成23年度は数百nm程度の狭周期のパターニング技術を確立し、直径5mm以上のモールド表面に周期400nm程度の格子構造を形成することを目標とした。【実験と結果】