hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
シリコンにおける点欠陥の制御とシミュレーションへの応用

LSIプロセス技術のなかで、ドーパント拡散の制御は、その濃度分布がデバイスシミュレーションの入力データとなるため殊に重要である。ドーパントの拡散は、空格子点や格子間原子などの点欠陥を介して行われるので、点欠陥の挙動を明かにすることが必要となる。本研究では、このような観点から、Si基板において表面から導入した点欠陥がB,P、Sbなどのドーパント拡散に及ぼす影響、点欠陥と積層欠陥との相互作用、導入した点欠陥の拡散係数の決定、あるいはドーパントの拡散機構の解明などを明らかにすることを目的とした。はじめに、Si_3N_4膜を堆積させたSi基板構造において、熱処理によりSi_3N_4膜中に発生する応力を走査レーザー法により評価した。膜中には伸張応力が、またSi基板表面には圧縮応力が発生する。続いて、Si_3N_4膜下のSi基板中のドーパント拡散および積層欠陥との相互作用を調べた。BおよびPは減速拡散を示し、一方、Sbは増速拡散を示し、また積層欠陥が消滅することが明らかとなった。さらに、陽電子ビーム消滅法により、圧縮応力を受けたSi基板には、過剰な空格子点が存在することを確認した。従って以上の結果は、熱処理中にSi_3N_4膜下のSi基板表面から導入された過剰な空格子点が、格子間原子と再結合し、格子間原子濃度の不飽和を生じさせ、このため上記の結果が得られたと言える。また、B,P、Sbの拡散において、格子間原子が拡散機能において関与する割合(f_1)を決定した。Bでは1、Pでは0.96、Sbでは0であった。LSIの開発においては、半経験的なモデルによる現在の半導体プロセスシミュレーションに代わり、普遍的な物理モデルに基づいたシミュレーションの構築が必須の課題である。本研究では、点欠陥に基づいた不純物拡散のプロセスシミュレーションの構築のため、空格子点や格子間原子などの点欠陥の様々な物理定数を実験的に決定し、これにより拡張性のあるプロセスモデルを確立し、そのシミュレーションへの適用を目的とする。平成7年度では、シリコン基板上にシリコン窒化膜(Si_3N_4)を堆積させた構造を用いて、窒化膜応力が不純物(ボロン)拡散に及ぼす影響を調べ、応力により発生した歪みと点欠陥濃度の関係を明らかにした。具体的には、窒化膜厚、熱処理温度を変化させ、二次イオン質量分析装置(SIMS)によりボロン濃度分布を測定し、熱平衡濃度に対する空格子点濃度の増加分を評価した。同時に、レーザスキャニング法により、窒化膜およびシリコン基板応力を測定した。窒化膜厚依存性から、弾性変形の範囲では、基板の弾性圧縮歪みが増加するに伴い、窒化膜下領域では、空格子点濃度の増加分が増加していった。また、熱処理温度依存性から、基板の弾性圧縮歪みがほぼ一定のときには、窒化膜下領域では空格子点濃度の増加分はほぼ一定であった。以上の結果から、窒化膜下領域では、窒化膜応力により基板中に発生した弾性圧縮歪みが、空格子点濃度を増加させ、このため空格子点と格子間原子の再結合により格子間原子濃度が減少し、ボロンが減速拡散することが明確になった。平成8年度では、シリコン基板上にシリコン窒化膜(Si_3N_4)堆積させた構造を高温熱処理するとシリコン基板が圧縮歪みを受け、空格子点を発生させることを用いて、空格子点の拡散係数の決定を試みた。

シリコン表面に不純物(ボロン)をイオン注入により導入し、他方シリコン裏面にSi_3N_4膜を堆積させた構造の試料を作製し、高温熱処理で裏面から空格子点を発生させ、基板を拡散した空格子点が表面層のボロン拡散に及ぼす変化を調べ、適切な境界条件のもとで拡散方程式を解き、実験値とのフィティングから空格子点の拡散係数を決定した。この際境界条件は、表面に導入したボロン層に直接Si_3N_4膜を堆積させた構造の試料を別途用意し、熱処理によるボロン拡散の減速割合から空格子点の発生量を実験的に求めたものを用いた。このようにして、空格子点の拡散係数D_Vおよび反応係数k_Vを同時に求めることができ、1000°Cにおける値は、D_V=4.1x110^<-9>cm^2/s,k_V=8.9x10^<-10>cm/sであった。LSIプロセス技術のなかで、ドーパント拡散の制御は、その濃度分布がデバイスシミュレーションの入力データとなるため殊に重要である。ドーパントの拡散は、空格子点や格子間原子などの点欠陥を介して行われるので、点欠陥の挙動を明らかにすることが必要となる。本研究では、このような観点から、Si基板において表面から導入した点欠陥がB,P、Sbなどのドーパント拡散に及ぼす影響、点欠陥と積層欠陥との相互作用、導入した点欠陥の拡散係数の決定、あるいはドーパントの拡散機構の解明などを明らかにすることを目的とした。はじめに、Si_3N_4膜を堆積させたSi基板構造において、熱処理によりSi_3N_4膜中に発生する応力を走査レーザー法により評価した。膜中には伸張応力が、またSi基板表面には圧縮応力が発生する。続いて、Si_3N_4膜下のSi基板中のドーパント拡散および積層欠陥との相互作用を調べた。BおよびPは減速拡散を示し、一方、Sbは増速拡散を示し、また積層欠陥が消滅することが明らかとなった。さらに、陽電子ビーム消滅法により、圧縮応力を受けたSi基板には、過剰な空格子点が存在することを確認した。従って以上の結果は、熱処理中にSi_3N_4膜下のSi基板表面から導入された過剰な空格子点が、格子間原子と再結合し、格子間原子濃度の不飽和を生じさせ、このため上記の結果が得られたと言える。また、B,P、Sbの拡散において、格子間原子が拡散機構において関与する割合(f_I)を決定した。Bでは1、Pでは0.96、Sbでは0であった。
淡水圏ミクロフローラを利用した木材細胞壁構造の改質過程の生態学的追跡とその応用

研究のターゲットはスギ乾燥性の改善であったが、貯木後の組織構造変化を見る限り、比較的短期間の貯木でその成果は期待できないことが示唆された。さらに長期の影響を観察することによって明らかされよう。科学的に重要な側面は、貯木中に関与する微生物の再検討である。従来の研究では、細菌を貯木材から分離して再現実験を行い、結論としてほとんどがグラム陽性Baccillus属による壁孔壁攻撃に帰するであろうとしている。タイプカルチャなどを用いて実験を行うと、辺材での壁孔壁破壊などの現象が再現できるがこれには疑問も残る。微生物生態学的には、水中ドミナントは一般にグラム陰性菌である、という見解との乖離である。本研究で分離した菌もそれを裏付け、ほとんどがグラム陰性でこの属の分離は皆無に等しかった。反面、貯木されたスギ辺材での壁孔壁破壊は、従来から指摘されているように頻度高く生じていることも明らかであった。したがって、これまでの研究の成果は、いずれもその最終段階に、結果としてこの属が分離されたと考えるほうが妥当である。本研究では淡水池における貯木を前提として試験材の伐採-貯木-引き上げ-菌分離及び組織変化観察を連続的に行うケーススタディを実施し、その全過程で釣菌される細菌の性質や木材細胞への関わりを明らかしようとした。また、木材細胞壁孔壁の分解に関与する細菌を特定しようと試みた。以下に述べる結果は特に断らない限り辺材に関することである。明らかになったことは、樹木は伐採直後から微生物の侵入を受けること、水中貯木でなくとも含水率の高い状態が維持されれば細菌が侵入し、壁孔壁が分解されることである。水中貯木の全過程でドミナントであったのはEnterobacter属であり、その他もほとんどがグラム陰性菌であることも明らかとなった。Baccillus属はわずか1回分離されたにすぎず、従来の研究とは異なる結果を得た。これは、筆者らの推定の正しさを立証した。この属が壁孔壁分解に主役をなすか検討するため、その酵素系に関してスクリーニングを行ったが、その結果は判然とせず、この証明は今後の検討に委ねることとなった。また、水中貯木の実験室的再現を試み、早い時期に壁孔壁が分解されることを明らかにした。しかし実験経過中あるいは実験後に分離された、単独の菌による壁孔壁分解実験あるいは酵素系の検討では壁孔壁分解にもっとも貢献する菌を特定できなかった。これも今後の研究に委ねる。針葉樹細胞間の水分通導に大きな役割を果たす有縁壁孔は、細胞が死滅した後にピット壁によって閉鎖されてしまうので、木材を利用する上で大きな課題である水分の任意制御を困難にしている。この問題を根本的に解決するためには、ピット壁のみを選択的に破壊するバイオロジカルプロセスが必要である。

そこで、木材細胞のバイオロジカルプロセスに、淡水圏ミクロフローラを利用するシステムを開発するため、淡水圏ミクロフローラと木材との相互関係を生態学的に明らかにし、ミクロフローラが木材の乾燥性、薬液注入性などの諸物性に与える影響を究明する。淡水圏ミクロフローラの攪乱解明:当大学付近の池を水中貯木用のフィールドとして選定しスギ原木を貯木し、この池水に生息するバクテリアをはじめとするミクロフローラの全体的な経時的変化・消長を水のC/N比、BOD、pH、温度などとの関連で把握した。材中水分移動と材中ミクロフローラおよびピット壁崩壊過程との関係解明:淡水圏ミクロフローラの全体像を明らかにするとともに、水中貯木による材中水分分布の経時的変化を明らかにした。また、乾燥性、注入性とピット崩壊過程との関連を顕微鏡的及び浸透性実験などによって検討した。これらの結果に対する生態学的考察は、定常あるいは非定常状態を容易に作り出せる小規模の実験の結果に基づいて行っている。針葉樹細胞間の水分通導に大きな役割を果たす有縁壁孔は、細胞が死滅した後にピット壁によって閉鎖されてしまうので、木材を利用する上で大きな課題である水分の任意制御を困難にしている。この問題を根本的に解決するためには、ピット壁のみを選択的に破壊するバイオロジカルプロセスが必要である。淡水圏ミクロフローラの攪乱解明:当大学付近の池を水中貯木用のフィールドとして選定しスギ原木を貯木し、この池水に生息するバクテリアの材への侵入順序、種類、及び部位別特徴を把握した。材中水分移動と材中ミクロフローラおよびピット壁崩壊過程との関係解明:前年度、水中貯木による材中水分分布の経時的変化を明らかにした。これらの結果に対する生態学的考察は、定常あるいは非定常状態を容易に作り出せる小規模の実験の結果に基づいて行い、結果を解析中である。研究のターゲットはスギ乾燥性の改善であったが、貯木後の組織構造変化を見る限り、比較的短期間の貯木でその成果は期待できないことが示唆された。さらに長期の影響を観察することによって明らかされよう。科学的に重要な側面は、貯木中に関与する微生物の再検討である。従来の研究では、細菌を貯木材から分離して再現実験を行い、結論としてほとんどがグラム陽性Baccillus属による壁孔壁攻撃に帰するであろうとしている。タイプカルチャなどを用いて実験を行うと、辺材での壁孔壁破壊などの現象が再現できるがこれには疑問も残る。微生物生態学的には、水中ドミナントは一般にグラム陰性菌である、という見解との乖離である。本研究で分離した菌もそれを裏付け、ほとんどがグラム陰性でこの属の分離は皆無に等しかった。反面、貯木されたスギ辺材での壁孔壁破壊は、従来から指摘されているように頻度高く生じていることも明らかであった。したがって、これまでの研究の成果は、いずれもその最終段階に、結果としてこの属が分離されたと考えるほうが妥当である。
英語学習における活用的学習観の社会的形成過程

本研究では,英語学習において実践的な英語使用を重視する学習観である活用志向が社会的に形成される過程について,実験授業および縦断調査を通して検討する。実験授業では,学習者の英語によるコミュニケーション活動を中心とした授業が活用志向を高めるか検討を行う。縦断調査では,英語によるコミュニケーション行動と活用志向が相互に規定し合う関係について,特に学習者のもつ社会的ネットワークに焦点を当てて検討する。
液晶フォトニックレーザーの開発

近年、キラルネマチック液晶のフォトニックバンド端における群速度異常を利用したレーザー発振が盛んに研究されているが、液晶フォトニックレーザーの安定性に関するデータはほとんど報告されいない。最終年度である平成16年度は、この点を明らかにし、実用性について検討した。用いた液晶は、キラルネマチック液晶にキラル化合物を適量混合し、ピッチをレーザー色素の発光帯に調整したものである。色素には、一般的なレーザー色素であるCoumarin、DCM、Pyrrometheneなどを用いた。それぞれの色素に合わせてピッチを調整した液晶に色素を約0.5%ドープし、25μm厚の水平配向セルに注入して試料とした。光ポンピングのための光源として、Ti:Sapphire増幅器(繰り返し:1kHz、パルス幅:125fs)により励起したOPAを使用した。励起波長は、Coumarinに対しては、370nm、DCM、Pyrrometheneに対しては530nmである。全てのサンプルは長波長側のバンド端で発振し、発振波長は、Coumarin:476nm、DCM:610nm、Pyromethene:579nmであった。紫外光励起(3710nm)であるCoumarinは、励起パルス数が10^4 shots程度で発振停止した。それに対して、530nm励起であるDCM、Pyrometheneは10^4 shots程度では全く変化がなかった。さらに、試料を最適化することによって、発振閾値を180nJまで低下させると、10^7 shotsでも安定に発振する試料を得ることができ、この時のQ値は5000を超えていた。この耐久性は固体色素レーザーと比較しても遜色のない値であり、液晶フォトニックレーザーは用途によっては十分に実用的な特性を有していることを確認した。液晶のフォトニック構造を利用したレーザーを開発するために、平成14年度はキラルネマチック(N*)(コレステリック)液晶にレーザー色素を混合した系を中心に、基礎的な測定を行い、レーザー発振の確認、を行った。1.スペクトル測定数種類のN^*液晶の選択反射帯をシフトさせた試料を調製した。それらにDCM,ローダミン6G等のレーザー色素をドープし、厚さ25μmのセルに注入したものを実験に用いた。DCMは他のレーザー色素に比べ液晶への溶解性が優れていたため、DCMをφ.5wt%程度添加したサンプルを中心に実験を行った。DCMの蛍光スペクトルのピークは610mm程度であったので、選択反射帯の長波長側のバンド端をこれに合わせることにした。2.ナノ秒レーザー励起によるレーザー発振の確認パルス幅約7nsのダイオード励起YLFレーザーの基本光(1047nm)をLBO結晶でダブリングし(523.5nm)、励起光とした繰り返し周波数は3kHz、最大パルスエネルギーは、1μJである。上記1で、作製したセルに523.5nm光を照射して、光強度を増すと、ある閾値をもって、鋭いレーザー発振が見られることが確認できた。レーザー発振は準備した全ての試料で起きたが、レーザー発振の安定性は液晶の種類により異なることが分かった。また、再生増幅器励起用YLFレーザー(H14年度購入主要設備、パルス幅150ns)でセルを励起した場合には、レーザー発振が確認できなかった。これはレーザー発振を引き起こすためには、十分な尖塔値が必要であることと、熱的な擾乱により試料の周期構造が乱されるためと考えられる。3.フェムト秒レーザー励起によるレーザー発振の確認再生増幅器の出力を光パラメトリック増幅器に導き、波長540nmパルス幅140fsのパルスを得た。これでセルを励起すると、閾値0.4μJ程度でレーザー発振が起きた。ナノ秒の場合に比べて、低閾値でレーザー発振が起こり、発振の安定性も遥かに優れていることが確認できた。現在はこのシステムでデータを蓄積しており、論文投稿の準備を進めている。初年度に引き続き、液晶のフォトニック構造を利用したレーザーの開発を進め、2光子励起レーザー発振および電場による発振制御の検討を行った。1.2光子励起によるレーザー発振可視光発振を1光子励起で行う場合には紫外から可視の強力なレーザー光でセルをポンプする必要があるため、ポンプ光によりレーザー色素分子に損傷を与えてしまう。一方、レーザー色素の吸収域から離れた近赤外光を用いれば、色素へのダメージを抑えることができる。そこで、近赤外光のポンプによる2光子励起レーザー発振の研究を行った。試料は、誘電バンド端を608nmに調整したキラルネマチック(N^*)液晶に、レーザー色素(DCM)を添加したものであり、25μm厚の水平配向セルに注入して実験に用いた。1光子および2光子励起には、フェムト秒OPAシステム(パルス幅:約130fs)からの540nmおよび1000nmのパルスを用いた。どちらの励起波長においても閾値をもって誘電バンド端でレーザー発振が起きた。閾値以下の近赤外光で励起した際の蛍光強度は、入射光強度の1.9乗に比例しており、2光子吸収による蛍光であることを示唆している。よって、1000nmで励起した際に609nmで起きるレーザー発振は誘電バンド端における2光子励起レーザー発振である。

この結果はICON07/ICOPE2003、PECS-Vで口頭発表するとともにAppl.Phys.Lett.(印刷中)に発表した。2.電場による波長チューニング波長チューニングの第1歩として、電場によるグランジャン-フォカルコニック(G-F)組織間の変化を利用して、発振の電場制御を行った。通常のN^*液晶を用いると、G-F相転移の閾値電場が高すぎることが分かった(>3x10^6V/m)。そこで、フッ素含有した低閾値液晶を合成し、レーザー発振の電場制御の研究を進めている。近年、キラルネマチック液晶のフォトニックバンド端における群速度異常を利用したレーザー発振が盛んに研究されているが、液晶フォトニックレーザーの安定性に関するデータはほとんど報告されいない。最終年度である平成16年度は、この点を明らかにし、実用性について検討した。用いた液晶は、キラルネマチック液晶にキラル化合物を適量混合し、ピッチをレーザー色素の発光帯に調整したものである。色素には、一般的なレーザー色素であるCoumarin、DCM、Pyrrometheneなどを用いた。それぞれの色素に合わせてピッチを調整した液晶に色素を約0.5%ドープし、25μm厚の水平配向セルに注入して試料とした。光ポンピングのための光源として、Ti:Sapphire増幅器(繰り返し:1kHz、パルス幅:125fs)により励起したOPAを使用した。励起波長は、Coumarinに対しては、370nm、DCM、Pyrrometheneに対しては530nmである。全てのサンプルは長波長側のバンド端で発振し、発振波長は、Coumarin:476nm、DCM:610nm、Pyromethene:579nmであった。紫外光励起(3710nm)であるCoumarinは、励起パルス数が10^4 shots程度で発振停止した。それに対して、530nm励起であるDCM、Pyrometheneは10^4 shots程度では全く変化がなかった。さらに、試料を最適化することによって、発振閾値を180nJまで低下させると、10^7 shotsでも安定に発振する試料を得ることができ、この時のQ値は5000を超えていた。この耐久性は固体色素レーザーと比較しても遜色のない値であり、液晶フォトニックレーザーは用途によっては十分に実用的な特性を有していることを確認した。
歯周組織の免疫応答に対する口腔常在菌の影響の検討

常在菌は免疫応答に重要な役割を果たす。本研究では、歯周組織においてリポポリサッカライド(LPS)に対する免疫応答が、常在菌の有無によりどのように異なるのかを解明することとした。無菌であるgerm-free (GF)マウスと常在菌を保有するspecific-pathogen-free (SPF)マウスを用い、LPS塗布前、LPS (10mg/ml)を塗布3時間後、24時間後、および72時間後に、歯周組織を採取した。SPFマウスは、LPS塗布3時間後にCD4T細胞が多くなり、炎症関連因子の発現も上昇した。GFマウスでは、末梢血中および歯周組織上ともに炎症関連因子に大きな変化はなかった。口腔常在菌は、歯周組織の構造や免疫応答に影響を及ぼす。常在菌が存在しないGerm-free (GF)マウスは、常在菌が存在するSpecific-pathogene-free (SPF)マウスと比べて、歯肉上皮が菲薄であり、歯周組織中のCD4+T細胞数が少ないことが分かっている。しかし、Lipopolysaccharide (LPS)等の歯周病原菌由来物質に対する免疫応答が、常在菌の有無でどのように異なるのかは、未だ不明である。そこで本研究では、LPSを塗布し、歯周組織における免疫応答の違いを組織学的に検討した。SPFマウスでは、ベースライン時と比べて、LPSを塗布してから3時間後にCD4+T細胞数が有意に増加した(p<0.05)。また、歯周組織におけるTNF-αおよびCXCL1のmRNAは、LPS塗布3時間後に発現のピークを迎えた。一方、GFマウスでは、LPS塗布前後で、CD4+T細胞数に大きな変化はなかった。また、LPS塗布前後のいずれの時点においても、GFマウスの歯肉接合上皮および結合組織中の多核好中球数は、SPFマウスと比べて有意に少なかった。あらかじめ、予備実験のデータを元に研究計画書を作成したため、スムーズに研究を遂行できた。また研究に専念できる時間が増えたため、効率的に実験が行えたと考えられる。しかし、歯周組織において歯周病原菌由来物質;リポポリサッカライド(LPS)に対する免疫応答が、常在菌の有無によりどのように異なるのかは不明である。本研究では、無菌であるgerm-free (GF)マウスと常在菌を保有するspecific-pathogen-free (SPF)マウスを用いて、LPS塗布に対する歯周組織の免疫応答を検討することとした。8週齢のGF/SPFマウスを用いて、LPS塗布前(ベースライン時) (n=4)、口蓋側臼歯部にLPS (10mg/ml)を塗布してから3時間後(n=6)、24時間後(n=6)、および72時間後(n=6)に、歯周組織を採取した。末梢血中のCD4陽性T細胞とCD8陽性T細胞をフローサイトメトリーにて評価した。免疫蛍光染色を用いて、歯周組織におけるCD4陽性T細胞とCD8陽性T細胞の発現、またリアルタイムPCR法を用いて、サイトカインとケモカインのmRNA発現を分析した。末梢血中において、SPFマウスのCD4陽性T細胞はベースラインと比較してLPS塗布3時間後で有意に減少した。歯周組織においては、LPS塗布3時間後にCD4陽性T細胞数が有意に増加した。また、tumor necrosis factor-α、interleukin (IL) -17A、IL-10、forkhead box P3およびchemokine (C-X-C motif) ligand 1 (CXCL1)のmRNAは、LPS塗布3時間後に発現のピークを迎えた。一方、GFマウスでは、末梢血中および歯周組織上ともにCD4陽性T細胞数に大きな変化はなかった。SPFマウスは、LPS塗布3時間後にCD4陽性T細胞数が多くなり、炎症関連因子の発現も上昇した。一方、GFマウスではこれらの変化が認められなかった。予想の計画よりも研究が進展しているため、さらに深みがあり、より確証がもてるような追加の実験を行っていく。予防歯科学次年度に必要な予算であるため。消耗品を購入予定である。
水環境浄化シートへの適用を目指したイオン液体を活用した新規湿潤紙力増強法の確立

今までの研究で、イオン液体処理により、紙の湿潤紙力強度が向上すること、さらには使用して回収したイオン液体の再利用が可能であることを示した。そこで、今年度は、水環境浄化を目的として、活性炭を混合した紙を調製し、水環境浄化機能の評価を行った。活性炭含有紙は、手漉き抄紙機により調製した。調製した紙を加熱した少量の[BMIM]Clに浸漬後、80°Cのガラス板に挟み、一定時間加熱した。エタノールおよび蒸留水を用いて洗浄後、プレス乾燥を行った。活性炭含有紙はメチレンブルー(MB)を用いて、調製した紙の染料除去性能を評価した。調製した活性炭含有紙にイオン液体を用いて湿潤強度を付与することが可能であった。イオン液体処理時間が長くなるにつれて、湿潤強度は向上する傾向であった。また、MB染料を効率的に除去することができ、イオン液体処理による活性炭の染料除去能への影響はほとんどなかった。さらに、撹拌を行いながら染料吸着試験を行った場合、静置の場合と比較して効率的に吸着できた。この場合、イオン液体処理を施した活性炭含有紙は、平衡状態になった時点でもシート形状を維持し、活性炭粉末が漏出しなかった。一方、イオン液体処理をしていない活性炭含有紙は、シート形状が維持できず、活性炭粉末が漏出した。これより、従来難しかった活性炭含有紙を水中で撹拌しながら活用できることが示された。紙へのイオン液体処理は、湿潤紙力を付与する手法として、有効であった。イオン液体を活用する手法は、処理が容易で、環境負荷の低減が可能であることから、今後の展開が有望視される。平成28年度は、イオン液体である1-ブチル-3メチルイミダゾリウムクロライド([BMIM]Cl)を用いて、紙に処理を行い、湿潤紙力に及ぼす影響を検討した。最適な処理条件の確立および湿潤強度向上メカニズムの解明を試みた。80°Cに加温した[BMIM]Clにろ紙を5秒から30秒間浸漬処理を行った。処理した紙を水中で振とうするほぐれやすさ試験を行った結果、ブランクであるろ紙は元の形状を維持できず、セルロース繊維が分散した。一方、イオン液体で処理したろ紙は、セルロース繊維が水中でほぐれず、シート形状を維持した。わずか5秒間のイオン液体処理で、湿潤紙力の付与が可能であった。調製したろ紙の親水性を検討するために行った動的接触角試験の結果、イオン液体で処理したろ紙は、処理時間に関わらず、400 msで水分を吸収した。ブランクのろ紙は、300 msで完全に水分を吸収した。これらの結果は、ブランクとほぼ同じ結果であり、親水性を維持した状態で湿潤紙力が向上したことを示す。湿潤引っ張り試験の結果、イオン液体で処理したろ紙の湿潤引っ張り強度向上が確認された。また、処理時間が長くなるにつれて、湿潤引っ張り強度は高くなった。イオン液体で処理したろ紙のSEM画像から、セルロース繊維間にセルロースフィルムの生成が確認された。X線回析の結果、イオン液体の処理時間が長くなるにつれて、セルロースI型に由来するピークが減少する傾向を示した。イオン液体を用いて、セルロースフィルムを調製した場合、セルロースI型からアモルファスセルロースに変化する。このことから、イオン液体処理により、紙表面のセルロースが一部溶解した結果、アモルファスセルロースフィルムが形成されと考えられる。よって、イオン液体処理による湿潤紙力強度の向上は、アモルファスセルロースフィルムの生成に起因していると考えられる。本研究では、紙をイオン液体で処理することにより、紙に湿潤紙力強度を付与することを試みた。その結果、わずか5秒から30秒間イオン液体で処理することにより、湿潤紙力強度が向上することを明らかにした。イオン液体で処理した紙を電子顕微鏡で観察した結果、イオン液体によって、紙表面上のセルロースが一部溶解し、セルロースフィルムが形成していることが分かった。また、X線回折分析に供した結果、このセルロースファイルは、アモルファスであった。イオン液体から調製したセルロースフィルムの湿潤強度は、向上することが示されている。よって、イオン液体処理による湿潤紙力強度向上メカニズムは、アモルファスセルロースフィルムの生成に起因していることを明らかにした。今年度は、紙へのイオン液体処理が湿潤紙力強度に及ぼす影響を主に検討し、成果を得ることができた。また、湿潤紙力強度向上メカニズムについて知見を得ることができた。このことから、概ね今年度の目標を達成したと考える。本研究ではイオン液体である1-ブチル-3メチルイミダゾリウムクロライド([BMIM]Cl)の紙への浸漬処理により、紙中のセルロースを部分溶解後、エタノールに浸漬処理を行い、湿潤紙力を付与した紙を調製が可能であった。そのため、処理後には、[BMIM]Clとエタノール混合液が生じる。この混合液から減圧蒸留処理により、[BMIM]Clとエタノールの分離を行った。その回収した[BMIM]Clを用いて浸漬処理した紙の湿潤紙力増強効果を検討し、回収した[BMIM]Cl性能の評価を行った。回収したイオン液体中の含水率の影響について検討を行った。減圧蒸留により回収した再生[BMIM]Clの含水率は、15.23%であった。この[BMIM]Clを105°Cで乾燥を行った。

乾燥時間により、含水率の異なる再生[BMIM]Clを用いて、紙に浸漬処理を行った。ほぐれやすさ試験を行った結果、乾燥時間が1時間から3時時間で含水率が10%以上の場合、紙の形状を維持することができなかった。しかし、乾燥時間が5時間で含水率が5.61%、乾燥時間が7時間で含水率が0.23%の場合、ほぐれにくくなり、乾燥時間が9時間で含水率が0%で、完全に紙の形状を維持することができた。含水率が0%の再生イオン液体を用いて、5秒間浸漬処理した紙の乾燥紙力引っ張り強度および湿潤紙力引っ張り強度を測定した結果、それぞれ3.06 kN/mおよび0.190 kN/mであった。一方、バージンの[BMIM]Clで処理した紙の乾燥紙力引っ張り強度および湿潤紙力引っ張り強度は、それぞれ2.85 kN/mおよび0.215 kN/mであった。この結果から、使用した[BMIM]Clを回収した再生[BMIM]Clの性能は、含水率が0%の場合、バージンの[BMIM]Clと同様の性能を示した。一度使用した[BMIM]Clは、回収し、再利用可能であった。本研究では、紙をイオン液体で処理することにより、紙に湿潤紙力強度を付与することを試みた。平成28年度は、わずか5秒から30秒間イオン液体で処理することにより、湿潤紙力強度が向上することを明らかにした。また、イオン液体で処理した場合、紙表面上のセルロースが一部溶解し、セルロースフィルムが形成していることが分かった。よって、イオン液体処理による湿潤紙力強度向上メカニズムは、アモルファスセルロースフィルムの生成に起因していることが明らかになった。平成29年度は、使用したイオン液体を減圧蒸留により回収した再生イオン液体を用いて、紙に浸漬処理を行った。その結果、再生イオン液体の含水率が10%以上と高い場合、湿潤紙力増強効果は、観察されなかった。しかしながら、含水率を5%以下にした場合、湿潤紙力増強効果が確認され、0%にした場合、バージンのイオン液体と同等の性能を示すことを明らかにした。イオン液体を再利用することにより、廃棄する必要がなくなり、環境負荷を低減することができた。今年度までに、紙へのイオン液体処理が湿潤紙力強度に及ぼす影響、さらにイオン液体を再利用する際に必要な条件を明らかにすることができた。このことから、概ね今年度までの目標を達成したと考える。今までの研究で、イオン液体処理により、紙の湿潤紙力強度が向上すること、さらには使用して回収したイオン液体の再利用が可能であることを示した。そこで、今年度は、水環境浄化を目的として、活性炭を混合した紙を調製し、水環境浄化機能の評価を行った。活性炭含有紙は、手漉き抄紙機により調製した。調製した紙を加熱した少量の[BMIM]Clに浸漬後、80°Cのガラス板に挟み、一定時間加熱した。エタノールおよび蒸留水を用いて洗浄後、プレス乾燥を行った。活性炭含有紙はメチレンブルー(MB)を用いて、調製した紙の染料除去性能を評価した。調製した活性炭含有紙にイオン液体を用いて湿潤強度を付与することが可能であった。イオン液体処理時間が長くなるにつれて、湿潤強度は向上する傾向であった。また、MB染料を効率的に除去することができ、イオン液体処理による活性炭の染料除去能への影響はほとんどなかった。
海産ゴカイ類への消化管経由でのＰＦＯＳの移行動力学の解明

ペルフルオロオクタンスルホン酸(PFOS)の、イソゴカイへの消化管を経由した移行動力学を明らかにすることが本研究の目的である。個体別飼育曝露系、ゴカイおよび餌試料中PFOS分析方法、PFOS添加餌作成方法を確立した後、移行実験を実施し、動力学解析を行った。消化管での取り込み効率はほぼ100%、消失半減期は91日と推定された。他の水生生物、および同種での呼吸に伴う取り込みの場合と比べて、消失半減期が長く、この理由、メカニズムについて、今後、類縁の化合物を含めてさらに検討を進める必要がある。本研究は、ペルフルオロオクタンスルホン酸(PFOS)の、海産多毛類イソゴカイへの、消化管を経由した移行動力学を明らかにすることを目的とする。今年度は、個体別飼育曝露系の確立、ゴカイおよび餌試料中PFOS分析方法の確立、PFOS添加餌作成方法の確立、確認実験を行った。個体別飼育曝露系として、これまでの我々の経験を踏まえ、実験の間、行動に異常なく、採餌を行い、容器外へ逃走しない個別飼育系を構築した。巣穴水の採水、および巣穴水中のDO計測方法を確立した。ただし、採餌率がやや低いことと、確認実験の際に巣穴をやや忌避する行動とが観察された。これらについては引き続き改良および対応を検討する。ゴカイおよび餌試料中PFOSは、既報に基づき、同位体希釈法により液体クロマトグラフータンデム質量分析計を用いて行うこととして確立し、確認実験の試料の分析に適用した。PFOS添加餌は、PFOSメタノール溶液を餌と混合後、メタノールを揮散させることにより作成することとした。添加餌と未添加餌の採餌率に明確な差はなかった。ただし、餌あたりの添加量のばらつきが大きかったため、このばらつきを減らすための手法改良を平成26年度に検討する。確認実験を行い、曝露区で採餌した個体と対照区の個体をあわせた19個体から動力学に関するデータを得た。添加餌中の濃度とゴカイ中の濃度により予備的な動力学解析を行った。巣穴海水中の濃度は不検出であった。データのばらつきが大きかったが、取り込み効率および半減期の概略値を確認することができた。来年度行う予定の本実験の条件にこれらを反映させる予定である。そのために、PFOSを添加した餌をゴカイに摂餌させる曝露期間と、これに続いて清浄な餌を与える浄化期間とからなる、消化管を経由したイソゴカイへのPFOSの移行実験を行う。定期的に採取したゴカイ中のPFOS濃度の経時変化を化学分析により把握し、その移行動力学解析を行うことで、摂取した餌からのPFOSの消化管での取り込み効率(消化管を通過するPFOSのうち消化管から取り込まれる割合)および体内からの消失半減期を明らかにする。また、このような実験系が未だ確立されていないことから、移行実験に先立って実験系の確立のための検討を実施する。今年度は、個体別飼育曝露系の確立、PFOS添加餌作成方法の確立を行った。個体別飼育曝露系として昨年度構築した系の、容器、巣穴の大きさ、設置方法等の改良を行った。PFOS添加餌作成方法は、個々の餌に直接添加する方法により、餌当たりの添加量のばらつきを低減した。一方、ゴカイの採餌率が低いこと、また採餌したゴカイの体内濃度が、昨年度に実施した予備実験の結果から予想されるよりも大幅に低いことなどの問題があり、これらの問題点について原因および対応を検討した。あわせて、飼育環境の諸条件、曝露系の作成手順の再確認を行っている。これらの検討に時間を要したため、計画していた移行本実験、移行本実験の試料分析については実施に至らなかった。本研究で確立した個体別飼育曝露系、添加餌作成方法を用いて、今年度は移行本実験を実施し、本実験試料中PFOS濃度の分析、結果の動力学解析を行った。本実験は対照区と曝露区とを設定し、それぞれでゴカイを個体別に飼育容器内に導入した上で、水位を一日周期で規則的に変化させた。1日目に、曝露区ではPFOSを添加し対照区では無添加の配合餌料を、それぞれ摂餌させた。曝露時の摂餌率は、両実験区共に30%程度だった。導入前と、曝露給餌後に17日目まで、ゴカイおよび生息環境の水試料を定期的に採取した。これら試料および添加、無添加餌中のPFOS濃度を既報に従い分析し定量した。曝露は、摂餌数によりおよそ3.219 ngの範囲であった。水試料および対照区試料の分析により、汚染の無い環境で実験が行われたことが確認できた。曝露区において、摂餌数で規準化した体内存在量について、一次動力学によるモデル解析を行った。

消化管からの取り込み効率(消化管を通過するPFOSのうち体内に取り込まれる割合)はほぼ100%と推定された(モデルによる計算値は150%(95%信頼区間120%200%)で、100%より高い値となったのは実験上のばらつきなどが原因と考えられる)。これはPFOSについての魚類における既往知見と同様であった。体内からの消失半減期は91日と計算されたが、体内存在量は、5日目以降ほとんど減少しておらず、減少は統計学的に有意ではなかった。この半減期は、PFOSについての他の水生動物における先行研究や別に実施したイソゴカイへの海水からの取り込み実験で得られた半減期と比しても長く、この理由は現時点ではわからない。今後、類縁の化合物を含めてさらに検討を進める必要がある。ペルフルオロオクタンスルホン酸(PFOS)の、イソゴカイへの消化管を経由した移行動力学を明らかにすることが本研究の目的である。個体別飼育曝露系、ゴカイおよび餌試料中PFOS分析方法、PFOS添加餌作成方法を確立した後、移行実験を実施し、動力学解析を行った。消化管での取り込み効率はほぼ100%、消失半減期は91日と推定された。他の水生生物、および同種での呼吸に伴う取り込みの場合と比べて、消失半減期が長く、この理由、メカニズムについて、今後、類縁の化合物を含めてさらに検討を進める必要がある。移行実験に際して、ゴカイの採餌率が予備的な検討の際よりも下がってきていること、また採餌したゴカイの体内濃度が、昨年度に実施した予備実験の結果から予想されるよりも大幅に低いことなどの問題があり、これらの問題点についての検討に時間を要したため。環境科学、環境化学移行実験実施上の問題点を検討し、改善した上で、来年度のなるべく早い時期に移行本実験を実施する。本実験に引き続いて、試料分析ならびにデータ解析等を行う。試料分析ならびにデータ解析等の方法については当初計画した内容通りに実施するが、迅速に進める必要があり、研究分担者とスケジュール等について調整を行った。研究実施計画では、平成25年度は、個体別飼育曝露系の確立、ゴカイおよび餌試料中PFOS分析方法の確立、PFOS添加餌作成方法の確立、確認実験を行うこととしていた。これらの内容は実施が完了している。また、いくつか、さらに修正、改良が必要な点を特定できた。これらは、平成26年度に引き続き検討する計画となっており、そのように進める予定である。現在まで当初の研究計画に沿っておおむね順調に進展していることから、引き続き研究計画に沿って推進していく。
温度感受性リポソーム法を用いた黄斑変性の病態解明と新治療法の開発

加齢黄斑変性やそれに類似した病態とも考えられている中心性漿液性脈絡網膜症や網膜色素線条に伴う脈絡膜新生血管などの病態に関する新たな知見が得られ、その病態への理解が深まった。進化の激しい加齢黄斑変性に対する治療のさらなる進化に向けて、既存の治療の問題点や組み合わせの優劣に関する知見も得られ、さらに新しい治療法開発に向けて基礎となる知見が得られた。この研究は、黄斑変性の病態解明及び新治療法の開発を目的として計画された研究であり、加齢黄斑変性や関連した病態とも考えられている中心性漿液性脈絡網膜症や近視性脈絡膜新生血管などの病態観察を丹念に行い検討を加えた。具体的には、加齢黄斑変性の中でも定義が明確なポリープ状脈絡膜血管症を有する症例において、光線力学療法後に2年間の経過をまとめ短期成績が良い症例でも2年以上経過すると悪化するものも多いこと(Kurashige Y, Am J Ophthalmol. 2008)や、ドルーゼンの特徴(Iwama D, Jpn J Ophthalmol. 2008)、高解像度高速光干渉断層計を用いた詳細の観察の結果(Ojima Y, Retina. 2008)を報告した。加齢黄斑変性に対して光線力学療法単独では効果が不十分であるとの報告を受け、ステロイド併用療法による治療成績の改善も報告した。(Iwama D, Br J Ophthalmol. )。また、強度近視眼における後部眼球ぶどう腫に関連した合併症についてもまとめ(Nakanishi H, Retina.2008)、近視性脈絡膜新生血管に対する抗VEGF薬の反応性を微小視野計(MP-1)を用いて報告した(Yodoi Y, Am J Ophthalmol.2009)。若年者の脈絡膜新生血管に対する光線力学療法の効果に関しても報告を行った(Fujisato K, Jpn J Ophthalmol Soc. 2008)。一方で動物モデルを用いた実験としては、iNosノックアウトマウスを用いてiNosが網膜微小循環において重要な働きをしていること(Iwama D, Br J Ophthalmol. 2008)を報告した。この研究は、黄斑変性の病態解明及び新治療法の開発を目的として計画された研究であり、加齢黄斑変性やそれに類似した病態とも考えられている中心性漿液性脈絡網膜症や網膜色素線条に伴う脈絡膜新生血管などの病態観察を新開発の補償光学適応レーザー走査型顕微鏡や光干渉断層計も用い丹念に行い検討を加えた。具体的には、加齢黄斑変性の中でも定義が明確なポリープ状脈絡膜血管症を有する症例において、最新型の高解像度高速光干渉断層計による詳細な観察(Ojima Y, Am J Retina. 2009)や、その発症におけるARMS2遺伝子の関与の程度(Gotoh N, AM J Ophthalmol. 2009)、高解像度高速光干渉断層計を用いた詳細の観察の結果(Ojima Y, Retina. 2009)を報告した。網膜色素線条に伴う脈絡膜新生血管の全身合併症との相関も報告した(Utani A, J Dermatol. 20010)。加齢黄斑変性の硝子体出血の予測因子に関する報告(Hasegawa T,Am J Ophthalmol. 2009)し、一方で複数例でのベバシズマブ硝子体注射による眼内炎の発症も(Yamashiro K, Retina. 2010)報告した。また、中心性漿液性網脈絡膜症における中心窩領域の視細胞外節の消失(Nakanishi H Retina. 2008)や、中心性漿液性網脈絡膜症とポリープ状脈絡膜血管症の間での視細胞層の厚みの差違についても(Ooto S, Graefe's Archive. 2010)報告した。
分子クラスターの振動コヒーレント制御による分子間相互作用ダイナミクスの研究

1.超高速分子ダイナミクスの高解像度観測に向けた新規イメージング法の開発気相分子系ダイナミクスの強力な可視化法である、荷電粒子イメージング法に対して、独自の視点に基づく観測原理を導入し、高分解能かつ高スループットの画像観測装置を設計・開発した。既存の2次元計測では、系に軸対称性がない場合の分布算出が不可能であった。本研究では、そのような困難を取り除くため、空間断層画像化法を組み込み、さらに精密スリットの製作によって分解能の向上を図った。2.実時間イメージングを用いた分子クラスターの低振動ダイナミクス観測新規イメージング法を分子クラスター種に適用することで、微弱なクラスター由来のイオン信号の検出に成功した。ダイナミクス研究については、地球大気で重要性が指摘されているにも関わらず研究例が少ない窒素多量体を対象とし、フェムト秒レーザー照射による、ラマン活性な低振動の回転、振動モードのコヒーレント励起を行った。誘起したダイナミクスをフェムト秒の時間分解能で画像観測することで、振動、回転周期の直接測定に成功した。得られた情報から、これまで測定困難だった双極子をもたない多量体の構造とダイナミクスの理解が可能となる。27年度が最終年度であるため、記入しない。分子集団の構造(集合形態)変化を誘起するため、構造変化に直結する分子間振動の励起実験を開始した。比較的弱いファンデルワールス力で集合しているベンゼン多量体やベンゼン-希ガスクラスターに対してフェムト秒レーザーを集光し、インパルシブ誘導ラマンの過程によって低振動のモードがコヒーレントに励起されることを見出した。構造変化を誘起するためには、多段階の振動励起が必要となる。そこで、2nパルス列を生成させるための多段階干渉計を構築中である。また、上記の予備実験によって励起された振動モードの帰属や、多量体の安定構造の決定、構造変化(異性化)にいたるポテンシャルエネルギー曲面の考察のため、A01解析班の協力関係を構築した。分子ダイナミクスを画像観測の手法によって、直接的、視覚的に理解することを目的として、新規イメージング装置の設計・開発を行った。フェムト秒のイメージング用パルス照射によって分子系から放出されるイオン・光電子の放出角度分布を2次元検出器で計測するものだが、既存の2次元計測では、系に軸対称性がない場合の分布算出が不可能であった。本研究では、そのような困難を取り除くため、まったく独自の着想に基づく,断層画像化法を組み込んだイメージング装置を開発した。前項で開発した装置を、一方向に回転する2原子分子系に適用することで、量子力学に支配される分子の回転を初めて可視化することに成功した。今後は分子モーター系といった、運動が機能と結びついている分子系において、ダイナミクスの直接観測による機能評価・理解へと展開する。本研究は2年計画であり、その期間の多くを費やす予定だった画像観測装置の設計開発について、想定よりもスムーズに進んでいる。所属機関の変更に伴う実験設備の停止期間があったが、その期間を装置設計に回すことで効率的な研究が進んでいると判断する。一方、分子クラスターの光制御については実験系の再セットアップに遅れが見られるため、総合的には、おおむね順調と判断した。分子クラスター実験系の再セットアップをするにあたり、効率的な生成方法の開発を行う。すでに予備デザインはおこなったため、27年度予算にて整備をすすめる。クラスター実験開始後、更なる発展として、偏光制御光学系を組み込み、分子制御の選択性を高めることを計画している。
導波路を用いた超高密度光磁気記録システムの試作

微細加工技術を用いる光導波路の作製を行うとともに,超高密度光磁気記録に適した記録媒体の検討を行った。また,0.1ミクロン以下の記録を行う場合について,その記録状態が安定に存在しうるかどうかを計算機シミュレーションによって検討した。以下に研究成果をまとめる.(1)導波路用の材料としてTa_2O_5膜を選定し,Ta_2O_5膜の成膜を高周波2極スパツタリンク装置によって行った。成膜は,Ar中およびAr+O_2プラズマ中で行い,プラズマ中の酸素濃度などを制御することによって光透過率の高い酸化膜を作製した。作製した膜を半導体用の光リソグラフイプロセスによって微細加工し,導波路を作製した。導波先端の幅は2μである。(2)光磁気記録材料としてNdGd/FeCo多層膜,MnPt3/CoやMnPt_3/CoPt_3人工格子およびCoPt規則合金膜の検討を行った。これらのうちCoPt規則合金膜とNdGd/FeCo多層膜は短波長域で大きなKerr回転角を示し,ブルーレーザによる記録再生に適していることが分かった。(3)計算機シュミレーションによってどの程度の小さな磁区が光熱磁気記録できるか,また,小さな磁区を書き込むためには磁気異方性の値やその温度特性がどのようなものであることが必要があるかなどについて検討を行った。その結果,光ビーム径を0.1ミクロンに絞ることによって0.150.2ミクロンの微小磁区が書き込むことができることが明らかとなった。回折限界以下に収束した光波のモードを得る方法の一つとして光導波路を用い,磁気光学再生ヘッドを試作することを目的として,レーザ,導波路から媒体に至る全ての光学系のデザインについて検討を行った。ここでは主に磁気ディスクと同様な浮上型のスライダーヘッドを検討した.導波路方式については,エバネッセント光を用いる光ファイバー方式とは異なり,波動光学的な解析手法が確立している.そこでまず,理論解析を進め,レーザから導波路モードへの変換,導波路からの出射,媒体入射に際してのモード変換,さらに磁気媒体での反射を効率的に導波路に戻すためのグルーブ形状のデザインの解析を行った。以下に本年度に行った研究成果をまとめる.1)スポット変換導波路構造の検討:半導体レーザ,光学レンズから導波路に効率的に光を入射させる方法を検討した.2)計算機シュミレーションによってどの程度の小さな磁区が光熱磁気記録できるか検討を行った。その結果,光ビーム径を0.1ミクロンに絞ることによって0.40.8ミクロンの微少磁区が書き込むことができることが明らかとなった。3)微小な磁区を書き込んだときの磁区形状を観察する手段として走査磁気力顕微鏡による光磁気記録による矢羽根形磁区の観察を行った。その結果,0.2ミクロン程度の磁区形状が観察できることが分かったが,本研究で目標としている0.1ミクロン前後の磁区観察さらにを行うためには顕微鏡に用いるカンチレバ-の形状や材料についてさらに検討が必要であることが分かった。本年度は、光導波路の作製に適した材料の開発を行うととに、光導波路によって0.1ミクロン以下の記録を行う場合について,その記録状態が安定に存在しうるかどうかを計算機シミュレーションによって検討した。以下に本年度に行った研究成果をまとめる。1)導波路用の材料としてはまず最初に,Ta_2O_5膜を選んだ。これは,Ta_2O_5膜が,SiO_2などに比べ高い屈折率を有し、導波路内へ光を閉じ込める作用が強いことが期待されるためである。Ta_2O_5膜の成膜は,高周波2極スパッタリング装置によて行った。成膜は、Ar中およびAr+O_2プラズマ中で行い,プラズマ中の酸素濃度、スパッタ圧,また,成膜温度をパラメータとした。

作製した試料の構造をXRDにより,光学的な性質を分光光度計により測定した。このようなスパッタ法によりかなり透明度の高い薄膜を作製することには成功しているが、結晶性の高さや,酸素比が化学量論組成になっているかどうかなどについては,まだ,不明の点も多く,現在,検討を進めている。2)計算機シミュレーションによってどの程度の小さな磁区が光熱磁気記録できるか、また,小さな磁区を書き込むためには磁気異方性の値やその温度特性がどのようなものであることが必要があるかなどについて検討を行った。その結果,光ビーム径を0.1ミクロンに絞ることによって0.20.3ミクロンの微小磁区が書き込むことができることが明らかとなった。また,膜内の温度分布を急峻にするため,基板を含めてディスク構造の最適化が必要とされることが分かった。本年度は,光導波路の作製のための微細加工プロセスについて検討するとともに,導波の作製を試みた。また,0.1ミクロン以下の記録を行う場合について,その記録状態が安定に存在しうるかどうかを計算機シミュレーションによって検討した。以下に本年度に行った研究成果をまとめる.1)導波路用の材料としてTa_2O_5膜を選定し,Ta_2O_5膜の成膜を高周波2極スパッタリンク装置によって行った。成膜は,Ar中およびAr+O_2プラズマ中で行い,プラズマ中の酸素濃度,スパッタ圧,また,成膜温度をパラメータとした。作製した膜にポジレジストを塗布し,ガラス基板上に形成したCrメッキの微細パターンを半導体用のマスクアライナーによって導波路パターンを焼き付けた。現像後,ECRプラズマエッチング装置によってArプラズマ中でエッチングを行ない,導波路を作製した。顕微鏡観察では,導波先端の幅は2μであった。2)計算機シュミレーションによってどの程度の小さな磁区が光熱磁気記録できるか,また,小さな磁区を書き込むためには磁気異方性の値やその温度特性がどのようなものであることが必要があるかなどについて検討を行った。磁区径が0.5μを切った場合には,シミュレーションにおいて磁壁幅を考慮する必要があることがわかった。その結果,光ビーム径を0.1ミクロンに絞ることによって0.150.2ミクロンの微小磁区が書き込むことができることが明らかとなった。