hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
家畜動物における社会的認知特性の遺伝的基盤

サラブレッド馬の馴致難易度(扱いやすさ)とセロトニン受容体1A遺伝子(HTR1A)との関連を検討した。サラブレッド1歳馬167頭を対象に、17項目から成る質問紙を用いて馴致難易度を評定し、主成分分析によって5種類の主成分得点を得た。対象個体から血液を採取してHTR1Aの型判定を行い、遺伝子型と5種類の主成分得点との関連を解析した。HTR1Aの一塩基多型(SNP)のうちの1つ(G709A)の遺伝子型と主成分得点との間に有意な関連が見られた。牝馬では4つ、牡馬では1つの主成分得点において有意な関連が見られ、G709AのA対立遺伝子をもつウマはもたないウマに比べて馴致難易度が高かった。また、宮崎県の都井岬に生息する半野生馬である御崎馬を対象に神経伝達・ホルモン伝達関連遺伝子の多型解析をおこなった。HTR1A、バソプレシン受容体1A遺伝子(AVPR1A)、μオピオイド受容体遺伝子(OPRM1)を解析した結果、HTR1Aでは多型は確認されなかったが、AVPR1AとOPRM1ではそれぞれSNPを確認することができた。さらに、イヌにおける不安傾向および抑制制御と遺伝子多型との関連を検討するための行動評定バッテリーを構築した。新奇な部屋で飼い主から離れたり新奇な人物と一緒にされたりした際の反応を観察するテスト、基本的なコマンドに対する反応を調べるテスト、新規課題訓練時の飼い主とのインタラクションを観察するテスト、目の前に1つずつ食物報酬を呈示する際にどこまで待てるかを調べるテストの4種類の行動テストのほか、イヌの行動分析用質問紙であるC-barqを利用した評定をおこなった。同時に口内粘膜細胞を採取し、神経伝達・ホルモン伝達関連遺伝子の型判定をおこなった。洋犬2品種(ラブラドールレトリーバーおよびゴールデンレトリーバー)と和犬(柴犬)を対象に、現在データ収集を進めている。26年度が最終年度であるため、記入しない。1.御崎馬における神経伝達・ホルモン伝達関連遺伝子の多型解析宮崎県の都井岬に生息する御崎馬はヒトがほとんど手を加えない形で繁殖を繰り返してきた半野生馬集団である。本研究では、先行研究でウマ種内多型が確認された3つの神経伝達・ホルモン伝達関連遺伝子の解析をおこなった。その結果、ドーパミン受容体D4遺伝子(DRD4)ではexon3領域に1か所のSNP (G292A)が確認されたが、その対立遺伝子頻度は他の日本在来品種と差異はなかった。オキシトシン受容体遺伝子(OXTR)では、intron領域に1か所のSNP (T81A)が確認され、その対立遺伝子頻度は、他の日本在来品種と大きく異なっていた。アンドロゲン受容体遺伝子(AR)には多型は見られなかった。これらの多型が御崎馬の集団内での行動特性の個体差、また他の飼育下品種との行動特性の違いに影響を及ぼしうるか検討することが今後の課題である。2.サラブレッド馬における馴致難易度に影を及ぼす遺伝子多型の探索ウマDRD4の多型は、質問紙によって測定された行動特性スコアとの関連が報告されている。本研究では、G292Aの遺伝子型が、実際にウマの飼育・管理の難易度に影響を及ぼしているか否かを、サラブレッド種を用いて検討した。育成牧場での馴致・調教時の扱いやすさ(馴致難易度)と遺伝子型の関連を検討した。サラブレッド1歳馬の入厩、馴致、馴致後までの各段階における扱い易さ(馴致難易度)の評定値とDRD4のG292Aの遺伝子型との関連を、2年分のデータを用いて解析した。その結果、2011年度では遺伝子型との関連が見られたが、2012年度では遺伝子型の影響は見られなかった。年度によって一貫した傾向は見られなかったことから、本研究のみでは馴致難易度に遺伝子型が関連すると結論付けることはできない。したがって、他年度のデータや他の要因も含めての更なる解析が必要である。

新奇な部屋で飼い主から離れたり新奇な人物と一緒にされたりした際の反応を観察するテスト、基本的なコマンドに対する反応を調べるテスト、新規課題訓練時の飼い主とのインタラクションを観察するテスト、目の前に1つずつ食物報酬を呈示する際にどこまで待てるかを調べるテストの4種類の行動テストのほか、イヌの行動分析用質問紙であるC-barqを利用した評定をおこなった。同時に口内粘膜細胞を採取し、神経伝達・ホルモン伝達関連遺伝子の型判定をおこなった。洋犬2品種(ラブラドールレトリーバーおよびゴールデンレトリーバー)と和犬(柴犬)を対象に、現在データ収集を進めている。26年度が最終年度であるため、記入しない。半野生馬における行動関連遺伝子の多型情報を新たに蓄積することができたのは大きな進展である。また、サラブレッド馬においては、遺伝子多型の情報のみならず行動評定のデータも取得し、多型と行動の関連を解析する段階まで研究を進めることができた。これらの点より、研究は当初の計画以上に進展していると考えられる。これまでの研究では、行動に影響を及ぼす可能性のある候補遺伝子において複数の多型を確認したほか、その対立遺伝子頻度の品種差についての情報も得られた。しかし、それらの多型と行動特性との関連を示すまでには至っていない。今後は行動評定手法をより洗練させることにより、多型と行動特性との関連を検討していく必要がある。また、これまでは主にウマを対象に研究をおこなってきなが、その他の家畜動物(イヌ、ネコなど)についても同様の研究を進める予定である。
パターン認識による乱流境界層の二重渦対の構造解析

研究計画の通り、流速測定用に8本の熱線プローブを作成した。これらのプローブを乱流境界層が発達している平板に平行にz方向に並べて置き、8カ所の流れ方向速度成分を測定した。8本のプローブを壁から距離を変えて、境界層のいろいろな位置で測定を行った。8本のプローブの中心が壁面圧力測定孔が来るようにしてある。壁面圧力変動の正のピークがある敷居値を超える条件で速度変動信号を条件抽出し速度変動の集合平均を計算機を使って求めた。1、集合平均の結果から次のことが明らかになった。(1)壁近くは圧力孔の近の速度変動は負から正に変わるが、圧力孔から離れたz方向位置では速度変動は正から負にかわる。これは二重渦対に伴う速度変動である。この傾向は境界層厚さの0.8程度まで及ぶ。(2)境界層の外側では圧力孔の上と圧力孔から離れたz方向位置で速度変動のパターンが同じである2次元性が明らかにされた。またこのパターンに見られる流れ方向の変動の周期はおよ境界層厚さの2ないし3倍である。2、パターン認識により明らかにたったこと。圧力孔の直近の壁近くで得られた速度変動の集合平均をパターンとしてパターン認識を行ったところ、(1)そのパターンに良く似たパターンが現われる確率密度の分布は圧力孔からz方向に離れるに従いその分布の幅が広くなることが明らかになった。(2)パターン認識により流れ方向の速度変動の周期性が明確になりいわゆるバーストの周期に近い変動が明らかにされた。これはBITA法では明確にできなかったことである。3、パターン認識による研究は一応終えたので、今後は二重渦対のトポロジーについて研究する予定である。
Sortaseを標的とした新しい病原細菌感染症予防法の開発に関する基礎研究

申請者らの研究室では抗生物質やワクチンとは作用機序の異なる新たな病原細菌感染症の治療と予防法の開発につながる基礎研究を進めている。その中で齲蝕細菌(グラム陽性球菌)がもつSortase(細胞膜に存在するシステインプロテアーゼの一種)が齲蝕細菌の表層病原タンパク因子の細胞局在性を触媒していることを明らかにし、Sorbseが齲蝕細菌感染症の治療と予防に有用な標的酵素であることを示唆してきた。本研究では、まず、表層タンパク質の膜局在性を支配するSortase阻害剤開発のためにSortase活性の簡易・高感度測定法を開発する。mutans連鎖球菌群のもつデキストラン分解酵素はSortaseの基質となり、ブルーデキストランを含むSDS-PAGEで活性を容易に測定できることから、このデキストラン分解酵素活性測定法を改良してデキストラン分解酵素を基質としたSortase活性測定法を開発することとした。そのために、まずmutans連鎖球菌群のひとつであるS.cricetusのデキストラン分解酵素遺伝子について解析し、3603bp推定分子量128kDaのタンパク質であることを明らかにした。また、この遺伝子について解析したところ、C末端にSortase認識部位LPKTGモチーフと疎水性領域および荷電末端をもち、Sortaseの基質となりうることが分かった。発現ベクターpGEX6P-1にサブクローニングし、GST融合タンパク質を精製してブルーデキストランSDS-PAGEを行ったところ、ブルーデキストラン分解活性が確認されたので、この酵素を用いて、Sortaseの活性測定法を開発する。
電子機器を利用した環境犯罪学的技法ないし状況的犯罪予防策の展開

欧米諸国の中でも主としてイギリスの公共空間におけるCCTV(Closed Circuit Television閉鎖回路式監視カメラ)の設置状況およびこれに関する種々の研究・議論について現地調査を中止心に研究を行った。研究の調査対象地域として、設置が進んでいるハダースフィールド、シェフィールド、ウォルパーハンプトン、エディンバラの各市を選択し、その設置状況、これに対する市民の反応を市担当者、設置会社、管理センター責任者に対してインタビューし、また犯罪学者ら大学研究者、政府系の研究者として内務省研究機関の担当者と議論を行った。この中には、ケンブリッジ大学犯罪学研究所、シェフイールド大学法学部、ハダースフイールド大学法学部、内務省調査統計課に所属する研究者が含まれる。この結果、CCTV設置によって概ね以下の機能が確認された。(1)犯罪予防効果、つまりCCTVの設置により潜在的犯行者が検挙のリスクを認識し、当該場所では犯行を控えること。現に、設置場所付近では犯罪減少がみられた。(2)犯行捕捉機能、つまり犯行の状況を詳細に把握できるため警察官の配備等、迅速で的確な警察活動の対応が可能なこと。これにより検挙率が高まり、犯人検挙の効果がみられた。(3)犯罪証拠記録機能、つまりCCTVは一般にビデオ装置も兼ねており、その結果、犯罪証拠を記録でき、警察、検察、裁判場面で犯行者の追及に効果的である。これにより、犯行者が犯行を認める傾向が強まり、これらの機関の人的資源と時間の節減に効果がみられた。CCTV等の設置をめぐっては、さまざまな議論がみられる。一つは、犯罪を他の場所に移転させてしまう転移現象(displacement)、二つにはCCTV設置に伴う市民的自由の侵害、とくにプライバシー権の侵害等が議論されている。とくに後者に関しては近年まで必ずしも十分な議論がされてこなかったが、イギリスでは1998年データ保護法が成立し、CCTVを設置・管理・運営する者には、さまざまな法的義務が科され、市民の権利保護の動きが盛んになっている。今後は、CCTV設置の効果に対する評価研究によって、犯罪予防効果のほか、市民のこれに対する態度等が検討される必要がある。欧米諸国で近年導入の著しい環境犯罪学ないし状況的犯罪予防の技法の一つとしてのCCTV(監視カメラ)の設置状況とそれに対する住民の対応について、主としてイギリスを中心に現地において調査を実施する一方、イギリス内務省調査統計課の担当研究員に対するインタビュー、さらには関係図書によるデータ収集等を行った。環境犯罪学ないし状況的犯罪予防に関する技法は、犯罪を未然に予防し、あるいは犯人検挙の可能性・迅速性を高めるが、その反面種々の問題性も抱えており、本研究ではその両面を検討することに主眼をおいた。この結果、大都市(たとえばロンドン市、エディンバラ市)や中都市(たといばウォーバーハンプトン市)にはかなり数のCCTVが公私の領域に設置され、犯罪状況ないし道路交通状況を監視しており、なかには最新コンピュータ技術を駆使した顔面識別システム(facial recognition system)を導入し、犯罪前歴者・危険人物の所在を監視している。このようなシステムは、犯罪の事前防止ないし犯罪発生に対する迅速な対応を可能にする一方、一般市民の私生活に対する不当な介入の可能性もあり、イギリスでも議論が行われているが、一般にCCTVの設置は犯罪多発地帯に限定されており、その意味では市民に歓迎されているように思われた。しかし、一部の研究者・学者は「監視社会」に対する批判を強めている。今後、この種の機器がどの領域にどのような形で導入されていくのか、犯罪状況も勘案しながら、検討する必要がある。

昨年の引き続き、欧米諸国の中でもイギリスの公共空間におけるCCTV(Closed Circuit Television閉鎖回路式監視カメラ)の設置状況について、現地調査を行った。これについては、シェフィールド市役所の協力を受け、市街地を中心にCCTVの設置状況及びCCTV管理センターを視察し、担当者に対するインタービューを行った。また、関係機関、ケンブリッジ大学犯罪学研究所アンソニー・ボトムズ教授、シェフィールド大学法学部ジェイムズ・ディグナン博士、さらには内務省調査統計課モリッツ・フロッケンハウス氏などのCCTV専門家から意見を聴取した。なお、ケンブリッジ大学犯罪学研究所ラジノビッツ図書館において資料を収集した。この結果、CCTV設置によって概ね以下の機能が確認された。(1)犯罪予防効果、つまりCCTVの設置により潜在的犯行者が検挙のリスクを認識し、当該場所では犯行を控えること。現に、設置場所付近では犯罪減少がみられた。(2)犯行捕捉機能、つまり犯行の状況を詳細に把握できるため警察官の配備等、迅速で的確な警察活動の対応が可能なこと。これにより検挙率が高まり、犯人検挙の効果がみられた。(3)犯罪証拠記録機能、つまりCCTVは一般にビデオ装置も兼ねており、その結果、犯罪証拠を記録でき、警察、検察、裁判場面で犯行者の追及に効果的である。これにより、犯行者が犯行を認める傾向が強まり、これらの機関の人的資源と時間の節減に効果がみられた。一般に、CCTV等の防犯機器の設置は、犯罪を他の場所に移転させてしまう転移現象(displacement)がみられるが、逆に、CCTVを設置することにより予防効果の他の地区への波及効果もみられた。つまり、CCTV設置箇所に隣接する地区ではCCTVを設置しないにもかかわらず、犯罪減少がみれたのである。このように、公共空間におけるCCTV設置は状況的犯罪予防手段として一定の効果を有することが認められたが、他方で、市民生活を無差別に捕捉し、プライバシーの侵害を招く危険は依然指摘されている。しかし、それ以上に市民が安心して街路を利用できる点で、概ね市民から歓迎されており、この点は、わが国やアメリカとは異なった状況にあるものと思われる。
in vivoワイヤレス通信チップの基礎研究

あらゆるとこに有線ならびにワイヤレスのネットワークが張り巡らされ我々はいつでも、どこでも、誰とでも、どんな情報でも発信し共有できるようになってきた。IT文明とも称されるネットワーク社会において、「意味ある情報」とは何かという問いこたえることを目的としている。人の血液を極微量サンプリングして、pHやイオン濃度を測定するヘルスケアチップの開発が進められているが、さらに消化器官、例えば胃の消化液などpHやイオン濃度が測定できるならこれこそ「意味ある情報」のひとつである。ヘルスケアチップは早晩mmオーダーの大きさで実現すると予測される。本研究では、体内に投入したセンサーチップと体外との情報やりとりを可能とするin vivo通信チップの開発を目的とする。そのために、利用周波数帯の決定から、アンテナを搭載したmmサイズ通信チップの具現化を行う。本研究では、ISM帯である2.4GHz帯と13.56MHz帯に着目し、模擬体内・体外間の電波減衰特性の測定を行った。人体減衰量の実測結果を元に、通信するデータ量がkbit程度であるならば、体外からエネルギーを伝送し、体内チップにバッテリなどを搭載しなくても通信が可能であることを実験的に明らかにした。周波数13.56MHzの電磁結合方式を用いることにより、人体内外の通信を可能とする通信チップの試作を行った。シミュレーションにより、PIM通信を行うことにより、バッテリーレスでpHの送信が可能であることを確認した。あらゆるところに有線ならびにワイヤレスのネットワークが張り巡らされ、我々はいつでも、どこでも、誰とでも、どんな情報でも発信し共有できるようになってきた。IT文明とも称されるネットワーク社会において、「意味ある情報」とは何かという問いに答えることを目的としている。本研究では、体内に投入したセンサーチップと体外との情報のやりとりを可能とするin vivo通信チップの開発を目的とする。初年度の平成13年度は、MHzからGHzにわたる信号発生/伝送装置の立ち上げを行い、模擬的に体内・体外間の電波減衰特性の測定が可能なようにした。本研究では実際に搬送周波数として数十MHz帯を予定している。この程度の周波数帯における通信チップを試作するための設計ツールを立ち上げ、基本回路設計を行い、チップ試作を開始した。初年度に予定していた、チップ試作ならびに測定を行う系の立ち上げを終了した。以上のように研究計画に沿って研究は進行しており、次年度以降の研究遂行に支障はない。第2年度である平成13年度は、2.4GHz帯に着目し、模擬体内・体外間の電波減衰特性の測定を行った。通信するデータ量がkbit程度であるならば、体外からエネルギーを伝送し、体内チップにバッテリなどを搭載しなくても通信が可能であることを実験的に明らかにした。周波数帯として、数十MHz帯から数百kHz帯の方が減衰が少ないのではないかと予想しており、次年度以降も計測を行う予定である。また、通信チップ基本回路設計を行った。

最終年度にむけて、通信周波数帯の確定、チップの設計・試作を行う準備は整っている。あらゆるとこに有線ならびにワイヤレスのネットワークが張り巡らされ我々はいつでも、どこでも、誰とでも、どんな情報でも発信し共有できるようになってきた。IT文明とも称されるネットワーク社会において、「意味ある情報」とは何かという問いこたえることを目的としている。人の血液を極微量サンプリングして、pHやイオン濃度を測定するヘルスケアチップの開発が進められているが、さらに消化器官、例えば胃の消化液などpHやイオン濃度が測定できるならこれこそ「意味ある情報」のひとつである。ヘルスケアチップは早晩mmオーダーの大きさで実現すると予測される。本研究では、体内に投入したセンサーチップと体外との情報やりとりを可能とするin vivo通信チップの開発を目的とする。そのために、利用周波数帯の決定から、アンテナを搭載したmmサイズ通信チップの具現化を行う。平成15年度は、前年度までに確認をした2.4GHz帯に加え、ISM帯であるに13.56MHz帯に着目し、模擬体内・体外間の電波減衰特性の測定を行った。通信するデータ量がkbit程度であるならば、体外からエネルギーを伝送し、体内チップにバッテリなどを搭載しなくても通信が可能であることを実験的に明らかにした。電磁結合方式を用いることにより、人体内外の通信を可能とする通信チップの試作を行った。シミュレーションにより、13.56MHz帯でPIM通信を行うことにより、バッテリーレスでpHの送信が可能であることを確認した。また、FPGAを用いた実装により、文字データの伝送を実測により確認した。
頸部聴診法による嚥下障害スクリーニング法の確立に関する研究

嚥下障害の診断法としては、一般に嚥下造影検査法が最も精度の高い検査法とされている。しかし、本法は専用の設備内でしか行えず、被曝線量の問題もあるため摂食中の長時間にわたる診断や、回復、悪化に応じて度重なる診断が必要な嚥下障害患者の検査法としては十分利用できる方法とはいえない。一方、嚥下障害のスクリーニング法として頚部聴診法が臨床の場で広く行われている。この頚部聴診法は聴診器を用いて嚥下時に産生される呼吸音や嚥下音を聴取し、特殊な機器を必要とせずに非侵襲的に誤嚥や咽頭部の貯留を判定する方法で、ベッドサイドでも容易に行え、患者が実際に摂食している時にも診断が行える検査法である。しかし、頚部聴診法による検査手技ならびに明確な判定基準は未だ確立されていないのが現状である。そこで本研究では嚥下障害スクリーニング法として頸部聴診法を確立させるために、頚部聴診法の適切な検査手技を決定しならびに本法による診断基準を明らかにすることを目的として進めている。現在までに同意の得られた術前・術後の頭頚部腫瘍患者を対象とし、造影剤嚥下時に産生される嚥下音と嚥下前後の呼吸音を被検者の頚部より採取し、同時に透視装置(TOSHIBA GAW 10A現有)を用いて撮像した嚥下および呼気時の透視画像とともにビデオデッキ(TOSHIBA KXO 80N現有)に記録している。この際、頸部聴診法の手法を検討するため、検出器としては加速度ピックアップ(TEAK 501現有)あるいはをマイクロフォン(Sony ECM-77)を用いて、検査前の喀出の有無、検査食の種類、造影剤嚥下後の呼気の出し方など条件を変えながら記録を行っている。現在、記録された嚥下音、呼吸音を検者である歯科医師ならびに言語治療士に呈示し、嚥下音、呼吸音の聴覚的特徴の判定を進めている。しかし、本法は専用の設備内でしが行えず、被曝線量の問題もあるため摂食中の長時間にわたる診断や、回復、悪化に応じて度重なる診断が必要な嚥下障害患者の検査法としては十分利用できる方法とはいえない。そこで本研究では嚥下障害スクリーニング法として頸部聴診法を確立させるために、頚部聴診法の適切な検査手技を決定し、ならびに本法による診断基準を明らかにすることを目的として進めている。現在までに同意の得られた術前・術後の頭頚部腫瘍患者を対象とし、造影剤嚥下時に産生される嚥下音と嚥下前後の呼吸音を被検者の頚部より採取し、同時に透視装置(TOSHOBA GAW 10A現有)を用いて撮像した嚥下および呼気時の透視画像とともにビデオデッキ(TOSHIBA KXO 80N現有)に記録している。現在、記録された嚥下音、呼吸音を検者である歯科医師ならびに言語治療士に呈示し、嚥下音、呼吸目の聴覚的特徴の判定を進めているところである。現在までに同意の得られた術前・術後の頭頚部腫瘍

患者を対象とし、造影剤嚥下時に産生される嚥下音と嚥下前後の呼吸音を被検者の頚部より採取し、同時に透視装置(TOSHIBA GAW 10A現有)を用いて撮像した嚥下および呼気時の透視画像とともにビデオデッキ(TOSHIBA KXO 80N現有)に記録している。この際、頸部聴診法の手法を検討するため、検出器としては加速度ピックアップ(TEAK 501現有)あるいはをマイクロフォン(Sony ECM-77)を用いて、検査前の喀出の有無、検査食の種類、造影剤嚥下後の呼気の出し方など条件を変えながら記録を行っている。現在、記録された嚥下音、呼吸音を検者である歯科医師ならびに言語治療士に呈示し、嚥下音、呼吸音の聴覚的特徴の判定を進めている。
ＣＴＡ大口径チェレンコフ望遠鏡によるガンマ線バーストの観測的研究

Gamma Ray Burst(GRB)は宇宙最大の爆発現象であり、重力波や最高エネルギー宇宙線の起源候補天体として注目されているが、中心天体や放射機構などの基本的性質は未解明である。本研究では、GRBからの超高エネルギーガンマ線(>10 GeV)放射を検出するため、従来の十倍の感度を達成するCTA大口径チェレンンコフ望遠鏡の建設・較正に、焦点面カメラ開発班として携わる。全ての望遠鏡が揃うまでは、既存のMAGIC望遠鏡との共同観測体制を構築し、この波長帯でのエネルギースペクトルやフラックス時間変動などの基本的性質を明らかにし、GRBに関する理解への足掛かりを作る。
3次元形状視知覚に関わる分散協調型神経メカニズムの解明

3次元形状視知覚に関わる大脳皮質視覚関連領野における分散協調型の情報処理に注目し、研究を行った。物体の3次元形状の知覚はその手がかりとなる陰影や両眼視差、運動視差、パースペクティブなどさまざまな視覚属性が分散、独立して処理され、協調的に統合されるよって実現されると考えられているが、その神経メカニズムの詳細は明らかになっていない。我々は現在までに、マカクザルV4野に陰影からの3次元形状知覚に関連する神経細胞が存在することを明らかにしている。また、V4野の神経細胞が両眼視差の違いに応答することも知られている。陰影、両眼視差、テクスチャー勾配などの異なる3次元形状の手がかりが、V4野でどのように処理されているのかを調べるため、マカクザルV4野から陰影、テクスチャー勾配および両眼視差に対する神経細胞の応答を記録し、1つの神経細胞がそれぞれ異なった手がかりに対してどのような応答を示すかを調べた。その結果、1種類の手がかりのみに応答する細胞と、複数の手がかりに応答する細胞が存在することが明らかとなった。この結果は、各々の手がかりを独立に処理するプロセスと、それを統合し、表現するプロセスがV4野内に存在することを示唆している。さらに、複数の3次元形状の手がかりの間で、矛盾を生じるような視覚刺激を作製し、3次元形状知覚と神経細胞応答との関係を調べた。その結果、知覚に影響を与えるような手がかり間の矛盾も、V4野の神経細胞応答にはほとんど影響しないことがわかった。これは、3次元形状の最終的な解釈がより上位の領野で行われており、V4野はそれに必要な要素情報を検出し、上位の階層へ提供していることを示唆している。視覚神経系が物体認識などに関して高い能力を示すのには、情報処理の分散性が本質的な役割を果たしている。本研究は視覚神経系を分散協調型情報処理システムとして捉え、単に視覚情報をどのようなアルゴリズムで処理しているかといった問題だけでなく、分散システムとしてどのようにデザインされているかを明らかにする目的で、3次元形状視知覚に関わる大脳皮質視覚関連領野における分散協調型の情報処理に注目し、研究を行った。本研究は、まだ十分な量のデータが得られていないため、現在も進行中である。
量子化ホ-ル抵抗の超高精度測定

1.CSIRO・NMLにおけるΩSI値付けおよび量子化ホ-ル抵抗測定の調査と1Ω標準抵抗器の携行:平成2年10月,研究代表者はオ-ストラリア科学技術研究庁(CSIRO)の国立計測研究所(NML)を訪問し,1Ω標準抵抗器の製作とクロスキャパシタ-による1Ω標準抵抗器のΩSI値付けの実施状況を調査した.NMLは電気標準だけではなく,全ての物理量の標準研究を総合して行っている集中した機関である。1Ω標準抵抗器の製作と長期管理ならびにΩSI値付けは,保証する精度以内(0.06ppm)で信頼できると結論した.量子化ホ-ル抵抗の測定は,主として,リケッツ氏が担当し,1Ω標準抵抗器の製作とΩSI値付けを行っているのと同じ実験室で,10T超伝導磁石と液体へリウムによる低温度でGaAs/AlGaAsヘテロ接合試料について行われていた.クライオスタット内の試料から恒温オイル槽内の切り替えスイッチまでコネクタ-無しに直接配線していることが学習院大学と異なる点である.また,自動計測用スイッチ類はすべて恒温オイル槽内にあることも異なる点である.インピ-ダンス・グル-プのリ-ダ-であるスモ-ル氏の好意により貸与された2個の1Ω標準抵抗器(R1=Sー60658,R2=64163)を航空機座席に持ち込み,学習院大学理学部内研究代表者の実験室まで携行した.2.Small氏との学習院大学における協同研究:平成2年12月,CSIRO・NMLからインピ-ダンス・グル-プのリ-ダ-であるスモ-ル氏が来日し,研究代表者の実験室にある超高精度抵抗比較測定用回路の点検・改良ならびにコンピュ-タによる自動化計測システムの最適化を行った.これを実行するに際して,NMLから貸与された2個の1Ω標準抵抗器がきわめて安定であることを利用し,測定システムの点検と調整を行うための標準試料として使用した.その結果,室温制御用空調機の動作に付随する微小な温度変化に原因する回路内熱起電力の温度変化を見いだし,これを除去することに成功した.この効果は,安定な電流源を使用すれば,約6時間の測定時間で,0.1Vの電圧降下に対して0.01ppm以内の精度で安定した抵抗比較が可能になった.3.Ricketts氏との学習院大学における協同研究:研究代表者たちが行ったGaAs/AlGaASへテロ接合試料の量子化ホ-ル抵抗の参照抵抗器に対する比較測定の結果を考慮して,平成3年3月,リケッツ氏はあらたに値付けされた1Ω標準抵抗器(R3=64146)を携行して来日した.この抵抗器を先に貸与されていた2個の1Ω標準抵抗器R1,R2と同じオイル恒温槽に納めて,3個の1Ω標準抵抗器相互の比較測定を行った.その結果,R1,R2の抵抗値は安定であることが判った。1Ω標準抵抗器R3は,リケッツ氏によりNMLに携行されて,再度検定し,その結果を報告されることになった.なお,この期間に,試料ホルダ-の配線の絶縁抵抗の検定,直流電流比較型電位差計の自動平衡回路の動作検定を協同して行った.4.測定結果の要約:15.6Tまでの磁場中で0.5Kまでの低温度で量子化ホ-ル抵抗の超高精度比較測定(精度0.01ppm以内)を10時間以内に行い,試料交換を容易に可能な,測定システムと試料ホルダ-の再構築を行った。このシステムによって,平成3年2月に,GaAs/AlGaAsヘテロ接合試料の量子数2と4の量子化ホ-ル抵抗をそれぞれの値に極めて近い抵抗値をもつ参照抵抗器に対して相対測定を行った.10μAの電流を用い,6時間の測定で,量子数2の量子化ホ-ル抵抗については0.01ppm以内,量子数4のそれについては0.015ppm以内の精度で測定できた.NMLの1Ω標準抵抗器に基づいて極低温度流比較計により参照抵抗器を較正して,1988年のNMLの測定結果と比較して,参照抵抗器の経時変化が0.0018ppm/日であることが明らかになった.この経時変化は,今後,量子化ホ-ル抵抗の超高精度測定を連続して実行するために,十分に小さい値である.1.CSIRO・NMLにおけるΩSI値付けおよび量子化ホ-ル抵抗測定の調査と1Ω標準抵抗器の携行:平成2年10月,研究代表者はオ-ストラリア科学技術研究庁(CSIRO)の国立計測研究所(NML)を訪問し,1Ω標準抵抗器の製作とクロスキャパシタ-による1Ω標準抵抗器のΩSI値付けの実施状況を調査した.NMLは電気標準だけではなく,全ての物理量の標準研究を総合して行っている集中した機関である。1Ω標準抵抗器の製作と長期管理ならびにΩSI値付けは,保証する精度以内(0.06ppm)で信頼できると結論した.量子化ホ-ル抵抗の測定は,主として,リケッツ氏が担当し,1Ω標準抵抗器の製作とΩSI値付けを行っているのと同じ実験室で,10T超伝導磁石と液体へリウムによる低温度でGaAs/AlGaAsヘテロ接合試料について行われていた.

クライオスタット内の試料から恒温オイル槽内の切り替えスイッチまでコネクタ-無しに直接配線していることが学習院大学と異なる点である.また,自動計測用スイッチ類はすべて恒温オイル槽内にあることも異なる点である.インピ-ダンス・グル-プのリ-ダ-であるスモ-ル氏の好意により貸与された2個の1Ω標準抵抗器(R1=Sー60658,R2=64163)を航空機座席に持ち込み,学習院大学理学部内研究代表者の実験室まで携行した.2.Small氏との学習院大学における協同研究:平成2年12月,CSIRO・NMLからインピ-ダンス・グル-プのリ-ダ-であるスモ-ル氏が来日し,研究代表者の実験室にある超高精度抵抗比較測定用回路の点検・改良ならびにコンピュ-タによる自動化計測システムの最適化を行った.これを実行するに際して,NMLから貸与された2個の1Ω標準抵抗器がきわめて安定であることを利用し,測定システムの点検と調整を行うための標準試料として使用した.その結果,室温制御用空調機の動作に付随する微小な温度変化に原因する回路内熱起電力の温度変化を見いだし,これを除去することに成功した.この効果は,安定な電流源を使用すれば,約6時間の測定時間で,0.1Vの電圧降下に対して0.01ppm以内の精度で安定した抵抗比較が可能になった.3.Ricketts氏との学習院大学における協同研究:研究代表者たちが行ったGaAs/AlGaASへテロ接合試料の量子化ホ-ル抵抗の参照抵抗器に対する比較測定の結果を考慮して,平成3年3月,リケッツ氏はあらたに値付けされた1Ω標準抵抗器(R3=64146)を携行して来日した.この抵抗器を先に貸与されていた2個の1Ω標準抵抗器R1,R2と同じオイル恒温槽に納めて,3個の1Ω標準抵抗器相互の比較測定を行った.その結果,R1,R2の抵抗値は安定であることが判った。1Ω標準抵抗器R3は,リケッツ氏によりNMLに携行されて,再度検定し,その結果を報告されることになった.なお,この期間に,試料ホルダ-の配線の絶縁抵抗の検定,直流電流比較型電位差計の自動平衡回路の動作検定を協同して行った.4.測定結果の要約:15.6Tまでの磁場中で0.5Kまでの低温度で量子化ホ-ル抵抗の超高精度比較測定(精度0.01ppm以内)を10時間以内に行い,試料交換を容易に可能な,測定システムと試料ホルダ-の再構築を行った。このシステムによって,平成3年2月に,GaAs/AlGaAsヘテロ接合試料の量子数2と4の量子化ホ-ル抵抗をそれぞれの値に極めて近い抵抗値をもつ参照抵抗器に対して相対測定を行った.10μAの電流を用い,6時間の測定で,量子数2の量子化ホ-ル抵抗については0.01ppm以内,量子数4のそれについては0.015ppm以内の精度で測定できた.NMLの1Ω標準抵抗器に基づいて極低温度流比較計により参照抵抗器を較正して,1988年のNMLの測定結果と比較して,参照抵抗器の経時変化が0.0018ppm/日であることが明らかになった.この経時変化は,今後,量子化ホ-ル抵抗の超高精度測定を連続して実行するために,十分に小さい値である.
代数的ベクトル束のモジュライの研究

射影的代数多様体上の半安定層のモジュライ空間に関してstrange dualityと呼ばれる不思議な現象がある.これは然るべき二つのモジュライ空間上の直線束の大域切断の空間が双対の関係にある,という現象である.代数曲線上の場合にはほぼ証明されているが,代数曲面上の場合は未だ未解決の部分も多く,謎の多い現象である.本研究では,射影平面上またはK3曲面上のstrange duality予想について,いくつか部分的な場合を証明した.また,未解決である射影直線上の直交群束の場合のstrange dualityへの一歩として,一般テータ空間の分解定理を証明した.本研究の大きな目標は射影平面上のルポティエのstrange duality予想を解決することであるが,今年度はこれに関して二つの研究を行った.射影平面上のstrange dualityは,第一チャーン類が0,第二チャーン類がnの階数2半安定層のモジュライ空間と,第一チャーン類がd,正則オイラー標数が0の半安定純一次元層のモジュライ空間に対して,それぞれのモジュライ空間上のしかるべき直線束の大域切断が双対になる,という予想である.今年度行った一つ目の研究は,d=5の場合に一次元層のモジュライのテータ因子と射影平面上のヒルベルトスキームとの関係を記述したことである.具体的には,途中で現れるブローアップブローダウンの様子を記述した.この研究の意義は一次元層のモジュライ上の直線束の大域切断の次元の計算をヒルベルトスキーム上のそれに帰着していることである.実際d=4の場合は本研究者はこの帰着を用いて一次元層のモジュライ空間上の直線束の大域切断の次元を計算した.今年度行った二つ目の研究は,d=4の場合の研究である.d=4の場合は2年前に本研究者が一次元層のモジュライ空間上の直線束の大域切断の次元を計算し,nが6以下の場合にstrange dualityが数値的には成り立っていることを示していた.「数値的に」というのは,双対であると期待されているベクトル空間の次元が等しい,ということである.今年度は,d=4の場合のstrange duality写像の全射性を示した.これにより,d=4かつnが6以下の場合は,strange duality予想が正しいことが分かった.証明で,射影平面上の半安定層のモジュライから平面4次曲線上の安定ベクトル束へのモジュライへの制限写像を調べることになる.この制限写像を調べることの重要性を示唆しているのがこの研究の意義である.昨年度に引き続き代数的ベクトル束のモジュライ空間上の直線束の大域切断に関する双対性である「strange duality」の研究を行った.昨年までは,もっぱら射影平面上のベクトル束のモジュライ空間について調べていたが,今年度は,K3曲面上のベクトル束のモジュライ空間に対するstrange dualityを考察した.得られた結果について述べる.XをK3曲面でピカール群が豊富因子Hで生成されるようなものとする.X上の安定1次元層Gでオイラー標数が0で,第一チャーン類がHであるようなもののモジュライ空間をNとする.また,X上の階数2の安定層で第一チャーン類が0で,第二チャーン類がnであるようなもののモジュライ空間をMとする.このとき,二つのモジュライ空間M,Nに対してstragne duality mapを考えるとき,nが十分大きければmapは全射になる,というのが,主結果である.K3曲面の場合は,nが奇数の場合には,strange duality mapは同次元のベクトル空間の間の射であることが知られているので,この結果により,nが十分大きい奇数の場合にはstrange dualityが成り立つことがわかる.K3曲面に対してはMarian-Opreaも別の場合にstrange dualityを示している.彼らの証明の鍵は,Fourier-Mukai変換により,議論を階数1の場合に帰着することである.一方,今回私の得た結果の証明は,階数を落とさずに議論しているところが特徴的である.この議論はあまりK3曲面の特殊性を使っていないという点で(もちろん少しは使う),他の曲面上にも応用できる可能性があり重要である.射影的代数多様体上の半安定層のモジュライ空間に関してstrange dualityと呼ばれる不思議な現象がある.これは然るべき二つのモジュライ空間上の直線束の大域切断の空間が双対の関係にある,という現象である.代数曲線上の場合にはほぼ証明されているが,代数曲面上の場合は未だ未解決の部分も多く,謎の多い現象である.本研究では,射影平面上またはK3曲面上のstrange duality予想について,いくつか部分的な場合を証明した.また,未解決である射影直線上の直交群束の場合のstrange dualityへの一歩として,一般テータ空間の分解定理を証明した.昨年まで行ってきた代数的ベクトル束のモジュライ空間上の一般テータ関数の空間に関する双対性であるstrange dualityを今年度も引き続き研究した。strange duality現象は曲線状のベクトル束について考えるか、曲面上のベクトル束について考えるか、または、通常のベクトル束を考えるか、代数群Gに対し主G束を考えるかによって種種のバリエーションができるが、今年度は、代数曲線上のSO束のモジュライ空間に対するstrange duality現象に取り組んだ。Belkale, Marian-Opreaによる(SL,GL)strange dualityや、筆者による(Sp,Sp)strange duality(共に定式化はBeauvilleによる)や、

Boysal-Paulyによる例外型代数群束に対するstrange dualityなどの結果がある中で、SO束のモジュライに対するstragne dualityは、曲線上では残されたもっとも大切な場合ではないかと思われる。曲線の退化とそれにともなう一般テータ関数の空間の分解定理に基づく(Sp,Sp)の場合のstrange dualityの証明をSOの場合にも適用しようと考えるのは自然なことである。それを実行するに当たってまず、曲線が結節点を持つ特異曲線に退化する際のSO束のモジュライ空間上の一般テータ関数の空間の分解定理を確立することが必要になる。本年度の研究成果は、このSO束の場合の一般テータ関数の分解定理を証明したことである。その際、結節点を持つ曲線上のSO層のモジュライ空間の特異点は一般に正規交差であることが分かり、それが分解定理の様子に反映されることが分かった。申請者はここ数年,代数曲面上のstrange duality現象に取り組んできた.これは大雑把に言うと,異なる代数的層のモジュライ空間上の直線束の大域切断の空間が双対であろう,という不思議な予想である.一般的に言って,モジュライ空間上の直線束の大域切断の空間を調べるのは(たとえばその次元を計算するのですら)難しい問題である.これに対する一つの戦略は,そのモジュライ空間と双有理なより調べやすい射影多様体見つけることである.それを見つける一つの方法として,層の安定性を定める偏極を動かす,という方法がある.しかし,本研究で最も興味のある射影平面の場合にはピカール数が1であるため,偏極を動かす手法が使えなかった.本研究の今年度の研究成果は,Coskun-Huizenga-Woolfの手法の応用として,「射影平面の場合,もしstrange dualityを考える層のモジュライの少なくとも一方がheight zeroならstrange dualityが成り立つ」という定理を証明したことである.この定理は,複体のモジュライ空間を考えることが層のモジュライ空間の性質を調べるのに役立つ,一つの例になっており興味深い.代数幾何学d=5の場合にも,一次元層のモジュライ上の直線束の大域切断の次元の計算をヒルベルトスキーム上のそれに帰着したが,ヒルベルトスキーム上の直線束の計算が,d=4のときとは異なり,困難なため.SO束のモジュライ空間上の一般テータ関数の分解定理が証明できたことは前進であるが、SO束のモジュライ空間は一般には連結にならないためstrange dualityの定式化がそれほど明らかではなく困難を伴っているため。今後も,射影平面上のstrange dualityの解決を目標としてベクトル束のモジュライの性質を調べる.具体的には,d=5の場合に重要性を示唆されている曲面上の半安定層を曲線上に制限する制限写像の様子を調べる.また,K3曲面やエンリケス曲面上でもstrange duality現象がないか探す.また,昨年度行った曲線上のSO束の場合のstrange dualityの研究も時間があったら復活させて続きを調べてみたい.今後もしばらくは、残されている場合のベクトル束のモジュライのstrange duality現象について研究する。具体的には次のことを調べたい。
スピン偏極弾道電子放出顕微鏡による（ＧａＭｎ）Ａｓ電子構造と強磁性発現機構の解明

磁性半導体が磁石の特性を持つ理由を、代表的な物質であるGaMnAsにおいて調べることを目的とした。特に、原子が見えるくらいのナノメートルスケールでその物理を解明するための実験システムの開発と測定を試みた。微弱な特性の違いを検出できるように高精度の顕微鏡(BEEM)を使った測定系を開発した。これにより量子井戸1MLの厚みの違いによる電子状態のわずかな違いを検出できた。さらに、この手法をGaMnAsに適用するため、適切な人工超格子の構造と結晶成長条件を調べた。目的のGaMnAsの部分の情報だけを抽出できるように、現在実験計算両面でさらなる検討を行っている。希薄磁性半導体の電子構造を解明することを目的とし、弾道電子顕微鏡を用いた、GaMnAsの局所領域における電子構造解明を目的とした。本年度は、半導体超格子構造の作製、および表面ベース電極の形成、これらが可能な真空システムの開発、ならびに、その弾道電子顕微鏡による測定を行うことが出来た。さらに、GaAsを基板として、従来よりも平易に層状反強磁性であるCr(001)薄膜を得ることに成功した。これにより、スピン偏極STM用の探針の磁性確認を行う手段を得た。これらにより、磁性針を使った、GaMnAsの電子構造の磁気的特性まで含めた測定が可能な準備を整えることが出来た。一方で、AlAs/GaAs/AlAsのヘテロ構造(量子井戸)に関しては、実際に弾道電子顕微鏡による局所的な量子準位電子構造の測定を行うことが出来た。トランスファーマトリックスメソッドによる計算から、膜厚の空間不均一性が14MLに対応する量子準位のずれが観測された。このために、10乗の電流電圧プリアンプを開発しシステムのS/N比を向上させた。弾道電子顕微鏡による測定では、最表面が原子レベルで平坦でないと、その凹凸情報が、測定結果に影響を与えてしまうため、現在は平坦化の技術向上を課題としている。しかしながら、実際にヘテロ構造を作製し、コレクタ電流の空間不均一性まで検出できたことから、GaMnAsを井戸とする構造を測ることで、電子構造の評価が可能なところまで到達できたと考えている。また、これらの研究を通して、スピンSTM以外に、時期的に電子構造を測定する手段としてスピンバルブ電極を用いることが有効であることも見出し、実際に、Fe/Au/Fe電極を作製可能なシステムを作製し、現在測定に挑戦している。GaMnAsヘテロ構造サンプルの表面に金属電極を作成し、探針と金属電極間に流れるトンネル電流でSTMのフィードバックを行う。一方、探針からのキャリアの一部が弾道的に試料内部に侵入し、量子井戸を通過したものだけが電流計で検出される。これをBEEM測定法と呼ぶ。本年度は、超高真空を破らずに一貫してメタル電極を作成するための蒸着機構と、蒸着源を超高真空を破らずに補充できるシステムの開発を行った。また、BEEM用のメタル電極蒸着のためのマスクも設置し、任意形状のマスクにいつでも交換できるような、可変システムを構築した。また、BEEM回路自体も本年度で完成させることに成功し、そのテストをGaAs(001)上のAuのサンプル系において行った。GaMnAs量子井戸中の電子状態は強磁性相ではスピン分裂しており、これらを分離して測定するためには磁性探針を用いた、スピン偏極STMが必要であり、本年度はスピンSTMの構築に成功した。一般的なW針にFeを蒸着することで磁性探針を作成した。針が磁性を持っていることを確認するために、テストサンプルとして層状反強磁性のCr(001)膜を作成した。Cr(001)薄膜は、GaAs上のAu薄膜上に簡便に成長できるように結晶成長プロセスを新たに開発し、より簡便にSP-STM用の針のチェックを行えるシステムを開発できた。また、これらの過程で、Au上のCr薄膜成長過程に関する新しい知見が多く得られ、本研究の基盤技術としても有意であると同時に、基礎物理的観点からも意義のある成果が得られた。半導体スピントロニクスにおいて希薄磁性半導体の相転移温度の向上は、将来のデバイス応用に向けて非常に重要な課題である。一方で代表的な希薄磁性半導体であるGaMnAsの強磁性発現機構ならびに電子構造が正確には解明になたっておらず、この解明が高い相転移温度を持つ新材料の設計のために重要と期待されている。そのため、GaMnAsの電子構造を解明することを目的とし、弾道電子顕微鏡を用いた、GaMnAsの局所領域における電子構造測定を目標とした。本年度は、BEEMのエネルギー分解能を量子井戸厚み1層の違いによる共鳴準位の変化を検出できるように向上させた。さらに、Bell-keiserの輸送原理を利用して、共鳴準位の同定を行うことができた。

また、測定手法としては、Spin-STMよりもBEEM法の方が適するという知見が得られた。また、実際にGaMnAsを含んだ超格子構造を作製し、ヘキ開面の断面STMにより、Mnの局所電子状態を調べた。これは、低濃度のMnの磁性に関する情報を得られる実験の基礎となるものであり、強磁性発現する高濃度GaMnAsの強磁性発現メカニズムの解明のためにも有用な情報となると考えている。さらに、GaMnAsのダブルレイヤーを用いたスピンバルブ機構によるスピン注入が、BEEMで磁性を調べる上で有用である可能性を見出し、新たにプローブ顕微法によるドメイン観察・制御の技術の足がかりが得られた。スピントロニクス目的としてた、GaMnAsの電子構造測定には、当初予測していなかった、ヘテロ構造の作製プロセスの困難さ、最表面の原子レベルでの平坦表面の必要性などの技術的問題が伴うことが分かり、解明に至らなかった。しかしながら、当初予定していた実験は予定より遅れてはいるが、今後可能に出来ると考えており、さらに、当初予定していたスピンSTMによる磁性測定よりも有効な手法を見出すことが出来た。本研究の全体目標はGaMnAs量子井戸中の電子状態をスピン偏極STMとBEEM測定法により解明することである。そのため、初年度には、スピン偏極STMの立上と他システムと融合、BEEM測定回路の立上、BEEM用電極蒸着のための蒸着機構及びマスク機構の開発と設置を目標としていた。これらが本年度全て順調に達成された。また、STMの経年劣化箇所全てに対し完全な保守点検を行ったことで、STM全体の測定精度が向上することができた。現在の最大の課題は、平坦表面を如何に得るかということである。高温で金属電極を蒸着すると、内部に拡散してしまい、ヘテロ構造の物性を壊してしまう。一方で室温で蒸着すると平坦性が低下する。これらを克服するため、現在、半導体層の最上面に高ドープし、半導体層ををそのまま電極として用いることや、室温蒸着でも平坦に製膜可能な金属・蒸着条件の模索を行っている。GaMnAsの量子井戸の電子状態を測定することで、強磁性の発現機構の解明に対して、有意義な知見を得ることを目的としている。初年度に測定器系統の準備はかなり進んだが、STMの探針ーサンプル間距離を長時間安定に一定に保てるように、STMコントローラ側の改善を図り、より高精度に電子状態(STS)を測定できるように改良するつもりである。一般的なWのSTM針を使い、(Ga,Mn)Asの電子構造測定を行う。(Ga,Mn)AsのεFが不純物帯に位置する場合は、不純物帯と価電子帯の両方の準位で弾道正孔が通過するが、εFが価電子帯に位置する場合には、不純物帯の準位を通過できず電流として検出できない。さらに、Tc前後を比較することで、強磁性相転移による電子構造の変化に注目する。特に、強磁性発現がp-d交換相互作用による場合は、p-d交換分裂が確認できると予測される。逆に2重交換作用による場合は、不純物帯と価電子帯が分離しており、価電子帯中の電子構造はGaAs(Mn濃度ゼロ)の電子構造をほぼ維持していると予測される。また、Mn濃度を変えて、定量的な変化を調べる。
リチウム二次電池用炭素負極の高分子固体電解質への適用

小形/超薄形の高性能二次電池開発に関する基礎研究として、炭素負極/固体電解質からなる新しい電極系を設計し、その基礎特性を明かにした。得られた成果は以下のようにまとめられる。1.高分子固体電解質の合成と物性測定側鎖にエチレンオキシドユニットを有するメタクリル酸エステルと、リチウム塩を溶解した有機溶媒との混合物を光重合法により固形化し、固体電解質薄膜を作製した。電解質の組成を種々検討し、室温で10^<-4>Scm^<-1>以上のイオン伝導度を得た。2.炭素負極におけるリチウムの電気化学的インターカレーション異なる結晶化度をもつ4種の炭素材料について、有機電解液中でのリチウムの電気化学的インターカレーション/デインターカレーション過程を調べた。電池特性に関係する充放電時の電荷容量は炭素材料のみならず電解質の組成にも依存することがわかった。検討した系の中では、乱層構造を持つ易黒鉛化炭素で最も高い放電容量を得た。3.炭素負極-固体電解質系の最適化上記結果を基にして、高性能薄形二次電池として最適な電極/電解質系を求めた。実証試験についてはまだデータが不十分であるが、このシステムに適した正極材料を新たに選定する必要があることも判明した。4.成果公表以上の研究成果は論文としては未発表であるが、日本化学会中国四国支部九州支部合同大会(平成5年11月,高知)にて口頭発表し、また電気化学協会第61回大会(平成6年4月,仙台)にて口頭発表する予定である。
メゾスコピック領域でのベンゼノイド及び非ベンゼノイド縮合多環系の電子論

不飽和共役炭化水素中のπ電子の移動の方向と強弱が、古典的な有機電子論の図式的な方法でよく表されることの数学的な裏付けについての大局的な証明は、前年度までの研究で示すことができた。その際、大きな縮合多環芳香族炭化水素については、電子移動の減衰の速度を有機電子論で予測することはできないこと、及びある種の周辺構造をもつ巨大な縮合多環芳香族炭化水素で異常に大きな「トンネル電子移動」の起こることが判明した。即ち、多数のベンゼン環が平行四辺形状に縮合した系の末端に一個の窒素原子置換をするだけで、そこから最遠端より少し手前の周辺部の炭素原子上のπ電子が大きく吸引され、系としては巨大な双極子モーメントが生じる。今回これらの系について、HMOから得られるCoulsonの分極率と部分グラフのケクレ構造数との間の興味ある相関関係を発見し、そのグラフ理論的な解釈を得ることに成功した。我々のグループでは、このように大きなπ電子共役系における端の構造の影響を、バンド理論の立場からも研究を進めている。即ち、巨大なベンゼノイド系において、armchair端とzigzag端の長さ(aおよびz)によって、両方の端を有する長方形ネットワークの電子状態がどのように記述されるかを、強結合モデルの範囲で調べた。z<6程度ではzの3倍周期で電子状態が変化するが、ナノスケールの領域ではエッジ状態というzigzag端の特徴がフェルミ準位近傍を支配する。また2次元グラファイトに特徴的なE=±1の軌道の数が、aとzの関数として周期的に変化することがわかった。