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気体流における非平衡現象の理論的研究-微視的・巨視的混成気体力学による新しいアプローチ-

1.低圧気体の二次元ベナール問題を日伊で分担し研究した.日側はこの問題を総合的に研究し,古典流体力学で知られていたこの問題の安定限界とは別種の,新しい限界の存在を示した.さらに,これが古典流体力学でも存在することを示した.また,単一では安定に存在するロール解を並べた多ロール列解の安定性と,不安定解の新しいロール列解への遷移の様子を明らかにした.伊側はこの問題の安定限界を超えた範囲でカオス的な振舞いをする流れの例をモンテカルロ直接シミュレーション法(DSMC法)により示した.2.日側は,蒸発・凝縮を伴う2重円管のクエット流の分岐について研究した.まず,内部の円管だけが回転している場合の分岐の成り立ちを,DSMC法によって初期値問題から検討し,初期値と定常解との関係を明らかにした.さらに安定性問題をDSMC法で扱う際の困難な点を系統的に調べ,同法による研究を進めている伊側にその資料を提供した.つぎに,円管の回転速度が遅い場合の弱低圧気体に対象を限定し,2つの円管が共に回転する場合も含めた系統的な解析を行った.その結果,この場合における分岐の構造の全容が明らかになり,内部円管だけが回転している場合の分岐解に加え,多様な型の分岐解が存在することを新たに見出した.3.日側は,低圧気体に特有の,温度場による流れを巧みに利用した真空ポンプの可能性を実験により検討した.その結果,既に行った数値解析の結果と整合する流れが観測され,このポンプの有効性が実証された.また,この結果も含め,温度場による低圧気体の流れについて従来の成果を統括した.4.日側は,平面凝縮相への凝縮流についての従来の成果を統合・系統化し,別の立場から蒸発・凝縮流について総合的著述を進めている伊側にこの資料を提供した.5.伊側の提案で無限に強い衝撃波の共同研究を行い,日側の直接的数値解法を適用して伊側が課題にしていた速度分布関数の特異性の構造を解明した.また,日側はボルツマン方程式の直接的数値解法およびDSMC法を時間について高次精度化し,それを衝撃波の伝播および反射の問題に適用した.1.低圧気体の二次元ベナール問題を日伊で分担し研究した.日側はこの問題を総合的に研究し,古典流体力学で知られていたこの問題の安定限界とは別種の,新しい限界の存在を示した.さらに,これが古典流体力学でも存在することを示した.また,単一では安定に存在するロール解を並べた多ロール列解の安定性と,不安定解の新しいロール列解への遷移の様子を明らかにした.伊側はこの問題の安定限界を超えた範囲でカオス的な振舞いをする流れの例をモンテカルロ直接シミュレーション法(DSMC法)により示した.2.日側は,蒸発・凝縮を伴う2重円管のクエット流の分岐について研究した.まず,内部の円管だけが回転している場合の分岐の成り立ちを,DSMC法によって初期値問題から検討し,初期値と定常解との関係を明らかにした.さらに安定性問題をDSMC法で扱う際の困難な点を系統的に調べ,同法による研究を進めている伊側にその資料を提供した.つぎに,円管の回転速度が遅い場合の弱低圧気体に対象を限定し,2つの円管が共に回転する場合も含めた系統的な解析を行った.その結果,この場合における分岐の構造の全容が明らかになり,内部円管だけが回転している場合の分岐解に加え,多様な型の分岐解が存在することを新たに見出した.3.日側は,低圧気体に特有の,温度場による流れを巧みに利用した真空ポンプの可能性を実験により検討した.その結果,既に行った数値解析の結果と整合する流れが観測され,このポンプの有効性が実証された.また,この結果も含め,温度場による低圧気体の流れについて従来の成果を統括した.4.日側は,平面凝縮相への凝縮流についての従来の成果を統合・系統化し,別の立場から蒸発・凝縮流について総合的著述を進めている伊側にこの資料を提供した.5.伊側の提案で無限に強い衝撃波の共同研究を行い,日側の直接的数値解法を適用して伊側が課題にしていた速度分布関数の特異性の構造を解明した.また,日側はボルツマン方程式の直接的数値解法およびDSMC法を時間について高次精度化し,それを衝撃波の伝播および反射の問題に適用した.本年度得られた成果の概要は以下の通りである。1.低圧気体の二次元ベナール問題を日伊で分担して二方面から研究した。(1)日側は、この問題の総合的な研究を進めている。古典流体力学で知られている、この問題の安定限界とは別種の限界の存在を示し、さらに、古典流体力学においてもこの限界が存在することを示した。また、単一では安定に存在するロール解を並べた多ロール列解の安定性と不安定解の新しいロール列解への遷移の様子を明らかにした。(2)伊側は、この問題の安定限界を超えた範囲でカオス的な振舞をする流れの例をモンテ・カルロ法による直接シミュレーションによって示した。2.日側は、テーラー・クェット問題を気体論に基づいて数値解析し、低圧気体の円管クェット流の安定限界を明らかにした。とくに、円管の温度差が常に流れを安定化させるという一般の予想に反する結果を得た。

3.日側は、蒸発・凝縮を伴なう二重円管間のクェット流の分岐の成り立ちを、モンテ・カルロ直接シミュレーション法を用いて初期値問題から検討し、初期値と定常解との関係を明らかにした。さらに、安定性問題を直接シミュレーション法によって解析する場合におこる困難な点を系統的に調べ、同法により解析を進めている伊側にその資料を提供した。4.平面凝縮相への弱い凝縮流に対する温度場の影響を気体論に基づいて解析した。さらに、従来の成果を総合して、平面凝縮相への凝縮流についての情報を系統化した。この資料は、別の立場から蒸発・凝縮流について総合的著述を進めている伊側に提供された。5.伊側は、多原子分子気体の衝突断面積のモデル、エンスコック方程式に対する直接シミュレーション法、無限に強い衝撃波の構造に関する最近の研究成果を日本側に提供した。衝撃波問題について、日伊共同で検討し、共同研究が始められた。本年度に上げられた成果はつぎの通りである.1.日側は,蒸気・凝縮を伴なう2重円管のクエット流の分岐をさらに詳しく研究した.これまでは内部の円管だけが回転している場合を対象にして分岐解を解析・数値解析の両面から検討してきたが,本年度は,円管の回転速度が遅い弱希薄気体に対象を限定し,2つの円管が共に回転する場合も含めて気体の振舞いを解析的に調べた.その結果,この場合における分岐の構造の全容が明らかになり,これまでの研究で対象にしていた分岐解に加えて,さらに多様な新しい型の分岐解を見出した.2.希薄気体には温度場によって流れが誘起されるという,常圧気体にはない性質がある.日側は,この性質を巧みに利用した真空ポンプの可能性について実験による検討を行った.その結果,既に行われた数値解析の結果と整合する気体の流れが観測され,新しい真空ポンプの実現性が確認された.また,この実験的検証も含め,温度場による希薄気体の流れについての従来の成果を総括し,その情報を系統化した.3.日伊で共同,あるいは分担して,衝撃波問題についてつぎの2つの研究を行った.(1)伊側からの研究成果の提供により前年度から無限に強い衝撃波の構造の共同研究が開始された.日側の直接的数値解析法をこの問題に適用することにより,伊側の研究では得られなかった速度分布関数の特異性の構造が明らかにされた.(2)日側は時間依存のボルツマン方程式の直接的および確率論的数値解法を時間発展について高次精度化し,それを衝撃波の伝播および反射の問題に適用した.さらに,ボルツマン方程式を含むより広い範囲の微(積)分方程式の初期値問題に対する高次精度数値解法としてこれを一般化した.
力学刺激受容機構としてのアクチン線維の構造変化

我々のこれまでの研究によって、アクチン線維が力学受容機構を内在していることが明らかになった(Hayakawa et. al., 2011)。しかし、アクチン線維にある力学受容機構がどのような分子メカニズムで動作しているかは依然不明であった。本研究ではアクチン線維に光ピンセットで張力を負荷しそのねじれ揺らぎを分析した。実験からアクチン線維のねじれ揺らぎは、その内在張力の上昇にともなって減少することが明らかになった。この実験結果は“張力の上昇がアクチン線維のねじれ方向の揺らぎを減少させ、アクチン線維に内在するコフィリンの結合場所の外部への露出を抑制している"という仮説を支持するものであった。張力はどのような構造上の変化をアクチン線維に起こし、コフィリンの結合を抑制するのであろうか?われわれは、力をアクチン線維に負荷するとアクチン線維の張力が増加し、アクチン線維を構成しているGアクチン分子間の運動の自由度が下がるのではないかと考えている。それによって、アクチン線維の長軸の周りの回転が抑制されて、その結果コフィリンの結合サイトがコフィリンに対して露出しなくなるというものである。張力依存的コフィリン結合がアクチン線維のどのような張力依存的構造変化に起因するのかを明らかにする実験を行った。これまでの実験に基づく予想では張力が減じるほどアクチン線維の捻れ方向の回転揺らぎが大きくなる。単一アクチン線維の一端に微小ガラスビーズを固定して、ガラスビーズに光ピンセットで力を付加しつつ、その回転揺らぎを1分子イメージングで解析した。その結果からアクチン線維へ数ピコNの力を付加するとアクチン線維の捻れ報告の回転揺らぎが減少する(逆に力の付加を止めると回転揺らぎが大きくなること)が観察された。ここから、力の付加はアクチン線維の捻れのゆらぎを減少しコフィリン結合を抑制することが推測された。コフィリンが作用してアクチン線維がねじれることも検討対象である。これまでの予備的な実験はコフィリンの結合がアクチン線維のねじれを起こしていることを示すものであったが、データの信頼をさらに上げるためには、アクチン線維一本がガラスに結合し、その結合自身がアクチン線維の揺らぎに与える影響を少なくする条件を割り出す必要がある。現在、上記の実験条件を見つけつつあり、その条件のもとでアクチン線維のコフィリン結合によるねじれの分析を行う予定である。本実験では、光ピンセットを用いてアクチン繊維に張力を負荷するとコフィリンによる切断を抑制することができ、一方、張力負荷されていないアクチン繊維はコフィリンによって短い時間で切断された。おそらく力学刺激によりアクチン線維に何らかの構造変化がおこり、アクチン線維の切断因子コフィリンによりアクチンの切断作用が抑制されていた。これは、アクチン線維が力学受容の分子的な実体として働いることを強く示していた。本研究ではアクチン線維の長軸の周りの回転のゆらぎを測定し、コフィリンがアクチンに結合するとアクチン線維の長軸の周りの回転のゆらぎに変化が起きるかを検討した。実験結果から、コフィリンの結合はアクチンの線維の長軸周りの回転ゆらぎの振幅を増加させることが観察された。一方で、光ピンセットで、アクチン線維の先端のビーズをトラップし、アクチン線維に力を付加すると、力の付加によってアクチン線維の長軸の周りの回転のゆらぎの減少が見られ、張力が分子の構造的なゆらぎを制限することを示すことができた。これら一連の結果は論文として発表した(Hayakawa et al., 2011、続報を投稿中)。上記の結果は、力をアクチン線維に負荷するとアクチン線維内の張力が増大して、アクチン線維を構成しているGアクチン分子間の運動の自由度が下がり、アクチン線維の長軸の周りの回転が抑制されて、その結果コフィリンの結合サイトが露出しなくなるという仮説を支持するものであった。本研究はアクチン分子自身に張力感知性があることを仮説としている点で極めて独創的な研究である。分子間の相互作用による活性制御に力学的な作用が介在していることは多くの場合に予想されることで、本研究により力学的な分子間相互作用の重要性が広く認識され、多くの細胞反応に適用されつつある。アクチン線維が力学受容の分子的な実体として働いることはこれまでの研究から明らかにされている。伸び縮み可能なアクチン線維束をガラスピペット先端に付けて、線維束を引っ張った状態、あるいは緩めた状態で保持し、そこに外部から蛍光ラベルしたコフィリンを投与して、線維束へのコフィリンの結合を分析したところ、緩んだアクチン線維束にのみコフィリンが結合した。

このことから、アクチン線維の張力が減少するとコフィリンの結合サイトが現れてコフィリンの結合が促進することが示唆された。われわれは、力をアクチン線維に負荷するとアクチン線維の張力が増加し、アクチン線維を構成しているGアクチン分子間の運動の自由度が下がるのではないかと考えている。それによって、アクチン線維の長軸の周りの回転が抑制されて、その結果コフィリンの結合サイトがコフィリンに対して露出しないというものである。コフィリンを結合したアクチン線維の電子顕微鏡画像はアクチンのねじれピッチの変化を示唆している。この結果は、コフィリンの結合におけるアクチン線維のねじれの重要性を示唆するものである。したがって、考えられる最も有力な仮説は、アクチン線維への伸長刺激は、アクチン線維を構成しているGアクチン分子間の運動の自由度を下げてアクチン線維の長軸の周りの回転を抑制し、その結果コフィリンの結合サイトがファイバーの外部に露出しなくなるというものである。この仮説を検討するために、アクチン線維にガラスビーズを取り付け、このアクチン線維をカバーガラスに接着することで、カバーグラスからアクチン線維のついたガラスビーズをぶら下げる実験系を構成する。この実験系にコフィリンを投与して、コフィリンのアクチン線維への結合によりアクチン線維がねじれてガラスビーズの回転が生じるかどうか、またその後にアクチン線維の切断が生じるかどうかを検討している。張力依存的コフィリン結合がアクチン線維のどのような張力依存的構造変化に起因するのかを明らかにする実験の部分は順調に研究が進んだ。一方、コフィリンが作用してアクチン線維がねじれることも検討対象である。この研究ではアクチン線維一本がガラスに結合すると、その結合自身がアクチン線維の揺らぎに影響を与えることが新たに分かった。これに対処する実験系の組み立てに時間が必要であった。この課題はおおむね克服できる見込みが得られつつある。研究概要に示した仮説を検討するために、アクチン線維にガラスビーズを取り付け、このアクチン線維をカバーガラスに接着することで、カバーグラスからアクチン線維のついたガラスビーズをぶら下げる実験系を構成することができた。またこの測定装置をつかったアクチンの運動測定を行なっている。よっておおむね順調に進展していると考えられる。今後の課題:実験溶液を酸性条件(pH6.5)にすることでコフィリンによるアクチン線維の切断を抑制することができ、しかもコフィリンのアクチン線維への結合は観察できることが知られている。この性質を用いて一分子アクチン線維への一分子蛍光ラベルコフィリンの結合を分析するための条件を現在検討しており、アクチン線維一本に対して一分子コフィリンが結合する時間過程の分析を始めている。現在この一分子測定から推定される結合と解離のパラメータは、生化学的な数値とのよい一致を見ているので、正しく結合と解離が観察されている。この条件のもとで一分子アクチン線維にコフィリンの結合を行い、コフィリンの結合を直接確かめつつ、アクチン線維のねじれ過程の分析が可能になると思われる。この実験系は生化学的な実験では直接見ることのできない分子反応の過程をつぶさに観察し分析するブレークスルーの機会を与えてくれるものと確信している。アクチン線維への伸長
農畜産物「贈答品」市場の展開構造に関する実証的研究

本研究の課題は近年、急速に拡大し、農畜産物市場において無視し得ない量的・価額的規模に達していると考えられる「贈答品」市場を対象に、一つにその量的・価額的規模を推計し、二つに贈答向け農畜産物の生産・販売に積極的に取り組んでいるJA・農家などを対象に実態調査を行い、「贈答品」市場の価格形成・物流構造、今後の展開方向などについて明らかにすることであった。農畜産物の生産・出荷などに関する統計、流通統計、物流統計、商業統計などにJAの諸統計・業務資料、宅配便業者などの業務資料、また若干の量販店・生協、宅配便業者などからの聞き取り調査を加え、農畜産物「贈答品」市場の量的・価額的規模の推計を試みたが、取扱業者・流通ルートの輻輳性・多様性や諸物流ルート別諸統計の不完全性(宅配便では個数しかなく掴めず、内容は不詳)などから、有効と考えられる推計値は算出しえなかった。今後、更なる検討を加えて行かなければならない。また、実態把握では北海道の馬鈴薯、東京都の花卉、大阪府の水なす、和歌山県の梅、鹿児島県のキンカン、沖縄県のメロンを対象に、その生産構造、「贈答品」流通構造、価格形成構造などに関して、主として産地側から検討した。それによれば「贈答品」として出荷されているのは、一級品で、かつネームバリュウーの高いものが多く、流通ルートは農家直送やJA経由、小売店経由と多種多様であり、価格形成は送料込みのケースが多かった。また、「贈答品」は見栄えが特に重要視されることから、選果・箱詰めなどに大量の労働投下が必要とされ、その調達が一つの課題とされているケースも多かった。量販店・生協などでの聞き取りも実施したが、「企業秘密」的な部分も多く、量的規模や仕入価格と販売価格の関連などは未解明のまま終わらざるを得なかった。本研究の課題は近年、急速に拡大し、無視し得ない量的・価額的規模を持つに至ったと推察される農畜産物「贈答品市場」を対象に、、第一にその量的・価額的規模を各種統計資料及び主要取扱い企業・組織等の全国団体(JA全農、百貨店協会、日本生協連、郵政省等)からの聞き取り調査等により推計すること、第二に、「贈答品」に積極的に取り組んでいるJA・百貨店・量販店・生協・郵便局等を対象に実態調査を行い、農畜産物「贈答品」の価格形成構造、物流構造、経営上の位置づけ、今後の見通し等を事例的に明らかにすること、そして、第三に以上を総括し、農畜産物「贈答品市場」の展開構造と今後の発展可能性、及びそれがわが国農業・農畜産物市場に与える影響について考察することである。本年度は、主に米及び青果物を対象に、各種統計資料から「贈答品」市場の量的・価額的規模の第一次的推計を試みるとともに、取扱い農業諸団体・企業等への予備的調査を行った。各種統計の制約から確たる数値は導き出せなかったが、米で生産量の13割、青果物では産地・品目によっては過半、平均でも12割程度が「贈答品」市場に回っているものと推察された。また、取り扱い農業諸団体からの聞き取り調査によれば、近年、個々の農家や農家グループ、農協などの「贈答品」への取り組みは大きく増加し、また、量販店・生協などでも「贈答品」に力を入れるところが増加しつつあり、更に郵便局の「ふるさとUパソク」も増加しつつある。なお、「贈答品」に回るのは等位上級のものが多く、価格形成も市場価格を参照としつつも一定の独自性を持っていると推察された。

本研究の課題は近年、急速に拡大し、農畜産物市場において一定の量的・価額的規模を持つに至った農畜産物の「贈答品市場」を対象に、一つにその量的・価額的規模を推計し、二つに、贈答向け農畜産物の販売に積極的に取り組んでいるJA・農家・百貨店・量販店・生協・郵便局などを対象に実態調査を行い、「贈答品」農畜産物の価格形成構造、物流構造、経営上の位置づけ、今後の見通しなどを事例的に明らかにすること、そして三つに以上を総括し、農畜産物「贈答品市場」の展開構造と今後の発展可能性、及びそのわが国農業・農畜産物市場への影響について考察することである。本年度は昨年度に引き続き、米及び青果物・一部畜産物を対象に、各種統計資料から「贈答品」市場の量的・価額的規模の推計の精緻化に努めるとともに、「贈答品」に取り組んでいる農家、JA、量販店・生協などへの実態調査を行った。また、全農・全農食品から「贈答品」市場とリンクする国産農畜産物の「安心システム」の実態に関する聞き取り調査を行った。各種統計の制約から明確な数値は導き出せないものの、各種実態調査の結果を加味して考えると、「贈答品」市場はここのところ、大きく拡大しているものと推測された。特に、近年、JAや農家レベルでの取り組みは、その先端にインターネットを駆使した販売をも含み、大きく拡大しているものと推察される。しかし、全般的な農畜産物の過剰状況の下に、必ずしも成功に至らなかった事例も散見され、事の難しさを示唆するとともに、農畜産物価格の低落の影響を受け、価格的優位性も若干後退してきているようにも推察された。本年度は最終年度として、一つに米及び青果物・一部畜産物を対象とした「贈答品」市場の量的・価額的規模の推計を更に推し進めるとともに、二つに昨年度までに実態調査を行った「贈答品」に取り組んでいる農家、JA、量販店・生協などへの補足的調査を行った。そして、三つにそれらを総括し、研究成果報告書として刊行した。昨年度までと同様、各種統計の制約から明快な市場規模は導き出せないものの、品目によっては上物のほとんどが「贈答品」市場に流れるものもあること、また、実用性が受けてか一般品も贈答品としての位置付けが上昇してきていることが確認された。更に、農家などによる直売品・加工品でも、その位置付けが上昇してきていることが確認された。今日、農畜産物「贈答品」市場は、一般流通とは別に、一つの市場領域として確立しつつあり、将来その比重は更に上昇するのではないかと推察されるのである。
ハイドロキシアパタイト系生体材料の第一原理計算に基づいた欠陥制御と機能構築

ハイドロキシアパタイト(HAp)は骨や歯の主成分で、高い生体親和性を示すことから、骨や歯の代替材料として研究されている。HAp中に不純物イオンなどの欠陥を添加すると、物性が変化することが知られており、欠陥を制御することにより優れた生体材料の開発に繋がると期待できる。この様な制御を行うためには、HAp内に存在する欠陥の局所環境を理解する必要がある。本年度は昨年度に発見した、添加不純物イオンとCa^<2+>空孔、過剰H^+から構成される複合欠陥に関し、同様の固溶機構を持つイオン種の探索と、その形成メカニズムに関して、実験解析、理論解析を組み合わせて検討を行った。また、評価として熱的分解実験、溶解性試験、擬似体液浸漬実験を行った。合成実験におけるイオン種としてはMg^<2+>を採用した。Mg^<2+>の局所環境はX線吸収スペクトルを測定し、第一原理計算による理論計算スペクトルと照合することで解析を行った。その結果、昨年度に発見したZn^<2+>と同様の、Mg^<2+>とCa^<2+>空孔、過剰H^+から構成される複合欠陥を形成してHAp中に固溶していることが分かった。複合欠陥の形成メカニズムに関し、種々の二価陽イオンでHAp中のCa^<2+>を単純に置換したモデル、複合欠陥を形成したモデルを構築して検討した。両モデルを比較したところ、複合欠陥モデルに含まれるH_2O状の構造が大きく変位していることが分かった。複合欠陥の会合エネルギーを算出したところ、会合により安定化していることが明らかになり、複合欠陥形成の要因の一つだと分かった。不純物イオンを添加した試料に関する熱分解実験では通常のHApよりも熱分解温度が低く、溶解性試験においては溶解性の向上が確認された。これらのことには複合欠陥の形成が影響していると考えられる。擬似体液浸漬実験では、表面にアパタイト形成が確認され、生体活性が損なわれていないことが確認された。本年度の研究実施計画に基づいて研究を行い、研究の目的をおおむね達成したため。本年度が本研究課題の最終年度である。ハイドロキシアパタイト(HAp)は骨や歯の無機主成分で,高い生体親和性を示すことから,骨や歯の代替材料として広く研究されている.生体内の骨や歯は純粋なHApではなく,不純物イオンなどの欠陥を少なからず含んでおり,これらの欠陥が強度や溶解性といった物性に影響を与えることが知られている.そのため,HAp内の欠陥を制御することにより,生体治癒を促進する性質を持つ優れた生体材料の開発に繋がると期待できる.この様な精緻な制御を行うためには,HAp中に添加した不純物イオンの局所環境を知ることが必要となる.本年度は,添加不純物イオンとしてZn^<2+>とSr^<2+.を採用し,第一原理計算による理論解析とX線吸収端近傍構造(XANES)を中心とした実験解析を併用して,不純物イオンの局所環境に関して検討を行った.Zn^<2+>添加HAp試料は硝酸塩およびリン酸水素二アンモニウムを出発原料として溶液法にて合成し,試料中のZn^<2+>の局所環境を解析するために,XANESを測定した.内殻空孔効果を取り入れた第一原理計算による理論XANESスペクトルと照合することにより,HAp中のZn^<2+>は,単純にCa^<2+>を置換するのではなく,Ca^<2+>空孔と過剰H^+を伴う複合欠陥を形成して固溶するということが明らかになった.一方,Sr^<2+>では,格子振動の寄与を取り入れた第一原理計算により,HAp中におけるSr^<2+>の固溶サイトが温度の違いにより変化することが予測された.その検証実験として,溶液法および固相反応法にて異なる温度でSr^<2+>添加HApを合成し,XANESによりSr^<2+>の状態を分析した.XANESではSr^<2+>の状態が変化したことが観測され,この変化が固溶サイトの違いに起因していることが第一原理計算により明らかになり,合成温度の違いによりHAp中におけるSr^<2+>の固溶サイトが変化することが実証された.ハイドロキシアパタイト(HAp)は骨や歯の主成分で、高い生体親和性を示すことから、骨や歯の代替材料として研究されている。

複合欠陥の形成メカニズムに関し、種々の二価陽イオンでHAp中のCa^<2+>を単純に置換したモデル、複合欠陥を形成したモデルを構築して検討した。両モデルを比較したところ、複合欠陥モデルに含まれるH_2O状の構造が大きく変位していることが分かった。複合欠陥の会合エネルギーを算出したところ、会合により安定化していることが明らかになり、複合欠陥形成の要因の一つだと分かった。不純物イオンを添加した試料に関する熱分解実験では通常のHApよりも熱分解温度が低く、溶解性試験においては溶解性の向上が確認された。これらのことには複合欠陥の形成が影響していると考えられる。擬似体液浸漬実験では、表面にアパタイト形成が確認され、生体活性が損なわれていないことが確認された。本年度の研究実施計画に基づいて研究を行い、研究の目的をおおむね達成したため。本年度が本研究課題の最終年度である。
高齢者のレジスタンス・トレーニング効果の個人差を規定する血中バイオマーカーの同定

加齢に伴うサルコペニア予防にはレジスタンス・トレーニング(RT)が有効だが、トレーニングに対する骨格筋の肥大率には個人差が存在する。本研究では、成人を対象とし長期的な運動介入により骨格筋量の増加が高い群と低い群に焦点を当て、血液・筋組織中の因子の網羅的解析にて調査し、RTによる筋肥大の個人差のメカニズムを解明することを目的とした。その結果、筋中の17個のマイクロRNA(miRNA)が安静時において、また23個のmiRNAが一過性の運動において2群間で有意に異なることが示され、miRNAレジスタンス運動による筋肥大の応答性を事前に予測する因子となり得ることが示された。本研究の目的は長期的な運動介入により骨格筋量の増加が高い群(ハイレスポンダー)と低い群(ローレスポンダー)に焦点を当て、一過性の運動に対する応答を、血中因子の網羅的解析にて調査し、レジスタンス・トレーニングによる筋肥大の個人差のメカニズムを解明することである。平成25年度は予備実験を行い、筋肥大率の高い被験者と低い被験者の抽出を行った。具体的には19名の若年被験者を対象に上腕筋群のレジスタンストレーニングを実施し、6週間のトレーニング期間の前後においてMRIを用いて筋量の変化を評価した。その結果、レジスタンストレーニングに対する筋肥大の応答には個人差が認められ、0%から36%の大きな肥大差が確認された。筋横断面積の増加率から高肥大群と低肥大群に群分けを行い、筋力と筋横断面積の増加量・増加率を比較すると、筋横断面積の増加率は高肥大群が有意に高い値を示したが、筋力の増加率は群間で有意差を示さなかった。さらに高肥大群と低肥大群を対象に単回のレジスタンス運動を実施し、運動前後に採血と筋組織の採取を実施した。その後、両群共に週3回、12週間の下肢筋群のレジスタンストレーニングを実施し、トレーニング前後においてMRIを用いて筋肥大率を評価した。その結果、上肢と同様に高肥大群は低肥大群と比較して下肢筋群におていも高い筋量の増加を示した。2014年度は前年度に実施した健常な若年被験者を対象としたレジスタンストレーニングにおいて摂取した筋および血液サンプルの解析に取り組んだ。事前に上腕二頭筋の肥大を目的としたトレーニングを6週間実施し、その前後でMRIを用いて筋横断面積を評価した。MRIによる筋横断面積の評価において、最も肥大した3名(RS)と最も肥大の小さかった3名(NRS)を抽出し、計6名の被験者のサンプルについてmiRNAの網羅解析を行った。その結果、筋サンプルに関してはトレーニング前の安静時において17種類のmiRNAの発現がRS群とNRS群で異なった。また一過性のレジスタンス運動に対する応答に関しては、23個のmiRNAの発現が異なり、さらに12週間の下肢のレジスタンストレーニングの前後において、32種のmiRNAの発現が2群で有意に異なることが明らかとなった。加齢に伴うサルコペニア予防にはレジスタンス・トレーニングが有効だが、トレーニングに対する骨格筋の肥大率には個人差が存在する。単回のレジスタンス運動は筋タンパク質の合成を運動後2から3時間後には増加させるが、この単回刺激に対する身体応答の個人差が長期的な筋肥大率の違いを引き起こす原因となっている可能性が高く、血中の成長ホルモン、IGF-1、性ステロイドなどの血液バイオマーカーの応答が注目されている。本研究の目的は、高齢者を対象とし、長期的な運動介入により骨格筋量の増加が高い群(ハイレスポンダー)と低い群(ローレスポンダー)に焦点を当て、一過性の運動に対する応答を、血中因子の網羅的解析にて調査し、レジスタンス・トレーニングによる筋肥大の個人差のメカニズムを解明することである。今年度は成人男性を対象として、血中および筋組織中のマイクロRNA(miRNA)に焦点を当て、解析を行った。800種類のmiRNAを網羅的に解析する手法を用いて、トレーニングによる筋肥大が顕著だったハイレスポンダー群と、筋肥大率が低かったローレスポンダーの二群の比較を行った。単回のレジスタンス運動および長期的なトレーニングの前後における血液・筋組織において、800種類のmiRNA解析を行った。その結果、その結果、筋中の17個のマイクロRNA(miRNA)が安静時において、また23個のmiRNAが一過性の運動において2群間で有意に異なることが示され、miRNAレジスタンス運動による筋肥大の応答性を事前に予測する因子となり得ることが示された。レジスタンストレーニングによる筋肥大の個人差を規定する因子について、2014年度は骨格筋における網羅解析を実施した。その結果、個人差を規定する筋内因子を安静時、一過性運動前後、トレーニング前後においての応答性で規定することができた。最終年度はさらに血液因子から解析を進め、より簡易的にトレーニングに伴う筋肥大を規定する要因を検知する手法を明らかにする。

運動生理・生化学2015年度は既に採取した血液サンプルを網羅解析し、レジスタンストレーニングに伴う筋肥大の個人差に関して、血中因子の解析から未然に筋肥大しやすい対象者と肥大しにくい対象者を検出する血液因子の解明に試みる。既に組織サンプルは採取済みであり、今後分析を進める予定である。研究は予定どおりに進んでおり、初年度の研究計画で予定していた若年者を対象とした実験は単回および長期トレーニング共に終了した。組織サンプルの採取も予定どおり終えることができた。よって研究はおおむね順調に進んでいると評価できる。残予算は血液因子の解析に用いる予定だったが、2014年度に実施した筋サンプル解析で想定以上の結果が出たため、そのデータを論文化するために時間を費やし、血液因子の分析に遅れが生じたため。平成26年度は計画どおりに血液および筋組織の網羅的解析を行ない、運動前後の血中と筋組織内の因子から筋肥大率の高いハイレスポンダーと肥大率の低いローレスポンダーの応答差が生じるメカニズムの抽出を試みる。予定どおりに血液分析を進める。網羅的な解析と共に本予算では特定の血中ホルモンの解析を進め、他の血液因子との関係性を検討する。血液因子の抽出に用いるための測定キットの検討に予想以上に時間がかかったため、年度末までに本実験用のキットの購入ができなかった。既に本実験で用いる血液の測定キットの種類は平成25年度の実験結果から確定しており、平成26年度において速やかに未使用分の予算を執行する予定である。
最遠方宇宙における超大質量ブラックホールの形成シナリオの確立

太陽の1億倍以上の質量をもつ超大質量ブラックホールが、赤方偏移が7を越えるような宇宙初期にも存在する事が観測から明らかになってきた。特に、宇宙初期の超大質量ブラックホールは短時間で形成される必要があるため、その起源に理論的に強い制限が加わる。そのような背景の下で、宇宙初期に形成される超大質量星(太陽の10万倍以上の質量を持つ星)の形成過程の解明が重要となる。平成23,24年度に超大質量星を形成する母体となる巨大ガス雲形成(星形成の初期段階)の研究と、そのガス雲の崩壊により形成される原始星の進化・成長(星形成の後期段階}に関する研究を行ってきた。25年度はまず原始星の進化・成長に関する研究を進めた。これまでは、原始星の質量が1000Msunまでの構造や安定性を議論していたが、さらに超大質量原始星の質量が10^5Msunを越えるところまで進化計算を行い、前年度に開発した星の安定性解析を行った。そして、超大質量星が10^5Msunを越えるところまで安定に成長することができ、宇宙初期のSMBHの種に進化することが分かった。続いて、実際にガス雲が重力崩壊して原始星を形成するまでの過程を調べる研究に取り組んだ.この研究はこれまで行ってきた星形成の前期・後期段階を結ぶ研究になり、超巨大ブラックホール形成の理論モデルのミッシングリンクとなる最重要課題である。本研究では3次元流体シミュレーションを行い、超大質量ガス雲の重力崩壊、そして最終的に形成される原始星の性質を調べた。重力崩壊していくガスの分裂過程はガスの熱進化に強く依存するため、私は超大質量ガス雲の進化に重要な影響を与える冷却過程と化学反応を全て考慮した。結果、ガス雲の中心部は高温を保ちながら激しい分裂は起こさずに重力崩壊することが分かった。最終的には中心に原始星を形成し、その原始星は激しい降着(>1.0Msun/yr)により成長することが分かった。この原始星はこのまま質量を増加させて超大質量星に進化すると期待される。交付申請書の研究目的に記載した研究を既に終えて、論文を出版することが出来たから。また、3年間で行う予定の研究を終了させ、更に新しい研究にも取り組み始めたから。これまでの研究で明らかにした、超大質量ブラックホールの種としての超大質量星形成の枠組みに従って、星形成の降着期の研究を行う予定である。そしてその結果から、最終的にブラックホールになる質量を議論する。太陽の1億倍以上の質量をもつ超大質量ブラックホールは、我々の銀河中心だけでなく赤方偏移が6を越える宇宙初期にも存在することが観測から明らかになって来た。特に、宇宙初期の超大質量ブラックホールは短時間で形成される必要がある。特に、太陽の10万倍以上の質量を持つ超大質量星の形成が重要となる。従来の形成シナリオでは、超大質量星は初代星からの紫外線中で形成されると考えられて来た。なぜならば、紫外線によりガス中の水素分子が解離され、ガスは分裂が抑制されて大質量のまま崩壊し星を形成するためである。しかし、このシナリオで仮定される紫外線の強度は非常に大きく、宇宙初期に実現可能性は低いと考えられている。本年度は、紫外線の起源である初代星からの宇宙線やX線を考えた場合に、従来のシナリオがどのように変更されるかを調べた。宇宙線やX線はガスを電離することで水素分子の形成を促進する効果があるので、超大質量星の形成に必要な紫外線はよりも強くなり、形成可能性は著しく制限されることが分かった。次に、近年の宇宙論的シミュレーションによる銀河形成の研究に注目し、強い紫外線の存在を仮定しない新しい超大質量星の形成シナリオの構築に取り組んだ。銀河中心部に形成される高密度の衝撃波領域におけるガスの進化を計算した結果、紫外線が全く存在しない場合でも、ガス同士の衝突により水素分子が解離されて、超大質量星が形成されるガスは分裂を回避して崩壊する新しい熱進化経路を発見した。このシナリオでは、銀河形成時と同時に超大質量ブラックホールの起源となる超大質量星が形成されるために、銀河との共進化にも重要な寄与を与えると考えられる。太陽の100万倍一1億倍以上の質量をもつ超大質量ブラックホールは、我々の銀河中心だけでなく赤方偏移が7を越えるような宇宙初期にも存在する事が観測から明らかになってきた。このようなブラックホールの起源を理解する事は、同時に銀河の形成や進化を理解することにも繋がる重要なテーマである。今年度はそのガス雲の崩壊により形成される原始星の進化・成長について調べた。ガス雲の収縮が進んで行くと中心ではやがて原始星が形成されて、その後原始星は周囲のガスを急速に(>0.1Msun/yr)獲得して成長していく。そのような急速なガス降着で原始星が進化していく場合、原始星は通常の主系列星とは異なる構造に進化することが先行研究により分かってきた(Hosokawa, Omukai & Yorke 2012)。ただし、この計算ではガス降着が安定に続くと仮定していたため、原始星が進化の途中で不安定になり質量放出を起こすかは非自明であった。原始星が安定に成長できるかどうかは、SMBHの種BH形成の観点から避けては通れない問題である。

そこで、私は星の脈動不安定が原始星の成長を妨げる可能性を調べた。共同研究者である細川氏が先行研究で計算した原始星の内部構造(M〈1000Msun)のデータを用いて、星の脈動不安定性の解析を行い質量放出率の見積もりを行った。その結果、降着率が高い場合(1.0Msun/yr)は、表面付近でのヘリウム電離層における輻射輸送の効果(カッパ機構)により星は不安定化することが分かった。さらに、脈動不安定な原始星からの質量放出率は10-3Msun/yrと見積もられ、質量放出は原始星の進化にはあまり影響を与えず、原始星は超大質量まで安定に成長できることを明らかにした。太陽の1億倍以上の質量をもつ超大質量ブラックホールが、赤方偏移が7を越えるような宇宙初期にも存在する事が観測から明らかになってきた。特に、宇宙初期の超大質量ブラックホールは短時間で形成される必要があるため、その起源に理論的に強い制限が加わる。そのような背景の下で、宇宙初期に形成される超大質量星(太陽の10万倍以上の質量を持つ星)の形成過程の解明が重要となる。平成23,24年度に超大質量星を形成する母体となる巨大ガス雲形成(星形成の初期段階)の研究と、そのガス雲の崩壊により形成される原始星の進化・成長(星形成の後期段階}に関する研究を行ってきた。25年度はまず原始星の進化・成長に関する研究を進めた。これまでは、原始星の質量が1000Msunまでの構造や安定性を議論していたが、さらに超大質量原始星の質量が10^5Msunを越えるところまで進化計算を行い、前年度に開発した星の安定性解析を行った。そして、超大質量星が10^5Msunを越えるところまで安定に成長することができ、宇宙初期のSMBHの種に進化することが分かった。続いて、実際にガス雲が重力崩壊して原始星を形成するまでの過程を調べる研究に取り組んだ.この研究はこれまで行ってきた星形成の前期・後期段階を結ぶ研究になり、超巨大ブラックホール形成の理論モデルのミッシングリンクとなる最重要課題である。本研究では3次元流体シミュレーションを行い、超大質量ガス雲の重力崩壊、そして最終的に形成される原始星の性質を調べた。重力崩壊していくガスの分裂過程はガスの熱進化に強く依存するため、私は超大質量ガス雲の進化に重要な影響を与える冷却過程と化学反応を全て考慮した。結果、ガス雲の中心部は高温を保ちながら激しい分裂は起こさずに重力崩壊することが分かった。最終的には中心に原始星を形成し、その原始星は激しい降着(>1.0Msun/yr)により成長することが分かった。この原始星はこのまま質量を増加させて超大質量星に進化すると期待される。交付申請書の研究目的に記載した、1年目と2年目に行う予定の研究を既に終えて、論文を出版することが出来たから。また、3年目に行う予定の研究にも取り組み出したから。交付申請書の研究目的に記載した研究を既に終えて、論文を出版することが出来たから。また、3年目に行う予定の研究にも取り組み、更に新しい研究にも取り組み始めたから。また、3年間で行う予定の研究を終了させ、更に新しい研究にも取り組み始めたから。
非線形構造の探索・抽出のためのノンパラメトリック回帰とその有用性の研究

ノンパラメトリック回帰の代表的な方法であるスプライン平滑化では,平滑化パラメータが推定関数の滑らかさを制御する.本研究では,制限付き最尤推定法(REML)による平滑化パラメータの選定方式に着目し,非線形構造の探索・抽出という観点からその性能評価を行った.そして,REMLによる選定方式を用いることで,スプライン平滑化が探索的データ解析の有用な道具となる可能性を追求してきた.13年度の研究で得られた知見・成果は以下のとおりである.1.シミュレーションによるREMLの性能評価REMLによる非線形構造や相関構造の抽出能力,さらに関数および分散・相関パラメータの推定性能を評価した.その結果,REMLは非線形構造をほぼ適切に抽出し,相関がある場合にもこれを適切に検出することができること,さらにREMLは標本サイズが比較的小さい場合にも有用であることがわかった.平滑化スプラインとREMLの組み合わせにより,ノンパラメトリック回帰は非線形構造の探索・診断を行うための道具としての有用性をもつといえる.今後は以上の成果について学会発表や投稿論文による報告を行う予定である.加法モデルや交互作用モデルなど種々のモデルヘのREMLの適応とその評価についても今後の検討課題としたい.2.非正規型ノンパラメトリック回帰モデルヘのREMLの適用についての考察非正規型平滑化スプライン・モデルを一般化線形混合効果モデルによって表現し,回帰関数を求めるための反復方程式に基づいて構成される近似的な制限付き対数尤度を最大化する.簡単な数値実験を行ったところ,観測が同じ説明変数値で反復される場合にはREMLによって平滑化パラメータが良好に選定されるのに対して,異なる説明変数値において観測される場合にはやや滑らかな関数を推定することがわかった.今後は上記の問題点の改良を行い,より包括的な性能評価を行う予定である.ノンパラメトリック回帰の代表的な方法である平滑化スプラインは,罰則付き接近法の最適解として得られ,平滑化パラメータが推定関数の滑らかさを制御する.本研究では,ノンパラメトリック回帰の本来の目的である「回帰構造の探索」の観点から,平滑化パラメータの選定方式を再検討し,とくに制限付き最尤推定法(REML)による平滑化パラメータの選定方式に着目している.12年度の研究で得られた知見・成果は以下のとおりである.1.REMLはBayes流接近法や周辺最大尤度法との関連が知られている.また,REMLによる平滑化パラメータの選定は,平滑化スプラインの線形混合効果モデル表現に基づいている.これらの点に着目して,制限付き最尤推定法の計算方式についての考察を行った.その結果,制限付き対数尤度とその導関数を統一された方策で導出することができた.これによって種々のモデルへの拡張および適用が容易となった.2.前項の成果から,制限付き最尤推定法での効率の良い計算が可能となり,特別な誤差構造のもとでは,高々標本サイズのオーダーでの計算時間しか要しないことがわかった.これをもとにFORTRANプログラムによる実装を行った.3.REMLは,構造推定を目標とし,拡張性に優れていることから,誤差が相関構造をもつ場合にも有用であり,回帰構造が誤差分散の構造とともに適切に推定されることが,文献事例への適用を通じて認められた.包括的なシミュレーションによるREMLの性能評価,および種々の拡張に対する検討については今後の検討課題としたい.ノンパラメトリック回帰の代表的な方法であるスプライン平滑化では,平滑化パラメータが推定関数の滑らかさを制御する.本研究では,制限付き最尤推定法(REML)による平滑化パラメータの選定方式に着目し,非線形構造の探索・抽出という観点からその性能評価を行った.そして,REMLによる選定方式を用いることで,スプライン平滑化が探索的データ解析の有用な道具となる可能性を追求してきた.13年度の研究で得られた知見・成果は以下のとおりである.1.シミュレーションによるREMLの性能評価REMLによる非線形構造や相関構造の抽出能力,さらに関数および分散・相関パラメータの推定性能を評価した.その結果,REMLは非線形構造をほぼ適切に抽出し,相関がある場合にもこれを適切に検出することができること,さらにREMLは標本サイズが比較的小さい場合にも有用であることがわかった.平滑化スプラインとREMLの組み合わせにより,ノンパラメトリック回帰は非線形構造の探索・診断を行うための道具としての有用性をもつといえる.今後は以上の成果について学会発表や投稿論文による報告を行う予定である.加法モデルや交互作用モデルなど種々のモデルヘのREMLの適応とその評価についても今後の検討課題としたい.2.非正規型ノンパラメトリック回帰モデルヘのREMLの適用についての考察非正規型平滑化スプライン・モデルを一般化線形混合効果モデルによって表現し,回帰関数を求めるための反復方程式に基づいて構成される近似的な制限付き対数尤度を最大化する.簡単な数値実験を行ったところ,観測が同じ説明変数値で反復される場合にはREMLによって平滑化パラメータが良好に選定されるのに対して,異なる説明変数値において観測される場合にはやや滑らかな関数を推定することがわかった.今後は上記の問題点の改良を行い,より包括的な性能評価を行う予定である.
不溶性混合冷媒による凝縮熱交換器の高性能化

中小温度差サイクルの効率向上において,有機一水混合冷媒の使用が考えられる。本研究は,二成分不溶性混合冷媒の凝縮熱伝達を,伝熱面形状・姿勢,混合蒸気の種類・組成,および操作条件(温度差,圧力,流速)などと関連づけて追究するものであり,今年度は以下の成果を得た。(1).共沸組成での二成分不溶性蒸気の凝縮は,有機物の膜状と水の滴状凝縮からなる膜滴混在を基本とし,滴の成長による離脱・流下,さらには,連続的離脱による筋流としての動挙動をとる。非共沸組成で蒸気・壁面温度差△Tが小さい場合には,共沸点を境にどちらか一方のみからなる単成分の膜状凝縮となり,他成分は拡散抵抗層として非凝縮性気体の振舞いを示す。△Tがある値以上になると,共沸組成で見られたと同様に,2成分による複合的な凝縮となる。(2).共沸組成で温度差の小さい範囲では凝縮量が少なく,水の付着滴と有機物の流動液膜の混在した状態が比較的安定に実現され,水滴の存在が熱的な抵抗となるばかりではなく液膜の流動抵抗となる。温度差が大きくなると,水滴の離脱頻度が高くなるため間欠的な掃除作用による表面の更新が実現され,熱伝達率が増加する。さらに,温度差△T=50K以上の範囲においては,筋流としての液膜流で伝熱面が覆われるため熱伝達率は抵下する。(3).フィン付き面での二成分不溶性混合蒸気の凝縮は,基本的には平滑平面の場合と同じであるが,膜滴混在の形態はフィン側面での水滴と谷部への液膜流の偏在で特徴づけられ,さらに両者の午渉として理解されてきた筋流は谷部に拘束されたものとなる。熱伝達率については,表面積の増加,表面張力にもとづく液排除に加えて,付着滴の離脱・掃除効果が優れているため平滑面に比してより大きな値となる。
電気化学堆積法による化合物半導体のエピタキシャル成長

necked-ampouleの先端部に細管を取り付けることにより、核形成を容易になることが分かった。これを用いて、11×11×10mm^3のZnSe単結晶を成長させた。(400)面の二結晶X線ロッキング曲線の半値幅は14秒で、きわめて良質の結晶が成長し,エピタキシャル成長基板として用いることができる。ヨウ素輸送法で、2.8gの立方晶バルク単結晶成長に成功した。自由励起子エネルギーの温度依存性は、E=3.8044-9.0×10-^4T^2/(T+450.8)で表されることが明らかになった。3電気化学堆積法によるZnSe膜堆積(1)Se溶液とZn-NTA溶液あるいはZn-EDTA溶液の混合溶液で、カソード電極のTi金属あるいはn-ZnSe単結晶基板にZnSeを堆積した。(2)Ti金属上での堆積膜は、アモルファス状態である。(3)n-ZnSe基板にZnSeを堆積して、室温で青色発光する発光ダイオードを作製した。堆積膜は、高品質のZnSe結晶で、エピタキシャル成長の可能性がある。(1)単結晶成長にとってきわめて重要な過程である核形成ampouleの形状との関係を実験的に求め,先端部に細管を取り付けることが核形成を容易にすることが分かった。(2)著者らの考案したnecked-ampouleを用いてZnSe単結晶を成長させ,(400)面の二結晶X線ロッキング曲線を測定した結果,成長結晶の後端部では,半値幅14秒となりきわめて良質の結晶が成長し,基板として用いることができることが判明した。しかし,先端部では,その半値幅が40秒と広く,完全性が劣ることも明らにかった。(3)完全性の高い結晶領域を広げることが,今後の課題である。ヨウ素輸送法で立方単結晶成長に成功した。結晶学的な完全性の向上が今後の課題である。3電気化学堆積法によるZnSe膜形成(1)ZnSe結晶基板の一部をマスクして堆積実験を行い,その表面を走査型電子顕微鏡と段差計を用いて観測した結果,基板上に膜が堆積していることが,確認できた。(2)堆積にもちいる電解溶液のサイクリックボルタンメトリーの測定を行い,Se^<-2>とZnの還元電位を求め,金属電極への堆積を行い,Znの還元と共に膜が堆積することが明らかになり,XPSの測定より膜の組成はZnとSeであることが確認できたが,結晶学的な構造は不明である。(3)結晶学的構造と物性・膜形成の機構を明らかにし,ZnSe基板上への膜形成の機構との関連を明らかにすることが,今後の主な課題である。自由励起子エネルギーの温度依存性は、E=3.8044-9.0×10^<-4>T^2/(T+450.8)で表されることが明らかになった。2電気化学堆積法によるTi電極上でのZnSe膜堆積とXPS解析(2)Zn溶液での堆積:Zn-EDTAあるいはZn-NTA溶液では、Znの還元電位は約-1.31.4Vと考えられ、これを越えた堆積電位でZnが堆積する。(3)SeとZnの混合溶液での堆積:Znの還元電位を越えた堆積電位で、SeとZnが堆積する。その組成比は、堆積電位に依存し、-1.5V以下ではZn過剰となり電位が増すにつれ化学量論比に近づく。(4)不純物ドーピング:堆積膜には、Naが含まれており、溶液組成を選択することにより、不純物ドーピング制御の可能性もある。3堆積膜評価XRD測定では、ZnSe結晶、Zn金属、Se金属による反射スペクトルはいずれも観測されなかった。PL測定では、発光は観測されなかった。堆積膜は、アモルファス状態であることが考えられる。