hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ナトリウムフラックス法による高品質大型窒化ガリウム単結晶の育成と特性評価

Ga、Naおよび3d遷移金属元素(Cr、Mn、Fe、Co、Ni)を入れたBN坩堝を、ステンレススチール製圧力容器内においてN_2圧力下で加熱し、3d遷移金属元素添加のGaN単結晶成長への影響を調べた。Crを添加した場合は、CrN単結晶が晶出し、GaNの結晶成長への影響は見られなかった。Mn、Fe、CoおよびNiはGaNの-c方向の成長を促進し、結晶形態を板状からプリズム状に変化させた。特にNiにおいてその効果は著しく、最大で長さが1.5mm程度の無色透明なプリズム状単結晶が育成された。このプリズム状結晶の(10-10)回折におけるX線ロッキングカーブの半値幅は38arcsec.であり、高い結晶性を持つことが示された。また、MnのみがGaN中にドープされ、GaN単結晶は赤色を呈した。結晶中のMn濃度は最大でも0.35at%程度であり、MnドープGaNはキュリー常磁性的な挙動を示した。NaまたはLi_3Nを添加したNa中へのGaNの溶解量を650-800°C、N_2圧力3-5MPaの条件下で測定した。また、GaN粉末を原料に用い、Li_3Nを添加したNa-Ga融液中での温度勾配法による再結晶を行った。Na中へのGaNの溶解量は温度の上昇とともに増加した。800°Cにおいて、N_2圧力5MPaではNa1g当り18.4mgのGaNが溶解した。また、Na中にLi_3Nを添加することにより、GaNの溶解量が増加することが明らかとなった。温度勾配を利用したGaN粉末の再結晶により、GaN単結晶を育成できることを明らかにした。Li_3Nを添加したNa-Ga融液中での温度勾配法により、2mm程度の無色透明板状単結晶を育成した。得られた板状単結晶の(0002)回折におけるX線ロッキングカーブの半値幅は40-60arcsec.であり、高い結晶性を持つことが示された。グローブボックス内(Ar雰囲気)において、金属Gaおよび金属Naを秤量し、BN坩堝に詰めた後、ステンレススチール容器内に納め、N_2ガス圧下で加熱することで、GaN単結晶の育成を行い、結晶の大型化を目的に温度、N_2圧力、Ga-Na比等の結晶育成パラメータの最適化を進めた。また、GaN種結晶を使用し、種結晶からの結晶育成が可能な条件を探索した。さらに、X線ロッキングカーブ、ホール効果、カソードルミネッセンス等により、育成したGaN単結晶の特性評価を行った。また、GaNの分解/生成領域の境界付近の温度とN_2圧力条件下で、種結晶からの結晶育成が可能であることが明らかになった。このうち、850°C、N_2圧力2MPaでは、育成時間200hで、種結晶より最大で3.0×1.5×1.0mm^3のGaN単結晶が得られた。c軸方向の結晶速度は他の方向に比べて大きく、その値は温度、N_2圧力とともに増加し、最大で約4μm/h(850°C、2MPa)であった。X線ロッキングカーブの判値幅は、10mmサイズの結晶で55arcsec.であった。ホール効果の測定から、本研究で作製された結晶はn型半導体であり、キャリア濃度が1×10^<18>cm^<-3>、移動度が100cm^2/Vsであることがわかった。また、カソードルミネッセンススペクトルでは、バンド端付近からの発光以外にピークは観察されなかった。これらの結果から、本研究で作製されたGaN単結晶は非常に高品質であることが示された。

温度勾配を利用したGaN粉末の再結晶により、GaN単結晶を育成できることを明らかにした。Li_3Nを添加したNa-Ga融液中での温度勾配法により、2mm程度の無色透明板状単結晶を育成した。得られた板状単結晶の(0002)回折におけるX線ロッキングカーブの半値幅は40-60arcsec.であり、高い結晶性を持つことが示された。
自由確率論の視点からのフォンノイマン環の研究

1.ここ数年来行ってきた量子群作用の仕事で導入した自由積型自己同型のアイディアを発展させることを考えた。具体的には、自由群因子環上の自己同型で種々の特殊な性質をもつものの構成に応用した。結論の一つとして、接合積をとると区別できなくなるような外部同値ではない外的自己同型を非可算無限個構成した。これは分類可能な因子環で起こる現象と全く異なる今回初めて示されたものである。この結果は日合文雄氏との共著論文の一部として発表した。2.自由確率論の応用として、以前に行われた様々な散発的結果の再考察を行った。具体的には,Haagerupにより導入された近似性質をある種の融合積に対して調べた。少し弱めた相対版と言うべき性質はいつでも成り立つが、そのものは成り立ったり成り立たなかったりすることを種々の具体例を構成することにより示した。一方、ある種のエルゴード理論に関連した融合積の自己同型群を調べた。完全に一般の自己同型を調べることは望むべくもないが、ある種の性質を満たす自己同型のなす部分群ならエルゴード理論との関連で詳しく調べることができることを確認した。3.真に非可換なエルゴード理論を探究した。エルゴード理論の本質的なアイディアの一つとして写像の局所的な切り張りによる議論があるが、非可換測度空間である作用素環で同じことを実行しようとすると本質的な困難がある。しかし、ごく最近発表された仕事の中にかなり限定された状況下ではあるが、非可換な場合での切り張り議論に相当すると考えられなくもないものを見い出した。これは,研究目的に本質的に関わるものであり,今後もこの方向の研究を継続したい。今年度中の研究は以下の通り:1.無限生成自由群から構成される因子環の既約部分因子環のJones指数の取りうる値を完全に決定した。研究計画で述べた通りの方向で成功した。この結果は下記の共著論文の中にまとめておいた:2.フォン・ノイマン環の融合積と離散群上のランダムウォークの関連に関しては、幾つか調べて得た事を下記の論文に含めてまとめておいた:3.これまでのカルタン部分環上の融合積についての研究を更に進めた。完全性の必要十分条件を、自然に付随するエルゴード的同値関係の言葉で完全に記述した。A.Connesが70年代に導入したフォン・ノイマン環の同型不変量がその同値関係の"ほぼ"1次コホモロジー群として得られる事を証明した。
ロバスト性能設計問題の最終解決を目指して

本研究は、ロバスト性能設計問題の最終解決を目標に研究を進めた結果、以下の研究成果を収めることができた。1.正実型の不確かさを有するシステムに対するロバスト性能設計理論を確立した。2.虚負型の不確かさを有するシステムに対するロバスト性能設計理論を確立した。3.不確かさの正実性、虚負性といった位相性質に加え、不確かさのゲイン情報も活用できるロバスト性能設計理論を確立した。4.実システムに応用した結果、不確かさのゲイン情報のみを利用する従来のロバスト制御理論より、ロバスト性能を格段に向上できた。本研究成果は、ロバスト制御理論を大きく前進させ、産業システムの高性能化に高く貢献できた。本研究課題は、ロバスト制御においていまだ完成していない、保守性のないロバスト性能設計問題の最終解決を目指すものである。今年度の研究において、以下の成果が得られた。1.プラント不確かさに関する情報とロバスト性能指標を直接結び付けるための方法を発見できた。この方法とは、両者をその入出力を媒体に周波数域のS-Procedureで合体させるものである。S-Procedureは古くから知られているが、その応用は主に時間領域に限定されたものであり、Lyapunov関数と密接に関連した形で用いられている。そのため、周波数応答で特徴づけられている不確かさ及び性能仕様との親和性が悪い。2.ゲイン情報が利用できる不確かさに対して、上記方法でロバスト性能の設計条件を導出し、線形行列不等式による設計アルゴリズムを確立した。3.同様に、位相が±90度以内、あるいは0ー180度以内で変化する不確かさ(それぞれ正実性質、虚負性質と呼ばれる)に対して、上記方法でロバスト性能の設計条件を導出し、線形行列不等式による設計アルゴリズムを確立した。4.確立されたロバスト性能設計理論を1)ハードディスクのヘッド位置決め制御、2)エンジンベンチのトルク制御に適用した。前者は高次振動モードを多数持つものであり、後者はエンジンクラッチの切り替えによる非線形バネ特性を有する。本理論の内、特に不確かさの位相特性に立脚した設計法を応用した結果、従来不確かさのゲイン情報に基づくロバスト理論の中で最高の性能を誇るμ設計を遥かに凌ぐ制御系が設計できた。これによって、本理論の実用性、優位性を実証できた。以上に述べた成果は、予想を超えるものである。当初計画では、H27年度中に1)ノルム有界型の不確かさを持つシステム、2)正実型不確かさを持つシステムに対するロバスト性能設計理論を完成させる予定であったが、H28年度に実施する予定の虚負型不確かさを持つシステムに対するロバスト性能設計理論まで完成できた。今年度の研究で、以下の実績を収めることができた。1)厳密な出力受動性という概念に基づき、正実性による不確かさ位相性質だけでなく、その最大ゲインをも表現できる不確かさを考案し、それに基づくロバスト性制御性能の設計理論を確立できた。2)ハードディスクのヘッド位置決め制御とエンジンベンチのトルク制御の二つの実システムでの検証により、不確かさの正実性のみを利用する場合より制御性能を大幅に改善できることを確認できた。2)パラメータ不確かさを持つシステムに対して、同枠組みにおいて高性能なロバスト性能設計を可能にした。これをバネ定数が大きく変化する多慣性システムに適用した結果、従来法より制御システムが格段に設計しやすくなることを確認できた。申請時に想定されなかったパラメータ変動を持つシステムのロバスト性能設計へ発展させることができた。前年度に引き続き、今年度では以下の研究成果を収めた。1.不確かさの正実性による位相情報に加え、その周波数依存のゲイン特性も正確に表現できる新しいタイプの不確かさモデルを確立した。さらに、この不確かさモデルの境界関数を同定する方法も開発した。2.上記不確かさモデルに基づいて、周波数域のS-Procedure入出力ベースのアプローチを用いて不確かシステムに対するロバスト性能の設計理論を完成した。3.虚負性によって記述される別のクラスの位相特性を有する不確かさに上記ロバスト性能の設計理論を拡張し、そのクラスの不確かシステムに対するロバスト性能設計方法を確立にした。4.ハードディスクのヘッド位置決め制御、エンジンベンチのトルク制御ならびに多慣性システムのトルク制御に応用した結果、不確かさの位相と最大ゲイン情報を用いた前年度のロバスト性能設計法より制御性能を格段に向上できることを実証した。研究実績の概要で述べた結果1の方法は、パラメータ不確かさを持つシステムのロバスト性能設計にも使用可能で、このテーマを新たに研究課題に加え平成28年度に進めていく。ゲインと位相情報を共に利用可能な不確かさを持つシステムや異なるタイプの不確かさが複数存在するシステムに対するロバスト性能の研究に関しては、解析的な手法に限界があることが分かってきた。そこで、数値探索の手法をこれらの課題に持ち込む方向に研究を展開する計画である。具体的なアイデアは既に持っている。

1)位相変動180度以内の不確かさに対して、その最大ゲインだけでなく、周波数依存のゲイン変動幅も取り入れられる不確かさのモデルを考案し、それに基づくロバスト性能設計理論を完成させさらなる高性能化を実現する。2)位相角の変動範囲と周波数の関係を取り入れることができ、そしてその範囲が180度を超えるもっとも一般的な場合に対する不確かさモデルを研究し、応用範囲の拡大を目指す。3)多慣性システムに対するロバスト設計法を完成させる。制御理論3月出張の旅費確定が遅いため、多少余裕をもって使用した結果、少額の繰越金が生じたわけです。3月と4月を跨ぐ旅費の確定の遅れや誤った予算入力などにより生じた結果です。次年度はできるだけ速やかに予算を執行するようにします。次年度は速やかに予算を執行します。
Bi系銅酸化物超伝導体の混合状態の研究

本年度はBi系超伝導酸化物として2212相及び2201相の研究を行った。(1)2212相については、(ア)Znのドーピング効果と(イ)異常ピーク効果の研究を行った。(ア)のZnドーピング効果の研究では、良質な単結晶を作った。Znをドープした単結晶は世界的にも初ではないかと思う。Znのない試料では抵抗遷移の裾に、弱い磁場を印加したときに新たな抵抗が現れること、そして、Znを入れると消えることを見いだした。(LT-20発表済。)ヘキサチックな磁束格子が出来ている可能性を指摘した。さらに、Znのドーピングと共に超伝導の異方性が大きく減少することを見いだした。異方性パラメータで言うと200-250のγ値が酸素アニールでは変化しないが、Znをわずか0.6%銅と置換するとγ値は50-70に減少した。(ISS'93発表済。)(イ)では、磁化の温度変化から磁化の磁場依存性を導出するという斬新な方法で研究を行い、異常ピークの二次高調波、及び1/3次の逓減波を初めて見いだした。このことは、異常ピークの原因にも大きく制限を与えるものであり、我々はマッチング効果、もしくはシンクロナス効果が原因と考えている。(論文準備中)(2)2201相については、LaをSrと置換することにより、基本的なキャリヤー数とTcの相関を調べることを単結晶で行った。その結果、28.7K(ゼロ抵抗温度)という、これまでの最高値を確認した。また、この最適試料について、超伝導の抵抗遷移を磁場で破壊する試みを行い、成功した。この試料は、抵抗の温度依存性が直線的であり、また、超伝導の揺動効果が大きく現れることから、Tcは低いけれど、典型的な高温超伝導体とみなすことが出来る。我々は超伝導のH-T空間に於ける相図の作成に成功した。(印刷中)本年度はBi系超伝導酸化物として2212相及び2201相の研究を行った。(LT-20発表済。(印刷中)
エネルギー政策プラットフォームに資する水素ライフサイクルのフィジカルリスク評価

申請者は、工学システムの新しい安全性検討フレームワークを提案することを目的に研究を行ってきた。平成28年度は、工学システムの公共安全に向けたリスク分析フレームワークを開発し、水素ステーションへ適用することで、その有効性を検証した。工学システムの公共安全の定義は「工学システムに関わる潜在的被害者(ステークホルダー)の協働により共有化された許容されないリスクからの解放」である。本概念は、工学システム自体の安全性を検討する“工学システムの内の安全"と工学システムが存在する地域や社会の安全性を検討する“工学システムの外の安全"から構成され、社会機能の維持に向けて、両者の安全が同じ枠組みの中で検討されることを要求する。また本概念は、対象とする工学システムが存在する社会(都市や地域など)において、工学システムを運用する事業者、工学システムに関係する行政(規制、促進、あるいは防災)、工学システムの恩恵を享受する一般市民が協働することで、総合的な視点に基づいて工学システムの安全を選択する仕組みを指す。工学システムの公共安全をマネジメントするための手法として、リスク分析フレームワークを開発した。このフレームワークは、併用型リスク分析手法とレジリエンス対策特定手法の2つの要素から成立する。併用型リスク分析手法は、ステークホルダーのリスクを演繹的に分析する方法とハザードを帰納的に分析する方法から成る。またレジリエンス対策特定手法は、リスク対策の枠組みをステークホルダーの準備・拡大防止・緊急対応・復旧の対策に拡張し、それらの概要的な対策を特定する手法のことである。当該フレームワークを水素ステーションに適用し、従来の安全性検討では対象外となっていたリスクを特定し、シミュレーション等により詳細にリスクを分析した。また水素ステーションに関わるレジリエンス対策を明らかにし、フレームワークの有効性を示した。28年度が最終年度であるため、記入しない。平成27年度は従来の安全性検討の原則に従い、水素ライフサイクルの中で、燃料電池自動車に水素を供給する水素ステーションに着目し、安全性検討を行った。以下に主要な研究成果および実施状況を記載する。水素ステーションに関して、単独型水素ステーションに対する安全性検討は既往の研究が豊富である。それらの知見を活かしながら、水素ステーションとガソリンスタンドが併設する水素ステーション併設給油取扱所に関して、併設特有のリスクを抽出することも目的に、Hazard identification study (HAZID study)を実施してきた。HAZID studyは、工学システムの概念設計段階において、自然事象や外的事象など様々な原因により事故が発生するシナリオを特定する手法であり、本質安全設計に重要な安全情報を取得できるため、普及段階である水素ステーションの安全性検討には非常に有効な手法であると考える。液化水素型および有機ハイドライド型水素ステーション併設給油取扱所を対象にHAZID studyを行った結果、液化水素型では850個の事故シナリオを抽出し、有機ハイドライド型では1248個の事故シナリオを抽出した。液化水素型水素ステーション併設給油取扱所のHAZID studyより、詳細な検討が必要である事故シナリオを特定し、事故シナリオの詳細解析を実施した。事故シナリオに関して、プール火災を火災・爆発解析ソフトウェアTRACEを用いて解析し、液化水素貯槽の構造解析を構造解析ソフトフェアANSYSを用いて計算した。それらの結果、プール火災と液化水素貯槽の距離に依存して液化水素貯槽の熱応力が低下することが明らかになり、当該水素ステーションのレイアウトに関して安全情報を提案した。申請者は,平成27年度の目標を水素ステーションのフィジカルリスクアセスメントとして、2種類の水素ステーション併設給油取扱所を対象に定性リスク分析を行った。具体的には、Hazard Identification studyにより事故シナリオを抽出し、各種シミュレーションソフトフェアを用いて事故シナリオの詳細検討を実施した。これまで学術的成果として,国際学術誌International Journal of Hydrogen Energy (IF=3.659)に2報採択され,International Conference on Hydrogen Safety等の9つの国際学会および国内学会にて積極的に学会発表した。また2つの研究プロジェクト(戦略的イノベーション創造プログラム“エネルギーキャリアの安全性評価研究"および消防防災科学技術研究推進制度“水素スタンドの併設給油取扱所の安全性評価技術に関する研究")の研究協力者としても参画し,水素社会の実現に必要不可欠な水素ステーションの建設に向け,安全性検討の成果を社会還元しており,社会的インパクトが大きな成果を残した。平成28年度研究に関して,平成27年度の研究成果を活用し、定量的なリスク分析を実施し、既存の評価基準等と比較し、水素ステーションの安全性について言及する予定である。また、既に2報の国際論文誌の投稿、3つの国際および国内学会における発表を予定しており、おおむね順調に研究が進捗していると考えている。

また本概念は、対象とする工学システムが存在する社会(都市や地域など)において、工学システムを運用する事業者、工学システムに関係する行政(規制、促進、あるいは防災)、工学システムの恩恵を享受する一般市民が協働することで、総合的な視点に基づいて工学システムの安全を選択する仕組みを指す。工学システムの公共安全をマネジメントするための手法として、リスク分析フレームワークを開発した。このフレームワークは、併用型リスク分析手法とレジリエンス対策特定手法の2つの要素から成立する。併用型リスク分析手法は、ステークホルダーのリスクを演繹的に分析する方法とハザードを帰納的に分析する方法から成る。またレジリエンス対策特定手法は、リスク対策の枠組みをステークホルダーの準備・拡大防止・緊急対応・復旧の対策に拡張し、それらの概要的な対策を特定する手法のことである。当該フレームワークを水素ステーションに適用し、従来の安全性検討では対象外となっていたリスクを特定し、シミュレーション等により詳細にリスクを分析した。また水素ステーションに関わるレジリエンス対策を明らかにし、フレームワークの有効性を示した。平成28年度の研究方針は2つある。1つ目は従来の工学的な安全性検討である。これまで液化水素型および有機ハイドライド型水素ステーション併設給油取扱所のリスクアセスメントを定性的に行ってきた。今後は定量的な研究により、水素ステーションが有するリスクを明らかにする。定性的なリスク分析手法であるHazard Identification studyにより、事故をシナリオを特定する。その後、定量解析に向け、各種シミュレーションソフトウェアを駆使し、事故シナリオのモデル化を実施する。現在、水素ステーションの安全弁設計に資する検討として、水素ステーション内におけるプール火災に伴う緊急水素放出について、法規制および安全対策等の周辺情報整理とシミュレーションモデルの作成を実施している。また、有機ハイドライド型水素ステーションに関して、トルエン回収プロセスは特有のプロセスであるためリスク分析の研究実績はない。したがって、トルエン回収プロセスに関して定量リスク解析を実施する。まずはEvent tree analysisを行い、事故シナリオおよび事故の発生頻度を定量的に算出する。その後、事故シナリオに基づくシミュレーションにより、火災や爆発などの影響度を算出し、Individual riskまたはSocietal riskを算出する。2つ目は、工学システムの安全性検討に対して新しいフレームワークを提示する。
高機能ナノポーラスフィルムの創製

研究代表者は、金ナノ粒子をガラス基板上またはポリマーフィルム上にブロック共重合体ポリマーをテンプレートとして固定化し、ナノ加工ターゲット基板を作製した。その基板に対して波長532 nmの可視光レーザーを大気中下で照射することにより、レーザーアブレーションを誘起させ、ポリマー膜およびガラス基板上に30nm以下のナノホールが2次元的に配列したナノポーラスフィルム創製に成功した。また、20nm厚程度からなるブロック共重合体ポリマーの超薄膜を作製し、溶媒アニーリング法によりナノポーラスフィルムが形成されることを見出した。金ナノ粒子間距離とレーザー照射光強度依存性の検討使用するブロック共重合体ポリマーの成分比を変えることにより海島構造の島間隔(ピッチ幅)を制御することを試みた。具体的には、Polystyrene-block-poly(4-vinylpyridine)(以下P4VPと略す)のポリスチレン鎖部とビニルピリジン鎖部の分子量比の異なる超希薄溶液をスピンコートすることにより、フィルム基板表面上に20 nm厚で島間隔の異なった海島構造を持つナノ薄膜を作製し、且つ島部位に金ナノ粒子が選択的に吸着させた。金ナノ粒子固定化前後における金ナノ粒子の2次元配列の歪みや規則性について、AFM観察することにより、最適な金ナノ粒子の2次元配列条件を見いだした。当初の計画通り、ブロック共重合体ポリマーの成分比を変えることにより海島構造の島間隔(ピッチ幅)を制御できることを確認できた。また、P4VPの分子量比の異なる超希薄溶液をスピンコートすることにより、フィルム基板表面上に20 nm厚で島間隔の異なった海島構造を持つナノ薄膜を作製し、それぞれの超薄膜フィルムの島部位に金ナノ粒子が選択的に吸着されることをAFMを用いて確認できた。金ナノ粒子固定化前後における海島構造の配列は恒温槽中でアニーリング処理を行うことにより綺麗な2次元配列構造を示すことをAFM観察にて確認できたため。金ナノ粒子館距離とレーザー照射光強度依存性について検討した。研究費で購入させて戴いた加熱ステージを所有のAFMに設置し、金ナノ粒子固定化前後における金ナノ粒子の2次元配列条件について検討した。同時にこれら作製した金ナノ粒子固定化ITO/PETフィルムに対して可視光レーザー照射を行い、レーザー照射後のフィルム基板をAFM観察するととも、ナノ加工に対して最適な照射光レーザー強度および各条件等について検討した。主に各種基板上にて金ナノ粒子の2次元配列およびナノ加工できることを確認でき、ナノ孔のサイズおよび配置等を制御できれば新たな光学特性などが期待できる。昨年度および今年度で得られた研究成果、すなわちガラスやPET基板上に金ナノ粒子を配置し、可視光レーザー照射によりナノ加工を施すプロセスおよび課題点等について解説している。特に、金ナノ粒子を2次元に配列、もしくは導電性基板フィルムに対してナノ加工を実現することにより新規ナノデバイスなどへの応用が期待できるという内容にて、コンバーテック5月号に"ガラスやPET基板に10100nmのナノ加工金ナノ粒子を配置して可視光レーザー照射"、Convertech International 2016, Vol.1に"Using Visible Light Lasers and Gold Nanoparticles to Replace Expensive Lithography Micromachining Techniques"として発表した。さらに、12月にはタイで開催された国際会議にて招待講演発表を行った。当初の計画通り、ブロック共重合体を用いて金ナノ粒子の2次元配列を行い、レーザーアブレーション実験を実施できた。また、熱処理条件や各種作製時の条件を検討することにより、最適な2次元配列およびナノ加工フィルムを得ることができたため。また、それらの成果は学会や著書等で発表を行った。従来のナノ加工方とは全く異なり、可視光レーザーを用いてポリマーフィルム基板上にナノ加工可能にし、それら基板に新たな機能性を付与することは長年の夢でもあった。今回本研究課題最終年度では、ナノ加工のターゲットとなる金ナノ粒子を自在に基板上に配列し、目的とする機能性ナノポーラスフィルム創製を目指した。また、高機能ナノポーラスフィルム創製のさらなるアプローチとして、ブロック共重合体ポリマーPS-b-P4VPのスピンコート薄膜に対して上手く溶媒を選択し、雰囲気溶媒アニーリング処理を行うことにより、ガラス基板上に一様な2次元ナノホール構造およびネットワーク構造を形成することを見出した。この成果は現在海外学術ジャーナル誌に投稿中である。今後は、ITO/PETフィルム基板上に作製したP4VP薄膜上に金ナノ粒子を吸着させ、532nmの可視光レーザー照射実験を行い、ナノ加工の精度ならびに導電率の変化について詳細に検討を行っていく。今後は、ITO/PETフィルム上に作製したナノ加工フィルムの再現実験(薄膜作製および可視光レーザー照射実験など)および導電性などへの影響について検討を行っていく。高分子物性、ナノ材料科学今回は学会発表等の旅費が発生しなかったこと、ならびに金ナノ粒子やブロック共重合体ポリマーは事前に準備していた材料を用いて遂行できたために当初の計画よりも少ない額で執行できたため。

今回は国際会議旅費等が少なかったこと、ならびに金ナノ粒子やブロック共重合体ポリマーは事前に準備していた材料を用いて研究をスムーズに遂行することができたため、当初の計画よりも少ない額で執行できたため。2016年度は、ナノ粒子やブロック共重合体ポリマーを購入のために使用させて戴く。また、国際会議にも参加予定であり、旅費としても使用させて戴く予定である。2017年度は最終年度であり、再現実験などでナノ粒子やブロック共重合体ポリマーの購入、AFMチップ購入などに使用させて戴く。また、研究成果発表として投稿論文校正費や投稿費、国際会議の旅費等にも使用させて戴く予定である。
核輸送因子インポーティン研究を基盤とする高次生命機能制御の統合的理解

本研究の目的は高等真核生物で多様化が見られる「核ー細胞質間輸送制御」の視点から様々な高次生命現象を理解することである。特に高等真核生物で多種類存在する核輸送因子importin αファミリー分子の多機能性に着目して研究を行い、核輸送制御が細胞老化、細胞分化、細胞内シグナル伝達など多くのプロセスにおいて、重要であることを明らかにした。これまでに、神経細胞分化を誘導する転写因子Oct6が未分化ES細胞でも高発現して細胞質に局在していること、さらに、importin α1がOct6の核内移行を阻害することをすでに見出している。H24年度は、importin α1によるOct6の輸送阻害のメカニズムを明らかにするため、リコンビナントタンパク質を用いてimportin α1とOct6の分子相互作用を詳細に解析した。その結果、通常のNLSを持つタンパク質とは異なり、Oct6はimportin α1のC末領域に結合することが分かった。さらに、その結合に重要なOct6およびimportin α1のアミノ酸残基を特定することが出来た。また、これまでにimportin α5遺伝子欠損雌マウスではエストロゲンシグナル経路の抑制とともに、卵巣の成熟段階の卵胞数の減少や子宮内膜の発育不全がみられることが分かっている。そこで、エストロゲン受容体の核ー細胞質間輸送メカニズムを解析した結果、エストロゲン受容体はimportin α1とは結合せず、importin α5とimportin α3により核内へ輸送されていることが分かった。さらに、NLSを欠失した変異体は、エストロゲン添加により急速に細胞質側へと移動することが分かった。この結果は、エストロゲン存在下でのエストロゲン受容体の核ー細胞質間シャトリングが、その生理活性に大きく影響していることを示唆している。H24年度はimportin αと細胞老化の関連にも着目し、解析を進めた。その結果、核輸送方向性制御因子Ranや、importin αの核外輸送因子・CASのノックダウンに伴うimportin αの核内集積により、細胞老化が促進されることが明らかとなった。平成25年度はimportin αと脳機能の関連を明らかにするため、importin αのノックインES細胞を樹立し、神経細胞特異的にimportin α高発現の誘導が可能なノックインマウスを作成することに成功した。さらに、importin α5ノックアウト雌マウスで異常を示す、エストロゲンシグナル伝達に必須であるエストロゲン受容体の核ー細胞質間シャトリング機構を解析した結果、核外への輸送はこれまでに報告されていた輸送因子CRM1ではなく、Transportinによって行われていることが分かった。加えて、Hsp90がエストロゲン受容体の核外輸送に関与していることが明らかになった。さらにimportin α1によるES細胞未分化維持機構を明らかにする目的で、ES細胞に存在するimportin α1結合因子のスクリーニングを行った。その結果、約200種類のimportin α1結合タンパク質を同定することが出来た。また、importin α8に結合する因子として、HEK細胞抽出液中に存在する472種類のタンパク質を同定することができた。同時に、ファミリー内で相同性の高い配列を持つimportin α1の結合因子群について、同細胞抽出液を用いて、431種類のタンパク質を同定した。この両者を比較解析した結果、120種類ものタンパク質がimportin α8特異的な結合を示すことが分かった。H26年度はimportin αと高次生命現象の関わりを明らかにするために、以下の解析を行った。(1)核輸送因子importin αに結合する老化関連因子RBBP4について、その分子相互作用のメカニズム及び生理的意義の解析を進めた。通常の典型的核移行シグナル(NLS)を持つ輸送基質はimportin αのアルマジロリピート領域に結合するのに対して、RBBP4はimportin αのimportin β結合ドメイン(IBBドメイン)に結合することが分かった。そして、importin αとimportin βの解離を促進する活性があることが分かった。また、RBBP4をノックダウンすると核輸送効率の低下が見られ、また細胞老化マーカーであるSA-β-galactosidase活性やp21発現の上昇が見られた。以上のことから、細胞老化と核輸送の密接な関連が示唆された。(2)卵細胞で高発現するimportin α8について機能解析を行った。その結果、プロテオーム解析で得られた結合因子(輸送基質候補因子)のリコンビナントタンパク質がimportin α8に実際に結合し、またその結合依存的に核へと輸送されることが分かった。(3)脳の高次機能における核輸送因子importin αの重要性を明らかにするためにimportin-alphaノックアウトマウスの解析を行った。Importin-alpha3およびimportin-alpha5ノックアウトを用いた解析を現在も引き続き行っており、運動能力、認知性、社会性など様々な脳の高次機能におけるimportinの役割について解析を進めている。26年度が最終年度であるため、記入しない。細胞生物学26年度が最終年度であるため、記入しない。

核輸送因子importin αが細胞分化・未分化の運命決定に果たす役割の一つとして、そのOct6との相互作用のメカニズムを明らかにした。また、importin αのエストロゲン受容体核内輸送における役割を明らかにした。さらに、importin αと細胞老化の関連性を見出すことが出来た。プロテオミクス手法を用いて核輸送因子importin α1、importin α8の結合因子を多数、同定することが出来た。また核輸送因子importin αと脳機能との関連を明らかにするためのツールとして、神経細胞特異的にimportin-alphaの発現を誘導できるノックインマウスを作成することが出来た。さらにエストロゲン受容体のリガンド依存的な核外輸送メカニズムを明らかにすることが出来た。今後は、これまでの結果を踏まえ、ES細胞抽出液に存在するimportin α1結合因子の同定とその役割の解明、脳高次機能におけるimportin αの役割の解明、importin α局在変化と細胞老化の関連、を明らかにする。また、一部計画を変更し、卵母細胞特異的に発現するimportin α8の機能解析も同時に行う予定である。これらを通して、高等真核生物の高次機能と核輸送制御の関連を明らかにする。平成25年度中に明らかとなった結合因子、あるいは作成したマウスを使用して平成26年度はそれぞれの研究を最終段階へと展開して行く予定である。具体的には、importin α1によるES細胞未分化維持機構、importin α8と卵母細胞との関わり、脳機能におけるimportin αの重要性、importin αと細胞老化の関連などを明らかにし、高等真核生物の高次機能と核輸送制御の関係を明らかにする。
Fusobacteriumにおける硫化水素産生機構の分子構造基盤の確立

口腔細菌により産生される硫化水素は口臭の主要な原因物質であり、歯周病を進行させる一因としても知られる。本研究課題では、高い硫化水素産生能を持つFusobacterium nucleatumに着眼し、この細菌における主要な2種類の硫化水素産生酵素の立体構造を決定した。さらに、野生型および各種変異体の酵素学的解析の結果と併せて、それらの反応機構を明らかにした。これにより、この細菌における硫化水素産生機構の分子構造基盤が確立できたものと考える。歯周病原細菌であるFusobacterium nucleatumは高い硫化水素産生能を持ち、これには少なくとも4種類の硫化水素産生酵素が関与する。今年度行った立体構造解析の結果、このうちの1つであるFn1055は、同一サブユニットが2回回転軸で関係付けられる二量体構造を取っていた。サブユニットはα/β構造を持つ2つのドメインからなっており、補因子であるピリドキサール5'-リン酸は、これらの作るクレフトの底部でLys46と共有結合を形成していた。解析に用いた結晶の非対称単位には4つのサブユニットが存在するが、1つは触媒部位を含むクレフトが開いた形を、他の3つは閉じた形をしていた。得られた結晶構造は、Fn1055による触媒反応が、クレフトの開閉を伴うL-システインのβ脱離反応により進むことを支持するものであった。さらに、この反応において塩基として働くと考えられるアミノ酸残基を見出し、これが反応に必須であることを明らかにした。研究期間を通して、この歯周病原細菌における2つの主要な硫化水素産生酵素(Fn1220とFn1055)に対し、酵素学的および結晶構造解析を行うことができた。Fn1220については、2種類の反応中間体複合体の立体構造解析に成功し、L-システインを基質として硫化水素(とL-ランチオニン)を産生する一連の反応を原子レベルで議論することが可能となった。Fn1055については上述の通りである。さらに、同細菌由来の別の硫化水素産生酵素に対しても、同様のアプローチで研究が進展している。いずれの酵素も異なる機構によりL-システインから硫化水素を産生している。本研究課題の実施により、F. nucleatumの持つ多様な硫化水素産生機構の分子構造基盤が形成できたものと考える。Fusobacterium nucleatumは、L-システインを基質として硫化水素を産生することのできる酵素を少なくとも4種類持つことが明らかとなっている。今年度は、このうち主に2種類の酵素(Fn1220とFn1055)について、酵素学的および結晶構造解析を行った。L-システインを基質とした硫化水素産生への寄与が最も高いFn1220は、研究開始当初までに酵素単独および基質類似体(L-セリン)複合体の立体構造を決定していた。これに加え、基質であるL-システインを用いて、新たに基質複合体の立体構造解析に1.84 Å分解能で成功した。これらの複合体構造において各々のアミノ酸は、Fn1220の補因子であるピリドキサール5'-リン酸(PLP)と共有結合した状態で観測された。Fn1220は、2分子のL-システインから、L-ランチオニンと硫化水素を産生する。この反応は、L-システインのβ置換反応であり、得られた2種類の中間体は、β置換が起こる前後に生成するアルジミン(external aldimine)であることが確認された。これにより、L-システインを基質として硫化水素(とL-ランチオニン)を産生する一連の反応を原子レベルの立体構造に基づいて議論することが可能となった。反応中間体と直接相互作用するアミノ酸残基に部位特異的変位を導入した酵素の酵素学的解析により、基質のカルボキシル基を認識するThr69とGln142が触媒活性に対する寄与が大きいことが示された。一方、Fn1055については、L-システインに対する酵素学的パラメーターを決定した。また、新規結晶化条件の探索に成功し、2.07 Å分解能で立体構造を決定した。得られた構造はFn1220と類似しており、これら酵素の反応機構の解析を進める上で互いに有用な情報となり得ると考えられた。得られた成果は、2種類の酵素に限定的であったが、Fn1220については計画通りに解析を終了しており、Fn1055については翌年度に予定していた実験項目を前倒しで実施することができた。実施項目の入れ替えはあったものの、研究実施項目全体で考えれば、研究は順調に進展している。今年度成果の得られなかった残り2種類の酵素について集中的に解析を進める。うち一つの酵素に関しては、大腸菌を用いてリコンビナントタンパク質として発現させた時に、発現量が極めて少ないことが問題となっている。タグの種類、発現させる領域および培養条件等を詳細に検討して対応したい。

もう一方の酵素については、今年度Fn1055を優先した都合により、実験時間の確保が困難となっただけであり、来年度に当初の計画を実施することに障害はないと考えている。物品費、旅費、人件費、その他(論文投稿、校閲および物品の運搬費)としてそれぞれ44、40、40、16万円を目安に使用する計画である。次年度に使用することとなった研究費(約1.6万円)は物品費に上乗せする。これは、今年度の直接経費の1%に満たない額であり、研究費のほぼ満額を使用したことになる。
糖鎖改変細胞を用いた光造形による組織構築

細胞表面に光官能性のメタクリロイル基を導入し,細胞自体を光官能性のバイオインクとする技術を開発する.最終的には,光造形3Dプリント技術を応用して平滑筋細胞と血管内皮細胞により血管構造の構築を目指す.細胞の表面には多数の膜糖鎖が存在する.我々のグループでは,生細胞の膜糖鎖にメタクリロイル基を導入する糖鎖改変技術を報告した.メタクリロイル基は触媒存在下で光を照射することでチオール基と化学的に結合を形成することが可能である.そこで本研究では,チオール基を複数もつ分子と糖鎖改変細胞を光を用いて結合し,細胞同士をつなげることで立体構造物の構築を目指す.細胞表面に光官能性のメタクリロイル基を導入し,細胞自体を光官能性のバイオインクとする技術を開発する.最終的には,光造形3Dプリント技術を応用して平滑筋細胞と血管内皮細胞により血管構造の構築を目指す.細胞の表面には多数の膜糖鎖が存在する.我々のグループでは,生細胞の膜糖鎖にメタクリロイル基を導入する糖鎖改変技術を報告した.メタクリロイル基は触媒存在下で光を照射することでチオール基と化学的に結合を形成することが可能である.そこで本研究では,チオール基を複数もつ分子と糖鎖改変細胞を光を用いて結合し,細胞同士をつなげることで立体構造物の構築を目指す.
沖縄における教育指導者層の変容過程に関する研究―沖縄戦前後の人的構成に着目して

昨年度までにつづき、沖縄県立図書館、沖縄県公文書館、石垣市立図書館、八重山博物館、鹿児島県立図書館などにおいて、研究課題に即した史資料調査を実施した。その結果、石垣市立図書館所蔵の喜舎場英勝史料について、すべての史料を対象とした所蔵目録を作成するにいたった。くわえて原所蔵者がひきつづき所蔵されていた史料についても、あらたにご提供をいただくことができた。また、八重山博物館において公開がはじまった、喜舎場永珣史料について、調査対象として設定し、閲覧を実施している。これらの結果、本年度の研究実績として、研究代表者に限定して以下を公表するにいたった。藤澤健一「近代沖縄における小学校教員政策史ー沖縄県初等教育研究会の運営実態を視点として」(単著)日本教育政策学会『日本教育政策学会年報』25号所収、2018年7月、154ー167頁(査読あり)、藤澤健一「近代沖縄における小学校経営研究会による教員の組織化過程ー運営実態を分析視点として」(単著)日本教育制度学会『日本教育制度学会紀要』25号所収、2018年11月、56ー73頁(査読あり)、藤澤健一「近代沖縄の教育会における役職者の変容過程ー一八八〇年代から一九四〇年代はじめまでの人的構成ー」(単著)法政大学沖縄文化研究所『沖縄文化研究』46号所収、2019年3月、203ー241頁。さらに本研究課題の最終的な成果として、2020年度以降に公表予定の編著作について、翻刻を基軸としたその構成内容を吟味するための研究調整会議を東京において複数回、開催した。課題の内容においては一部に遅延をきたしているが、研究課題の全体進行についてはおおむね順当である。本研究課題の最終的な成果として、2020年度以降に公表予定の編著作にかかわる審議、調査にとくに傾注する。本研究の目的は、1940年代から50年代はじめまでの期間を対象として、沖縄における学務担当者、教員団体幹部などの教育指導者層が、沖縄戦をはさんでどのように変容したのかについて、人的構成への着目を通じて実証的に解明することである。本研究の対象時期は1945年3月から6月までの沖縄戦を画期として大きく二分される。このうち戦前期は大日本帝国下の沖縄県が、戦後期は米軍の直接占領下に置かれた民政府などの行政機関が教育管理組織の運営を担った。本研究は沖縄戦が民間人を巻き込む地上戦となり、教育指導者層をふくめ教育関係者に多数の戦死者を出した事実に着目する。このことは当該期の人的な断絶をとくに沖縄に顕著な特徴として予想させる。半面、旧植民地などからの帰還者をふくめ、教育指導者には戦後期にも連続して教育関係職に携わった事例が少なからずある。本研究がこころみるのは、教育指導者層の人的構成において、こうした「連続」と「断絶」がどのようにあったのかを具体的にあきらかにすることである。本研究は、研究代表者をふくめ6名から組織される共同研究であり、2015年度から5ヶ年計画で進行している。本年度はその第一年度にあたるため、研究の目的と方法を共有化するとともに、基礎的な史資料の所蔵調査に充当した。その結果、戦前期の教育会機関誌『沖縄教育』の新出号発掘にくわえ、戦後期の教員団体機関誌の復刻刊行を実現した(『占領下の奄美・琉球における教員団体関係史料集成』全7巻・別冊1 )。後者について、解説を付した別冊の刊行は、2016年度前半に持ち越しとなった。基礎史資料にかかわる調査研究が順調に進んでいるため、おおむね順調に、あるいはそれ以上の進行速度が確保できている。先述の教育会機関誌『沖縄教育』新出号のほか、『占領下の奄美・琉球における教員団体関係史料集成』全7巻においては、『教育大島』『教育と文化』『新教育』『新教育ニュース』『新世代』『宮古教育』『教育時報』を代表に、対象として想定していた機関誌の調査研究が相応に進行している。本年度は研究計画の第二年次に相当する。従前につづき、関係する基礎的な史料の収集と整理を実施した。具体的には沖縄県立図書館、沖縄県公文書館、鹿児島県立図書館などにおいて、文教担当部局、および教員団体の人的構成にかかわる調査を実施した。また、石垣市立図書館においては、八重山における教育指導者にかかわる史料群調査に着手した。予備的な調査を年度内に完了し、次年度に向けた基礎作りを終えた段階である。当該史料群については、次年度中に全体像把握を完了するとともに、枢要の史料については、分担のうえ翻刻・分析に着手する予定である。なお、本科研の中間的な研究成果について、藤澤健一編『移行する沖縄の教員世界ー戦時体制から米軍占領下へ』不二出版、2016年10月、全344頁を刊行した。くわえて、沖縄戦終結以後、1950年代はじめまでの期間、奄美、沖縄、宮古、八重山の各群島において結成された教員団体機関誌『教育大島』『教育と文化』、『新教育』『新教育ニュース』、『宮古教育』『教育時報』、『新世代』について、現存するすべての号を網羅し、復刻のうえ公刊した。それらにかかわる書誌的、ならびに組織論的な分析をくわえた解説、総目次、索引などを収載した、藤澤健一編『占領下の奄美・琉球における教員団体関係史料集成解説・総目次・索引』不二出版、2016年10月、全187頁を公刊した。また、広報的な活動として、藤澤健一

「『占領下の奄美・琉球における教員団体関係史料集成』が完結」『琉球新報』2016年12月1日を公表した。当初計画には挙げられていなかった、石垣市立図書館における史料群に接し、あらたな研究課題を設定するにいたった。そのうえでも、計画自体はおおきく変更することなく、おおむね順調に進展しているものと判断できる。本年度は研究計画の第3年次に相当する。昨年度までの研究成果(藤澤健一編『占領下の奄美・琉球における教員団体関係史料集成解説・総目次・索引』不二出版、2016年10月、および、藤澤健一編『移行する沖縄の教員世界ー戦時体制から米軍占領下へ』不二出版、2016年10月など)にかかわる書誌的な補強調査を以下の機関において継続的に実施した。沖縄県立図書館、沖縄県公文書館、琉球大学附属図書館、鹿児島県立図書館、福岡県立図書館、熊本県立図書館、石垣市立図書館。また、琉球政府文教局ほかによる『文教時報』の復刻刊行を実現した(同前刊行、2017年9月から配本開始。くわえて、昨年度末から着手した、石垣市立図書館での、八重山における教育指導者にかかわる史料群調査を継続的に実施し、その結果、当該史料の一覧を作成し、関係者内に配布した。現在、当該史料群にかかわる継続的な調査を行うとともに、なかでも重要な史料について、分担のうえ翻刻および分析の作業を進行させる。なお、関連する業績として、藤澤健一「近代沖縄における学務担当者の変容過程ー一九〇〇年前後から一九四〇年代はじめまでの人的構成」(単著)法政大学沖縄文化研究所『沖縄文化研究』45号所収、2018年3月、429ー466頁を公表した。なお、研究協力を依頼した萩原真美は以下の研究成果を公表した。(単著)「占領初期沖縄群島における六・三・三制の導入と教科書事情」『沖縄文化研究』45号、2018年3月、467-504頁(査読付き)。(学会発表)日本カリキュラム学会第28回大会個人研究発表。発表題目「占領下沖縄における八・四制下の人文科地理教育課程ー人文科地理のガリ版刷り教科書を手がかりにー」(2017年6月25日)。当初計画にほぼ合致しており、おおむね順調に進行している。石垣市立図書館における調査自体は当初の研究計画段階にはなかったものであるが、調査の結果、得られた史料群の重要性にかんがみて、本年度以降、本研究計画における重要な課題として位置づけ直すことで、進めている。昨年度までにつづき、沖縄県立図書館、沖縄県公文書館、石垣市立図書館、八重山博物館、鹿児島県立図書館などにおいて、研究課題に即した史資料調査を実施した。その結果、石垣市立図書館所蔵の喜舎場英勝史料について、すべての史料を対象とした所蔵目録を作成するにいたった。くわえて原所蔵者がひきつづき所蔵されていた史料についても、あらたにご提供をいただくことができた。また、八重山博物館において公開がはじまった、喜舎場永珣史料について、調査対象として設定し、閲覧を実施している。これらの結果、本年度の研究実績として、研究代表者に限定して以下を公表するにいたった。藤澤健一「近代沖縄における小学校教員政策史ー沖縄県初等教育研究会の運営実態を視点として」(単著)日本教育政策学会『日本教育政策学会年報』25号所収、2018年7月、154ー167頁(査読あり)、藤澤健一「近代沖縄における小学校経営研究会による教員の組織化
永久磁石型ベアリングレスモータに関する研究

1.これまでに,地下水汲み上げ用のポンプに用いられていた電動機と同じ容量の永久磁石型ベアリングレスモータを試作して,半径方向二軸に対して回転軸を位置制御し,軸を安定に支持できることを確認した。また負荷試験を行った結果,回転速度8,000r/minで出力が1.5kWに達した。さらに回転軸の安定化とモータの高出力化を図るため,ベアリングレスモータユニットをもう一台増設して半径方向四軸制御を試みた。現在までに半径方向四軸に対して回転軸が安定に支持できることを確認した。今後は1万r/min以上の高速回転時でも位置制御が正しく行われ安定に軸支持できることを確認する。また,負荷試験を行い,最大出力の測定とそのときの損出分離などを行う。2.永久磁石表面貼り付け型回転子において,永久磁石が不可逆減磁しないように回転子鉄心表面に施された突起の最適設計を行った。しかし,このタイプの回転子は永久磁石の漏れ磁束が増加するため,ギャップ磁束密度が減少して単位半径方向位置制御電流当たりの半径方向力が減少してしまう。そこで,表面貼り付け型回転子と比較して永久磁石の不可逆減磁が起こりにくく,単位半径方向位置制御電流当たりの半径方向力が大きい埋め込み型回転子を開発した。有限要素法によりシミュレーション解析を行い,永久磁石の埋め込み深さが,回転トルク,不可逆減磁に対する強度,単位半径方向位置制御電流当たりの半径方向力へ及ぼす影響を導出した。また,試作機を用いてシミュレーション解析結果が正しいことを立証した。今後は,永久磁石の厚みや磁石間の幅をパラメータとして同様の解析を行い,埋め込み型回転子の最適設計を行う。1.地下水汲み上げ用ポンプに使用されていた電動機と同容量の永久磁石型ベアリングレスモータを試作し,浮上試験を行った。現在までに半径方向二軸の位置制御が可能となり,無負荷で回転速度9,000r/minまで回転軸を安定に支持して運転可能であることを確認した。また,負荷時には電機子反作用が発生するため,負荷の重さによってq軸磁束が変動すると,永久磁石の界磁磁束とq軸磁束の合成磁束である電動機主磁束の大きさと方向が変動する。したがって,一定の位置制御電流を流していると,回転軸は不安定になる恐れがある。研究者らは,すでに電機子反作用を考慮した位置制御法を提案している。これは,位置制御電流の振幅と位相を補償するものである。これらの補償器を製作して負荷試験を行い,回転速度8,000r/min,出力1.5kWで回転軸を安定に支持して駆動できることを確認した。2.永久磁石型ベアリングレスモータにおいて,単位半径方向位置制御巻線電流当たり発生する半径方向力を増加するためにギャップ長と永久磁石の厚みを小さくする。しかし,永久磁石は薄いほど減磁しやすくなる。このため,回転子鉄心表面に突起を施し,その間に小型の永久磁石を貼り付けた構造の回転子を考案した。永久磁石の磁束のうち,突起を通過して永久磁石に戻る漏れ磁束が発生するため,永久磁石の減磁を抑制することができる。一方,漏れ磁束が発生するためギャップ磁束密度が減少し、単位電流当たりの半径方向力が減少する恐れがある。研究者らは,有限要素法により減磁強度と単位電流当たりの半径方向力の関係を解析した。突起の高さ,幅,永久磁石の厚みをパラメータとして,減磁強度の増加に対する単位電流当たりの半径方向力の減少の割合を明らかにした。