hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
サブミリ波2000 画素カメラの開発

観測周波数90 - 110GHzであり、超伝導共振器は4GHz帯を用いた。冷却システムは、希釈冷凍機とGM冷凍機を組み合わせたものである。野辺山45m鏡のクーデ焦点の一つであるM4鏡の焦点のNOBAポートに設置し、80 mKで動作した。大口径シリコンレンズを4K (対物レンズ)と1K (接眼レンズ)に冷却したコンパクトな屈折式光学系を開発し、既存の45m望遠鏡との光学結合も確認した。また既存の望遠鏡ソフトウエアと新たに開発したFFT型多素子MKIDデータ取得システムの整合性も確認している。以上、実りの多い研究成果が得られた。本研究は、広視野ミリ波天体観測を目的として超伝導MKIDカメラを開発した。MKIDは、ミリ波によってクーパー対が準粒子に壊される時の超伝導インピーダンスの変化を、超伝導LC共振器を用いて読み出す。ミリ波を受信するダブルスロットアンテナとシリコン基板レンズアレイを組み合わせて集光効率を高めている。天体観測に必要な、FFT型多素子データ取得システムや大口径シリコンレンズを冷却したコンパクトな極低温冷却光学系の開発を並行した。モジュールあたり600画素のMKIDカメラを開発し、4モジュールで2000画素をカバーすることが可能となった。野辺山45m鏡に搭載し、観測システムとしての成立性を確認した。サブミリ波2000画素超伝導MKIDカメラの開発にむけて、順調に進展している。平成26年度、600画素MKIDカメラの試作に成功した。また、研究実績の概要に記述したようにサブミリ波2000画素MKIDのための要素技術の開発をすすめた。本年度は、2000画素MKIDの試作を始める予定である。冷却光学系や読み出し回路を含めた総合試験を進める予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。電波天文学平成26年度は、順調に計画が進展した。よって、平成27年度は、2000画素MKIDの試作を始める予定である。MKIDの読出し回路の開発も引き続きおこなう。シリコンマイクロレンズアレイの機械加工の高速化などの検討もおこなう。並行して、600画素MKIDカメラの試験評価をすすめ、2000画素MKIDカメラの開発にフィードバックをおこなう。さらに、開発した220GHz-600画素MKIDカメラを天体望遠鏡に搭載する可能性を探る。サブミリ波2000画素超伝導MKIDカメラの開発にむけて、当初の計画以上に進展している。平成25年度、600画素MKIDカメラの試作に成功した。また、2000画素MKIDのための要素技術についても実証をおこなった。よって、申請時の計画の前倒しで、平成26年度に2000画素MKIDの試作を始めることが可能となった。平成25年度は、申請時の計画以上に開発が進展した。よって、平成26年度は、2000画素MKIDの試作を始める予定である。
ファジィ理論を応用した教材構造分析システムの研究

ファジィ理論は,人間の認識や行動に関する確定しにくい情報を解析する理論で,近年,社会科学や人間科学などの分野にも広く応用され始めた。教育に関する情報は,通常,ファジィグラフで表すと解析しやすい。つまり,その情報構造を項目の類似性や関連性について分析することにより,適切な意思決定を行うことができる。本研究は,教材項目の類似性や関連性の分析をファジィグラフを応用して行い,教材構造や教材系列を明確にするものであり,また,ファジィデータの分析処理システム開発するものである。ファジィグラフの解析については,類似性に関するクラスター分析法や関連性に関する近似構造化法を研究し,開発した。また,その適用として,数学教材の分析事例を通じて,認知構造分析による教授設計モデルを作成した。なお,支援システムについては,設計開発の途上にありさらに,継続的な研究が必要とされる。研究の成果は,国際数学教育学会,国際教育工学会,北米ファジィ学会などの国際学会,また,日本科学教育学会,日本数学教育学会,電子情報通信学会などの国内学会で発表し,順当な評価をえた。本研究のまとめとしては,関連学会に発表した論文を冊子に編集して研究報告書とした。なお,ファジィモデルの研究に加えて,ファジィ理論の数学的基礎の研究も行い,プラウァ朿やストーン朿の構造と本研究の結びつきが強いことなども検討した。ファジィ理論は,人間の行動,認識などに関する定量化しにくい情報を解析する理論であり,近年,心理,教育などの分野に広く応用されはじめた.通常,そのような情報は,ファジィグラフで表され,その構造を類似性,関連性などの観点から分析することにより,適切な意志決定を行うことができる.本研究は,教材の類似性と関連性の分析をファジィグラフを応用して行い,教材構造を明確化すると共に,その支援システムを開発するものである.ファジィグラフの解析に関しては,ファジィ決定を応用した近似構造化法を研究,開発した.また,その適用として,数学教材の分析事例等を検討し,認知構造分析に基づく教授設計モデルを作成した.関連する研究の成果一部は,国際教育工学会,国際ファジィ学会などの国際学会,また,電子情報通信学会,数学教育学会などの国内学会に発表し,順当な評価がえられている.詳細は,別紙の通りである.また,ファジィ理論のモデリングの研究に加えて,数学的基礎の研究も重要であり,この意味から〓論の研究も行った.特に,ブラウァ〓,スト-ン〓の構造と本研究は結びつきが強く,次年度には,継続的な検討が必要とされよう.なお,支援システムCARATに関しては,予備システムの段階ではあるが,次年度には,積極的に開発をすすめ,教材構造分析システムとして,完成させる予定である.ファジィ理論は,人間の認識や行動に関する確定しにくい情報を解析する理論で,近年,社会科学や人間科学などの分野にも広く応用され始めた.教育に関する情報は,通常,ファジィグラフで表すと解析しやすい.つまり,その情報構造を項目の類似性や関連性について分析することにより,適切な意思決定を行うことができる.本研究は,教材項目の類似性や関連性の分析をファジィグラフを応用して行い,教材構造や教材系列を明確にするものであり,また,ファジィデータの分析処理システム関発するものである.ファジィグラフの解析については,類似性に関するクラスター分析法や関連性に関する近似構造化法を研究し,開発した.また,その適用として,数学教材の分析事例を通じて,認知構造分析による教授設計モデルを作成した。なお,支援システムについては,設計開発の途上にありさらに,継続的な研究が必要とされる.研究の成果は,国際数学教育学会,国際教育工学会,北米ファジィ学会などの国際学会,また,日本科学教育学会,日本数学教育学会,電子情報通信学会などの国内学会で発表し,順当な評価をえた.本研究のまとめとしては,関連学会に発表した論文を册子に編集して研究報告書とした.なお,ファジィモデルの研究に加えて,ファジィ理論の数学的基礎の研究も行い,ブラウァ朿やストーン朿の構造と本研究の結びつきが強いことなども検討した.
東部北海道弟子屈地域の新第三紀火山-熱水活動と浅熱水性金銀鉱化作用

新第三紀熱水活動の時期はステージI, IIおよびIIIの三つに区分できる。ステージIは中期中新世のイクルシベ層堆積時から後期中新世のオテシカウシナイ層堆積前までの時期である。ステージIIは後期中新世のシケレペ層堆積後から後期鮮新世のイクルシベ山溶岩や志計礼辺山溶岩噴出前の前期鮮新世後期鮮新世(3.2-3.8Ma)である。ステージIIIはシケレペンペツ層堆積時の後期鮮新世(2.2-2.4Ma)である。ステージI熱水活動は,安山岩質およびデイサイト質噴出・貫入活動と関連し,主に中性熱水変質作用を伴う。ステージII熱水活動は,主に安山岩質貫入活動と関連し,主に中性熱水変質作用と阿寒鉱床(3.2-3.8Ma),泰豊鉱床(元山および滝ノ沢脈)などの浅熱水性金銀鉱化作用とを伴う。ステージIII熱水活動は,主に安山岩質およびデイサイト質貫入・噴出活動と関連し,比較的広域的な安山岩質火山活動に関係して中性熱水変質作用(2.2Ma)と当別鉱床(2.4Ma),泰豊鉱床(金華,錦秀および瑞芳脈)などの浅熱水性金銀鉱化作用とを伴い,また,比較的局所的なデイサイト質火山活動に関係して志計礼辺山酸性変質作用(2.3Ma)を伴う。低硫化系浅熱水性システムによって形成された当別(別名:日章)金銀鉱床の中性変質帯および志計礼辺山酸性変質帯(通商産業省資源エネルギー庁,1991;Maedaand Cai,1997)の関係と,シケレぺ山溶岩のデイサイト質噴出活動,志計礼辺山酸性熱水活動および浅熱水性金銀鉱化作用の関係をおもに検討した。当別中性変質帯と志計礼辺山酸性変質帯との間には,比較的広く中性アルカリ性の変質帯が分布していることが判明した。そのアルカリ性帯では,鉱物組合せに基づいて,濁沸石帯,輝沸石帯,方沸石帯およびモルデン沸石帯に,その中性帯では,カリ長石帯,イライト帯およびイライト/スメクタイト混合層鉱物帯にそれぞれ細分される。また,プロピライト帯やスメクタイト帯も分布する。志計礼辺山酸性変質帯は,シケレペ山溶岩分布域に発達し,デイサイトは白色化し,かつ,著しく珪化し,鉱物組合せに基づいて,明バン石帯(石英+明バン石±ソーダ明バン石±南石±ディッカイト±カオリナイト±黄鉄鉱)およびナクライト帯(石英+ナクライト±ディッカイト±黄鉄鉱)に区分される。明バン石帯から灰色細粒石英-ソーダ明バン石脈を見出し,現在,その鉱脈のAu,Ag,Hg,Se,Te,As,Sb,Tl,Cu,Pb,ZnおよびFeの12成分について湿式化学分析によって検討中である。前年度に明らかにされた当別中性変質帯と志計礼辺山酸性変質帯との間に比較的広く発達する中性アルカリ性変質帯のうち,今年度はとくにアルカリ性熱水作用によって生成されるゼオライトについて検討した。この地域に産するゼオライトはモルデン沸石,輝沸石-斜プチロル沸石系鉱物,方沸石,菱沸石,濁沸石,束沸石およびワイラケ沸石である.これらのゼオライトは,基本的に熱水生起源であり,鉱脈としてか,この地域の新第三系中部中新統イクルシベ層、上部中新統オテシカウシナイ層,ハナクシベ層およびシケレペ層と,上部鮮新統シケレペンペツ層酸性火

砕岩類や凝灰質砕屑岩類中の塊状交代生成物として産する.とくに,この研究においてゼオライト岩として定義した,熱水変質帯のゼオライト帯モルデン沸石亜帯か輝沸石亜帯か束沸石亜帯に属するモルデン沸石や輝沸石-斜プチロル沸石系鉱物や束沸石を多量に含む酸性火砕岩類は,この地域に広く分布し,量的にも多い.これらのゼオライト岩は,高い陽イオン交換容量値を持つので,土壌改良材としてや,釧路川流域,とくに釧路湿原や,霧多布湿原および厚岸湖-別寒辺牛湿原の河川水や湖水に起こっている環境汚染を減少させる資材としても有望である.当別低硫化系浅熱水性金銀鉱床は,おもに中部中新統イクルシベ層安山岩質火砕岩類および溶岩類と,安山岩岩脈類中に胚胎する含金銀石英-氷長石脈や石英脈である。鉱脈は,走向が一般にN-SN20°W,N40゚60°WおよびN70゚80゚W,傾斜が50゚80゚SWで,平行脈や分岐脈からなる。また,その脈幅は一般に約15mである。鉱化作用は,鉱脈の産状に基づくと,二分され,ステージIが金銀鉱化期,ステージIIが銅鉛亜鉛鉱化期である。ステージIの鉱石は石英と氷長石を主とし,少量のエレクトラム,硫銀鉱,黄銅鉱,方鉛鉱,閃亜鉛鉱,黄鉄鉱,白鉄鉱,方解石などを伴い,ステージIIの鉱石は石英を主とし,少量の黄銅鉱,四面銅鉱,方鉛鉱,閃亜鉛鉱,黄鉄鉱,赤鉄鉱などを伴う。鉱床周辺の熱水変質帯は,産状と鉱物組合せに基づくと,広域変質帯(プロピライト帯,ゼオライト帯およびスメクタイト帯),脈際中性帯(カリ長石帯,イライト帯およびイライト/スメクタイト混合層鉱物帯)および脈際酸性帯(ナクライト帯,ディッカイト帯,カオリナイト帯および明バン石帯)に3大別される。広域変質帯では,プロピライト帯が最も広く分布し,それを取り囲むようにゼオライト帯やスメクタイト帯が分布している。広域変質帯を切る脈際中性帯および脈際酸性帯の伸長方向は,花苦蕊川上流域や久江川上流域では,鉱脈の走向(N40゚60゚W)にほぼ一致している。また,上部中新統ハナクシベ層細粒凝灰岩には,幅13cm(稀に1m30cm)の珪化脈が見られる。その珪化脈の走向は,N5570°Wであり,鉱脈や節理面の走向とほぼ一致する。弟子屈地域の当別浅熱水性金銀鉱脈型鉱化作用の時期は,石英-氷長石脈のK-Ar年代によって,鮮新世(2.4Ma)である。また,当別鉱脈群の東方約5km地点にある志計礼辺山酸性変質帯も,珪化ソーダ明バン石化岩のK-Ar年代によって,これとほぼ同時(2.3Ma)生成である。この酸性変質帯には,露頭がないが,その転石はいずれも白色強珪化デイサイトで,空隙が多く見られる。その空隙の形態は,デイサイトの斑晶長石や角閃石や輝石が強酸性熱水溶液によって溶脱された負仮像を示すので,この珪化岩は溶脱型であり,まれに,その空隙を充填する自然硫黄が観察される。一方,当別鉱床地域における安山岩岩脈の熱水変質年代も2.3-2.4Maであることが知られている。これらのデータは,2.4Ma当別低硫化系浅熱水性金銀鉱脈型鉱化作用はおそらく比較的広域的な安山岩質貫入活動に伴われ,また,これとほぼ同時期の2.3Ma志計礼辺山酸性変質作用は比較的局所的な志計礼辺山溶岩のデイサイト質貫入活動に伴われたことを示唆している。
VLBIによるメーザー位置天文学

国立天文台では銀河系のメーザ天体を10マイクロ秒角精度で測り、その構造やダイナミックスを明らかにしダークマターの解明をめざすVERA計画を推進している。VERAは相対VLBI法を利用してメーザ源の位置を正確に測ろうとするものだ。その技術的な側面についていくつかの検討を行なった。(1)観測局配置と位置測定精度:天体構造の位置測定への影響10マイクロ秒角の分解能で天体を見ると、点源は存在しない。天体の大きさや構造が位置決定精度に影響をおよぼす。観測局配置と位置測定精度についてシュミレーションを行なった。その結果、一点源に対しては局配置の広がりが大きいほど、つまり最大ベースライン長に比例して測定精度はあがる。ところが、天体の構造が複数点源の場合、サイズ(例えば3ミリ秒角のガウス輝度分布)を持つ場合、UVカバーの埋まり方、短基線(300キロ程度)の存在が重要になってくる。つまり天体の構造を把握できることが、その天体の位置を求める上で重要であることがわかった。(2)大気位相補償法とアンテナ方式VLBIではこれまで、大気揺らぎによる到来電波の位相乱れがネックとなって高精度(=サブミリ秒精度)の天体位置測定はできなかった。VERAは相対VLBI法(=同時または交互に近接参照電波源を観測して、大気揺らぎを補正する)によってこの壁をやぶるものである。交互に観測するばあい、アンテナのスイッチング周期が大気の変動速度に比べ十分に短い必要がある。この点について実際のVLBIデータ、VERA観測候補地(鹿児島、父島)での衛星電波を利用した大気位相モニターの結果から43GHzVLBI観測ではスイッチング周期は10秒以下、4秒程度であることが明らかにしている。VERAアンテナ方式の決定に影響を及ぼす結果である。(3)天体メーザの研究VERAの観測対象となる晩期型星のひとつ、IRC10414のSiOメーザ、電波銀河NGC315の水メーザ、オリオンKL星生成領域のスーパーメーザのVLBI観測(JNe t、VLBAによる)、野辺山45mによる系外SiOメーザの探索などを共同で行なった。近年、天文学では位置天文的手法による発見が相次いでいる(銀河NGC4258や我々の銀河中心における巨大ブラックホールの発見など)。VLBI位置天文学はこの新分野を大きく開拓すると期待され、国立天文台においてVERA計画が推進されている。VLBIによる位置天文学において最大の課題は、大気揺らぎによるフリンジ位相の乱れの除去である。特にミリ波帯でのそれは、位置計測の精度を左右するにとどまらず、感度そのものを制限している。位相補償の手段として近接する天体からの電波を用いて、乱れを補正することが考えられている。その具体的な方法として2つある。一つは一台のアンテナを振って二つの天体を交互に観測し、位相さを補間するアンテナスイッチング法。もう一つは2台のアンテナを併設し、それぞれが個々の天体の電波を受けるペアアンテナ法である。この二つの方法についての優劣を明らかにするため、通常のVLBIデータ(43GHz帯、SiOメ-ザの観測)の位相変化を用い、スイッチング法とペアアンテナ法での観測シュミレーションを行った。その結果、ペアアンテナ法に比べスイッチング法は、間欠する時間の位相を補間するさいに誤差を発生させ、コヒーレンスを最大70%程度に落としてしまうこと。またアンテナを振るための時間、他方の天体の電波を受けるための時間などで、観測時間を25%にまで低下させ、その結果、コヒーレンスの低下とあわせ、感度を50%以下にしてしまうことがわかった。これらはスイッチング法はVLBI位置天文学にとって、不利な装置であることを意味する。今後、感度の低下に加え、位置精度に関するシュミレーションを行う予定である。他に、今井らと天体メ-ザ源の研究を行い、晩期型星での質量放出にかかわる、加速現象をとらえることに成功した。

この点について実際のVLBIデータ、VERA観測候補地(鹿児島、父島)での衛星電波を利用した大気位相モニターの結果から43GHzVLBI観測ではスイッチング周期は10秒以下、4秒程度であることが明らかにしている。VERAアンテナ方式の決定に影響を及ぼす結果である。(3)天体メーザの研究VERAの観測対象となる晩期型星のひとつ、IRC10414のSiOメーザ、電波銀河NGC315の水メーザ、オリオンKL星生成領域のスーパーメーザのVLBI観測(JNe t、VLBAによる)、野辺山45mによる系外SiOメーザの探索などを共同で行なった。
日本海東縁ひずみ集中帯の大地震発生ポテンシャル予測に関する研究

日本海東縁変動帯の沿岸において,海成段丘・離水海岸地形の高度分布から逆問題として震源断層の諸元を第一次近似的に解き,海域に分布する活断層の地震発生の可能性について検討した。その結果,旧汀線の高度分布は,その震源断層セグメントを沖合数10km(海岸大陸棚近傍)に想定し逆断層としてのすべりを与えることで復元された。想定される地震規模Mw6.7-7.6,地震の発生間隔は数千年程度,現成波食棚の幅が広い海岸(奥尻島,松前半島,函館平野西岸,西津軽艫作半島,飛島)は次の大地震発生が近いことを暗示している。活断層から発生する内陸直下型地震の多発する「ひずみ集中帯」(日本海東縁変動帯南部から近畿北部にいたる地域)のなかで,大地震ギャップのあるセグメントの長期的地震発生ポテンシャルについて,変動地形学的・地震地質学的・地球物理学的視点から合理的な理解を深め,統合的な評価を目的とする。本年度は歴史地震による地変として優れたレファレンスをもつ佐渡海嶺上の佐渡島,粟島を調査対象とした。得られた成果・知見は以下の通りである。1.大佐渡山地では完新世段丘・離水地形のレベルは5つ,更新世段丘は6面認められた。これらの多段化するプロセスを海底活断層の運動に伴う地震性隆起の累積と考え,食い違い理論に基いて断層パラメータの計算を行った。これによると,佐渡高大佐渡山地は西岸海域(外海府海岸沖合)の海底下に東へ傾斜する断層上で繰り返し起こったすべりに伴う上盤の断層伝搬摺曲の成長による隆起の累積によって成長してきたと推定された。また、地震の破壊領域は45km、最新の地震隆起イベントは1213世紀,地震時の隆起量は最大で1.2m前後,平均地震発生間隔は1600年前後であることが解明された。2.1964年新潟地震の震源断層は,粟島西沖約10kmほどにある海底断層崖から東へ約60度で傾斜する逆断層であり,断層長36km,上端深度3.3km,すべり量は5.6m程度と考えると地震時北西傾動隆起を最もよく説明できる。粟島の完新世更新世海成段丘に記録される累積傾動隆起量の比較から,このタイプの地震の再来発生間隔は2400年程度と試算される。地震時海岸隆起は最大で1.5mである。これらの値は,完新世離水地形のレベル分布からもおよそ支持される。本年度は傾動隆起の優れたレファレンスをもつ佐渡海嶺上の飛島と歴史地震地変記録のある象潟海岸を調査対象とした。1.飛島では,傾動隆起の累積を示す更新世海成段丘を4面(高位より第1,2a,2b,3段丘),完新世離水地形を3つのレベル(第4段丘,,L1,L2)に認定した。これらは東縁部海底活断層(諸元:長さ47km,傾斜角55°,Mw7.0-7.2,すべり量5m,地震発生間隔最大2,900年前後)の活動によって断層上盤が関連摺曲として成長することに伴う地震性地殻変動の累積であると理解される。2.象潟以南の岩石海岸において,2つのレベル(高位からL1:300-480cm,L2:140-230cm)の離水海岸地形を認定した。L2が1804年象潟地震時の隆起イベント,L1がそれより一つ前の地震隆起イベントと推定された。ディスロケーションモデルによる断層変位量計算の結果,飛島海盆との境界断層(象潟沖18km)において諸元を長さ42km,傾斜角30°,幅42km,すべり量7,5m,上端/下端深度1/13kmにセットすると海岸部の隆起量を最も良く説明でき,また津波を励起させるに十分であることが判明した。活断層から発生する内陸直下型地震の多発する「ひずみ集中帯」(日本海東縁変動帯南部から近畿北部にいたる地域)において,海成段丘・離水海岸地形の高度分布を説明する震源断層モデルをくいちがい弾性理論に基づいて計算し求め,海域活断層の地震発生ポテンシャルについて検討した。

1.旧汀線の高度分布に極大域を持つ地域のほとんどの傾動・波状隆起は,その震源断層セグメントを沖合数10km(海岸大陸棚近傍)に想定し逆断層としてのすべりを与えることで断層関連褶曲として復元された。2.多くの断層の諸元は,長さ20-60km,傾斜角30-50°C(西傾斜,東傾斜両方あり),すべり量2-7m(海岸隆起量3m),断層先端深度1km前後となる。地震規模はMw7.0-7.5,地震発生間隔は1000-4000年程度と推定される。3.歴史地震時に海岸が隆起した地域以外において最後の地震隆起を特定する高精度の年代情報はほとんどないが,現成波食棚の発達に地域差が認められる。これらが最後の地震隆起イベントからの時間経過を示すとすれば,現成波食棚の幅が広い海岸では次の大地震発生が近づいていることを暗示している。
光学的フロケ状態物理学の開拓

屈折率が時間的に周期変動するような物質中を光が伝搬したとき、光の性質(波長、強度)が大きく変化する可能性がある(光学的フロケ状態)。特に光場の振動周期と屈折率の変化の周期が近いほど、その変化が顕著になると期待される。本研究では、テラヘルツ周波数領域において、このような屈折率が時間変動するような物質の実現を目指した。そのために必要な実験系を構築し、同時に様々な物質の超高速光学応答を実験的に明らかにした。特に、白金薄膜においては典型的な貴金属である金よりも速い過渡応答を観測することに成功した。この速い応答時間は電子格子相互作用の強さによって説明可能であることが分かった。テラヘルツ光の屈折率が時間に対して周期的に変動する状態の実現と、その性質の解明を目指した研究に取り組んでいる。前年度までに、周期的に強度が変動する光源を開発し、テラヘルツ分光装置と統合することに成功した。また、低温成長GaAsを試料とした予備実験を行った。前年度の予備実験の結果により、低温成長GaAsを試料として用いた場合、当初の目的である周期的な屈折率変動を実現するためには、励起光の最適な強度を探る必要があることがわかった。そこで、光ポンプテラヘルツプローブ分光により、様々な励起光強度についてテラヘルツ周波数領域での過渡的な光学応答を評価した。その結果、テラヘルツ周波数領域において十分な光学応答を得るために必要な励起光強度においては、光学応答の緩和過程にピコ秒を超える長い寿命成分が現れることが明らかとなった。従って、本研究の遂行のために、低温成長GaAsとは異なる試料を検討する必要があることがわかった。用いる試料として様々な物質を検討した結果、金属に着目した。金属薄膜はテラヘルツ周波数領域で大きな誘電率をもつ。従って、光励起によるわずかな電子温度変化でもテラヘルツ光学応答を大きく変える可能性が期待される。テラヘルツ光学応答に大きな影響を及ぼすのは、伝導の減衰に寄与する電子格子相互作用である。金属の種類によって、電子格子相互作用の大きさや、その温度依存性は大きく異なる。特に、白金は電子格子相互作用の電子温度依存性が顕著であるため、試料として適している。白金薄膜を試料として、光ポンプテラヘルツプローブ分光により、試料のテラヘルツ周波数領域における過渡光学応答を評価した。対照として、典型的な単純金属である金を同じ実験条件で評価した。その結果、金と比べて高速なサブピコ秒の過渡的な光学応答変化が存在することを明らかとした。チャープ発生装置およびマイケルソン干渉計を構築し、ビート光の発生を実現した。また、低温成長半導体GaAs基板のポンププローブ測定を行い、その光励起キャリアダイナミクスをサブピコ秒の時間分解能で評価した。まず本研究の遂行に必要不可欠であるチャープ発生装置の設計・構築を行った。0.126 ps2 rad-1のチャープをつけるために、回折格子対とレトロリフレクターによる実験系を採用した。事前に高分散性によるチャープ付加も検討したが、チャープ量が固定されてしまうために不適と判断した。最終的なスループットは41%となり、実験に必要と予想されるパルス強度が実現可能である。また、チャープ発生装置と組み合わせて、ビート光発生を行うために、マイケルソン干渉計を構築した。マイケルソン干渉計を数時間の実験中、安定化させるために、参照用のHeNeレーザーを用意した。このHeNeレーザの波長にロックすることで、実際に数時間に渡って安定な干渉計を構築できた。チャープ発生装置とマイケルソン干渉計を結合し、10psのパルス幅を持つビート光の発生に成功した。低温成長GaAs基板を試料として、800nmポンプ800nmプローブの測定を行った。その結果、ポンプ光の強度が十分に弱い場合には光励起キャリアの寿命はサブピコ秒程度であることがわかった。一方、励起光強度を増やすに従って、数十ピコ秒を超える長い寿命成分が現れることがわかった。今年度中に遂行を予定していた二つの計画、ビート光の発生装置構築と、低温成長GaAsの特性評価を実際に達成している。そのため、本研究はおおむね順調に進展していると評価できる。それぞれ、「屈折率が時間的に周期変動するような媒質中での光の振る舞いを明らかにする」という研究目的を達成するために必要不可欠なステップである。テラヘルツ時間領域分光装置を構築し、これまでに構築済みであるビート光発生装置組み合わせる。これによって、試料を周期的に光励起可能しつつその光学的性質を測定する実験装置が完成する。同時に、低温成長GaAs以外の試料候補の探索も行う。

当初購入予定であった波長安定化されたHeNeレーザーのかわりに、小型HeNeレーザーを用いるなど、実験系設計・構築を行う中で、必要に応じて臨機応変に研究費を遂行した。そのため、当初の研究費使用見込み額と実際の執行額が異なったが、研究計画そのものには変更はなく、前年度の研究費も含めて計画を推進していく。
確率モデルによる、フラクタルの新たな分類を目指して

フラクタルグラフにおける浸透過程およびランダムな全域木モデルを構成しその性質を調べた。特に重要な性質として、ランダムな一様全域木モデルと最小全域木モデルではその極限過程において臨界指数が異なることを示した。統計力学の観点からの、フラクタルグラフの研究を行っている。当該年度は特にシェルピンスキーガスケットグラフにおけるランダムな全域木の構成を行い、その統計的性質について調べた。全域木をこのフラクタルで考える利点は、ほとんどの統計量が厳密に計算できる点である。全域木の確率分布は、一般に一様分布によるもの(uniform spanning tree、UST)と最小全域木(minimal spanning tree、MST)が特に重要である。本研究ではまずUSTについて確率測度およびスケール極限を構成し、さらにUSTとの一般的な対応で自然に現れるLoop-Erased Random Walk (LERW)の指数を計算した。このLERWの指数はシェルピンスキーガスケット上で従来から構成されていたRandom WalkやSelf-Avoiding Walkなどの値とは異なっており、d次元格子の場合と同様にシェルピンスキーガスケットでもこの3つの確率過程が違うクラスに属することが確認された。一方、MSTはパーコレーションモデルと深い関係にある。シェルピンスキーガスケットでのMSTの確率測度は、USTより複雑ではあるが漸化式によって記述できることがわかり、その式を具体的に求め、全域木から定まるSAWの指数の値を具体的に計算することが可能であると示せた。その漸化式を用いて現在計算を行っているところである。こうしたランダムな全域木は他のフラクタルグラフでも構成可能であり、USTやMSTによる特徴づけでフラクタルの新たな分類ができると考えられ、パーコレーションモデルやLERWなど関連した研究にも大きな意義があるものである。当該年度は特にシェルピンスキーガスケットグラフにおける最小全域木(minimal spanning tree、MST)の構成を行い、その統計的性質について調べた。最小全域木については一様全域木(uniform spanning tree、UST)と比較し計算が煩雑となるが、このフラクタルでは再帰的な構造から得られる漸化式を基に統計量を厳密に計算することがほぼ可能であり、実際に計算を進めた結果、統計的にUSTよりもわずかに複雑な(Hausdorff次元の高い)全域木が現れることがわかった。MSTはパーコレーションモデルに大きく関係する確率モデルであり、関連した研究にも意義があると考える。また、USTについては前年の研究に引き続き3次元空間内のフラクタルグラフでも計算を行い、2次元の場合同様に対応するLoop-Erased Random Walk(LERW)の指数の値を得、また連続極限による確率過程を構成することができた。こうしたランダムな全域木およびLERWは他のフラクタルグラフでも構成可能であり、USTやMSTによる特徴づけでフラクタルの新たな分類ができる,と考えられる。加えて、再帰構造から得られる漸化式の計算を応用し、同様の漸化式を持つ確率ゲームの研究を行い、ゲームの勝率に関する結果を得た。この成果はフラクタルに関わる計算技術の副産物として得られたものと言ってよく、この分野でもさらなる研究成果が得られると期待される。当該年度は3次元空間内のフラクタルグラフでの最小全域木(minimal spanning tree、MST)および一様全域木(uniform spanniag tree、UST)に関する研究成果を整理し、極限として得られるLoop-Erased Random Walk(LERW)の性質をまとめた。これらの結果は2次元のシェルビンスキーガスケットの場合を中心にTeufl氏、Wagner氏との共著論文として公表される予定である。また、有限分離性を持たないフラクタルグラフの典型例であるシェルビンスキーカーペットグラフでのパーコレーションに関し、浸透方向に一部制限を持つ(上下と右には進めるが左には進めない)ようなモデルでの自明でない相転移の消滅を証明し、またこのグラフにおけるボンドパーコレーションの臨界確率について新たな上からの評価値(0.7を下回る)を得て、論文にて公表した。ここで用いた臨界確率の評価方法はフラクタルグラフに限らず用いることができるため、従来数値シミュレーションに比してあまりよい精度の評価値が得られていないd次元格子モデルのサイトパーコレーションにおいても従来の評価値を更新できると思われる。加えて、再帰構造から得られる漸化式の計算技術を応用し、同様の漸化式を持つ確率ゲームの研究を行い成果を論文にて公表する(採録決定済、24年6月刊行予定)。ある程度の再帰構造を持ちつつも一方で非対称な部分を持つ漸化式の計算はフラクタルに関わる計算の副産物として得られたものと言ってよく、この分野でのさらなる研究成果が得られると思われる.
CD4T細胞を利用した肝癌排除(テーラーメード治療をめざして)

本年度は以下の研究成果を得た。(1)HCVに対するCTLクローンの樹立HCVのNS3領域に対するCTLクローンを樹立した。このCTLはHLA-B56特異的であることを確認した。また、エピトープを同定し確認した。このCTLを用いて、細胞障害機序とくにTNFファミリーサイトカインの関与のさらなる研究を進めている。また、肝癌特異的CTLのクローンを樹立すべく、現在研究中である。(2)肝癌患者における血清中免疫関連蛋白の解析肝癌における生体の免疫反応蛋白の解析を質量分析計にて解析した。この結果、癌に体する特異的な免疫関連蛋白発現プロファイルを確認した。それぞれの蛋白の意義について解析中である。特に、幹細胞のリクルートに関与しているSDF-1を検討した。肝細胞が障害されると、造血幹細胞から肝細胞への分化が進み、障害の進行に伴いSDF-1αが増加する血小板数とは負の相関、AST、アルブミンの各値とは正の相関がみられた。SDF-1αが肝疾患の進展に密接に関与していると考えられた。肝細胞癌の発癌との関連も示唆された。(3)末梢血リンパ球サブセットの解析健常人と比較しC型慢性肝炎患者では末梢血中のB細胞(CD19陽性細胞)の増加を認めたがインターフェロン治療中にはB細胞数は健常人程度まで低下を認めた。CD5陽性B細胞も同様にC型慢性肝炎患者、肝癌患者では増加傾向を示した。CD5陽性B細胞におけるCD81MFIも同様の傾向を示した。また、トランスアミナーゼ正常なHCV陽性患者においても末梢血中のB細胞の増加を認めた。肝癌患者での特異的リンパ球サブセットを同定中である。本年度は研究計画に従い以下の研究を行った。(1)マウス肝癌の作成。C57L/Jマウスに同じHLAを持つ肝癌細胞株であるHepal-6細胞を用いて肝癌モデルの生成を試みた。まず細胞株をPBSにて洗浄し、様々な細胞数の懸濁液を作成し、マウスの皮下もしくは開腹下に肝内、又は脾に局所注入し、腫瘍の形成を試みた。(2)HCVに対するCTLクローンの作成。HCV感染患者の末梢血よりリンパ球を分離後マグネットビーズによりCD8T細胞を分離した。これらの細胞とHCV-J核酸配列を組み込んだワクシニアウイルス感染させたB-LCLを共に培養し、limiting dilution法によりHCV蛋白に対するCTLクローンの作成を行った。HCVのE1、E2、NS2、NS3、NS4、NS5を用いてスクリーニングを行い、その結果NS3に対するCTLクローンを誘導することができた。標的細胞のHLAを変えたCTLアッセイによりこのCTLクローンがHLA-B56特異的であることが判明し、また、truncated peptideを用いた実験によりエピトープを同定し得た。(3)肝疾患末梢血におけるT/B細胞の解析各種肝疾患患者の末梢血のT細胞、B細胞の割合、C型肝炎患者においてIFN治療における上記細胞の割合の変化、さらにはHCVレセプターと考えられているCD81の発現についてFACSを用いて検討した。FACSは4重染色を施行した。これのより、肝癌特異的CTLのサブセットの同定をすすめる。
尿素輸送体アイソフォームの機能特性からスサビノリ窒素代謝の分子機構を探る

紅藻スサビノリの窒素代謝において,機能特性の異なる3種類の尿素輸送体遺伝子(PyDUR3.1/3.2/3.3遺伝子)が重要な役割を果たしていると考えられる.各遺伝子発現は世代間や栄養環境で大きく変化し,その発現調節に関与する上流領域の部分塩基配列を明らかにした.また,貧栄養環境下でスサビノリ葉状体の尿素・アミノ酸・核酸代謝が大きく変化するが,尿素施肥により各代謝は基底状態に回復すること,一部の代謝物質が生理状態評価に有効であることを明らかにした.近年のノリ養殖場の栄養塩類不足により,スサビノリ葉状体の色落ちが頻発している.スサビノリ葉状体は無機態窒素と同様に尿素をよく代謝し,色落ち葉状体の生理状態回復に尿素の施肥が有効であることが明らかにされている.これまでに,スサビノリの尿素代謝に関わる3種類の尿素輸送体遺伝子(PyDUR3.1/3.2/3.3遺伝子)が単離・同定されているが,各PyDUR3遺伝子の発現特性や各PyDUR3アイソフォームの細胞内機能の詳細は未だ不明である.そこで本年度は,各PyDUR3遺伝子の発現特性と細胞内動態を明らかにすることを目的として以下の研究を行った.1.スサビノリ葉状体および糸状体におけるPyDUR3遺伝子の発現特性解析異なる栄養環境(通常または貧栄養環境)で培養した葉状体および糸状体から抽出・精製した全RNAを用いてcDNAを調製した.このcDNAを鋳型としたリアルタイムPCR(内部標準18S rRNA,検量線法)により,PyDUR3.1/3.2/3.3遺伝子発現の相対定量解析を行った.その結果,各PyDUR3遺伝子の発現は葉状体や糸状体といった世代間や栄養環境で大きく変化し,転写レベルで調節されていることが明らかとなった.2.PyDUR3アイソフォームの細胞内動態解析酵母,陸上植物,スサビノリ葉状体内で構成的に発現する遺伝子のプロモーター下流に,PyDUR3.1/3.2/3.3遺伝子および緑色蛍光タンパク質(GFP)遺伝子cDNAを挿入してGFP融合PyDUR3発現ベクターを構築した.発現ベクターを酵母,タマネギ表皮細胞,スサビノリ葉状体に導入後,GFP蛍光を指標として各PyDUR3の細胞内動態を調べた.いずれの発現系においてもPyDUR3の細胞膜への局在が認められたことから,各PyDUR3は尿素の取込みに重要な役割を果たす細胞膜局在型輸送体であると考えられた.スサビノリ葉状体は無機態窒素と同様に,尿素を効率よく代謝することが知られている.これまでに,スサビノリの尿素代謝に関わる3種類の尿素輸送体遺伝子(PyDUR3.1/3.2/3.3遺伝子)を単離・同定し,葉状体および糸状体における各PyDUR3遺伝子の発現特性や,PyDUR3アイソフォームの細胞内動態の一端を明らかにした.本年度は,各PyDUR3遺伝子発現調節機構とPyDUR3アイソフォームの細胞内機能を明らかにするために,全体の研究実施計画(3)および(4)に該当する以下の研究を行った.研究実施計画(3)酵母発現系を利用したPyDUR3アイソフォームの細胞内機能解析細胞内動態解析に用いた緑色蛍光タンパク質(GFP)融合PyDUR3発現ベクターをDUR3遺伝子欠損酵母に導入し,得られた形質転換酵母を各種窒素化合物(無機態窒素源や尿素)含有培地で生育させて遺伝子相補試験を行った.その結果,PyDUR3アイソフォームの酵母内発現は観察されたものの,明確な遺伝子相補結果は得られなかった.研究実施計画(4)PyDUR3遺伝子上流領域の塩基配列解析による転写調節機構の解明スサビノリ葉状体から抽出・精製したゲノムDNA(gDNA)を用いて,GenomeWalkerライブラリー(GWL)を構築した.GWLを鋳型とし,各PyDUR3遺伝子特異的PCRプライマーを用いてPCRを行い,各PyDUR3遺伝子上流領域をコードするgDNAのクローニングを行った.その結果,PyDUR3.1およびPyDUR3.3遺伝子についてはそれぞれ,約3 kbpおよび0.8 kbpの遺伝子上流領域の塩基配列を決定することができたが,PyDUR3.2遺伝子についてはPCRによるgDNA断片の増幅がみられなかった.本研究では,スサビノリの窒素代謝や貧栄養環境下における生存戦略に重要な役割を果たしていると考えられる3種類の尿素輸送体遺伝子(PyDUR3.1/3.2/3.3遺伝子)の転写調節機構,PyDUR3アイソフォームの細胞内機能特性とスサビノリ窒素代謝の分子メカニズムとの関わりを明らかにすることを目的としている.本年度は全体の研究実施計画のうち(3)酵母発現系を利用したPyDUR3アイソフォームの細胞内機能解析,(4)PyDUR3遺伝子上流領域の塩基配列解析による転写調節機構の解明,を実施した.研究実施計画(3)については,酵母用PyDUR3発現ベクターとDUR3遺伝子欠損酵母を利用して遺伝子相補試験を行ったが,明確な遺伝子相補結果は得られなかった.

この原因として,酵母内で発現させたGFP融合PyDUR3の融合GFP部分が,PyDUR3の本来の機能を阻害したことが考えられた.研究実施計画(4)についてはほぼ計画通りに研究を進め,各PyDUR3遺伝子上流領域のクローニングに必要なGWLを構築することができた.しかしながら,PyDUR3.2遺伝子については上流領域をコードするgDNAクローンを単離するには至らず,PyDUR3.3遺伝子についても転写調節機構の解明に必要な上流領域の塩基配列情報を得るには至らなかった.スサビノリ葉状体は無機態窒素と同様に尿素を効率よく代謝し,色落ち葉状体の色調回復に尿素の施肥が有効とされている.本研究では,3種類のスサビノリ尿素輸送体遺伝子(PyDUR3.1/3.2/3.3遺伝子)の発現特性やPyDUR3アイソフォームの機能特性を明らかにするため,以下の研究を実施した.1.PyDUR3遺伝子の発現特性解析:異なる栄養環境(通常または貧栄養環境)で培養した葉状体および糸状体におけるPyDUR3.1/3.2/3.3遺伝子発現を調べ,各PyDUR3遺伝子発現が世代間や栄養環境で大きく変化することを明らかにした.2.PyDUR3アイソフォームの細胞内動態解析:緑色蛍光タンパク質(GFP)融合PyDUR3発現ベクターを酵母,陸上植物,スサビノリ葉状体に導入してGFP蛍光を指標として各PyDUR3の細胞内動態を調べ,各PyDUR3が細胞膜局在型輸送体である可能性を示した.3.PyDUR3アイソフォームの細胞内機能解析:PyDUR3発現ベクターをDUR3遺伝子欠損酵母に導入後,尿素を窒素源として遺伝子相補試験を行ったが,各PyDUR3の細胞内機能の差異を明らかにするには至らなかった.4.PyDUR3遺伝子上流領域の塩基配列解析:スサビノリGenomeWalkerライブラリーを鋳型としたPCRにより,PyDUR3.1/3.3遺伝子上流領域(約3 kbp)の塩基配列と構造の差異を明らかにしたが,PyDUR3.2遺伝子上流領域の塩基配列を決定するには至らなかった.5.メタボローム解析による尿素代謝機構の解明:健全,色落ち,尿素施肥で色落ち回復させた葉状体のメタボローム解析により,色落ちによりアミノ酸・核酸代謝系が大きく変化するが尿素施肥により基底状態に戻ること,一部の代謝産物が葉状体の生理状態評価に有効であることを明らかにした.紅藻スサビノリの窒素代謝において,機能特性の異なる3種類の尿素輸送体遺伝子(PyDUR3.1/3.2/3.3遺伝子)が重要な役割を果たしていると考えられる.各遺伝子発現は世代間や栄養環境で大きく変化し,その発現調節に関与する上流領域の部分塩基配列を明らかにした.また,貧栄養環境下でスサビノリ葉状体の尿素・アミノ酸・核酸代謝が大きく変化するが,尿素施肥により各代謝は基底状態に回復すること,一部の代謝物質が生理状態評価に有効であることを明らかにした.本研究では,スサビノリの窒素代謝や貧栄養環境下における生存戦略に重要な役割を果たしていると考えられる3種類の尿素輸送体遺伝子(PyDUR3.1/3.2/3.3遺伝子)の転写調節機構,各PyDUR3アイソフォームの細胞内機能特性とスサビノリ窒素代謝の分子メカニズムとの関わりを明らかにすることを目的としている.本年度の研究実施計画には,(1)スサビノリ葉状体および糸状体におけるPyDUR3遺伝子の発現特性解析,(2)遺伝子導入・発現系を利用したPyDUR3アイソフォームの細胞内動態解析,をあげていた.(1)についてはほぼ計画通りに研究が進み,各PyDUR3遺伝子の世代(葉状体と糸状体)特異的あるいは栄養環境(通常環境と貧栄養環境)特異的な発現性を明らかにすることができた.しかしながら,貧栄養環境下で培養して色落ち誘導したスサビノリ葉状体や糸状体に対する無機態窒素や有機態窒素の施肥が,各PyDUR3遺伝子発現に及ぼす影響を明らかにするには至らなかった.
オプトアジレント機能を有する侵入型金属窒化物薄膜材料の創製とデバイスへの応用

1.オプトアジレント機能を有する侵入型金属窒化物薄膜材料の創製(1)独自の大気圧ハライド気相成長装置を用いて、従来のCVD、MBE、PLD等では作製不可能な侵入型金属窒化物(FeN_x、SnN_x、InN_x、MnN_x等)の薄膜材料の作製に成功した。(2)作製した侵入型金属窒化物(FeN_x、SnN_x、InN_x、MnN_x等)の薄膜材料には、光に俊敏に応答するオプトアジレント機能を有することを世界で初めて明らかにした。(3)作製した侵入型金属窒化物(FeN_x、SnN_x、InN_x、MnN_x等)の薄膜材料のN(窒素)侵入量を制御することで、オプトアジレント機能に波長依存性、光学異方性を持たせることが可能であることが明らかとなった。2.オプトアジレント機能の解明(1)作製した侵入型金属窒化物(FeN_x、SnN_x、InN_x、MnN_x等)の薄膜材料について屈折率、反射率、バンドギャップ等についての解析を行った結果、N(窒素)侵入量により膜内部の局所構造が変化し、オプトアジレント機能に波長依存性が生ずることが明きらかとなった。(2)SnN_x、InN_x、MnN_x薄膜の不対電子の状態を電子スピン共鳴(ESR)、光検波ESRおよび極低温磁気特性評価より行い、膜内部の不対電子の磁気異方性がオプトアジレント機能の角度依存性に寄与することが明らかとなった。3.オプトアジレント薄膜材料のデバイス化(1)作製した侵入型金属窒化物(FeN_x、SnN_x、InN_x、MnN_x等)の薄膜材料の光スイッチング素子、調光デバイス等の試作に成功した。以上の結果、本研究で作製した侵入型金属窒化物(FeN_x、SnN_x、InN_x、MnN_x等)の薄膜材料は新しい次世代の光学デバイス、電子デバイスとして実用化が可能であることを実証した。本研究では、オプトアジレント機能を有する侵入型金属窒化物薄膜材料の創製とデバイスへの応用について研究を行っている。平成13年度は侵入型金属窒化物Fe_4N薄膜について次の成果が得られた。1)Fe_4N薄膜作製法およびN侵入量の制御法を確立した。この作製および制御法は他の侵入型金属窒化物薄膜材料の作製にも応用可能である。2)独自の熱力学解析により、単結晶薄膜の作製条件、N侵入量を制御できる作製条件を明らかにした。3)作製したFe_4N薄膜は、立方晶の単結晶薄膜であることを明らかにした。4)第一原理計算法により、Fe_4N薄膜の構造モデルを提案した。6)作製されたFe_4N薄膜について屈折率、反射率を明らかにした。また、設備備品費で購入した短波長光磁気記録評価装置により、Fe_4N膜に対して垂直に磁場を印可した状態におけるカー回転角および楕円率を測定した結果を示す。いずれも光の波長に依存して変化している。カー回転角は光子のエネルギーの増加に伴って減少しているのに対し、楕円率は2.9eV付近に最大値をもつことを明らかにした。

7)Fe_4N薄膜の不対電子の状態を電子スピン共鳴(ESR)や光検波ESRにより行い、薄膜の局所構造を明らかにし、オプトアジレント機能との相関性を明らかにした。8)Fe_4N薄膜の光スイッチング素子、調光デバイスへの応用するために、下地基板の選定、電極構造、積層構造について検討し、MgO基板が最適であることを明らかにした。平成14年度は、侵入型金属窒化物InN薄膜材料についてのオプトアジレント機能を明らかにする。本研究では、オプトアジレント機能を有する侵入型金属窒化物薄膜材料の創製とデバイスへの応用について研究を行っている。平成13年度に侵入型金属窒化物Fe_4N薄膜の作製とオプトアジレント機能の評価を行った。平成14年度は、Fe_4N薄膜光変調機能の解析を結晶および磁気特性の観点から明らかにした。また、侵入型金属窒化物InN_x薄膜、SnN_x薄膜の作製とその光応答性について検討した。以下に詳細を記述する。侵入型金属窒化物FeN_x薄膜のオプトアジレント機能(光変調機能)の解明1)Fe_4N薄膜の結晶構造を、薄膜専用X線回折、X線ポールフィギア等により評価した結果、単結晶であることが明らかとなった。FeN_x系材料の単結晶薄膜を大気圧下で簡単・安価に作製できることから、様々な磁気材料および光磁気材料への応用が可能である。2)強磁性磁気共鳴(FMR)のおよび超電導量子干渉素子(SQUID)を用いた磁気特性評価から、作製したFe_4N薄膜の磁気モーメントは膜面内方向に強く配向していることがわかった。この結果、Fe_4N薄膜の磁気モーメントの外部磁場に対する挙動が、オプトアジレント機能に依存していることが明らかとなった。侵入型金属窒化物InN_x薄膜、SnN_x薄膜の作製とその光応答性1)侵入型金属窒化物InN_x薄膜、SnN_x薄膜の作製と光応答性について検討した。その結果、オプトアジレント機能が観察された。また、InN_x薄膜、SnN_x薄膜のオプトアジレント機能には、膜構造の形状に依存していることが明らかとなった。平成15年度は、侵入型金属窒化物薄膜材料Fe_4N薄膜、InN_x薄膜、SnN_x薄膜についてのデバイス化を試みる。平成15年度は、FeN_x、、SnN_x、InN_x、、MnN_x等およびそれらの混晶化薄膜材料およびN侵入量の異なる薄膜材料のオプトアジレント機能の発現機能について検討した。また、デバイス化を目指したパッケージ化について検討した。以下に具体的な研究成果を述べる。平成15年度は、SnN_x、InN_x、MnN_x、薄膜のオプトアジレント機能の解明を進めた結果、表面の不対電子構造に寄与していることが明らかとなった。作製されたSnN_x、InN_x、MnN_x薄膜について屈折率、反射率、バンドギャップ等についての解析を行った結果、N(窒素)侵入量によりオプトアジレント機能に波長依存性があることが明きらかとなった。SnN_x、InN_x、MnN_x薄膜の不対電子の状態を電子スピン共鳴(ESR)、光検波ESRおよび極低温磁気特性評価より行い、膜内部の不対電子の磁気異方性がオプトアジレント機能の角度依存性に寄与することが明らかとなった。
微細磁気トンネル接合の直接的かつ多角的評価によるスピントルク磁化反転の統一的理解

本研究では市場化が目前となっている磁気抵抗メモリ(MRAM)の中核を担う、2つの強磁性層で絶縁層を挟んだ構造である磁気トンネル接合(MTJ)の磁化反転について、様々な方法を用い、特に電流を流した際の磁化反転(片方の強磁性のN/Sの方向が変化するので書き込み動作に相当)における統一的な理解の構築を目指す。また従来用いられていた強磁性層及び絶縁層間の界面磁気異方性を用いたMTJだけでなく、書き込みを行う自由層の膜厚を大きくした形状磁気異方性MTJについても同様の検証を行い、最終的には高性能・低消費電力なMTJ素子実現のための指針を確立する。
病原性・非病原性遺伝子として機能するBNYVV P25タンパク質の解析

BNYVV(分離株O11)をテンサイの葉に汁液接種すると,感受性品種では黄色斑の感受性反応(S)を,抵抗性品種では,壊死斑,小斑点,無病斑などの抵抗性反応(R)を示し,接種葉でも感受性と抵抗性を識別することが可能となった.テンサイ野生種B.maritima 9種について検定した結果,B.maritima系統によって反応が異なり,多くは感受性反応と抵抗性反応を示す個体が混在していた.抵抗反応の異なる2つのラインを選抜し,MR1,MR2と名付けた.抵抗性,感受性集団の後代検定から,BNYVVに対するB.maritimaの抵抗性は優性遺伝子によって支配されていると推定された.2.抵抗性反応に関与するP25遺伝子の解析各種BNYVV分離株は,B.maritima MR1,MR2に対する抵抗反応の違いから,MB1のみに抵抗性,MR1とMR2の両者に抵抗性,両者に感受性を示すグループに分けられた.抵抗反応を示す宿主では,接種葉におけるウイルスの蓄積がみられないか,または著しく抑制された.この抵抗反応はP25タンパク質(219アミノ酸)の発現によって誘導されることが示された.すなわち,P25遺伝子欠損ウイルスでは,いずれの組み合わせにおいても抵抗反応は起こらずに病斑は退緑斑のまま拡大し,ウイルスの蓄積が認められた.各種野生分離株の比較および感染性クローンを用いた変異導入実験から,P25タンパク質の68-70番目のアミノ酸がB.maritaima MR1に対する抵抗反応を支配していることが証明された.BNYVV(分離株O11)をテンサイの葉に汁液接種すると,感受性品種では黄色斑の感受性反応(S)を,抵抗性品種では,壊死斑,小斑点,無病斑などの抵抗性反応(R)を示し,接種葉でも感受性と抵抗性を識別することが可能となった.テンサイ野生種B.maritima 9種について検定した結果,B.maritima系統によって反応が異なり,多くは感受性反応と抵抗性反応を示す個体が混在していた.抵抗反応の異なる2つのラインを選抜し,MR1,MR2と名付けた.抵抗性,感受性集団の後代検定から,BNYVVに対するB.maritimaの抵抗性は優性遺伝子によって支配されていると推定された.2.抵抗性反応に関与するP25遺伝子の解析各種BNYVV分離株は,B.maritima MR1,MR2に対する抵抗反応の違いから,MB1のみに抵抗性,MR1とMR2の両者に抵抗性,両者に感受性を示すグループに分けられた.抵抗反応を示す宿主では,接種葉におけるウイルスの蓄積がみられないか,または著しく抑制された.この抵抗反応はP25タンパク質(219アミノ酸)の発現によって誘導されることが示された.すなわち,P25遺伝子欠損ウイルスでは,いずれの組み合わせにおいても抵抗反応は起こらずに病斑は退緑斑のまま拡大し,ウイルスの蓄積が認められた.各種野生分離株の比較および感染性クローンを用いた変異導入実験から,P25タンパク質の68-70番目のアミノ酸がB.maritaima MR1に対する抵抗反応を支配していることが証明された.