hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
外科的疾患を有する胎児肺低形成の実験的研究

胎児肺低形成の動物実験モデルを作成し,低形成肺を病理学的に検討するために,妊娠ラットに,横隔膜形成不全や肺低形成,心奇形,腎奇形等の催奇形作用を有する除草剤の成分であるNitrofen(2,4-dichloro-4'nitrodiphenyl ether)を投与した。実験初期においては妊娠11日目にNitrofenをオリーブ油35mlに溶解し,母獣体重当たり100mg/kgを,後期では妊娠9日目に250mg/kgを,胃管にて胃内に強制注入した。妊娠20日目に胎仔を回収し,体重,ヘルニアの有無,ヘルニアの位置,ヘルニア内容を確認した。標本はHE染色及び免疫組織染色を行った。この結果,妊娠11日目,100mg/kg投与群では36.9%にヘルニアを認めたがヘルニア側は右側のみで脱出臓器は肝の一部であった。妊娠9日目,250mg/kg投与群では55%にヘルニアを認め,ヘルニア側は右56%,左38%,両側6%,脱出臓器は肝,胃,小腸であった。Tenascinを用いた免疫組織染色では,1次血清濃度を100,500,1000倍,また,1次血清のインキュベート時間を1時間,overnightで行ったがcontrol群との間に有為差はみられなかった。今回の作成実験から,Nitrofenの投与時間,投与量がCDHの発現率,ヘルニア側に密接に関連していることが解った。近年免疫組織化学の分野で,組織構築が変化する時にその間質に陽性となる細胞外物質の糖蛋白質であるTenascinが注目されている。もし,Nitrofenが発達過程の肺組織に何等かの障害を起こし,それに対して生体反応が発現しているならば,Tenascinがラットの肺で,発現する可能性が在り,この免疫組織染色を試みた。しかし免疫組織学的に陽性とはならなかった。今後の問題として,surfactantや肺の内分泌器官としての面からの検討が必要であると思われる。新生児外科的疾患のなかで肺低形成が問題となる疾患は横隔膜ヘルニア、尿路閉塞性疾患がよく知られているが、前者は、胎生期の腹腔内臓器の胸腔内陥入による肺の機械的圧排によるとされ、後者は羊水中へ尿排泄のないことによる羊水過少によると説明されている。これらを病理学的に詳細に検討するために、本年度は、ラットを用い、薬物投与により横隔膜ヘルニア実験モデルを作成した。近年、除草剤の成分であるNtrofen(2,4ーdichloroー4'nitrodiphenylether)による催奇形作用によりラットにおいて横軸膜形成不全や肺低形成、心奇形、腎奇形を起こすことが報告されている。我々も、ラット及び家兎にNitrofenを投与し、横隔膜ヘルニアの作成を試みた。ラット(SpragueーDawley)では、交配確認日を妊娠0日とし、妊娠11日目にNitrofen100mg/kgを経口的に投与、妊娠20日目に開腹し胎児を回収したところ胎仔の約4割に右側後方に横隔膜の欠損を認めた。また妊娠家兎にもNitrofenを同量投与したが、胎内死亡を来し、横隔膜ヘルニアの作成はできなかった。ラットでは、投与時期により横隔膜の欠損側の違いがみられ、これらの事実はNitrofenが横隔膜や肺の発生過程でその原基そのものを傷害するために生じてくることを示唆している。

この示唆は、従来言われてきた"肺の低形成の原因は胸腔内陥入臓器による肺の機械的圧迫による"とする説とその立場を異にする。また肺の低形成を評価する上で従来、肺重量、肺/体重比、肺胞数等が検討されてきたが、形態学的検討に比べ、機能的に低形成を検討した報告はない。我々は、今後の課題として、このNitrofenを投与したラットを用い、肺surfactantを免疫組織化学的に染色し、正常群に比べ、機能的成熟が遅れていないかsurfactantの面から検討する予定である。昨年度より外科的疾患を有する胎児肺低形成の動物実験モデルとしてラット(SpraqueーDawley種)を用い,横隔膜形成不全や肺低形成,心奇形,腎奇形等の催奇形作用を有する除草剤の成分であるNitrofen(2,4ーdichloroー4'hitrodiphenylether)を投与し,横隔膜ヘルニアの作成を試みている。昨年度までは,妊娠11日目にNitrofen100mg/kgをオリ-ブオイル35mlに溶解し,胃内に注入し,妊娠20日目にエチルエ-テルにて母ラットをsacrificeした後,開腹し胎仔を回収した。この結果,胎仔の約4割の右側後方に横隔膜の欠損を認め,同部より肝の一部が胸腔内に脱出していたが,肺を圧迫するような十分な臓器の脱出は見られなかった。このため,今年度はNitrofenの投与時期を妊娠9日目に変更し,同様の実験を行ない,腸管を胸腔内に脱出せしめるために,左側の横隔膜ヘルニア作成実験を試みたが,現在の所,作成に成功していない。投与時期と投与方法に,若干の工夫が必要である。従来,横隔膜ヘルニアに於ける肺低形成は,胸腔内を腹腔内臓器が占めることで正常の肺の発育が妨げられてそのために起こるとされている。しかし,このNitrofen投与による横隔膜ヘルニア作成実験では,横隔膜原基,肺原基そのものを障害して,肺低形成が起きている可能性がある。一方,近年免疫組織化学の分野で,組織構築が変化する時にその間質に陽性となる細胞外物質糖蛋白質であるテネ-シンが注目されているが,Nitrofen投与ラットの肺で,何等かの変化が起きていないかを検討した。現在の所まだ結論的なことは言えないが,胎仔の回収時期をいろいろ変えて,比較検討してゆきたいと考えている。外科的疾患を有する胎児肺低形成の動物実験モデルとしてラット(Spraque-Dawley種)を用い,横隔膜形成不全や肺低形成,心奇形,腎奇形等の催奇形作用を有する除草剤の成分であるNitrofen(2,4-dichloro-4'nitrodiphenylether)を投与し、横隔膜ヘルニアの作成を試みている。昨年度までは,妊娠11日目にオリーブオイル35mlに溶解したNitrofen100mg/kgを胃内に注入し、妊娠20日目にエチルエーテルにて母ラットをsacrificeした後,開腹し胎仔を回収した。この結果,胎仔の約4割で横隔膜の右側後方に欠損を認め,同部より肝の一部が胸腔内に脱出していたが、肺を圧迫するような十分な臓器の脱出は見られなかった。このため,今年度からNitrofenの投与量を250mg/kgに増量した上,投与時期を妊娠9日目に変更し、同様の作成実験を行なった。この結果,より高率(約6割)に横隔膜ヘルニアの発現をみ,投与量,投与時期がこの奇形の発現に微妙に影響を与えていた。従来,横隔膜ヘルニアに於ける肺低形成は,胸腔内を復腔内臓器が占めて正常の肺の発育が妨げられるために起こるとされている。しかし,このNitrofen投与による横隔膜ヘルニア作成実験では,横隔膜原基,肺原基そのものを障害して,肺低形成が起きてきている可能性が示唆される。
結晶粒径とボイドの成長を考慮した超塑性材料に対する非弾性構成式の定式化

本研究では,超塑性変形を利用した加工法の最適な条件や成形後の力学的特性等を予測するための数値シミュレーションで使用可能な,超塑性変形に対する非弾性構成式を定式化した.まず,変形速度テンソルを弾性成分と非弾性成分とに分離し,弾性部分はHookeの法則にひずみ等価性の仮設を組み入れて表現した.他方,非弾性部分は,Chabocheの粘塑性モデルを修正することによって定式化した.すなわち,非弾性ひずみ速度の大きさを,転位による粒内変形を表す項と超塑性変形の主変形機構である粒界すべりを表現する項との和で表現し,前者は基本的な粘塑性モデルによって,後者はそのモデルに結晶粒と空洞の成長による影響を組み入れて表現した.すなわち,坑応力を結晶粒と空洞に依存するパラメータと考え,その発展式を定式化した.さらに結晶粒成長に関しては変形誘起成分と静的成分を,空洞の発達に関しては空孔拡散と母相の塑性変形の効果を考慮に入れて,それぞれの発展式を定式化した.以上により定式化した構成式の精度および妥当性を評価するため,既報の文献の単軸引張り試験から得られる応力-ひずみ曲線,応力-ひずみ速度曲線,結晶粒径-ひずみ曲線,空洞体積率-ひずみ曲線に対してシミュレーションを行った.その結果,モデルが超塑性変形のいくつかの代表的特性,すなわち流動応力-ひずみ速度関係を両対数表示するとS字状の曲線を描く,ひずみ速度によって硬化曲線の傾きが異なる,結晶粒の静的成長がある場合流動応力はひずみ速度の履歴によって異なる,空洞の発達により変形後期において流動応力の低下が生じる,等の現象を定量的に表現できることを確認した.本研究では,超塑性変形を利用した加工法の最適な条件や成形後の力学的特性等を予測するための数値シミュレーションで使用可能な,超塑性変形に対する非弾性構成式を定式化した.まず,変形速度テンソルを弾性成分と非弾性成分とに分離し,弾性部分はHookeの法則にひずみ等価性の仮設を組み入れて表現した.他方,非弾性部分は,Chabocheの粘塑性モデルを修正することによって定式化した.すなわち,非弾性ひずみ速度の大きさを,転位による粒内変形を表す項と超塑性変形の主変形機構である粒界すべりを表現する項との和で表現し,前者は基本的な粘塑性モデルによって,後者はそのモデルに結晶粒と空洞の成長による影響を組み入れて表現した.すなわち,坑応力を結晶粒と空洞に依存するパラメータと考え,その発展式を定式化した.さらに結晶粒成長に関しては変形誘起成分と静的成分を,空洞の発達に関しては空孔拡散と母相の塑性変形の効果を考慮に入れて,それぞれの発展式を定式化した.以上により定式化した構成式の精度および妥当性を評価するため,既報の文献の単軸引張り試験から得られる応力-ひずみ曲線,応力-ひずみ速度曲線,結晶粒径-ひずみ曲線,空洞体積率-ひずみ曲線に対してシミュレーションを行った.その結果,モデルが超塑性変形のいくつかの代表的特性,すなわち流動応力-ひずみ速度関係を両対数表示するとS字状の曲線を描く,ひずみ速度によって硬化曲線の傾きが異なる,結晶粒の静的成長がある場合流動応力はひずみ速度の履歴によって異なる,空洞の発達により変形後期において流動応力の低下が生じる,等の現象を定量的に表現できることを確認した.
ケミカルジェネティクスによる新規有糸分裂阻害化合物の探索と作用機序の解析

本研究課題では,細胞膜透過性で低分子量の新たな有糸分裂阻害化合物を見出し,その化合物の持つ生物学的特徴を明らかにすることを目指した。初年度である平成18年度では,化合物ライブラリーより新たな有糸分裂阻害化合物の探索・同定を試みた。その結果,数化合物が有糸分裂阻害化合物であることを見出した。最終年度である今年度は,これら化合物のうち,その有糸分裂阻害における表現型が新規で興味深いもの化合物(以降,化合物Aと呼ぶ)を選抜し,その解析を継続することにした。化合物Aの細胞周期進行への影響を,FlowCytometryによる解析や免疫染色法による解析,chromosome spread法などで検討した結果,有糸分裂期前期における姉妹染色体の腕部乖離現象に阻害効果を及ぼすことが明らかとなった。この生命現象の分子機構はいまだ不明な点が多く,低分子化合物でこの生命現象が阻害できるといった報告は未だない。姉妹染色体腕部乖離に関与するタンパク質として,2005年にCDCA5が2006年にwaplが報告された。また,昨年CDCA5はgenome-wide RNAi screeningで細胞周期有糸分裂期に影響を及ぼす効果が極めて高い遺伝子としても報告されている。以上をまとめると,化合物Aの細胞内における標的タンパク質は明らかにはなっていないものの,CDCA5,waplを含めた姉妹染色体腕部乖離の調節に関与するタンパク質群は低分子化合物による有糸分裂期阻害の良い標的になる可能性が明らかとなってきた。本研究課題では、細胞膜透過性で低分子量の新たな有糸分裂阻害化合物を見出し、その化合物の持つ生物学的特徴を明らかにすることを目指す。研究手法としては、近年注目されているケミカルジェネティクス的手法を駆使して、分裂期の進行、しいては染色体の娘細胞への均等分配の制御機構を分子レベルで解明しようと計画している。初年度である平成18年度では、化合物ライブラリーより新たな有糸分裂阻害化合物の探索・同定を試みた。キネシンタンパク質を用いた試験管内反応を利用し、化合物ライブラリーよりドラックライクな化合物を選抜しミニライブラリーを作製した。この選抜過程では、キネシンタンバク質としてCENP-EおよびKid、MKLP1、KIF4、HSET、KIF15、KIF18由来のモータードメイン組換えタンパク質を大腸菌発現系にて発現・調整し、豚脳より精製したチュブリンタンパク質で再構成した微小管と混ぜることで得られるATPase活性を指標にした。次に、ヒト子宮頸がん由来HeLa細胞に処理することで、ミニライブラリー化合物の有糸分裂阻害活性を評価した。M期のバイオマーカーとしてヒストンH3タンパク質のリン酸化状態および微小管と染色体DNAの状態を用い、化合物処理細胞の免疫染色像を顕微鏡下で観察することで評価した。その結果、HeLa細胞のM期進行を阻害する活性を持つ化合物を複数同定することに成功した。続いて、これら化合物の細胞周期M期停止に必要な濃度と細胞増殖抑制に必要な濃度をHeLa細胞により測定することで、有糸分裂阻害化合物としての評価を行い、数化合物が有糸分裂阻害化合物であることを見出した。培養細胞内における標的因子を検討するため、これら化合物が上記キネシンタンパク質のATPase活性を阻害するか否かを試験管内アッセイで検討したところ、細胞に効果を示す濃度ではキネシンタンパク質を阻害しないことを明らかにした。
安らぎを感じる心象的空間イメージを作り出す環境音による聴覚刺激効果の脳機能的解明

これまでの感性評価法では、個人差がある主観評価に頼らざるを得なかった事とその脳機能の物質的背景の解明に必要な動物実験では個人差を作り出す後天的経験による情動反応を調べる方法が殆ど無いことが要因であった。そこで、音刺激によるヒトの視覚イメージの評価をメインタスクとして、主観的な感性評価と客観的な生体反応計測による情動反応との連関について調べる新たな感性評価方法を確立すると共に、後天的な要因により体験に関連して誘導された情動反応の脳機能を解析できる動物実験モデルを開発した。ヒト被験者実験に関しては昨年度から引き続き、評価実験実施時の被験者の生体反応を記録することによる主観的評価決定の妥当性検証に必要な客観的指標の解明のために必要な予備的実験を行った。具体的には、音環境による聴覚刺激を提示した際に感じる空間イメージを評価するための無段階に提示画像の視野角度を変化させるインターフェイスの構築とその操作をダイレクトに無段階評価情報として、同時に取得する脳活動や自律神経活動などの生体反応計測と同期したリアルタイム計測を可能とするインターフェースの構築である。本年度までにこれらのインターフェースが完成した。モデル動物実験では昨年度から引き続き齧歯類を使った個別の音環境と組み合わせた生活体験モデル動物を使って、明らかに後天的に得た音環境刺激が本能をはじめとする脳機能とどのように関わっているのかその生物学的メカニズムを明らかにする実験を行った。具体的には、昨年度明らかにできなかった、個別の音環境と組み合わせた生活体験がマウスの脳機能に影響することを明らかにした。昨年度からの変更点として、マウスに一日を好環境16時間と悪環境8時間として飼育し、好環境下と悪環境下で異なる音楽もしくは音刺激を提示した。飼育9日後に、防音箱中の通常環境ケージに移して新規音楽刺激と好環境下で聞いた音刺激および悪環境下で聞いた音刺激の3つを聞かせ、そのときの自律神経反応を計測した。この結果、好環境下で聞いたときのみ心拍数が有意に減少し、新規音楽刺激と悪環境下で聞いた音刺激では同等に心拍数が増加した。また9日間を環境刺激と音刺激の両方にさらさずに通常ケージで飼育した対照群では前述の被検群で用いた3つの音刺激のいずれを提示した場合にも同等に心拍数が増加した。これはマウスにおいて音環境と生活体験の組み合わせで体験誘導型の情動反応が起こる事と動物での生活体験モデルが成立する事を示している。昨年度にシステムの概要が完成した被験者の主観的評価を客観的な生体反応計測による情動反応との連関から明らかにする感性評価装置を完成させた。被験者に生体計測記録プローブを装着して着座させ環境音とディスプレイからの風景画像を同時提示した。前述の装置のスライダーを左右に動かして風景画面の画角を変更させるシステムとして設置し、被験者が提示音に対して合致したと感じる風景の画角になるまで自由にスライダーを調整させ、この間の生体反応およびスライダーの位置情報をリアルタイム記録した。そして、スライダーが停止するまでにかかる時間は音と風景が適合した組み合わせで最も少なく、音と風景が不適合の組み合わせで最も多かった。生体反応計測では、音と風景が不適合の組み合わせでスライダー停止後に皮膚電気抵抗が高くなる傾向が見られ、提示した音と画像が一般的に適合している場合では、両者の適合が曖昧な場合と比較して画角決定操作による空間イメージのアウトプットが速やかな事、また後者では画角決定後に交感神経活動が高まる事を見出した。動物実験ではヒトには聞こえずマウスで可聴な高周波音を再現する音響装置を使った音提示実験システムを前年度の結果を補完すべく構築した。また最終年度にあたり、これまでの研究を国内外の生物学領域と感性科学領域の学会で積極的に発表、討論を行った。新開発した感性の主観評価結果の意義を被験者の生理指標から客観的に評価する装置に対して関心が寄せられたほか、実験方法を工夫すれば生活経験で獲得した後天的な情動に関する記憶を標的とした実験の動物モデル化が可能であるとの成果に対してその有用性を認める意見が多かった。しかし、条件反射との違いの明確や情動に対する効果の保持時間など補足するべきいくつかの事項が示された。これらの点は今後展開する研究で明らかにしなければならない。本年度は当初使用できる予算の減額があり調達予定計測機器の購入を見送り、実験計画を改変して実施した。(1)音刺激により惹起される情動反応の脳機能システムの解明:マウスを使い生活環境と音刺激経験をリンクさせたモデル動物実験を行った。成熟雄マウスを防音箱中に入れた通常ケージ中で1週間飼育した。次にはしごや隠れ穴、止まり木などの立体的な生活空間があり回し車などを入れた快適で広い生活環境ケージを防音箱に入れて音刺激を提示しながら9日間、また通常飼育ケージに比較して著しく容積の少ない飼育ケージで別の音刺激を提示しながら9日間飼育した。その後通常飼育ケージで1週間飼育した。

生体反応記録実験では動物にそれぞれの飼育環境で提示した音刺激とそれまでに提示したことのないホワイトノイズを提示しそれぞれを聞いたときの自律神経活動を頭部皮膚表面温度と心拍数計測で行った。また各実験環境での体重変化を記録した。狭い生活環境ケージ飼育時に対し広い生活環境ケージ飼育時では体重増加が有意に抑制された。各生活環境で提示した音とホワイトノイズを提示したときの自律神経活動に有意な変化はなかった。従って、狭い飼育環境と広い飼育環境の実験モデルが適切に機能してモデル動物の生理機能に影響を与えたがその影響は使用した非侵襲的計測法による自律神経反応ではその変化が捉えられない事が示された。(2)音刺激により惹起される主観的空間イメージの数値化:本年度は音を聞いたときに被験者が感じた印象と提示内容の合致感との計測機器を試作した。提示が連続変数的要素をもつ場合にどの時点で合致したかの判断を悉無的に行うことは難しいので、圧力センサーを使い無段階に押し込み可能なスイッチを使い合致感覚の強さとセスイッチの押し込み圧力との関係を調べた。現在押し込み圧力の変化と合致感覚形成の特性解明のため皮膚表面電位計測と光トポグラフィー計測との相関を解析中。本研究では音を聞いたときに被験者が受ける主観的な印象とその時に脳内で展開される空間イメージとの相関を明らかにする事が目的である。これらの事項は情動記憶の本体に直結する重要な要素だが、客観的に表現することが難しい。そこで、被験者が表現した結果の妥当性を生理学的な指標を使って検証するという主観評価の新しい方法論実験的プラットホームの確立が研究の中核となる。現在までに音環境による聴覚刺激を提示した際に感じる空間イメージを評価するための無段階に提示画像の視野角度を変化させるインターフェイスの構築とその操作をダイレクトに無段階評価情報として、同時に取得する脳活動や自律神経活動などの生体反応計測と同期したリアルタイム計測を可能とするインターフェースの構築が完成している。最終年度はこの方法論を使って実際の被験者実験を行い、それにより得られたデータを解析する事で当初の目的を達成できる。また、脳神経科学的構造の理解に不可欠なモデル動物実験ではすでに哺乳類で共通の基盤に立っている情動や自律神経の活動に深く関わる本能にかかわるシステムで、環境音刺激と生活経験を組み合わせることで新たに人為的に音環境の中で情動体験をさせたモデル動物を作成する事が可能な事を明らかにした。今後はこのモデル動物を使ってその脳神経科学的構造を形態学的・生理学的・生化学的実験で多角的に明らかにする事ができる。以上の研究から最終年度の研究でこれらの生物学的基盤の上に確立された客観的な検証法に基づいた、気分を安定させる音を聴いた時の主観的な印象評価と空間イメージ表現と、その音を聴いたときの脳活動や自律神経反応の生理学的計測から得られる反応の特徴を有効な指標としてまとめ、気分を安定させる音環境の設計を可能にする感性官能評価法を確立できる。昨年度中の予算減額および再配分のため、当初の研究計画を余儀なく変更して研究を進めた。本研究遂行に必要な新規の基本実験パラダイムの構築を中心に進め、予備的な実験結果からそれがほぼ確定したことが示されている。
回転マグネットスパッタ技術を用いた高性能酸化物半導体薄膜トランジスタの開発

酸化物半導体アモルファスIn-Ga-Zn-O薄膜トランジスタ(TFT)を、研究代表者が考案した回転マグネットスパッタ技術を用いて作成した。本技術では複数の動くプラズマループにより、基板上に時間平均で均一な成膜及びプラズマ照射を実現できるため、従来技術と比べてキャリアのライフタイム(TFTのキャリア移動度に関連)の均一性が向上することを示した。また、通常のアルゴンスパッタからキセノンスパッタに替えることで、キャリア移動度を30%程度向上できることを示した。さらに、キセノン回収システムを導入し従来技術に比べ、高均一・高移動度TFTを、高価なキセノンを使用しても低コストで作成するシステムを提案した。液晶ディスプレイや有機ELディスプレイへの適用が始まった酸化物半導体アモルファスIn-Ga-Zn-O(a-IGZO)薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)を、研究代表者が考案した回転マグネットスパッタ技術を用いて作成した。成膜時に成膜表面に照射される希ガスイオン等のプラズマ条件とa-IGZO薄膜特性・TFT特性との関連を明らかにするとともに、大型ガラス基板に高性能TFTを均一に実現するためのTFT製作技術を確立することを目的としている。回転マグネットスパッタ装置においては、大型基板成膜への展開可能な矩形ターゲットを二つ並べたACスパッタ法を採用した。今年度はa-IGZOTFTのキャリア移動度と関連のあるキャリア寿命の面内分布の評価を行った。その結果、回転マグネットスパッタを用いた場合、従来型のマグネトロンスパッタに比べてより広い領域でキャリア寿命が長く、同時に均一性に優れていることを見いだした。これが、動くプラズマループにより時間平均で均一な成膜及びプラズマ照射を実現したことに依ることも明らかとなり、本提案技術の従来技術に対する優位性を明らかとした。また前年度、スパッタ成膜時に従来用いられるアルゴンをキセノンに変えることでTFTの電界効果移動度が30%近く向上することを初めて見いだしていたが、キセノンはアルゴンに比べ非常に高価であるため、このままでは産業界には適用し難い。そこで、研究代表者を含む研究グループが既に開発していたキセノン回収・循環再利用システムを回転マグネットスパッタ装置に組み込み、a-IGZOTFT作成に適用した。その結果、回収・再利用したキセノンを用いて作成したTFTも、フレッシュ(未使用)なキセノンの場合と同等の性能を有することを明らかとし、キセノンスパッタの産業応用への指針を示すことができた。液晶薄型テレビのみならずフレキシブルディスプレイ等への適用が期待される酸化物半導体アモルファスIn-Ga-Zn-O(a-IGZO)薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)を、申請者が考案した回転マグネットスパッタ技術(動くプラズマループにより時間平均で均一な成膜及びプラズマ照射を実現)を用いて作成した。成膜時に成膜表面に照射される希ガスイオン等のプラズマパラメータ分布とa-IGZO薄膜特性・TFT特性を明らかにするとともに、大型ガラス基板に高性能TFTを均一に実現するためのTFT製作技術を確立することを目的としている。本年度は、a-IGZOTFTの電気特性について、基板面内の均一性の評価と、成膜時に照射されるイオン種を通常用いられているアルゴンからキセノンに変えた評価を行った。面内分布に関しては、TFTの閾値電圧およびキャリア移動度の分布、特にターゲット直下とターゲット間との差異が、ターゲット-基板距離を7cm以上離せば均一になることを示し、大型基板均一成膜への指針を与えた。また、イオン種の違いに関しては、キセノンを用いることでTFTの電界効果移動度が30%近く向上することを初めて見いだした。また、ホール測定により求めたホール移動度も同様な傾向を示した。キセノンイオンのイオン照射エネルギーはアルゴンイオンよりも低くなり、またキセノンイオンの原子半径はアルゴンイオンに比べて大きい。TFT特性の向上は、キセノンを用いることで成膜時における膜中へのイオンの進入度合いを低減させ、膜へのダメージが低減されたことによると示唆される。キセノンスパッタを用いたIGZO薄膜トランジスタの性能向上を初めて示すことができ、さらにアモルファスIGZO薄膜TFTの大型基板への均一製作技術への指針を与えることができた。既にIGZO薄膜トランジスタは実用化されているが、製作時のプロセス温度の低温化や、閾値電圧シフトの低減などの更なる性能向上が望まれている。これらは、スパッタ成膜条件に大きく依存する。本研究課題においては、今後均一成膜技術のみならず、これらの点についても検討を行っていく予定である。IGZO薄膜トランジスタ作成に必要なガス、レジスト材料、フォトマスク等を購入する予定である。
高出力レーザーパルスの波形・位相制御とアト秒パルス発生

平成17年度の研究に基づき(1)高繰り返し高出力チタンサファイアレーザーの広帯域波長変換によるサブTW光源の開発、(2)XUV領域における2光子超閾イオン化スペクトルの高分解能測定(3)周波数分解光ゲート法(FROG法)を用いたアト秒パルスの波形・位相同時測定(4)高次高調波を用いた固体光電子分光の研究において成果を上げた。(1)では5kHz、サブテラワットチタンサファイアレーザーにおいて可変ミラーによる位相補償を行い、基本波で15fs、2倍波で7.5fsのパルスを得た。また可変ミラーのかわりに音響光学素子(ダズラー)を用いることにより、波形と位相をリアルタイムで測定し、位相補償の自動制御を可能にした。このことによりシステムを臨機応変に変えることができる。(2)ではHe中の2光子超閾イオン化スペクトルを飛行時間測定法(TOF)で測定し、その分解能を100meV以下に改善すると同時に測定感度を1ケタ以上高めた。このことにより(3)の周波数分解光ゲート法によるアト秒パルスの位相と波形の同時測定が可能となった。用いた光はチタンサファイアレーザーの18次高調波(30eV)であり、アト秒パルスの波形・位相同時測定は世界初である。このことは可視域のパルスと同じ基準で比較していることになり、可視域の2.8fsの記録を大幅に破ったことを意味する。(4)では狭帯域なNd:YVO_4レーザーの6倍波(7eV)を励起源とした世界最高の分解能(360μeV)をもつレーザー光電子分光器を用い、強相関物質であるV酸化物のフェルミレベル近傍の電子状態を明らかにした。本年度はまず繰り返し1-5kHzのサブTWチタンサファイアレーザーの2倍波(400nm)において、広帯域波長変換によりサブ10fs、サブTWを達成し、高調波発生の準備を行った。(Opt. Lettに受理)最短パルス幅は8.5fsでピーク出力は0.16TW、平均出力は1.9Wであったが、400nmにおける平均出力では世界最高である。また高次高調波でCsBrの内殻を励起し、その発光の時間分解分光から、オージェ緩和時間の測定を行った。この結果と放射光によって得られた低温のデータを組み合わせ、CsBrのオージェ緩和時間が数fsであることを導出した。(Phys. Rev. Lettに受理)この実験により、従来放射光では不可能であった時間分解分光が高次高調波でできることを実証した。高繰り返し(1-5kHz)サブTW級チタンサファイアレーザーの広帯域波長変換で10fs以下のパルス(400nm)を得たが、単一ミラーによる縮少系を使ったため、収差による空間チャープがあることがわかった。これを2枚ミラー望遠鏡により補正し、集光点で10fsが得られることを確認した。パルス幅を測るには2光子過程が必要であるが、XUV域では既に1光子でイオン化が起きる。したがって、2光子過程は超閾イオン化(もう1光子吸収するイオン化)を使わなければならない。超短パルスKrFレーザー5次高調波(25eV)を用いて、Xe, Ar, Heにおいて光電子スペクトルをカウントダウン法で測定することにより、初めて超閾イオン化を観測した。この結果は2004年量子エレクトロニクス国際会議に招待されている。(Phys. Rev. Lett.に投稿中)更に上記チタンサファイアレーザーの2倍波(10fs)を励起光として用い、9次高調波(27.9eV)によるHeの2光子超閾イオン化を用いて、9次高調波パルスの自己相関測定に世界で初めて成功した。パルス幅は1.3fsであり、測定されたパルス幅としては世界最短である。またこのように短いパルスは励起パルスの立ち上がりで発生したものであり、発生方法としても新しい単一高調波によるパルス幅としても最短である。また可変鏡を用いて、レーザービームの空間位相を遺伝的アルゴリズムより制御して高次高調波の高出力化を行った。平成16年度は研究計画に基づき(1)広帯域波長変換によるサブ10fs,サブTW・TW光源の開発(2)XUV領域における2光子超閾イオン化の観測(3)アト秒パルスの発生と計測(4)高次高調波を用いた固体光電子分光の研究において成果をあげた。以下に各項目毎にまとめる。(1)では単一ミラーによる縮少系を用いたBFDでパルスフロント歪みが生じることを見出し、望遠鏡型(ミラー2個)に改良することにより、歪みのない10fs,10Hz,1TWの400nm光源を開発した(Kanai, Opt.Lett., 2004)。また更なる超短パルス化を計るため、基本波の広帯域化と可変ミラーによる位相補償を行い、基本波で15fs,2倍波で7.5fsを得た。(2)ではKrFの5次高調波を用いて希ガスの2光子超閾イオン化をXe,Ar,Heにおいて初めて観測した。(Miyamoto, PRL, 2004)(Nakajima, PRA, 2004)。チタンサファイアレーザーの18次高調波(28eV)でもTOF法により2光子超閾イオン化を観測しアト秒パルスの計測に使った(Sekikawa, Nature, 2004)。

(3)では(1)で開発した8.3fsの400nm光をArに集光し、パルスの立ち上がりの非線形性とイオン化による波尾の切断により、9次高調波で950アト秒を得た。またこのパルス波形を(2)で述べた2光子超閾イオン化信号を用いた自己相関法で測定した(Sekikawa, Nature, 2004)。(4)ではチタンサファイレーザーの29次(45eV)と31次(48eV)をNaClに照射し、Na 2pの内殻励起にともなうオージェ電子を観測した。また狭帯域なNd:YVO_4の6次高調波(7eV)を用いて世界最高の光電子分光分解能(0.36meV)を達成し、CcRu_2やMgB_2の超伝導ギャップの構造を明らかにした(Kiss, PRL, 2005)。平成17年度の研究に基づき(1)高繰り返し高出力チタンサファイアレーザーの広帯域波長変換によるサブTW光源の開発、(2)XUV領域における2光子超閾イオン化スペクトルの高分解能測定(3)周波数分解光ゲート法(FROG法)を用いたアト秒パルスの波形・位相同時測定(4)高次高調波を用いた固体光電子分光の研究において成果を上げた。(1)では5kHz、サブテラワットチタンサファイアレーザーにおいて可変ミラーによる位相補償を行い、基本波で15fs、2倍波で7.5fsのパルスを得た。また可変ミラーのかわりに音響光学素子(ダズラー)を用いることにより、波形と位相をリアルタイムで測定し、位相補償の自動制御を可能にした。このことによりシステムを臨機応変に変えることができる。(2)ではHe中の2光子超閾イオン化スペクトルを飛行時間測定法(TOF)で測定し、その分解能を100meV以下に改善すると同時に測定感度を1ケタ以上高めた。このことにより(3)の周波数分解光ゲート法によるアト秒パルスの位相と波形の同時測定が可能となった。用いた光はチタンサファイアレーザーの18次高調波(30eV)であり、アト秒パルスの波形・位相同時測定は世界初である。このことは可視域のパルスと同じ基準で比較していることになり、可視域の2.8fsの記録を大幅に破ったことを意味する。(4)では狭帯域なNd:YVO_4レーザーの6倍波(7eV)を励起源とした世界最高の分解能(360μeV)をもつレーザー光電子分光器を用い、強相関物質であるV酸化物のフェルミレベル近傍の電子状態を明らかにした。
住民との共働による生活習慣病予防活動の支援指針の開発

本研究の目的は、保健師と住民との共働により生活習慣病予防活動に取り組むための支援指針を作成することである。本研究における支援指針とは、保健師が支援するために大事にしていること、重視していることと定義し、支援方法を導き出すために活用できるものである。これまで、保健師と住民との共働による生活習慣病予防活動の評価として、「成果評価」「過程評価」「影響評価」の3つの視点で検討してきた。その評価は、同じ状況であっても評価者が住民である場合と保健師である場合では、共通するものと異なるものとがあった。そのため、支援指針として住民の状況(考えや行動)をより的確に把握することが重要であると考えた。そこで今年度は、評価指標を踏まえて文献検討や保健師へのインタビューを行い、保健師が支援するための指針を作成した。支援指針は、活動を推進するための項目3つと、活動を円滑に進めるための項目1つにより構成される。活動を推進するための3つの項目は、「共働する住民への配慮に関する項目」「生活習慣病予防活動の必要性の認識促進に関する項目」「継続的な取り組みを促す項目」であり、共働する住民を「個人」「集団」「地域」のそれぞれのレベルで意識することが特徴的だと考えられる。活動を円滑に進めるための項目は「保健師と住民との信頼関係の構築に関する項目」であり、地区を受け持つ保健師としての活動の特徴が含まれていると考える。今後は、この支援指針を精練させるとともに、関わる住民や保健師のどちらかが交代してもこれまでの生活習慣病予防活動を継続でき、地域全体での取り組みに普及するためのプログラムや教材を作成したいと考える。また、これまでの文献検討や保健師への意見調査より、保健師と住民と共働活動をしている対象は、活動当初に1「健康課題を抱えている集団」と2「地域づくりを意識している集団」の大きく2つに分けられると考えられるため、1と2を分けて調査を行う。今年度は、2「地域づくりを意識している集団」への保健師の関わり把握するため、1つの自治会に聞き取り調査を行った。本自治会は高齢化率が高く、住民自らが主体的に認知症予防や介護予防に取り組むといった意識の高い地域であり、地域活動に積極的に取り組んでいた。聞き取り調査では、自治会活動において中心となっている住民(地区組織代表者やボランティア等)の地域づくり活動を始めたきっかけや思いを聞き、また、保健師を含む専門職者(開業医や薬剤師など)に、この地域で地域づくりが推進されていると考える理由等の聞き取りを行った。その結果、住民が地域活動に積極的に取り組む要因として、地域への愛着、体験の共有の積み重ね、リーダーの存在等が明らかになった。保健師は、住民からの要望にタイムリーに対応できるようにすることを日頃の活動で意識していた。また、地域づくり活動の中心となっている住民には、保健センター等で行っている保健推進員活動や介護予防教室、食事セミナー等の参加者もおり、保健師とのつながりがあることが明らかになった。研究を予定していた保健師の方の異動や、調査対象としていた住民グループリーダーの変更により調査を計画通り進めることができなかった。また、2歳児が急に体調を崩すことが多く、打ち合わせ等が計画的に進めることができず、全体的に遅れてしまった。本研究の目的は、保健師と住民との共働により生活習慣病予防に取り組むための支援指針を作成することである。本研究における支援指針とは、保健師が支援するため大事にしていること、重視していることと定義し、支援方法を導き出すために活用できるものである。これまでの文献検討や保健師への聞き取り調査より、保健師と住民と共働活動をしている対象は、1「健康課題を抱えている集団」と2「地域づくりを意識している集団」の大きく2つに分けられると考え、昨年度は2「地域づくりを意識している集団」への聞き取り調査を行った。その結果をふまえて、今年度は1「健康課題を抱えている集団」への聞き取り調査を計画し取り組んだ。今年度は、研究者会議を開催し、再度、研究テーマや目的を再確認し、生活習慣病予防活動とはどのような活動であるのか、住民との共働とはどのようなことなのかを話し合った。その結果、生活習慣病予防に取り組む指針を作成するために、先行研究で作成した評価指標をさらに精錬させる必要性が明らかになった。文献検討や研究者会議により、何かしらの成果が認められた生活習慣病予防活動を「成果評価:生活習慣病予防に住民が主体的に取り組んでいる状態の評価」「過程評価:住民の主体的に生活習慣病予防活動を促進させる支援の評価」「影響評価:保健師と住民の相互作用の評価」の3つの視点で捉える必要があると考えられた。また、それぞれの評価指標を導き出すためには、活動に関わっている保健師だけでなく、実際に活動している住民への聞き取り調査や活動への参加観察の必要もあると考えられた。今後は、保健師や住民がどのように活動を評価しているのかを明らかにし、それを踏まえた活動指針を作成したいと考える。当初は「住民との共働による生活習慣病予防活動」の取組み事例への聞き取り調査として、保健師が住民と共働していると考えている事例を調査対象と考えていた。

しかし、研究者会議で研究計画を検討した際に、調査対象として、生活習慣病予防活動として何かしらの成果が出ている事例を調査した方がよいのではないかと話し合い、再度文献検討を行い調査対象を見直した。また、支援指針を作成するための基となっている「評価指標」についても、生活習慣病予防活動の成果としての評価を再度見直す必要がでてきた。そのため、計画全体を再度見直し、進捗状況としてはやや遅れ気味である。本研究の目的は、保健師と住民との共働により生活習慣病予防に取り組むための支援指針を作成することである。本研究における支援指針とは、保健師が支援するための大事にしていること、重視していることと定義し、支援方法を導き出すために活用できるものである。昨年度、生活習慣病予防の取組みの評価として、「成果評価:生活習慣病予防に住民が主体的に取り組んでいる状態」「過程評価:住民の主体的な生活習慣病予防活動を促進させる支援の状態」「影響評価:保健師と住民の相互作用の状態」の3つの視点で捉えられることが明らかになった。今年度は、この3つの評価視点に対して、保健師や住民がどのように意識・認識しているのかについて文献検討や生活習慣病予防活動に参加し保健師や住民の様子を観察したり、インタビューを実施した。その結果、成果評価においては、集団では主体的に取り組んでいる様子があるが、個々人では、主体的である人もいれば、そうでない人もいることが明らかになった。また、過程評価では、保健師と住民では、支援内容の認識に差があった。影響評価では、長い経過のある活動においてみられていた。評価としては、やはり集団と個人の視点をもちつつ、保健師側の評価と住民側の評価をする必要があると考えた。また、活動の経過によって、評価状況も変化することが予測されると考えられた。今後は、評価指標を普遍化できるようにインタビュー等の事例を追加させるとともに、それを踏まえた支援指針を作成したいと考えている。「保健師と住民との共働による生活習慣病予防活動」の取り組み事例が見つからず、事例選定条件を作成することに時間がかかってしまった。生活習慣病予防を担当している保健師の異動や住民の交替等により、活動は継続していたとしても、インタビュー等が難しいと断られることもあったため、研究対象となる事例選定の見直しが必要となった。また、支援指針のもととなる評価に対して、昨年度より生活習慣病予防活動の取組成果としての評価を再検討しているため、計画全体が遅れている。本研究の目的は、保健師と住民との共働により生活習慣病予防活動に取り組むための支援指針を作成することである。本研究における支援指針とは、保健師が支援するために大事にしていること、重視していることと定義し、支援方法を導き出すために活用できるものである。これまで、保健師と住民との共働による生活習慣病予防活動の評価として、「成果評価」「過程評価」「影響評価」の3つの視点で検討してきた。その評価は、同じ状況であっても評価者が住民である場合と保健師である場合では、共通するものと異なるものとがあった。そのため、支援指針として住民の状況(考えや行動)をより的確に把握することが重要であると考えた。そこで今年度は、評価指標を踏まえて文献検討や保健師へのインタビューを行い、保健師が支援するための指針を作成した。
伝統医学診療システムの構築・開発の試み

伝統医学(東洋医学)では主に診察者の主観的情報を扱うために、診療システムの開発が非常に遅れている。これまでに我々は臨床に適合した東洋医学の診療システムを開発するために、主観的情報を処理することができるファジィ理論を応用して、初歩的な診療システムの構築に取り組んでいる。本年度の研究では、前年度に再構築した診療システムの正診率を再検証した。また、個人の診察情報を経時的処理できる診療システムの開発を試みたので報告する。東洋医学の診療システムの再検証と経時的処理できる診療システムの開発1.東洋医学の診療システムの再検証は、舌診断支援システムを改良した後に、学生ボランティアと患者を対象に、システムの出力結果とその正診率を検討した。その結果、昨年度に検証した結果とほぼ同等であり、概ね臨床的な診断に近い結果を得ることができた。また、学生ボランティア群ではシステムの正診率が86%であったが、患者群では正診率が70%と前年度の結果に比して低くなり、システムの改良が必要となった。2.舌診断支援システムの問題点を明確にするために、質問票による判断結果も加えて、患者150名を対象に舌診断支援システムの検証を行った。結果は解析中である(第14回バイオメディカル・ファジィ・システム学会に発表予定:2001.10.)。3.個人の診察所見を経時的に捉えることができる初歩的なシステムの開発を試みた。対象者2例の2ヶ月間の経時的なデータを集積し、その検証を行ってみた。その結果、診察者による所見結果は体調の変化と類似していたが、舌診断支援システムの結果を補正する脈拍や血圧などのデータ処理に問題があり、システムの改良が必要であることが判った。今後、データを補正処理ができるようにシステムを改良すること、舌所見を画像解析できるシステムを付加することが課題となった。本研究は伝統医学(東洋医学)の特徴である、診察者の主観的情報(感覚情報)をより重視した形での診療システムを作成する目的で、多次元の処理が可能なファジィ設定を開発したこと、ならびにその設定に基づいて初歩段階における診療システムの構築を行ったので報告する。伝統医学の診療システムの構築・ファジィ設定の開発1.初期情報の設定は東洋医学の診断ロジックの前提条件を設定した。東洋医学の診察法には幾つかの診察過程があるが、その中でも診断ロジックの設定が明確である舌診に注目し、舌診の診察項目、診察の判定基準を整理し、ファジィ規則の設定、メンバーシップ関数などの診療システムの構築を行った。2.診療システムに舌診所見の入力を行い、その出力結果(東洋医学の基本診断ロジックは2次元(或いは3次元)的位置関係*1で表現できるようにした)や正診率を検討した。また、臨床結果と適合するように設定条件(診察の判定基準、ファジィ規則の設定、メンバーシップ関数など)を改良した(第10回国際東洋医学会で発表予定(1999.5.))。*1東洋医学の診断過程の一つである「八綱」では心身状態を3次元(1.表・裏(病気の軽重)、2.寒・熱(病気の性質)、3.虚・実(体力や気力の状態と病原の強さ)の3機軸)で表現し、その位置関係により病態を把握(診断)している。3.経時的な臨床データを入力し、診断結果(3次元的位置関係)を経時的に捉えることができるように、システムを設計している段階である。また、経時的な臨床データの集積は、舌診所見では画像記録ができるために、主観的な情報だけでなく、客観的なDigital情報として活用し、舌の色(舌色、苔色)の変化や形態(苔の厚さ、舌の形など)の変化を記録する予定である。本研究の目的は診察者の主観的情報(感覚情報)を重視する伝統医学(東洋医学)の診療システムを開発し、構築することにある。これまでに我々は臨床に適合した東洋医学の診療システムを開発するために、主観的情報を処理することができるファジィ理論を応用して、診療システムの構築を行っている。本年度の研究では前年度に開発したシステムを既製のファジィシステムに搭載させ、診療システムの再構築を行った。また、臨床結果とシステムの結果を比較し、その正診率を検討したので報告する。伝統医学の診療システムの再構築とそれを用いた診療システムの検証1.東洋医学の診療システムの開発は、診療システムの重要な位置を占める舌診断支援システムに対して行った。昨年度に舌診断支援システムの構築を行い、本年度はそれを既製のファジィシステムに搭載させた。既製のファジィシステムヘの搭載は我々が開発したシステムと同様なファジィ規則の設定とメンバーシップ関数などを入力し、システムの再構築を行った。2.再構築された診療システムを検証するために、学生ボランティアと患者を対象として臨床結果とシステムの結果を比較し、舌診断支援システムの出力結果と正診率を検討した。その結果、再構築されたシステムは前年度に試作したシステムとほぼ同等な結果を得ることができた。また、臨床結果とシステムの結果は、学生ボランティア群では正診率が82%、患者群では正診率が77%であり、臨床的な診断に近い結果を得ることができた。(日本東洋医学会に発表予定:2000.5.)3.今年度はシステムの再構築を行ったが、個人の診察情報を経時的に入力し、診断結果を経時的に捉えることができるシステムをどの様な形で組み合わせて行くかが課題となった。

伝統医学(東洋医学)では主に診察者の主観的情報を扱うために、診療システムの開発が非常に遅れている。これまでに我々は臨床に適合した東洋医学の診療システムを開発するために、主観的情報を処理することができるファジィ理論を応用して、初歩的な診療システムの構築に取り組んでいる。本年度の研究では、前年度に再構築した診療システムの正診率を再検証した。また、個人の診察情報を経時的処理できる診療システムの開発を試みたので報告する。東洋医学の診療システムの再検証と経時的処理できる診療システムの開発1.東洋医学の診療システムの再検証は、舌診断支援システムを改良した後に、学生ボランティアと患者を対象に、システムの出力結果とその正診率を検討した。その結果、昨年度に検証した結果とほぼ同等であり、概ね臨床的な診断に近い結果を得ることができた。また、学生ボランティア群ではシステムの正診率が86%であったが、患者群では正診率が70%と前年度の結果に比して低くなり、システムの改良が必要となった。2.舌診断支援システムの問題点を明確にするために、質問票による判断結果も加えて、患者150名を対象に舌診断支援システムの検証を行った。結果は解析中である(第14回バイオメディカル・ファジィ・システム学会に発表予定:2001.10.)。3.個人の診察所見を経時的に捉えることができる初歩的なシステムの開発を試みた。対象者2例の2ヶ月間の経時的なデータを集積し、その検証を行ってみた。その結果、診察者による所見結果は体調の変化と類似していたが、舌診断支援システムの結果を補正する脈拍や血圧などのデータ処理に問題があり、システムの改良が必要であることが判った。今後、データを補正処理ができるようにシステムを改良すること、舌所見を画像解析できるシステムを付加することが課題となった。
人文・社会科学系教育におけるインターネットGISの活用に関する研究

現在,大学院生に限らず学部学生でも,実験実習や卒論にGISを手軽に活用できる環境が整いつつある.しかし残念ながら,GISを導入し利用する際に手引きとなるテキストやマニュアルは体系的な整備が進んでおらず,人文・社会系教育におけるGISの効果的な利用法についてもいぜん模索段階にとどまっているのが現状である.このような状況を踏まえ,本研究では大学の人文・社会系教育におけるGISの活用,とくにインターネットGISの有効性を検討した.インターネットGISの構築に関しては,既に公開している「明治・大正歴史統計インターネットGIS」を活用し,それをさらに発展させた.特に,速度面の向上に力を入れ,明治・大正歴史統計インターネットGISの約100倍のスピードアップ性能をもたせることに成功した.このため,転送データ量を減らすための地図データの総描は必要がなくなった.地図データは加工せずに,そのまま転送できるようになり,利用に弾みがついた.なお,地図ファイルの読み込みには,イギリス・リーズ大学地理学科で開発されたフリーウェア,Java Shapefile Reader Ver.1.ObのJavaプログラムを修正して使用している.このシステムを活用すると,コロプレスマップ作成,地図解析,空間探索,多変量解析などの空間分析が可能である.構築したシステムを,実際の授業で活用した結果,GISの理論やしくみを黒板で教授するより,学習効果がはるかに高いことを確認した.現在,大学院生に限らず学部学生でも,実験実習や卒論にGISを手軽に活用できる環境が整いつつある.しかし残念ながら,GISを導入し利用する際に手引きとなるテキストやマニュアルは体系的な整備が進んでおらず,人文・社会系教育におけるGISの効果的な利用法についてもいぜん模索段階にとどまっているのが現状である.このような状況を踏まえ,本研究では大学の人文・社会系教育におけるGISの活用,とくにインターネットGISの有効性を検討した.インターネットGISの構築に関しては,既に公開している「明治・大正歴史統計インターネットGIS」を活用し,それをさらに発展させた.特に,速度面の向上に力を入れ,明治・大正歴史統計インターネットGISの約100倍のスピードアップ性能をもたせることに成功した.このため,転送データ量を減らすための地図データの総描は必要がなくなった.地図データは加工せずに,そのまま転送できるようになり,利用に弾みがついた.なお,地図ファイルの読み込みには,イギリス・リーズ大学地理学科で開発されたフリーウェア,Java Shapefile Reader Ver.1.ObのJavaプログラムを修正して使用している.このシステムを活用すると,コロプレスマップ作成,地図解析,空間探索,多変量解析などの空間分析が可能である.構築したシステムを,実際の授業で活用した結果,GISの理論やしくみを黒板で教授するより,学習効果がはるかに高いことを確認した.
系統的組み合わせによる高分子半導体積層膜での構造-電子物性相関の解明

有機ELや有機太陽電池など有機デバイスにおいてポリマー半導体はその優れた加工性や耐久性、機械的柔軟性といった性質から利用が進められているが、低分子デバイスでは真空蒸着で容易に構築できる積層構造を作ることが難しく、素子効率の向上はもっぱら新規材料開発に頼るところが大きい。我々は同じ溶媒に可溶な複数のポリマーで積層構造の構築が可能なEvaporative Spray Deposition from Ultradilute Solution(ESDUS)法を開発し、様々なポリマーデバイスに適用してきた。本研究ではポリマーELでの機能分離積層構造、ポリマー太陽電池でのpn接合において従来法で作成した素子との比較を行った。ポリマーとしてPFO(青色発光、B)、CN-PDHFV(緑、G)、MEH-PPV(赤、R)あるいはP3HT(T、正孔輸送性)を使用し、ホール注入層としてPEDOT:PSSを使った。様々な組み合わせで積層膜を作成し、上部電極にLiF/Alを使用して有機EL素子、および積層型太陽電池を作成した。有機EL素子ではブレンド型に比べて58倍の効率向上が認められた。Gは電子吸引性CN基のためLUMO位が低く、電子注入層として働いていると考えられ、ポリマーELにおいても機能分離型積層構造が高効率化に有効であることが示された。次にR/GあるいはT/Gでの積層膜で作成した太陽電池は単層型、混合型を上回るエネルギー変換効率を示した。様々な組み合わせ、混合状態での素子作成が可能となり、ポリマーデバイスの研究展開の多様化が期待される。我々は同じ溶媒に可溶な複数のポリマーで積層構造の構築が可能なEvaporative Spray Deposition from Ultradilute Solution (ESDUS)法を開発し、様々なポリマーデバイスに適用してきた。本年度ではポリマーELでの機能分離積層構造、ポリマー太陽電池でのpn接合において従来法で作成した素子との比較を行った。B/R/Gの組み合わせで積層したときの外部量子効率は単層型に比べ一桁以上、R/GやB/Rといった二層積層型に比べて58倍の効率向上が認められた。いずれも発光スペクトルはR由来の発光であることを示した。R/GあるいはT/Gでの積層膜で作成した太陽電池は単層型、混合型を上回るエネルギー変換効率を示した。前年度までにポリマーELでの機能分離積層構造、ポリマー太陽電池でのpn接合において従来法で作成した素子との比較により、ポリマーデバイスにおいても機能分離積層構造の採用により大きな効率向上が見込めること、ポリマー太陽電池でも積層膜で作成したものが単層型、混合型を上回るエネルギー変換効率を示しことなどを示してきた。本年度は。

ポリマーとしてTFB(青色発光、B)、F8BT(緑、G)、あるいはP3HT(T、正孔輸送性)を使用し、ホール注入層としてPEDOT:PSSを使った積層膜を作成し、上部電極にLiF/A1を使用して有機EL素子として、積層デバイスの構造と素子特性の相関について検討した。従来法による擬積層型(インターレイヤー構造)との比較から熱処理によるポリマー材料の変性を抑えることで、特に低電流領域での素子特性が大きく向上することが分かった。