hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Si基板上のInP横方向成長と長波長レーザーダイオードの試作

このようなInP島の上に有機金属気相エピタキシ法(MOCUD)を用いて、NTT側でレーザ構造を試作した。それをフォトルミネッセンスにより評価したところ、通常のInP基板を用いたものと同等の発光強度がSi基板上でも得られた。現在、電流注入型構造のレーザを試作中である。次に、このようなELO構造内に形成される歪みの大きさにつき、有限要素法を用いて数値計算を行った。Si上にInPを成長したものを基板として、その上にSiO_2膜を堆積し、ラインシードを空け、ひし形をしたELO島を成長したとして解析を行った。その結果残留歪みはELOの厚さとともに減少すること、SiO_2層を除去することにより低減すること等が数値的に示された。さらに、ELO成長時の界面過飽和度を成長表面に観察されるスパイラルステップの曲率から決定する方法を開発し、これが成長温度とともに、どのように変わるかを調べた。すると温度が低下するとともに過飽和度が下がり、それにつれてELO層の横・縦比も増加することが明らかになった。以上の研究から、InP ELO層をSi基板上に成長させる場合の基礎的なデータが得られ、レーザダイオードの試作が可能となる段階まで進ことができた。今年度はSi上にマイクロチャネルエピタキシ法(Microchannel Epitaxy,MCE)により成長させたInPおよびGaAsの最適成長条件を求めるとともに、マイクロチャネル上でエピタキシ-法に成長させたInPの無転位部分の上にはファブリーペロ-形共振器を持つInP/GaAsP系ダブルヘテロ構造レーザー(FPDHL)、同様にMCE法により成長させたGaAs無転位領域の上には面発光型レーザー(Vertical Cavity Surface Emitting Laser,VCSEL)の試作を行った。InP/Si構造上にFPDHLを作製するためには無転位領域の広いInP MCE層を成長させる必要が有る。このため成長条件の最適化を行った。成長を支配している最も重要なパラメータはMCEにおける界面過飽和度である。これを成長結晶表面にあらわれるスパイラルステップの間隔から求めた。MCEでは通常、1つのらせん転位からステップが供給され、このステップがMCE島全体のステップを供給する。このステップの高さと間隔をAFMにより測定すればCabrera-Levineの式を用いて界面過飽和度が与えられる。本年度はこの原理により、成長温度を変えたときの界面飽和度の変化および、それにともなってMCEのたて方向と横方向成長速度がどのように変わるかを調べた。成長温度を高温から低温に下げて行くと、界面過飽和度は次第に減少し次いで増加する。高温で界面過飽和度が大きくなるのはIn中へのPの溶解度が増加するため成長界面へのPの供給が増加するためであり、温度を下げると最小値を経て再び界面過飽和度が増大するのは、低温では成長方向成長長さ(W)とたて方向成長厚さ(T)の比W/T比を調べた所、今回の実験範囲では界面過飽和度が下がれば下がるほどW/T比が大きくなることがわかった。このようなInP/Si上にレーザーを作製する場合、InP内のひずみが問題になる。もし、ひずみが存在するとレーザー発振中転位をはじめとする欠陥が形成され寿命を短くし特性を劣化させる。そこで、有限要素法を用いてSi上のInP中に発生する歪を計算した。
江戸時代に制作された木骨に関する研究

江戸時代に医学教育研究のために10体余の木製人体骨格模型(木骨)が制作された。現存するのは星野木骨(身幹儀,1792年制作),各務木骨(1810年頃),奥田木骨2体(1820年頃),及び各務小木骨である。私たちは科研費により前4者と関連事項について調査研究した。真骨は全て刑死人のものであり,全ての木骨で舌骨が欠損している。星野木骨は医師,星野良悦が工人,原田孝次に制作させた等身大の成人男性骨格模型で,全ての模骨が揃っている。各骨は原則として別々に作られ,〓と〓孔で結合できる。骨は薄い茶色に,軟骨は白く塗られている。頭蓋冠は切っていないが,X線撮影及び内視鏡観察により,頭蓋内の構造も作られ,ほとんどが正確に頭蓋内外を連絡していた。各務木骨は医師,各務文献が田中某に作らせた等身大の成人男性骨格であるが,かなりの骨が欠損している。各骨は〓と〓孔で連結する。頭蓋は木片を繋ぎ合わせて作り,表面に和紙を張って薄茶色に彩色している。頭蓋冠は斜めに切られ,頭蓋内構造を観察できる。奥田木骨2体は同じ骨をモデルとし,奥田万里が細工師・池内某(またはその工房)に彫らせた等身大の成人女性骨格である。桧材を精巧に彫って形作り,一部の軟骨のみを白または褐色に彩色している。頭蓋は頭蓋冠を水平断し,内部構造が見える。奥田木骨は椅座位で展示できるように専用の台座や支柱があり,胸郭や骨盤は一体化し,組み立ての装具に工夫が見られる。星野木骨は1792年に医師・星野良悦と工人・原田孝次によって我国で最初に作られた成人男性の骨格模型で,大槻玄沢により「身幹儀」と命名された。舌骨,耳小骨を除く全ての骨が揃っており,第2-12胸椎と第2-5腰椎が一体として作られている他は,各骨は別々に作られ,関節面で臍と臍穴で結合するようになっている。しかし臍は短く,全身を連結した形で組み立てられていたとは考え難く,関節をはめたり外したりして骨格研究に用いたと推察される。各骨の形状は『解体新書』の骨格図に比べると極めて正確で,骨は薄茶色に,軟骨は白く塗られている。頭蓋の制作にあたっては,真骨を縫合に沿って切り分け,各部の模骨を作り,頭蓋内部から針金と糊で留めたと考えられる。X線撮影及び内視鏡検査によって頭蓋内を観察すると,鶏冠と篩板,トルコ鞍,錐体,神経・血管を通す各孔や静脈洞溝などが作られ,頭蓋内外はこれらの孔により正確に連絡されている。このように頭蓋内構造を正確に作りながら,頭蓋冠を被せて当時の手法では見えないようしたのはなぜか,興味深い。2004年、重要文化財に指定された。奥田木骨は1820年頃に,医師・奥田万里と細工師・池内(名は不詳)によって制作された成人女性の骨格模型である。専用の台座と支柱が備わり,座位に組み立てられるようになっている。脊柱と頭蓋は鉄製の棒板で支えられ,関節を留める金具や竹串に工夫がみられる。塗りは施されていない。胸郭や片方の手根骨・足根骨などは一体として作られ,組み立てて展示することを前提にした簡略化が随所に見られる。頭蓋冠は水平断され,留め具をはずせば頭蓋内の構造も観察できる。一部の骨は男性骨格としても大きすぎ,モデルとされた骨格の一部が欠損または破損していたものと推察される。保存は完壁すぎて手垢も埃も付着しておらず,地道な骨格研究に用いられたとは考え難い。

頭蓋は頭蓋冠を水平断し,内部構造が見える。奥田木骨は椅座位で展示できるように専用の台座や支柱があり,胸郭や骨盤は一体化し,組み立ての装具に工夫が見られる。
うつ病の再発をもたらす脆弱性の改善を目的とした認知神経科学的介入技法の開発

本年度は,うつ病の再発を予防する介入方法の検討を予定していたが,申請者の所属先変更に伴う帰国,および特別研究員の中途辞退により,これまでの研究成果を集約し成果報告を行うことを主な目的とした。まず,機能的磁気共鳴画像法(fMRI)によって計測された幼若期ストレス経験者における脳活動における解析結果を再整理した。本研究では,実験参加者における安静時の脳活動と,抑うつ気分喚起時の脳活動を検討した研究を実施した。解析の結果,安静時に関わる脳活動や,抑うつ気分に関わる神経基盤の基礎的知見を得ることができた。また,幼若期ストレス経験者において,悲しい記憶を想起した際には扁桃体の強い反応性が見られる事が明らかになった。こうした扁桃体活動は,抑うつ症状やストレッサーの影響の緩和につながっていたことから,これらはストレスに対するレジリエンスの神経基盤である可能性が示唆された(海外学術雑誌に投稿中)。次に,うつ病から寛解した患者のfMRIデータについて主要な解析を終了させた。本研究では,うつ病寛解患者の脆弱性を明らかにする認知課題を実施し,課題遂行中の脳活動をfMRIを用いて計測を行った。解析の結果,うつ病の再発数と,うつ病寛解後の脳活動の間には関連が認められ,特に情動系と遂行機能系といった脳活動クラスターに基づく特異的な患者群のサブタイプが示された(海外学術雑誌への投稿準備中)。以上の研究成果は,うつ病の再発をもたらす脆弱性の神経基盤の解明のための基礎的知見の一助となると考えられる。そのため,うつ病の再発予防を目的とした認知神経科学的介入方法の開発につながるといった,高い臨床的意義を有すると考えられる。27年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は,うつ病の再発をもたらす脆弱性に関連した神経基盤の検討を目的としていた。そのため,脆弱性のバイオマーカーとなりうる「安静時と感情喚起時における脳活動の計測」を具体的な検討課題として,以下のように研究を遂行した。まず,大うつ病再発の脆弱性を検討可能な認知課題を広く概観し,脆弱性を反映する脳活動を十分に計測可能であると考えられる認知課題を開発した。次に,施設管理者や医療従事者との話し合いを重ねた上で,実験参加者のリクルート体制の確立や,実験環境の整備,および実験プロトコルの策定を行った。これらの取り組みを通じて,今後の研究実施に必要不可欠な安全性と効率性の高い実験実施体制が確立することができたといえる。次に,開発された認知課題の基礎検討を重ね,適宜修正を行った上で,機能的磁気共鳴画像法(fMRI)によって計測された脳活動の実験的検討を開始した。具体的には,実験参加者における安静時の脳活動と,抑うつ気分喚起時の脳活動を検討した研究を実施した(データ収集中)。その結果,安静時に関わる脳活動や,抑うつ気分に関わる神経基盤の基礎的知見を得ることができた。また,抑うつの脆弱性を有すると考えられる虐待経験者において,悲しい記憶を想起した際には扁桃体の強い反応性が見られる事が明らかになった(海外学術雑誌に投稿中)。本年度は,うつ病の再発をもたらす脆弱性に関連した神経基盤の理解をさらに深め,本研究課題を発展的に遂行することを目的として,うつ病のニューロイメージングや神経行動的介入方法について,先駆的な研究を行っているピッツバーグ大学精神医学講座において研究活動を行った。まず,研究実施環境の整備を行うため,所属プログラムのディレクターとの密なミーティングを通して,申請者の取得データとピッツバーグ大学にて取得されたデータの統合方法,および研究施設の具体的な運用方法の検討を行った。これによって,ピッツバーグ大学にて蓄積されたデータおよび研究技術の援用が可能となり、申請者の研究成果を存分に反映させた研究の遂行が可能となった。次に,心理療法によってうつ病が寛解した患者,および過去に虐待経験のある健常者の脳活動について,機能的磁気共鳴画像法(fMRI)を用いた検討を行った。うつ病寛解患者に対しては,抑うつに関連する脳活動を惹起することが確認されている自己関連課題を実施し,課題実施中の脳活動に対して共クラスタリング法による解析を行った。その結果,うつ病寛解後の脳活動には,情動系と遂行機能系といった特徴的なクラスター構造に基づく患者群のサブタイプが認められた。また,虐待経験者においては,抑うつ気分喚起時における扁桃体活動を起点とした機能的結合性を検討した。その結果,前頭前野の外側部と内側部をはじめ,情動制御に関わる部位間の結合性が認められ,これらは虐待経験者の特異的な情動調節プロセスを反映している可能性が示された(海外学術雑誌に投稿中)。これらの研究成果は,脆弱性の背景にある神経基盤の理解の一助となることが期待される。そのため,脆弱性に焦点を当てた心理学的介入方法を検討する際において,臨床的示唆に富んだ研究成果であると考えられる。

また,幼若期ストレス経験者において,悲しい記憶を想起した際には扁桃体の強い反応性が見られる事が明らかになった。こうした扁桃体活動は,抑うつ症状やストレッサーの影響の緩和につながっていたことから,これらはストレスに対するレジリエンスの神経基盤である可能性が示唆された(海外学術雑誌に投稿中)。次に,うつ病から寛解した患者のfMRIデータについて主要な解析を終了させた。本研究では,うつ病寛解患者の脆弱性を明らかにする認知課題を実施し,課題遂行中の脳活動をfMRIを用いて計測を行った。解析の結果,うつ病の再発数と,うつ病寛解後の脳活動の間には関連が認められ,特に情動系と遂行機能系といった脳活動クラスターに基づく特異的な患者群のサブタイプが示された(海外学術雑誌への投稿準備中)。以上の研究成果は,うつ病の再発をもたらす脆弱性の神経基盤の解明のための基礎的知見の一助となると考えられる。そのため,うつ病の再発予防を目的とした認知神経科学的介入方法の開発につながるといった,高い臨床的意義を有すると考えられる。現在までに,今年度から研究を開始した機関における研究実施体制が確立され,本研究課題の目的であったうつ病の脆弱性の神経基盤に関する検討が行われてきた。一方で,一部の研究成果については論文投稿がなされているものの,研究成果報告についてはいまだ十分であるとはいえない。研究成果の一層の発信が望まれることを鑑みて,達成度の観点からはやや遅れていると考えられる。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題を完遂するため,これまで得られた研究知見に基づく心理学的介入方略について実験的検討を行う。また,本研究課題で得られた研究成果を迅速に発表していくことを予定している。現在までに,実験課題の作成に加えて,実験参加者のリクルート体制や実験環境の整備,および実験プロトコルの策定が終了し,円滑に実験が行われている。そのため,おおむね当初の予定通りに研究が遂行できていると考えられる。今後の研究目的である「脆弱性の神経基盤に対する認知神経科学的観点に基づく介入方法の開発」を遂行するため,より専門的なプログラミング知識と実験手技の習熟が重要であることが考えられた。そこで,脆弱性の神経基盤に関する理解を深め,本課題をさらに発展的に遂行する事を目的として,来年度は現在の所属機関に加えて,うつ病のニューロイメージングや計算論的精神医学に特化した他機関において研究活動を行う事を予定している。
状況要因と選択目標を考慮した消費者選択行動の研究～理論の体系化に向けて～

消費者が製品やサービスを選択する際の選択の方法とその結果が、選択時の環境や選択の目標にどのような影響を受けるのかについて体系的な研究を実施した。その結果、選択対象と消費者との心理的距離、複数の対象の比較方法などによって消費者の選択方法と選択結果が異なるという現象を見出し、そのメカニズムに関して体系的な整理を行った。研究の初年度である平成25年度は、選択方略に関する既存研究の成果を整理することを中心課題として研究を進めた。文献研究の目的は、既存の選択方略に関する諸理論が競合するものか、併存的関係にあるものか、それとも補完的関係にあるのかを明らかにし、論理的整序化と理論の体系化のために解決すべき問題点及び研究仮説を導出することであった。これらの過程を通じて浮かび上がってきた諸問題について、次年度以降に本格的な経験的研究を行うための予備調査を実施した。予備調査は、サーベイ調査を中心として行った。予備調査の結果、消費者意思決定に影響を与える要因として、従来から研究を行ってきた解釈レベルの他、embodied cognition(身体化された認知)の影響などを確認した。なお、当初は、初年度にグループ・インタビューとプロトコル・データの収集を予定していたが、文献研究からいくつかの新しい課題が抽出されたため、これらの2つの調査については次年度に行うこととした。本年度は、昨年度に引き続き、各研究チームに分かれ、解釈レベル理論を中心とする消費者行動の実証研究を進めた。前半では、前年度に実施をした調査のデータ分析と研究発表を中心に行った。主に、マーケティング論、社会心理学、行動経済学観点から実証研究を行い、各領域の関連学会にて研究成果を発表した。例えば、マーケティング論の観点から研究を進めているチームは、広告やブランドなどを研究対象とした応用的な研究成果を発表した。また、社会心理学、行動経済学の観点から研究を進めているチームは、意思決定尺度の開発、選好逆転に関する研究成果を発表した。後半では、新たな研究テーマと研究仮説の検討を中心に研究を進めた。これまでの研究成果を土台とした上で、先行研究の知見を研究会にて共有した。新たな研究テーマの設定を行った。比較の方向性効果や身体化認知(embodied cognition)がその一例である。調査を実施し結果が出たものに関しては、消費者行動の学会にて発表を行った。また、研究会メンバー以外の研究者を招聘し、最新の知見についてレクチャーを受けるとともに、研究成果に関する議論を行った。2014年7月には、解釈レベル理論の研究で顕著な業績を残しているFujita Kentaro氏(オハイオ州立大学)、行動経済学で顕著な業績を残している大垣昌夫氏(慶応義塾大学)を招き、解釈レベル理論に関するシンポジウムを行った。これまでの研究成果を報告し、改善点や今後の研究の方向性について議論した。また、2015年3月には、社会心理学者として解釈レベル理論を研究している伊藤言氏(東京大学)、井上裕珠氏(一橋大学)を招聘し、解釈レベル理論の最新の知見についてレクチャーをして頂いた。特に、先行研究における調査の問題点、理論自体が抱える問題点などに関する知見を教授して頂いた。本年度の研究目標は、これまでの研究成果、知見を土台として研究成果を蓄積し、その成果を国際学会で発表すること、査読付き学術誌に論文を掲載することであった。本年度は、マーケティング論の研究において有望な調査結果を得ることができた。そして、それらを米国心理学会(American Psychological Association: APA)、米国消費者行動研究学会(Association for Consumer Research: ACR)などの国際学会にて発表を行うことができた。特に、米国心理学会での発表は、元々、ポスターセッションでの発表申し込みをしたのだが、興味深い研究ということで、主催者より口頭発表への変更を打診された。その依頼を受け、口頭発表をすることとなった。また、これら以外にも、消費者行動研究学会、日本社会心理学会、日本心理学会など、日本国内の関連学会にて研究成果を発表することができた。このように、研究成果を発信するという点においては、概ね順調に研究が進んだ。しかしながら、今年度は調査結果の蓄積に注力したこともあり、学術誌での論文掲載という点では、大きな成果を残すことができなかった。今後は、海外の査読付き学術誌をはじめとする、よりプレゼンスの高い学術誌で論文を掲載できるよう、研究を進めていく必要がある。解釈レベル理論で成果を残している複数の社会心理学者より研究の発展性に関する意見を頂いている。来年度はこれらの意見を参考にしつつ、より質の高い研究を進めていく。主に、マーケティング論、社会心理学の観点から研究を進め、国内外の消費者行動の学会にて研究成果を発表した。例えば、解釈レベル理論における複数の心理的距離の影響の複合的な効果について明らかにした研究、身体化認知(embodied cognition)や感情が消費者行動に与える影響を解釈レベルが調整することを明らかにした研究などを発表した。後半では、新たなテーマの設定と研究仮説の検討を中心に研究を進めた。具体的には、昨年度より継続していた比較の方向性効果、ブランドとの心理的距離、商品パッケージ、ブランド・ロイヤルティに関する研究について、アンケート調査を行い、仮説の検証を行った。しかし、想定した結果がでなかったため、仮説や調査計画の再考が必要となった。

今年度に成果とならなかったこれらの研究テーマについては、来年度以降に引き続き研究を進めていく。これらの研究成果は、学内外にて報告された。学会発表のみならず、早稲田大学消費者行動研究所主催のシンポジウムにおいても発表を行った。解釈レベル理論に関する研究を行っている岡田英理香氏(一橋大学)、星野崇宏氏(慶応義塾大学)を招き、研究の問題点や発展性について議論した。また、これまでの研究結果をまとめ、査読付き論文誌に論文を投稿した。その結果、複数の論文が国内の論文誌に採択され、掲載に至った。本年度の研究目標は、これまでの研究成果、知見を土台として研究成果を蓄積し、その成果を国際学会で発表すること、査読付き学術誌に論文を掲載することであった。本年度は、国際学会、査読付き学術誌において研究成果を発表することができた。学会発表に関しては、国際的にプレゼンスのある学会で研究成果を報告することができた。米国心理学会(American Psychological Association: APA)や米国消費者行動研究学会(Association for Consumer Research: ACR)のアジア・パシフィック大会などの国際学会にて発表を行うことができた。これら以外にも、消費者行動研究学会、日本社会心理学会、日本心理学会など、日本国内の関連学会にて研究成果を発表することができた。一方、論文の成果としては、国内の査読付き学術誌で複数の論文が掲載された。行動経済学の観点から行われた研究は、行動経済学会の『行動経済学』に論文が掲載された。また、マーケティング論の観点から行われた研究は、日本商業学会の『流通研究』、日本マーケティング学会の『季刊マーケティング・ジャーナル』などに論文が掲載された。このように、研究成果の発信という点においては、概ね順調に研究が進んだ。本年度は、昨年度までに実施してきた研究の整理と体系化を行うことを目的とし、各研究チームによって研究のまとめをすすめた。これまでの研究によって、研究課題に関連する有望な研究の方向のいくつかが明らかになってきたため、本年度は、それら有望な研究テーマに焦点を集中し、研究のまとめを行った。一昨年度から継続的に研究をすすめてきた「比較の方向性効果」については、その頑健性を確認するための調査・分析を行い、その成果をまとめて発表した。また、解釈レベル理論を土台とした研究については、イベントまでの時間的距離と消費者の購買行動との関係、他者との社会的距離と贈与品購買行動との関連などについて検討と整理をを行い、その成果を発表した。これらの一連の経験的研究から得られた結果を俯瞰的に統合することによって、研究課題である、消費者の選択方略の用いられ方と状況要因および選択目標との関連についての整理を行った。この結果、状況要因と選択目標に影響を受けて消費者の選択方略が変ることによって、選択の結果が異なるという現象が、一貫性のあるかたちでみられることが明らかになった。
無限次元解析と量子確率

1.新しい独立性の概念離散グラフ上の乱歩に付随するラプラシアンの研究に示唆されて、「シングルトン独立性」という新しい概念を導入した。これによって、これまでに議論されてきた様々な独立性(古典、ボゾン、フェルミ、自由、ほか)の概念を統一し、拡張することができた。さらに、量子論の確率極限から導出される様々なタイプの量子ノイズに組合せ論的視点が与えられた。2.量子確率微分方程式ホワイトノイズ解析と量子論の確率極限理論の成果を併せて、「量子確率微分方程式=正規順ホワイトノイズ方程式」を指導原理とする妥当性が得られた。さらに、凸体上の超関数論を発展させ、これまでの確率解析では極めて特異な対象であった高次ホワイトノイズを含む方程式の解の一意存在や解析的な性質を明らかにしつつある。3.量子確率解析の非線形拡張高次ホワイトノイズが自然に理論に取り込まれたため、生成・消滅過程(1次ホワイトノイズ)とゲージ過程(特別な2次ホワイトノイズ)に関する演算規則を与えてきた従来の量子伊藤公式は拡張された。実際、この拡張は「くりこみ」をともなったものとなり、新しい展開を見せている。この方向で、ノイズを含む非線形方程式の解析を進め、量子系の散逸や非平衡系との関連を見直すことが目下の課題である。4.レヴィラプラシアンと無限次元解析ヤンミルズ方程式とレヴィラプラシアンとの関係を基礎にして、新しいタイプの解を調和解析的に構成したり、逆に、レヴィラプラシアンの一般化を議論した。さらに、レヴィラプラシアンに付随する熱方程式・ブラウン運動を構成し、ディクレ形式を研究した。超関数を用いた作用素論の直接の応用として、無限次元ラプラシアンと無限次元回転群の関係を調和解析的視点から研究した。
イネのグルタミン酸合成酵素群の窒素代謝における役割の解明

1)イネNADH-GOGAT遺伝子の発現調節機構のイネ形質転換体を用いた解析イネNADH-GOGAT遺伝子の上流域配列は、外来窒素に応答した発現と時期・組織特異的な発現を制御するプロモーター領域を含む。イネ形質転換体群を用いた5'-欠失変異プロモーターの解析から、転写開始点を+1として、-142+23の約170塩基対の領域のみで、維管束組織特異的な発現を生じえることが判明した。さらに、この170塩基対の領域について、詳細にゲルシフト解析を行ったところ、この領域内のAATA配列とGGGACCG配列及びTGG反復配列が核タンパク質と相互作用しえることが確認された。現在、これらの配列を維管束組織特異的な発現を制御するシス配列候補とし、酵母のハイブリッドシステムを用いてトランス因子群の探索を試みている。2)イネ形質転換体を用いたNADH-GOGATのイネにおける生理的機能の解析NADH-GOGAT cDNAをセンス方向で導入し、人為的に同タンパク質含量を減少させたインド型イネ(カサラス)形質転換体後代においては、穎果一粒重の顕著な減少が認められた。この形質は稔実率の低下に起因することも判明した。また、イネNADH-GOGATプロモーター・レポーターキメラ遺伝子を導入したイネ形質転換体の解析から、イネ花粉においても同プロモーター活性が発現する結果を得た。そこで、NADH-GOGATアンチセンスcDNAをシングルコピーで有すホモ形質転換後代の葯を用い、イネ生殖器官(葯・雌ずい)で発現する遺伝子群に対するマイクロアレイ解析を行った。この結果、NADH-GOGATの減少が、花粉管伸長に関与する遺伝子群の発現に影響を及ぼすことが判明した。これらの結果は、NADH-GOGATが、イネの生長のみならず生殖においても重要であることを示唆した。1.イネNADH依存性グルタミン酸合成酵素(NADH-GOGAT)遺伝子プロモーターの解析イネNADH-GOGAT遺伝子の上流域配列は、外来窒素に応答した発現と時期・組織特異的な発現を制御するプロモーター領域を含む。同上流域のデリーション配列をレポーター遺伝子と連結したキメラ遺伝子系列を導入したイネ形質転換体群を作出して、制御配列候補を選定した。この結果、転写開始点を+1として、-142-42bpの配列中に地上部維管束組織特異的な発現を制御するシス配列が存在する可能性が示唆された。さらに、-142-42bpの領域に関して、ゲルシフト解析を行った結果、-122-103と-102-83及び-62-43の各領域で、核内タンパク質との相互作用が確認された。現在、酵母one-hybrid法により、上記の各配列と相互作用するタンパク質因子の単離を試みている。2.イネNADH-GOGAT cDNAをセンス方向で導入したイネ形質転換体の解析日本型イネ(ササニシキ)のNADH-GOGATプロモーターの下流に同遺伝子cDNAをセンス方向に連結したキメラ遺伝子を導入したインド型イネ(カサラス)形質転換体のT1世代の解析及び導入遺伝子がホモ接合体として固定された系統の分離を試みた。T1世代においても、野生型と比較してNADH-GOGAT含量が顕著に増加または減少した系統が分離された。NADH-GOGAT含量が減少した系統では、野生型と比較して、当代で見られた穂重量・穎果一粒重の顕著な減少は認められなかった。しかし、NADH-GOGAT含量が増加した系統では、当代と同様に穂重量・穎果一粒重の増加の傾向が認められた。また、NADH-GOGAT含量が増加した系統のT2世代において、導入遺伝子をホモ接合体として有す可能性のある系統を分離した。

そこで、NADH-GOGATアンチセンスcDNAをシングルコピーで有すホモ形質転換後代の葯を用い、イネ生殖器官(葯・雌ずい)で発現する遺伝子群に対するマイクロアレイ解析を行った。この結果、NADH-GOGATの減少が、花粉管伸長に関与する遺伝子群の発現に影響を及ぼすことが判明した。これらの結果は、NADH-GOGATが、イネの生長のみならず生殖においても重要であることを示唆した。
生体肝移植における過小グラフト機能不全の病態解明に関する研究

ラット大量肝切除術直後の急激な肝細胞の再生を抑制することで肝小葉構造の乱れを最小限とし、生存率を有意に改善させることができた。再生過程での肝細胞と類洞内皮の再生の不均衡が過小グラフト機能不全に関与していることが示唆された。当科における生体肝移植レシピエント334例中41例に術後敗血症の発症を認め、1年生存率は敗血症非発症例と比し有意に不良であった。多変量解析による検討では過小グラフト症候群、早期経腸栄養の有無が敗血症発生の有意なリスクファクターであった。1.肝再生抑制が再生過程での肝機能・構造へ及ぼす影響の解析ラット70%肝切除後の肝再生率、門脈圧およびCD31(類洞内皮)・AGp110(網細胆管)の免疫染色にて肝小葉構造の乱れを評価した。24時間後の肝細胞PCNA染色陽性率はNS398群(13.5%)ではControl群(39.3%)に比し有意に減少していた。肝切除後3日目のNS-398群(38.2%)の肝再生率はControl群(44.6%)より有意に抑制されていたが、7日目では同等であった。70%肝切除後3日目の肝組織にてCD31・AGp110染色し、類洞内皮・網細胆管を観察したところNS-398群はControl群と比し小葉内での連続性の乱れが軽微であった。門脈圧はControl群では肝切除直後の上昇に加え、Daylから3にかけてもう一段階上昇したが、NS-398群ではこの2段目の上昇が有意に抑制された。2.肝再生抑制が致死的大量肝切除後の生存率へ及ぼす影響の検討ラット90%肝切除後、NS-398、PD98059(肝再生抑制)、dHGF(肝再生促進)を投与し、生存率を比較した。NS-398群とPD98059群の生存率はControl群に比し有意に改善したが、dHGF群はControl群と同等の生存率であった。NS-398で肝細胞の再生を抑制することで致死的大量肝切除後の生存率を有意に改善させることができた。Small-for-sizegraft機能不全では、再生過程での肝細胞と類洞内皮の再生の不均衡と、それに伴う小葉構造の乱れが関与していることが示された。1.肝再生抑制が致死的大量肝切除後の生存率へ及ぼす影響の検討ラット90%肝切除後、NS-398、PD98059(肝再生抑制)、dHGF(肝再生促進)を投与し、生存率を比較した。2.臨床における生体肝移植術後敗血症発生リスクファクターの検討当科における生体肝移植レシピエント334例中41例(12.3%)に術後敗血症の発症を認め、1年生存率は敗血症非発症例と比し有意に不良であった。多変量解析による検討ではSSG症候群、早期経腸栄養等の予防策の有無が敗血症発生の有意なリスクファクターであった。3.生体肝移植ドナーにおける術後残肝サイズによる肝・脾組織硬度の変化の検討
X・Y精子分離と睾丸決定遺伝子の研究

睾丸決定遺伝子(SRY gene)を用いて分離精子の性を遺伝子レベルで解析し、蛍光を用いた遺伝子プローブによるFluorescence In Situ Hybridization(FISH)法の手法を応用した解析と並行させて、確実な分離法の確立と、伴性遺伝病患者または保因者に対する疾患の発現阻止のためにこの分離精子を用いた生殖技術の確立することが本研究の最終的な目標である。これまでに血液細胞や羊水細胞を用いたSRY遺伝子のPCRによる遺伝子増幅と電気泳動による解析法を確立した。しかし、精子細胞の膜構造が他の細胞と著しく異なっているため、精子頭部の核内に遺伝子プローブを取り込ませてハイブリダイズおよび増幅することが困難であった。そこで、精子細胞のdecondensationを誘発するために、リチウムおよびdithiothreitol(DTT)処理による精子処理条件とその効率について検討した。その結果、DTT処理により精子核は約3倍に膨化し、FISH法においてもPCR法においても遺伝子プローブを取り込むことができる安定した方法を確立した。また従来用いていたキナクリン法によるY染色体の検出効率との相関を検討した。性遺伝子の検出は、FISH法ではXおよびY染色体に特異的な遺伝子プローブとしてDXZ-1,DYZ-1を用いた。精子の分離法は現在パーコール法による遠心分離法を用いて部分分離を行った後、FISH法でこのXおよびY精子の分離効率を確認する方法を用いている。さらに遺伝子増幅の効率を向上させるための検討として、サケDNA内で増幅すべき遺伝子の細胞数を減少させる試験を現在なお行っており、単一の細胞遺伝子からでも安定した遺伝子解析を可能にするべく検討を行っている。X・Y精子の分離を正確に評価するためにはこれまでのキナクソンマスタードによる染色法(Q染色法)によるY染色体上のFーbodyの確認が用いられてきた。またHーY抗体を用いた蛍光抗体法によるY染色体の認識も行なわれてきたが、あくまでも確実にY染色体を認識する方法ではなかった。そのためSex determining region Y(SRY)遺伝子がY染色体頭腕上のpsendo autoーSomalregionに発見された報告を下に、SRY遺伝子のDNAプローブを合成した。そしてSRYをPCR法により遺伝子増幅後に電気泳動上で確認する方法を検討した。単一精子のPCR増幅は極めて困難性があり現在は成人の血液有核細胞および妊娠中期の羊水中胎児細胞を用いてSRY遺伝子の遺伝子増幅、泳動分離確認操作の手根的検討を現在尚、行なっている。またSRY遺伝子は遺伝子部分が小さく蛍光によるIn Situ Hybridization法(FISH法)を用いて、顕微鏡下で細胞を確認することができないため、さらに大きな遺伝子部分に対する遺伝子プローブすなわち、Y染色体についてはDYZ-1、X染色体については、DXZ-1を用いて、FISH法によるXおよびYの細胞上の確認方法を検討した。分析に供する細胞としては、血液中有核細胞を用い、検出系の検討と確立を行なったが、精子細胞については細胞膜の透過性の問題が生じ、FISH法の遺伝子プローブの通過性の点で現在追加試験を含め再検討中である。X・Y精子分離法に関しては、多層Percollを用いた密度勾配遠心分離法を基準として、部分分離精子を検討に用いているのが現状である。評価法の確立を急ぎ、平成5年度の計画へ移行する方針である。

しかし、精子細胞の膜構造が他の細胞と著しく異なっているため、精子頭部の核内に遺伝子プローブを取り込ませてハイブリダイズおよび増幅することが困難であった。そこで、精子細胞のdecondensationを誘発するために、リチウムおよびdithiothreitol(DTT)処理による精子処理条件とその効率について検討した。その結果、DTT処理により精子核は約3倍に膨化し、FISH法においてもPCR法においても遺伝子プローブを取り込むことができる安定した方法を確立した。また従来用いていたキナクリン法によるY染色体の検出効率との相関を検討した。性遺伝子の検出は、FISH法ではXおよびY染色体に特異的な遺伝子プローブとしてDXZ-1,DYZ-1を用いた。精子の分離法は現在パーコール法による遠心分離法を用いて部分分離を行った後、FISH法でこのXおよびY精子の分離効率を確認する方法を用いている。さらに遺伝子増幅の効率を向上させるための検討として、サケDNA内で増幅すべき遺伝子の細胞数を減少させる試験を現在なお行っており、単一の細胞遺伝子からでも安定した遺伝子解析を可能にするべく検討を行っている。
自然河口の持つ水域冷却機能のメカニズム解明と海水温上昇に対する保全再生手法の提案

平成23年度においては主に2つの現地観測を実施した.1つは,本研究対象種であるリュウキュウアユ仔稚魚の生息好適環境をより詳細に明らかにするため,奄美大島からの移入個体が再生産を行なう沖縄島ダム湖における水温連続観測であり,もうひとつは流動場と対象種の生息環境との関連性(水温・塩分濃度から規定される生理的条件および潮汐により輸送される餌資源条件)について明らかにするための流動場観測である.最大生息地である福地ダムダム湖と流入河川であるサンヌマタ川において,2010年12月2月の冬季にかけて表層・底層(1m深)水温及び水位観測を実施した.これより,流入河川水水温については平均15°C,ダム湖水温は最高21°Cであり,両者には明瞭な水温差が生じていることが明らかになった.ただし,ダム湖においても平均的な水温は20°C以下であり,対象種の生育環境として良好であると言え,室内実験値をベースとしたモデルを用いた生存率推定値では,データ取得期間中,水温が最も高い12月のダム湖湖心においても68%と高い推定結果であり,地域個体群の絶滅が懸念される河内川に比べ30%以上高く(3月),河口環境が良好に保持されている役勝川河口域に比べても遜色ない.このようなことから,リュウキュウアユ沖縄ダム湖移入個体は,現自然個体生息地である奄美大島より低緯度に生息域を持つにも関わらず,再生産が可能となっていると考えられた.2011年10月に同じ河口域を持つにも関わらず成魚の生息個体数が異なる奄美大島役勝川・住用川河口域において,GPSフロートを用いた流動場観測を実施した.その結果,上げ潮時において,より多くのGPSフロートが合流点から役勝川を遡上する結果となり,住用川に流入するフロートはわずかで,かつ遡上距離も短かった.住用川は恒常的に役勝川より河床高が高い状態にあり,2010年の水害後は土砂堆積によりさらに上昇している.このことが遡上海水の挙動に影響をもたらしていると推察された.年度途中で異動となったため,研究体制を再構築するのに時間を要したことから,本年度単位で見ると計画は遅れているのが実状である.しかしながら,全体の達成度と、しては良好であり,本年度の補足調査を以って,当初の研究目標を概ね達成できるものと考えている.新たに更新した地形データを用いて現在構築中の3次元流動シミュレーションを完成させる.また,現地観測においては,主に対象としている役勝川・河内川において,水温および塩分濃度の3次元的かつ長期的な連続観測を実施することで,経月的な変化や出水時特性について明らかにする.このことから,熱・密度・物質輸送(ここでは,動物プランクトン)の3者の観点から自然河口域のもつ生息域適正化機能を解明する.本研究は海水温上昇に伴う河口域生態系への影響評価並びに有効な保全対策立案を目的に仔稚魚期に河口域を利用する絶滅危惧種リュウキュウアユを研究対象に取り上げ研究を遂行した.まず衛星熱赤外画像を用いた河口域水温の巨視的評価を行い,リュウキュウアユ在不在との関係を明らかにした.その結果,リュウキュウアユが過去・現在において生息していた河川においては河口域の水温は近傍河川に比べて放射輝度温度が低く,本種の生息可能性との間に関係性があることが示唆された.次に河口干潟が夜間に冷却され冷源として機能することに着目し,現地における熱流量測定を行った.この結果,干潟域はリュウキュウアユの生息適正水温にまで水温を下げうるレベルの冷源機能を有しており,干潟域の面積,特に岸沖方向の距離が長い干潟であるほど水温低下に対する効果が大きいことが分かった.続いてリュウキュウアユ仔稚魚に対する生存試験結果のモデリングを行い,環境に対するリュウキュウアユの生理的好適度を評価するツールを作成した。これを現地における水温・塩分濃度観測結果と重ねあわせることにより,現地におけるリュウキュウアユの推定生存率を算出することによって生理的好適度の定量的比較を試みた.その結果,自然河口域においては推定生存率が高い領域が広範に渡りかつ現在の生息域とオーバーラップしていたのに対し,河口干潟が埋め立てにより喪失した河川においては,推定生存率が高い領域は限定的であり,かつ現在の主要な分布域は推定生存率が低く見積もられた.したがって,リュウキュウアユ仔稚魚の河口域における在不在は生理的な条件のみならずその他の強い制限要因に拘束されていることが明らかになり,その要因によってリュウキュウアユの生息域が生理的に不利な条件下に拘束されていることが個体数の減少に繋がっているものと推測された.平成23年度においては主に2つの現地観測を実施した.1つは,本研究対象種であるリュウキュウアユ仔稚魚の生息好適環境をより詳細に明らかにするため,奄美大島からの移入個体が再生産を行なう沖縄島ダム湖における水温連続観測であり,もうひとつは流動場と対象種の生息環境との関連性(水温・塩分濃度から規定される生理的条件および潮汐により輸送される餌資源条件)について明らかにするための流動場観測である.最大生息地である福地ダムダム湖と流入河川であるサンヌマタ川において,2010年12月2月の冬季にかけて表層・底層(1m深)水温及び水位観測を実施した.

これより,流入河川水水温については平均15°C,ダム湖水温は最高21°Cであり,両者には明瞭な水温差が生じていることが明らかになった.ただし,ダム湖においても平均的な水温は20°C以下であり,対象種の生育環境として良好であると言え,室内実験値をベースとしたモデルを用いた生存率推定値では,データ取得期間中,水温が最も高い12月のダム湖湖心においても68%と高い推定結果であり,地域個体群の絶滅が懸念される河内川に比べ30%以上高く(3月),河口環境が良好に保持されている役勝川河口域に比べても遜色ない.このようなことから,リュウキュウアユ沖縄ダム湖移入個体は,現自然個体生息地である奄美大島より低緯度に生息域を持つにも関わらず,再生産が可能となっていると考えられた.2011年10月に同じ河口域を持つにも関わらず成魚の生息個体数が異なる奄美大島役勝川・住用川河口域において,GPSフロートを用いた流動場観測を実施した.その結果,上げ潮時において,より多くのGPSフロートが合流点から役勝川を遡上する結果となり,住用川に流入するフロートはわずかで,かつ遡上距離も短かった.住用川は恒常的に役勝川より河床高が高い状態にあり,2010年の水害後は土砂堆積によりさらに上昇している.このことが遡上海水の挙動に影響をもたらしていると推察された.年度途中で異動となったため,研究体制を再構築するのに時間を要したことから,本年度単位で見ると計画は遅れているのが実状である.しかしながら,全体の達成度と、しては良好であり,本年度の補足調査を以って,当初の研究目標を概ね達成できるものと考えている.新たに更新した地形データを用いて現在構築中の3次元流動シミュレーションを完成させる.また,現地観測においては,主に対象としている役勝川・河内川において,水温および塩分濃度の3次元的かつ長期的な連続観測を実施することで,経月的な変化や出水時特性について明らかにする.このことから,熱・密度・物質輸送(ここでは,動物プランクトン)の3者の観点から自然河口域のもつ生息域適正化機能を解明する.
建築電磁環境向上のための電波吸収体の評価方法と開発

建築電磁環境は複雑化・多様化し、高層建築物によるTVゴースト現象や、携帯電話による高度医療機器の誤動作が社会問題となっている。この改善策の一つとして壁面にフェライトタイルやカーボンシートを貼り不要な電波を吸収する方法がとられている。さらに次世代電波吸収体としてフェライトやカーボンを混入したセメントモルタルの電波吸収体の実用化が図られている。本研究の目的は、(1)カーボンまたはフェライトを混入したリサイクルボードドを開発する。(2)目標とする電波吸収周波数帯は1.9GHzまたは2.45GHzとする。(3)フェライトモルタルとリサイクルボードを複合させて、電波吸収帯の薄型化を目指す。研究結論、以下のことが言える。(1)フェライトモルタルにカーボン混入リサイクルボードを組み合せることによって、電波吸収特性の向上が図れる。(2)組み合せ方によっては、所用の周波数帯に高い電波吸収特性を持つ薄型の電波吸収体の作製が可能である。この改善策の一つとして壁面にフェライトタイルを貼り不要な電波を吸収する方法がとられている。本研究は、平行二線線路測定法を用いて、フェライトやカーボンを混入したセメントモルタルの電波吸収体のTV電波吸収特性に与える影響について検討を行った。平行二線線路測定法とは、2本の線路に沿って入射波と反射波の合成波である定在波が発生しており、定在波の大きさを電圧として測定し、この電圧最大値と最小値から電圧定在波比を求め、電波吸収量を算出する方法である。研究条件は、(1) Ni-zi系フェライトの粒径は5mm以下、フェライトセメント比は5.0とする。(2)ピッチ系カーボンの繊維長は3mm、繊維直径は18μmとする。(3)フェライトはセメントに混入してモルタル板とし、カーボンはシートにして、フェライト混入セメントモルタル板に挟む。研究の結論、以下のことが言える。(1)フェライトモルタルにカーボンファイバーシ一トを組み合わせることによって、電波吸収特性の向上が図れる。(2)組み合わせ方によっては、所用の周波数帯に高い電波吸収特性を持つ薄型の電波吸収体の作製が可能である。
熱水プルームの流体数値シミュレーションによる拡散過程の解析

本年度は前年度に構築した有限差分法による数値計算モデルを現実の問題に適用し,熱水噴出に伴う流れの3次元数値解析を行った.具体的には,熱水活動の確認されている現実の深海カルデラ内の流れについて数値計算を行い,流れの構造を調べた.既に得られている観測データから,一般にカルデラより上部では温度や塩分濃度が成層状態であるのに対して,熱水活動の見られるカルデラ内では温度や塩分濃度が水深によらず一定であることが分かっている.しかし,温度および塩分濃度が均一化するメカニズムについては,これまで解明されていなかった.本研究では,実際の複雑なカルデラ形状も考慮しながら,粒子法および有限差分法による詳細かつ大規模な3次元数値シミュレーションを試みた.その結果,カルデラ内の温度や塩分濃度の均一化は,熱水プルームを駆動力とした対流による混合作用により促進されることを明示した.カルデラ内において噴出した高温低密度の熱水は浮力により上方への流れを生むが,浮力と重力が釣り合う高さで水平方向へと広がる一方,熱水プルームの周囲から低温高密度の流体が流れ込むことによって,カルデラ内に大規模な対流が発生し,最終的に温度や塩分濃度が均一となるというメカニズムを示した.また,深海の熱水噴出による流れの数値計算モデルの確立のために,随時「海底下の大河」計画に携わる研究者等との意見交換を行い,現実の深海の熱水活動に関する情報を得て研究を遂行した.熱水噴出孔の位置や規模を変化させて数値計算を行うことで流れ場の特徴を捉え,観測された温度等のデータから流れの構造や熱水噴出孔の位置の特定を試み,本モデルによる流体数値シミュレーションの現実的な利用を目指した.今年度は、密度成層下における熱対流の数値計算のための非圧縮性ナヴィエ・ストークス方程式に基づいたモデルを発展させて、深海環境下における物理的状況を考慮したモデルの構築を行った。特に、密度成層度の強さに影響する基準温度場の効果に着目し、現実に考えられるいくつかの基準温度場を想定した上で行った熱対流の数値計算結果を適切な可視化を用いて解析することで、現実の熱水の移流拡散を再現するモデルを設定した。対流と拡散のパターンが顕在化する2次元モデルを用いて数値計算を行い、設定した基本場の妥当性を確認した。しかし現実の流れを扱うためには計算負荷の大きい3次元計算が必要であるため、計算効率を考慮した3次元のモデル化も進めた。具体的には、局所的な流れを捉えるための比較的レイノルズ数の小さい流れと、海洋中の熱対流を大域的に捉えるレイノルズ数の高い流れの計算を行うための、それぞれ別のモデルを構築し、計算を行った。その結果、局所的な流れの計算においては基本温度場の熱対流への影響が定性的に明確に捉えられた。大域的な流れの計算では現実の海底地形も用い、海底地形の影響を受けた熱対流によってさらに規模の大きい対流が発生する現象を捉えた。また、熱対流モデルを二重拡散対流モデルに拡張した計算も実施した。現実の熱水噴出孔から噴出する熱水には様々な物質が含まれており、その移流拡散と熱水の密度増加を考慮するためである。二重拡散対流モデルを用いた計算により、熱対流が密度成層下で物質濃度に依存した高さで浮力が釣り合い水平方向に流れていく様子が捉えられた。本研究ではさらに、粒子法による計算によりカルデラ型実測海底地形周辺流を解析した。粒子法による流体計算は、気泡や微粒子などを含む多成分の移流や、熱水および物質噴出による海底地形の変化と流れ場が相互に作用する連成問題に適しているため、今後併用しながら流れ場の解析を進める。本年度は前年度に構築した有限差分法による数値計算モデルを現実の問題に適用し,熱水噴出に伴う流れの3次元数値解析を行った.具体的には,熱水活動の確認されている現実の深海カルデラ内の流れについて数値計算を行い,流れの構造を調べた.既に得られている観測データから,一般にカルデラより上部では温度や塩分濃度が成層状態であるのに対して,熱水活動の見られるカルデラ内では温度や塩分濃度が水深によらず一定であることが分かっている.しかし,温度および塩分濃度が均一化するメカニズムについては,これまで解明されていなかった.本研究では,実際の複雑なカルデラ形状も考慮しながら,粒子法および有限差分法による詳細かつ大規模な3次元数値シミュレーションを試みた.その結果,カルデラ内の温度や塩分濃度の均一化は,熱水プルームを駆動力とした対流による混合作用により促進されることを明示した.カルデラ内において噴出した高温低密度の熱水は浮力により上方への流れを生むが,浮力と重力が釣り合う高さで水平方向へと広がる一方,熱水プルームの周囲から低温高密度の流体が流れ込むことによって,カルデラ内に大規模な対流が発生し,最終的に温度や塩分濃度が均一となるというメカニズムを示した.また,深海の熱水噴出による流れの数値計算モデルの確立のために,随時「海底下の大河」計画に携わる研究者等との意見交換を行い,現実の深海の熱水活動に関する情報を得て研究を遂行した.熱水噴出孔の位置や規模を変化させて数値計算を行うことで流れ場の特徴を捉え,観測された温度等のデータから流れの構造や熱水噴出孔の位置の特定を試み,本モデルによる流体数値シミュレーションの現実的な利用を目指した.
紫外領域における支配的なセラミックス励起子発光

酸化亜鉛ウイスカーから得られる強力な紫外線発光の分析を行うために低温フォトルミネセンスを測定した。その結果、酸化亜鉛ウイスカーは束縛エネノレギーが数十eVであるバンド端遷移に伴う発光とドナー束縛励起子の再結合による発光を持つことを見出した。わずかな不純物の添加により急激な紫外線発光の強度減衰が確認された。酸化イットリウムウイスカーから得られる強力な可視発光の分析を行うために低温フォトルミネセンスを測定した。その結果、ユウロピウム添加酸化イットリウムウイスカーとテルビウム添加酸化イットリウムウイスカー低温よりもむしろ高温において発光強度が増大することをみいだした。以上のウイスカーからの発光を解析することにより、酸化亜鉛ウイスカーは結晶欠陥が極めて少ない完全結晶に近い位置にいることがわかり、酸化イットリウムウイスカーでは比較的酸素欠損量が多く、大気暴露によって数十時間でそのような欠損が増加することがわかった。そのような酸素欠損は白色発光を生じ、高温フォトルミネセンス測定中に酸化されて白色発行を消失するという現象も見出した。青色発光ダイオードに関する研究ブームでわかるように、より短波長の光を使う通信・記憶デバイスが求められ、短波長発光素子開発が急がれている。セラミックスの禁止帯幅は広く、紫外線発光に適切である。近年長岡技術科学大学の斎藤らは酸化亜鉛ウイスカーから強力でかつ紫外領域で支配的な起励子発光を得た。平成14年度では、酸化亜鉛ウイスカー励起子発光モード(自由励起子、結合励起子など)を明らかにすることを目的とした。結果として、1)現有の大気開放型化学気相析出(CVD)装置を用いて酸化亜鉛ウイスカーを形成した。長さ100μm程度、断面径1.5μmの高配向ウイスカー群の作製を行った。微量元素の混入の有無を誘導結合プラズマ分光分析装置で確認したところ、亜鉛以外の金属元素については0.01at%未満の含有率であった。2)現有装置で紫外線励起フォトルミネセンスを測定したところ、低温ならびに室温における禁止帯幅としてEg(12K)=3.36eVからEg(300K)=3.23eVが得られた。自由励起子の束縛エネルギーはフォトルミネッセンス励起用レーザーの強度が弱い場合に9meVで強い場合に58meVであることがわかった。2つのバンドが出現する理由については平成15年度に解析する。現有装置で電子線励起カソードルミネセンスを測定したところ、室温において385nmの強い紫外線発光を酸化亜鉛ウイスカーより得た。この発光は0.15at%以上のアルミニウムドープで急激に弱くなった。また、ウイスカー長さが長くなるにつれ、発光強度は増した。3)現有のカソードルミネセンス装置に、極低温ステージを取付け、77Kにおける低温酸化亜鉛ウイスカー試料のフォノンバンドを解析する準備が整った。90Kにおける紫外線発光は低波長側にシフトするとともに強度を増した。データの解析は平成15年度に行う予定である。