hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
町内会の環境保護機能の実態調査研究

調査は、高山市、滋賀県日野町、富士市、沼津市、尼崎市、函館市、那覇市、糸満市、田辺市、加賀市、宇治市にたいしてなされた。このうち宇治市を除く10市町については、町内会長へのアンケート調査と事例研究を併用した。そのアンケート調査の中で、町内会長の任務として最重要と思われるもの一つを選んでもらった。回答でもっとも多かったのは、日野町、尼崎市、糸満市では(1)「役場と住民との間の連絡調整」、他の7市では、(3)「住民が住みやすいように地区の環境を守る」であった。残る選択肢は、(4)「住民を代表して外部と交渉し、住民の苦情を処理する」と、(2)「祭りなどの伝統的行事を守る」であるが、(2)を最重要としている町内会はほとんどなかった。尼崎市で(1)が最重要とされている理由について、市の職員の説明では、阪神大震災の影響があるとされている。アンケート調査票の最後に、外因的環境問題にたいする抵抗運動の経験があるかないかを尋ねてみた。その経験をもつ自治会はどこでも1割程度あるいはそれ以下で、問題の内容はさまざまであるが、公害一般に反対するのではなく、公害源がどこか他へ移ればよいとする、いわゆるNIMBYの考えかたはだいたい共通している。しかし、その抵抗が各地でなされることによって、公害源が自主規制をすることになれば、町内会全体として環境の保護作用をすることになるであろう。社会調査では、実際に調査をしてみると、当初の計画とは違ってくることがしばしがある。それは、調査対象者の協力の問題と、また調査項目の意味について評価が当初と違ってくるからである。平成7年度は試行錯誤の結果、調査を実施する各市町村において、(1)町内会長全員へのアンケート調査、(2)特色のある町内会の事例研究、(3)その事例研究と並行して一般会員へのアンケート調査、を実施することにした。この3種類の調査をすでに完了したのは高山市だけである。しかし滋賀県日野町、富士市、沼津市、和歌山県田辺市で(1)の調査を実施し、日野町、富士市、沼津市では集計も終えている。また那覇市、糸満市では役所や町内会連合会長の承認を得て、すでに町内会長の名簿を入手している。そのほかに尼崎市や加賀市でも役所の協力は約束されている。もとより日本全国の市町村を調査することはできないけれども、今後、北海道や東北地方の町内会を調査することができれば、だいたい全国各地のようすを知ることができると思っている。平成7年度において高山市、滋賀県日野町において調査をほぼ完了し、富士市、沼津市でも予備調査を進めた。8年度においては精力的に、富士市、沼津市、函館市、那覇市、糸満市、尼崎市、田辺市、加賀市においてアンケート調査を終了し、これら諸市の半数ほどで事例研究を残すのみとなった。自治会長へのアンケート調査の中で、自治会長の任務について一般的に、(1)役場と住民との間の連絡調整(2)祭りなどの伝統的行事を守る(3)住民が住みやすいように地区の環境を守る(4)住民を代表して外部と交渉し、住民の苦情を処理するのうち、どれが最重要と思うかを尋ねたところ、(3)を選ぶ意見が最大多数であった。その回答はわれわれの調査の目的に沿うものである。しかし尼崎市など、違った回答を示す所もあり、その理由を知るためにも、自治会の環境・構造・機能について総合的な観察をした。平成9年度には、調査対象地をあと一つか二つ増やすとともに、全体のレポートを作成しなければならない。現在、各地の事例研究の補足をしながら、レポート作成の準備にかかっている段階である。
ナノコンポジット接種剤による過共晶Al-Si系合金のロバストな組織制御技術の開発

1123Kで溶解した過共晶Al-Si合金(Al-25wt%Si合金)中に,溶湯撹拌法およびLanxide法により作製した25vol%SiC粒子分散Al-Si合金基複合材料(SiC粒子径:17μm)を接種剤として,過共晶Al-Si合金の重量に対して110wt%添加した.3wt%添加した場合,初晶Siの粒径は無添加の場合と比較して約25%減少した.しかし,3wt%以上添加しても,初晶Siの粒径はほとんど変化しなかった.組織観察した結果,SiC粒子のほとんどは初晶Siに接しているのが観察され,SiC粒子が初晶Siの凝固核として機能したことが示唆された.しかし,溶湯撹拌法で作製した接種剤を添加した場合,接種剤の添加量が増加するにつれて,SiC粒子の凝集が観察されるようになった.画像解析によりSiC粒子の中心間距離を測定した結果,SiC粒子の均一分散を仮定して求めた中心間距離の約2倍となり,SiC粒子が不均一に分散していることがわかった.これは,添加した接種剤がバルク状であったため,添加後の撹拌では十分に接種剤を粉砕できなかったためと考えられる.一方,Lanxide法により作製した接種剤を添加した場合,初晶Siの結晶粒径への影響は溶湯撹拌法により作製した接種剤と同等であったが,SiC粒子は組織中にほぼ均一に分散しており,画像解析により測定したSiC粒子の中心間距離は,均一分散を仮定した計算値とほぼ一致していた.これは,Lanxide法により作製した接種剤では,SiCとAl-Si合金間のぬれ性が化学的に改善されたため,接種剤として添加されて溶解した後にも,SiC粒子が凝集しにくかったためと考えられる.しかし,Lanxide法により作製した接種剤を添加した場合,初晶Si中に複数のSiC粒子が観察されたことから,SiC粒子表面のAlNが初晶Siの晶出形態に影響を及ぼしたと考えられる.SiC粒子を添加することにより,過共晶Al-Si合金の初晶Siの結晶成長形態にSiC粒子が凝固核として機能することで影響を及ぼすことを確認することができた.また,Al合金溶湯とぬれ性の悪いSiC粒子を金属基複合材料を接種剤として添加することで,直接添加した場合と異なり,溶湯からはじかれることなく溶湯中に添加することができることがわかった.さらに,作製方法の異なる接種剤を用いることで,SiC粒子とAl合金溶湯界面の構造の違いが,添加後のSiC粒子の分散挙動及び初晶Siの凝固核としての機能に違いをもたらすことがわかった.以上の結果より,より効果的な接種剤の添加方法およびSiC粒子に関する知見を得ることができたため,次年度以降の接種剤の最適化および接種後の過共晶Al-Si合金の特性評価への基礎的知見を得ることができたため.2019年度は,SiC粒子の粒径をより微細な粒子(粒径2μm程度)へと変化させると共に,接種剤の添加方法(溶湯温度,冷却速度,撹拌方法など)を変化させて,初晶Siの形態に及ぼす外的な要因の影響について調べる.これにより,SiC粒子による初晶Siの微細化効果のロバスト性について評価する.また,SiC粒子の他の初晶Siの凝固核の候補として,γアルミナ粒子にも注目し,同様に金属基複合材料として添加することで,SiC粒子との比較を行う.さらに,初晶Siの形態変化およびSiC粒子の添加が,添加後の過共晶Al-Si合金の特性に及ぼす影響についても評価する.1123Kで溶解した過共晶Al-Si合金(Al-25wt%Si合金)中に,溶湯撹拌法およびLanxide法により作製した25vol%SiC粒子分散Al-Si合金基複合材料(SiC粒子径:17μm)を接種剤として,過共晶Al-Si合金の重量に対して110wt%添加した.3wt%添加した場合,初晶Siの粒径は無添加の場合と比較して約25%減少した.しかし,3wt%以上添加しても,初晶Siの粒径はほとんど変化しなかった.組織観察した結果,SiC粒子のほとんどは初晶Siに接しているのが観察され,SiC粒子が初晶Siの凝固核として機能したことが示唆された.しかし,溶湯撹拌法で作製した接種剤を添加した場合,接種剤の添加量が増加するにつれて,SiC粒子の凝集が観察されるようになった.画像解析によりSiC粒子の中心間距離を測定した結果,SiC粒子の均一分散を仮定して求めた中心間距離の約2倍となり,SiC粒子が不均一に分散していることがわかった.これは,添加した接種剤がバルク状であったため,添加後の撹拌では十分に接種剤を粉砕できなかったためと考えられる.一方,Lanxide法により作製した接種剤を添加した場合,初晶Siの結晶粒径への影響は溶湯撹拌法により作製した接種剤と同等であったが,SiC粒子は組織中にほぼ均一に分散しており,画像解析により測定したSiC粒子の中心間距離は,均一分散を仮定した計算値とほぼ一致していた.これは,Lanxide法により作製した接種剤では,SiCとAl-Si合金間のぬれ性が化学的に改善されたため,接種剤として添加されて溶解した後にも,SiC粒子が凝集しにくかったためと考えられる.しかし,Lanxide法により作製した接種剤を添加した場合,初晶Si中に複数のSiC粒子が観察されたことから,SiC粒子表面のAlNが初晶Siの晶出形態に影響を及ぼしたと考えられる.

SiC粒子を添加することにより,過共晶Al-Si合金の初晶Siの結晶成長形態にSiC粒子が凝固核として機能することで影響を及ぼすことを確認することができた.また,Al合金溶湯とぬれ性の悪いSiC粒子を金属基複合材料を接種剤として添加することで,直接添加した場合と異なり,溶湯からはじかれることなく溶湯中に添加することができることがわかった.さらに,作製方法の異なる接種剤を用いることで,SiC粒子とAl合金溶湯界面の構造の違いが,添加後のSiC粒子の分散挙動及び初晶Siの凝固核としての機能に違いをもたらすことがわかった.以上の結果より,より効果的な接種剤の添加方法およびSiC粒子に関する知見を得ることができたため,次年度以降の接種剤の最適化および接種後の過共晶Al-Si合金の特性評価への基礎的知見を得ることができたため.2019年度は,SiC粒子の粒径をより微細な粒子(粒径2μm程度)へと変化させると共に,接種剤の添加方法(溶湯温度,冷却速度,撹拌方法など)を変化させて,初晶Siの形態に及ぼす外的な要因の影響について調べる.これにより,SiC粒子による初晶Siの微細化効果のロバスト性について評価する.また,SiC粒子の他の初晶Siの凝固核の候補として,γアルミナ粒子にも注目し,同様に金属基複合材料として添加することで,SiC粒子との比較を行う.さらに,初晶Siの形態変化およびSiC粒子の添加が,添加後の過共晶Al-Si合金の特性に及ぼす影響についても評価する.意図的に余剰として生じさせたものではなく,適切に必要な支出を行った結果として偶発的に発生した残額である.この残額に対して,年度中に研究課題に無用の物品に支出するよりも,翌年度分と合わせて有効に支出するべきと判断して,あえて年度をまたいで持ち越したものである.
神経膠腫の成長因子依存性増殖能の解析とその生物学的修飾による新たな治療法の開発

ヒトグリオーマ細胞株を用い、PDGF,TNF,GM-CSF,IL-1などの成長因子あるいは成長抑制因子依存性増殖能とその受容体発現を解析した。また、グリオーマ細胞よりのIL-1,IL-2,IL-6,IL-8,PGE2,TNF,Mn-SOD,GM-CSFなどの産生をmRNA発現・蛋白産生定量・培養上清の生物活性に関して測定した。同時に神経膠腫患者より得られた髄液を解析することにより、これらサイトカインや増殖因子がin vivoすなわち腫瘍担体中枢神経系にて存在するか否かの検討も行った。ある種のグリオーマ細胞はPDGF刺激により増殖を促進しその増殖はtrapidilにて抑制された。TNFはグリオーマ細胞に対して殺細胞的に作用すると従来報告されていたが、生理的低濃度のTNFは細胞増殖抑制的に作用するのみであることが明かとなった。また、TNFの細胞増殖抑制効果とDNA合成抑制効果は、グリオーマ細胞のGO/G1細胞周期への集積効果と密接な関連があることが推定された。GM-CSFはグリオーマ細胞より産生されるがその増殖に影響を及ぼさなかった。グリオーマ細胞はPDGF,TNF,p55-IL1受容体を発現するが、GM-CSM受容体を発現しなかった。PDGF,IL-1,IL-6,IL-8,GM-CSFなどのサイトカインは無刺激の状態にてグリオーマ細胞より恒常的に産生されていた。TNFあるいはIL-1刺激によってIL-6,IL-8,GM-CSFの顕著な産生増加が生じた。TNFの脳腫瘍内投与によって、患者髄液中にはIL-1beta,IL-6,IL-8が増加したが、インターフェロン、IL-2,GM-CSFなど存在しなかった。検討を行った因子の中でも特にTNFは、グリオーマ細胞の増殖抑制と分化を誘導し、患者体液中のサイトカインの動態を大きく変動させ、腫瘍増殖・中枢神経系内免疫・炎症反応を抗腫瘍的に修飾することが臨床治験にても示唆された。in vitroにおいてヒトglioblastoma細胞株を用い、PDGF,TNF,GM-CSFなどの成長因子あるいは成長抑制因子依存性増殖能とその受容体発現を解析した。また、glioblastoma細胞よりのIL-1,IL-2,IL-6,IL-8,PGE2,TNF,Mn-SOD,GM-CSFなどの産生をmRNA発現・蛋白産生定量・培養上清の生物活性に関して測定した。ある種のヒトglioblastoma細胞はPDGF刺激により増殖を促進しその増殖はtrapidilにて抑制された。TNFはglioblastoma細胞に対して殺細胞的に作用すると従来報告されていたが、平成4年度の研究者らの結果では生理的低濃度のTNFは細胞増殖抑制的に作用するのみであることが明かとなった。また、TNFの細胞増殖抑制効果とDNA合成抑制効果は、glioblastoma細胞のG0/G1細胞周期への集積効果と密接な関連があることが推定された。GM-CSFはglioblastoma細胞の増殖に影響を及ぼさなかった。glioblastoma細胞はPDGF,TNF受容体を発現するが、GM-CSF受容体を発現しなかった。PDGF,IL-

1,IL-6,IL-8,GM-CSFなどのサイトカインは無刺激の状態にてglioblastoma細胞より恒常的に産生されていた。TNF刺激によってIL-6,IL-8,GM-CSFの顕著な産生増加が生じた。患者髄液中には、IL-1β,IL-6,IL-8が同定されたが、インターフェロン,IL-2,GM-CSFは存在しなかった。平成5年度は、これらの中でも特にTNFを中心としてglioblastomas細胞の増殖と分化に及ぼす影響をさらに詳細に検討するとともに、サイトカインの患者体液中の動態と腫瘍増殖・中枢神経系内免疫・炎症反応との関連性を検索する。ヒトグリオーマ細胞株を用い、PDGF,TNF,GM-CSF,IL-1などの成長因子あるいは成長抑制因子依存性増殖能とその受容体発現を解析した。また、グリオーマ細胞よりのIL-1,IL-2,IL-6,IL-8,PGE2,TNF,Mn-SOD,GM-CSFなどの産生をmRNA発現・蛋白産生定量・培養上清の生物活性に関して測定した。同時に神経膠腫患者より得られた髄液を解析することにより、これらサイトカインや増殖因子がin vivoすなわち腫瘍担体中枢神経系にて存在するか否かの検討も行った。ある種のグリオーマ細胞はPDGF刺激により増殖を促進しその増殖はtrapidilにて抑制された。TNFはグリオーマ細胞に対して殺細胞的に作用すると従来報告されていたが、生理的低濃度のTNFは細胞増殖抑制的に作用するのみであることが明かとなった。また、TNFの細胞増殖抑制効果とDNA合成抑制効果は、グリオーマ細胞のG0/G1細胞周期への集積効果と密接な関連があることが推定された。GM-CSFはグリオーマ細胞より産生されるがその増殖に影響を及ぼさなかった。グリオーマ細胞はPDGF,TNF,p55-IL1受容体を発現するが、GM-CSF受容体を発現しなかった。PDGF,IL-1,IL-6,IL-8,GM-CSFなどのサイトカインは無刺激の状態にてグリオーマ細胞より恒常的に産生されていた。TNFあるいはIL-1刺激によってIL-6,IL-8,GM-CSFの顕著な産生増加が生じた。TNFの脳腫瘍内投与によって、患者髄液中にはIL-1beta,IL-6,IL-8が増加したが、インターフェロン,IL-2,GM-CSFなど存在しなかった。検討を行った因子の中でも特にTNFは、グリオーマ細胞の増殖抑制と分化を誘導し、患者体液中のサイトカインの動態を大きく変動させ、腫瘍増殖・中枢神経系内免疫・炎症反応を抗腫瘍的に修飾することが臨床治験にても示唆された。
ホログラフィー原理と光格子中の冷却気体の協奏による量子重力実現の提案

本研究課題の目的は、光格子中に閉じ込めた極低温の量子気体を用いて、量子重力理論とホログラフィー的な意味で双対である量子多体系を実験で実現する方法を提案することである。ある模型がホログラフィーを持つかどうかの検証のためには、その系の量子クエンチに対するダイナミクスを調べることが常套手段の一つである。今年度の研究では、ホログラフィーを持つ模型の理論解析に必要な数値計算手法として、切断ウィグナー近似法を強相関領域の高次元冷却気体系の量子ダイナミクスに適用する方法を発展させた。さらに、低次元冷却気体系に対する数値計算手法として、行列積状態の時間依存変分原理法による時間発展の有用性を検証した。切断ウィグナー近似法が強相関領域で量子ダイナミクスを定量的に記述しうるかを明らかにするために、光格子中のボース気体のクエンチ・ダイナミクスに関して、実験との詳細な比較を行なった。まず、強相関領域のモット絶縁体を初期状態として弱相関領域へクエンチした場合、ホッピング時間の数倍程度の範囲でグロス・ピタエフスキー型の切断ウィグナー近似法が定量的に量子ダイナミクスを記述できることを明らかにした。一方、同じ初期状態から強相関領域へクエンチした場合は、同じ手法が定量性を失うことも明らかになった。その改良版として、SU(3)切断ウィグナー近似法の開発を進めた(が結果はまだ得られていない)。行列積状態の時間依存変分原理法による時間発展に関しては、厳密対角化との比較を行い、この手法が系のハミルトニアンに含まれるグローバルな観測量(例えば運動エネルギー)を長時間にわたって定量的に記述できることを明らかにした。平成30年度の研究で、量子重力理論とホログラフィー的な意味で双対である量子多体系を見出す予定であったが、それをまだ達成できていない。その理由の一つとしては、そのような量子多体系の候補であるlarge-NのO(N)ベクトル模型が光格子中の二成分もしくはスピン1ボース気体で実現できると期待していたにもかかわらず、実際に計算してみると実現できないことがわかったためである。具体的には、O(N)ベクトル模型になると思われたパラメータ領域で相分離(強磁性転移)が起こってしまうためである。もう一つの候補であるSU(N)Gross-Neveu模型を実現できると見込んでいる光格子中のアルカリ土類型原子気体に関しては、その模型の平衡状態および量子ダイナミクスを数値計算する手法が現状存在していないため、そのような手法の開発を優先させた。引き続き、光格子中のアルカリ土類型原子気体の平衡状態および量子ダイナミクスを計算するための手法開発を優先して進める。特に有限温度における行列積状態を用いた数値計算手法として、Minimally Entangled Typical Thermal Statesアルゴリズムの開発を進める。またその方法を高次元系に拡張する方法を検討する。これまでに開発が済んだ手法について積極的に研究会などで発表していく。平行して、光格子中のアルカリ土類型原子気体を記述するSU(N)ハバード模型からSU(N)Gross-Neveu模型を導出する。共同研究者である京都大学の実験グループ(光格子中のアルカリ土類型原子気体を用いた量子シミュレータ実験施設を有する)と密に連携して、実現可能な提案を目指す。

もう一つの候補であるSU(N)Gross-Neveu模型を実現できると見込んでいる光格子中のアルカリ土類型原子気体に関しては、その模型の平衡状態および量子ダイナミクスを数値計算する手法が現状存在していないため、そのような手法の開発を優先させた。引き続き、光格子中のアルカリ土類型原子気体の平衡状態および量子ダイナミクスを計算するための手法開発を優先して進める。特に有限温度における行列積状態を用いた数値計算手法として、Minimally Entangled Typical Thermal Statesアルゴリズムの開発を進める。またその方法を高次元系に拡張する方法を検討する。これまでに開発が済んだ手法について積極的に研究会などで発表していく。平行して、光格子中のアルカリ土類型原子気体を記述するSU(N)ハバード模型からSU(N)Gross-Neveu模型を導出する。共同研究者である京都大学の実験グループ(光格子中のアルカリ土類型原子気体を用いた量子シミュレータ実験施設を有する)と密に連携して、実現可能な提案を目指す。共同研究者の議論のための訪問が先方の都合により数回キャンセルになったため、次年度に繰り越した。
原色素体および葉緑体のDNA結合蛋白質の遺伝子の解析

原色素体には大量に含まれているが、葉緑体には検出されない分子量69kDの色素体DNA結合蛋白質の遺伝子をクローニングし、その構造を明らかにすることが本研究の目的である。そのために、今年度はこの蛋白質の部分アミノ酸配列の決定を行った。まず、タバコ培養細胞から原色素体核様体を大量に単離した後、低濃度の塩で洗いさらに高濃度の塩で処理することにより、比較的強固にDNAと結合している目的蛋白質を濃縮した。SDS-PAGEを行った後、目的バンドを含むゲルを切り出し、さらに電気泳動により、蛋白質をゲルから溶出するとともに濃縮した。クリーブランド法によりV8で部分的に消化して再び電気泳動し、SDSを0.02%含む緩衝液により、グラシーボンド膜に対してウエスタン・ブロットを行った。各ペプチドのバンドを切り出し、ペプチド・シークエンサー(Applied Biosystems、477A)によりN末端のアミノ酸配列を調べた。その結果、V8プロテアーゼで処理すると、69kDの蛋白質がまず52kDと16kDに切断され、さらにこの52kDが14kDと38kDに切断されることが解った。69kDの蛋白質、および、52kD、38kD、16kDの各ペプチド断片について、N末端のアミノ酸配列を調べたところ、69kDのN末端は???-???-Thr-Pro-Ala-Lys-Pro-Ala-Ala-Asn-Glu-Proであり、また52kDが同じ配列であったことから、この配列は間違いなく本蛋白質のN末端であると考えられる。38kDと16kDはそれぞれ独自の配列であった。今後、この配列の基にDNAプローブを作製し、また、未同定の部分に関してはさらに大量の蛋白質を試料に用いてアミノ酸配列の決定を繰り返す予定である。
脳性麻痺患児の歯肉炎・歯肉増殖症の発生・増悪因子の解明と治療法の確立

脳性麻痺患者は、口腔衛生管理の困難性、障害の持つ特異性から歯科疾患に罹患しやすく、特異な疾患の発症や増悪過程を示すものが多く、治療も困難なため、その予防は重要である。特に、フェニトインなどの抗てんかん薬を長期に服用している場合は、副作用として歯肉増殖症を発現することが多く、口腔清掃の不十分さゆえ、著しく重症化し、慢性化することがある。これら、脳性麻痺患者に特有の歯周疾患の発症因子および増悪因子を明らにできれば、効果的に予防および治療を行うことが可能になると考えられる。そこで本研究では、基礎的研究として、脳性麻痺患者から得られた抗てんかん薬誘発性歯肉増殖症の歯肉切除標本に対して透過電子顕微鏡を用いて観察を行い、抗てんかん薬を服用していない患者の歯肉と比較検討した。さらに、フェニトイン投与ラット歯肉の電子顕微鏡的観察を行った。一方、臨床的研究として、脳性麻痺患者を主体とした重症心身障害者入所施設における歯科医療従者による口腔保健管理が歯周疾患および全身に与える影響について検討した。その結果、抗てんかん薬誘発性歯肉増殖症患者歯肉の電子顕微鏡所見では、膠原線維の増生と線維芽細胞の細胞質内の粗面小胞体およびゴルジ装置の増加が認められた。フェニトイン投与ラットの歯肉も同様の所見で、これらのことからタンパク合成の充進が示唆された。また、脳性麻痺患者の口腔衛生状態が改善することによって歯周疾患の症状が改善し、全身発熱の日数が減少した。研究対象および方法:本学歯学部附属病院および関連障害児施設の脳性麻痺患者50名を対象とした.【研究1】以下の項目に対して調査・検査を行った.(1)脳性麻痺の重症度・病態の調査.(2)口腔内の状態.(1)う蝕,歯周疾患,咬合状態.(2)口腔清掃の状態.(3)口腔周囲の筋機能,その他.(3)口腔内環境の検査.う蝕活動性試験,その他.(4)日常生活の状況(質問紙法).【研究2】研究1の対象者のうち,抗てんかん薬を長期連用しており,本人または保護者の同意を得られた患者に対して以下の調査・検査を行った.(1)唾液検査.(2)口腔内湿潤度検査.(3)抗てんかん薬の種類,服用量,血中濃度の測定.【研究3】研究2の対象者のうち,歯肉増殖症の診断が確定し,歯肉切除術を受けた患者のうち本人または保護者の同意を得られた患者に対して光学顕微鏡および電子顕微鏡による観察を行った.また,次年度から行う予定である抗てんかん薬誘発性歯肉増殖症の遺伝子解析に用いるための試料を作製中である.なお,本研究は愛知学院大学歯学部ヒト細胞組織遺伝子疫学情報倫理委員会の承認を受けている(承認番号10および18).研究結果:研究1および2については,現在までのデータを蓄積,解析するとともに,さらに研究対象を増やして研究を続行している.研究3については,電子顕微鏡による所見について第22回日本障害者歯科学会(山梨・昭和,2005.10.15)において発表した.これについてもさらに研究対象を増やして研究を続行している.研究対象および方法:本学歯学部附属病院および関連障害児施設の脳性麻痺患者50名を対象とし手、下記の研究13を行った.【研究1】以下の項目に対して調査・検査を行った.(1)脳性麻痺の重症度・病態の調査.(2)口腔内の状態.(1)う蝕,歯周疾患,咬合状態.(2)口腔清掃の状態.(3)口腔周囲の筋機能,その他.(3)口腔内環境の検査.う蝕活動性試験,その他.(4)日常生活の状況(質問紙法).【研究2】研究1の対象者のうち,抗てんかん薬を長期連用しており,本人または保護者の同意を得られた患者に対して以下の調査・検査を行った.(1)唾液検査.(2)口腔内

湿潤度検査.(3)抗てんかん薬の種類,服用量,血中濃度の測定.【研究3】前年度に引き続き,歯肉増殖症の診断が確定し,歯肉切除術を受けた患者のうち本人または保護者の同意を得られた患者に対して光学顕微鏡および電子顕微鏡による観察を行い,データの蓄積および解析を行っている.また,次年度から行う予定である抗てんかん薬誘発性歯肉増殖症の遺伝子解析に用いるための試料を作製中である.なお,研究13について愛知学院大学歯学部ヒト細胞組織遺伝子疫学情報倫理委員会の承認を受けている(承認番号10および18).【研究4】若年ラットを対象に以下のフェニトイン投与実験を行った.フェニトインを皮下注射により投与し、歯肉の光学顕微鏡と電子顕微鏡による観察および上皮小体の電子顕微鏡による観察を行った.研究結果:研究1,2および3について,第23回日本障害者歯科学会(仙台,2006.10.20-21.)において3演題の発表を行った.また、研究4については現在までのデータを蓄積,解析するとともに,さらに研究対象を増やして研究を続行している.脳性麻痺患者は,口腔衛生管理の困難性,障害の持つ特異性から歯科疾患に罹患しやすく,特異な疾患の発症や増悪過程を示すものが多く,治療も困難なため,その予防は重要である.特に,フェニトインなどの抗けいれん薬を長期に服用している場合は,副作用として歯肉増殖症を発現することが多く,口腔清掃の不十分さゆえ,著しく重症化し,慢性化することがある.これら,脳性麻痺患者に特有の歯周疾患の発症因子および増悪因子を明らにできれば,効果的に予防および治療を行うことが可能になると考えられる.そこで本研究では,基礎的研究として,脳性麻痺患者から得られた抗てんかん薬誘発性歯肉増殖症の歯肉切除標本に対して透過電子顕微鏡を用い観察を行い,抗てんかん薬を服用していない患者の歯肉と比較検討した.さらに,フェニトイン投与ラット歯肉め電子顕微鏡的観察を行った.一方,臨床的研究として,脳性麻痺患者を主体とした重症心身障害者入所施設における歯科医療従者による口腔保健管理が歯周疾患および全身に与える影響について検討した.
マクロファージの細胞内コレステロール転送に伴うACAT-1細胞内局在変化の解析

ヒト末梢血単球由来マクロファージの泡沫化におけるアシルコエンザイムA:コレステロールアシルトランスフェラーゼ-1(ACAT-1)の細胞内局在の変化を超微形態レベルにて検討した。培養ヒトマクロファージをアセチル化低密度リポ蛋白(LDL)にて48時間処理すると、細胞の泡沫化とともに本来小胞体に存在するACAT-1が小胞体に由来する小胞構造(vesicle)に移行した。ACAT-1は細胞内に過剰に存在するコレステロールをエステル化することによって、コレステロールの毒性から細胞を保護し、細胞内コレステロールホメオステーシスを維持している。したがって過剰量のコレステロール負荷に伴って出現するACAT-1陽性小胞は、細胞内コレステロール濃度の上昇に伴って、ACAT-1の基質であるコレステロールとACAT-1の接触性(accessibility)を亢進させ、効率的に過剰な細胞内コレステロールをエステル化して細胞内コレステロール濃度を低減させていると考えられる。マクロファージ泡沫化に伴うACAT-1陽性小胞はヒトマクロファージのみならずマウス腹腔マクロファージにおいても同定できた。また、アセチル化LDLにて処理したマウス腹腔マクロファージは、小胞体からゴルジ体への細胞内輸送小胞の形成を阻害するブレフェルディンAの存在下においても泡沫化した。このことより、過剰の細胞内コレステロール負荷によって生じるACAT-1陽性小胞出現は小胞体→ゴルジ体への小胞輸送経路とは異なったメカニズムにより制御されていると考えられた。ACAT1陽性小胞の形成機構の解析を行うために、ACAT活性を持たない変異Chinese HamsterOvary細胞株(AC29)にヒトACAT1遺伝子を導入し、ACAT1過剰発現CHO細胞株(His ACAT1-CHO)を樹立した。生化学的解析の結果、His ACAT1-CHOは通常培養環境下において大量のコレステロールエステルを蓄積する細胞泡沫化のモデル細胞株であることが判明した。今後、この細胞株を用いてACAT1陽性小胞形成機構を解析する予定である。
量子細線における一次元励起発光の室温デバイス応用

本研究の目的は、人工的に作られたGaAs系量子細線において、室温の発光過程でも有効に働くような強く安定な一次元励起子効果を検証することと、また逆に室温での動作を阻害する物理的・物質的要因をつきとめることである。このため、測定手段として、温度変化測定に対して安定な分解能・検出効率の高い顕微PLイメージ・分光測定システムを開発し用いた。試料として、まず、T型量子細線においてlnGaAsを用いて強い閉じ込めを実現するとともに、構造の均一性を阻害する要因を高分解能の顕微分光法をもちいて調べた。最終的に用いた試料構造で得られた横方向閉じ込めエネルギーは35meVであった。これは、対応するGaAsT型量子細線での18meVという値と比べると約2倍の進歩である。AlAsバリアと組み合わせることにより、より深い閉じ込めが期待できる。この試料について発光スペクトルの温度依存性を測定したところ、150K程度までは量子細線の発光が明瞭に観測されることが確かめられた。励起子の拡散過程・熱活性化過程・非発光過程の関与をあわせて検討中である。T型量子細線の品質は、(110)へき開面上のMBE結晶成長に強く依存している。そもそも、(110)面上の結晶成長により得られた量子井戸構造は、(100)面上の結晶成長により得られた同型の量子井戸構造に比べて、つねに発光線幅が大きく、T型量子細線の品質を低下させる。このメカニズムを理解するために、AFMと高分解能顕微発光イメージやスペクトル測定を行い、(110)面特有のミクロンスケールのテラス形成とそこに生じる局在電子状態の存在を確認した。また、制御性には欠けるがもともと閉じ込めの強いリッジ型量子細線を用いて、実際にレーザー構造を設計・作製し、室温までのレーザー発振の様子を測定し、発振の起源や均一性の評価などを行った。試料評価の中心手段となる温度可変顕微分光装置を開発・作製し、これまで低温において顕微分光評価を行ってきた一連の量子細線試料について、温度依存性を計測し、高温領域の発光過程における励起子効果の特徴を調べた。一次元励起子効果を用いた室温発光デバイスの実用化を考える上で最も重要なポイントは、室温でも安定な励起子状態を量子細線構造を用いて実現することである。このため、5nmスケールのT型量子細線においてInGaAs系の材料を活性層に用いてAlGaAs障壁層とのエネルギー差を大きくし、波動関数の広がりが最小になるように構造パラメータを選択する等の方法を試みた。励起子束縛エネルギーや横方向閉じ込めエネルギーを見積もり、GaAs/AlGaAs系T型量子細線や、GaAs/AlAs系T型量子細線と比較した。また、量子細線試料として、制御性が困難ではあるが強い閉じ込めを実現するには有利であるリッジ量子細線を対象とした研究も行った。とくに、室温デバイス応用を目的として、量子細線構造に光導波路構造を組み合わせて量子細線半導体レーザーを実現し物性計測を行った。量子細線の基底状態からのレーザー発振は実現できなかったものの、量子細線の励起状態からのレーザー発振が低温から室温にわたって観測された。スペクトル測定ばかりでなく、時間分解測定、顕微画像計測などからこの様子を確かめ、より強い一次元性を実現する指針を得つつある。試料評価の中心手段となる温度可変顕微分光装置を開発・作製を昨年に引き続き行った。

そして、これまで顕微分光評価を行ってきた一連の量子細線試料に加えて、試料の品質や局在状態の起源などを理解する上で重要な、(110)結晶面やファセット面上の量子井戸参照用試料にまで対象を広げ計測を行った。量子細線試料として、対象としているのは、分子線エピタキシー法によるリッジ量子細線とへき開再成長T型量子細線である。室温でも安定な一次元励起子状態を実現し観測するために、室温においても、励起子が解離したり量子細線構造から熱脱離してしまわない大きな励起子束縛エネルギーと横方向閉じ込めエネルギーを実現し、ブロードニングや無輻射失活などの影響をおさえることが重要である。結晶成長速度を下げることにより(110)結晶面上の品質を改善を試みるため、顕微評価を繰り返し行った。(111)B及び(100)ファセット面上の結晶成長を改善し、また、キャリアの拡散を利用して、生成されたキャリアが効率よく量子細線領域に流れ込むように、温度を変えての顕微評価も繰り返し行った。室温デバイス応用を目的として、量子細線構造に光導波路構造を組み合わせて量子細線半導体レーザーを実現し物性計測を行った。量子細線の基底状態からのレーザー発振は実現できなかったものの、量子細線の励起状態からのレーザー発振が低温から室温にわたって観測され、さらに、時間分解測定、顕微画像計測、偏光依存性測定などからこの解釈の正しさが確かめられた。昨年までに引き続き、試料評価の手段となる温度可変顕微分光装置の開発・作製を行った。とくに高分解能顕微発光測定のためにソリッドイマージョン顕微分光計測法が用いられたが、一様励起、ポイント励起、共焦点走査型計測、高波長分解能スペクトル計測など、多様な測定モードが試行され、その有効性が確かめられた。T型量子細線の品質は、一様な薄膜成長を行うことがとても難しい(110)へき開面上のMBE結晶成長に強く依存している。そもそも、経験的にも、(110)面上の結晶成長により得られた量子井戸構造は、(100)面上の結晶成長により得られた同型の量子井戸構造に比べて、つねに発光線幅が大きい。このメカニズムを理解するために、原子間力顕微鏡測定と、高分解能顕微発光イメージ及びスペクトル測定を行い、局在電子状態の研究を進めた。その結果、(110)面特有の横方向サイズがミクロンスケールのテラス形成が確認され、その高さ分布がプラスマイナス2分子層程度であり、これらが発光の線幅や拡散過程を制限する要因になっていることが確かめられた。また、低温での局在電子状態からの発光は各テラス上から複数個でてきており、テラス分布を反映したエネルギー位置のグループが生じていることが分かった。一方、(100)面上の量子井戸やT型量子細線において、発光スペクトルの温度依存性を測定したところ、低温から30-60K程度まで昇温した際、局在状態からの発光は一度強くなり、さらに昇温すると徐々に強度が弱くなりながら150K程度までは発光が明瞭に観測されることが確かめられた。上記のテラスによるポテンシャル分布が励起子の拡散過程・熱活性化過程に影響し、そのような温度依存性が得られたものと考えられる。さらに、成長中断を用いてテラス分布を低減し、スペクトルを狭さく化することを進め、より高温での発光をめざしている。
海岸埋立が沿岸都市の気象に及ぼす効果の定量化

本研究では海岸部の埋立が沿岸都市の気象に及ぼす影響を調べた.具体的な事例として福岡市西部地区埋立て事業を取り上げた.福岡市の博多湾沿岸の西部地区(百地,地行)では1983年から1987年にかけて約140haにおよぶ海岸埋立てが行われた.気象庁(アメダスデータ:福岡,前原,宗像,19781993)と福岡市環境局(西新,19851993)が観測した気象データの解析を行い,埋立て事業の変遷と気温の経年変化を主に調べた.また,沿岸部に発達する大気境界層の発達を見積もるために,LANDSATリモートセンシングデータを用いた地表面温度分布解析を行った.気象データ解析は,(1)福岡市と周辺地区との相対的な気温変化,(2)埋立て地竣工後の土地利用の変化に伴う気温の経年変化,を抽出することを目標にした.以下に各解析の説明と主要な結果を記す.(1)アメダスデータを用い,福岡と周辺地の前原,宗像における気温の変化を調べた.先ず,全気象データから3地点ともに晴天である時間帯のデータを抽出し,次にこれらの月平均気温を福岡の風向(海風,陸風)を選別条件として求めた.各観測局の月平均気温を比較したところ,(i)福岡が海風の場合:福岡の月平均気温の相対的な上昇が認められ,この上昇が顕著に進行した時期と埋立て事業が進行した時期は一致した.これに対して,(ii)福岡が陸風の場合:福岡の月平均気温の相対的な上昇,下降は認められなかった.(2)福岡(アメダスデータ)と福岡市環境局の観測結果を上と同様な手法で解析した.風向別に各観測局の月平均気温を求め,これらの差の経年変化を調べた.結果には風向毎の顕著な差が現れず,埋立て地の土地利用の変化に伴う気温の変化を抽出することは困難であった.LANDSATデータから埋立てが行われる前後の地表面温度分布を求めた.このデータを用いて沿岸部に発達する大気境界層の計算を行った.埋立て地の有無は沿岸部の気温上昇に大きな影響を与えるが,埋立て地竣工後の土地利用変化が気温変化に与える影響は小さかった.本研究では海岸部の埋立が沿岸都市の気象に及ぼす影響を調べた.具体的な事例として福岡市西部地区埋立て事業を取り上げた.福岡市の博多湾沿岸の西部地区(百地,地行)では1983年から1987年にかけて約140haにおよぶ海岸埋立てが行われた.気象庁(アメダスデータ:福岡,前原,宗像,19781993)と福岡市環境局(西新,19851993)が観測した気象データの解析を行い,埋立て事業の変遷と気温の経年変化を主に調べた.また,沿岸部に発達する大気境界層の発達を見積もるために,LANDSATリモートセンシングデータを用いた地表面温度分布解析を行った.気象データ解析は,(1)福岡市と周辺地区との相対的な気温変化,(2)埋立て地竣工後の土地利用の変化に伴う気温の経年変化,を抽出することを目標にした.以下に各解析の説明と主要な結果を記す.(1)アメダスデータを用い,福岡と周辺地の前原,宗像における気温の変化を調べた.先ず,全気象データから3地点ともに晴天である時間帯のデータを抽出し,次にこれらの月平均気温を福岡の風向(海風,陸風)を選別条件として求めた.各観測局の月平均気温を比較したところ,(i)福岡が海風の場合:福岡の月平均気温の相対的な上昇が認められ,この上昇が顕著に進行した時期と埋立て事業が進行した時期は一致した.これに対して,(ii)福岡が陸風の場合:福岡の月平均気温の相対的な上昇,下降は認められなかった.(2)福岡(アメダスデータ)と福岡市環境局の観測結果を上と同様な手法で解析した.風向別に各観測局の月平均気温を求め,これらの差の経年変化を調べた.結果には風向毎の顕著な差が現れず,埋立て地の土地利用の変化に伴う気温の変化を抽出することは困難であった.LANDSATデータから埋立てが行われる前後の地表面温度分布を求めた.このデータを用いて沿岸部に発達する大気境界層の計算を行った.埋立て地の有無は沿岸部の気温上昇に大きな影響を与えるが,埋立て地竣工後の土地利用変化が気温変化に与える影響は小さかった.
磁性超薄膜のスピン構造制御と高密度ストレージへの応用

本研究では,微細加工した磁性薄膜におけるスピン系のふるまいと膜構造の関係を明らかにするとともに,これを超高密度ストレージへ応用することを目標としている。本年度は,スパッタ法や分子線エピタキシー法で超薄膜を作製し,ソフト磁性,スピン依存電気伝導,磁気光学効果等の観点から,超薄膜の特性評価を行なった.また,FIBによる薄膜の微細加工も行なった。(1)アモルファス材料のCoFeB薄膜を利用することによって,優れた軟磁性特性と耐熱性を兼ね備えたNiO/CoFeB/Cu/CoFeBスピンバルブ膜の開発に成功した。(2) MBE法によってSrTiO_3基板上に強磁性層と反強磁性層のエピタキシー成長を試み,交換結合について詳細に検討した。室温においてSrTiO_3(001)上にNiFe(001)面,MnPt(100)面がエピタキシャル成長した。成長中には,膜面内の一方向に100Oeの直流磁界を加えたが,この磁界によって,一方向異方性が観察された。また,MnPt層は,室温成膜においても,AuCu型の規則相となった。(3)透過電子顕微鏡による磁区観察をアモルファス薄膜において行ったところ,パーマロイなどには見られない特異な磁区構造が観察され,アモルファス構造の微細な揺らぎが関係しているのではないかと考えられた。(4) Gaイオンをベースとした集束イオンビーム加工装置を作製し,これを用いてNiO/CoFeB/Cu/CoFeBスピンバルブ膜に加工を施し,幅6μmの細線を作製した。細線のスピンバルブ特性は,加工前の膜の時に比べ,NiO層との交換結合磁界の低下が観察された。本研究では,超薄膜におけるスピン系のふるまいと膜構造の関係を明らかにするために,実際にスパッタ法や分子線エピタキシ-法で超薄膜を作製し,ソフト磁性,スピン依存電気伝導,磁気光学効果等の観点から,超薄膜の特性評価を行なった.特に,磁気特性と電気伝導を支配する重要なサイズパラメータである磁壁幅,結晶粒サイズ,伝導電子の平均自由行程,フェルミ波長などに注目して解析を進めた.以下に,本年度に得られた結果をまとめる.1)スピン偏極伝導に関してさまざまな検討を行った.特に巨大磁気抵抗効果をスピンバルブ膜として磁気ヘッドへ応用することを考え,強磁性層と結合させる反強磁性層の高性能化についてNiO,MnPt膜の成膜条件とブロッキング温度の関係を詳細に検討した.その結果,MnPt膜が実用上,優れた特性を示すことが分かった。2)MBE法によるRh/Co/Rh超薄膜のエピタキシアル成長を行い,その構造と磁気異方性,磁気光学効果を調べた。Rh/Co系は,Pt/Co系に比べて界面垂直磁気異方性の値は小さいものの,(111)膜ではある程度の大きさの垂直磁気異方性が誘導されることが分かった。また,(100)膜では,全く垂直磁気異方性は誘導されなかった。3)透過電子顕微鏡による磁区観察をアモルファス薄膜において行ったところ,パ-マロイなどには見られない特異な磁区構造が観察され,アモルファス構造の微細な揺らぎが関係しているのではないかと考えられた。4)磁気力顕微鏡による磁区構造解析を行った。サンプルとしては,磁界変調で記録を行ったNdGd/FeCo薄膜の光磁気記録磁区を観察したところ,0.2ミクロン程度の磁区まで検出することができた。5)イオンビーム加工による薄膜磁気回路の作製システムの設計を行い,各部品を発注し,システム全体の調整を行っている。平成9年度には,システムが稼働する予定である。

本研究では,微細加工した磁性薄膜におけるスピン系のふるまいと膜構造の関係を明らかにするとともに,これを超高密度ストレージへ応用することを目標としている。本年度は,スパッタ法や分子線エピタキシ-法で超薄膜を作製し,ソフト磁性,スピン依存電気伝導,磁気光学効果等の観点から,超薄膜の特性評価を行なった.以下に,本年度に得られたおもな結果をまとめる.1)巨大磁気抵抗効果をスピンバルブ膜として磁気ヘッドへ応用することを考え,強磁性層の磁化方向をピン止めするための反強磁性層の成膜方法および反強磁性層と強磁性層の交換結合について詳細な検討を行った。反強磁性層としてはまず、NiO膜を選び,スパッタ法によりガラス基板上にNiO/FeCoNiおよびFeCoNi/NiO層の順で成膜を行い,交換結合磁界の成膜条件依存性を調べた。FeCoNi上に直流磁界中でNiO膜を成膜した場合には,成膜後の熱処理なしで交換結合磁界が現われることが分かった。また,NiO層としては30nm程度の膜厚が必要であることも分かった。2)MBE法によってMgO基板上に反強磁性膜のMnPt膜のエピタキシ-成長を試みた。XRDの解析結果からMnPt規則相の生成が確認できたため,成膜後に真空容器から試料を取りだし,マグネトロンスパッタ装置によってMnPt層上にNiFe膜を形成した。磁界中でNiFe層を成膜したが,交換結合磁界は現われなかったため,試料をさらに,真空中で,700°Cまでの温度で磁界中において熱処理を行った。その結果,550°Cで30秒,熱処理を行うことによって約250eの交換結合磁界が得られた。この値は,応用を考える場合,不十分なものであるため,現在,MBE装置を改造し,MBE成膜室内でNiFe層とMnPt層を連続して成膜できるよう準備を進めている。本年度は,スパッタ法や分子線エピタキシー法で超薄膜を作製し,ソフト磁性,スピン依存電気伝導,磁気光学効果等の観点から,超薄膜の特性評価を行なった.また,FIBによる薄膜の微細加工も行なった。以下に,本年度に得られたおもな結果をまとめる.1) MBE法によってSrTiO3基板上に強磁性層と反強磁性層の交換結合膜のエピタキシー成長を試みた。SrTiO3を基板に用いたのは,NiFe層との格子定数のミスマッチが小さいためである。SrTiO3(001)上のNiFe層は,(001)面がエピタキシャル成長した。この上に室温から300°CでMnPt層を成長させたが,100°C以下でMnPtの(100)面のエピ成長が観察された。なお,成長中には,膜面内の一方向に100Oeの直流磁界を加えたが,この磁界によって,100°C以下の二層膜では,一方向異方性が観察された。また,MnPt層は,室温成膜においても,AuCu型の規則相となった。200°C以上の成膜では,MnPt層は,多結晶となり,NiFeの磁化ループは,一方向異方性が無くなるとともに,保磁力が500Oe程度まで増大した。2) Gaイオンをベースとした集束イオンビーム加工装置の立ち上げを行ない,Cu膜において微細加工性能の確認を行なったところ,ビーム幅0.1μmで,サブミクロンの加工が可能であった。これを用いて,NiO/CoFeB/Cu/CoFeBスピンバルブ膜に加工を行ない,幅6μmの細線を作製した。
先端光電子分光によるf電子系化合物の高精度バルクフェルミオロジー

ランタノイド元素やアクチノイド元素を含む化合物は重い電子、エキゾティック超伝導、量子臨界性等学術的に興味深い特性を示す。これらの特性はf電子間の電子相関効果とf電子-伝導電子間の混成効果の微妙なバランスの上で発現しており、その機構の解明は物性物理学の重要な課題である。本研究課題では、固体内電子を高精度・高信頼性で観測できる軟X線角度分解光電子分光やレーザー光電子分光等の先端光電子分光をf電子系化合物に適用することにより、重い電子的振る舞いや低温における相転移の起源・機構の理解に直結するf電子の形成するフェルミ面やバンド構造およびフェルミ準位近傍の微細電子構造を実験的に明らかにした。f電子系化合物が示す重い電子状態、磁性、超伝導等の性質は、フェルミ準位近傍の微細な電子構造とその温度変化を反映する。光電子分光は、温度に依存した電子状態を波数にまで分解して研究できる唯一の手法である。最近では光電子分光の励起光として軟X線やレーザーを使った光電子分光実験技術が格段に進歩し、これまで難しかったバルク電子状態を高精度かつ高信頼性で観測できるようになった。本研究提案において我々は、これらのバルク高精度光電子分光を純良単結晶試料に適用し、f電子系化合物のフェルミ面や電子構造の温度依存性さらには超伝導や磁性転移等による特徴的な電子構造を観測することにより、f電子系化合物における重い電子状態の形成および超伝導と磁性等の共存の機構解明を目的とする。f電子系化合物の電子状態を研究するために、フェルミ面形状や電子構造を研究する軟X線角度分解光電子分光(ARPES)と超伝導ギャップおよび磁性転移等に伴う電子状態変化を研究するレーザー光電子分光の研究者により研究組織を構築し、試料作製グループが作製した純良単結晶f電子系化合物試料をの電子状態を明らかにする。本研究提案において我々はバルク高精度光電子分光で、f電子系化合物のフェルミ面や電子構造の温度依存性さらには超伝導や磁性転移等による特徴的な電子構造を観測することにより、f電子系化合物における重い電子状態の形成および超伝導と磁性等の共存の機構解明を目的とする。また、従来と異なる超伝導機構の可能性から最近注目を集めている空間反転対称性のない超伝導体の電子状態の解明も行う。本年度は以下のような研究を行った。(1)低温において重い電子的振る舞いとキャリアー数減少を同時に示すCeOs4Sb12の電子状態を調べるために、軟X線およびレーザー光電子分光測定を行った。低温でフェルミ準位近傍に近藤共鳴ピークと擬ギャップの両方を観測することに成功した。これらの結果は、重い電子状態と擬ギャップの共存がこの物質の異常な物性の原因であることを示す。(2)遍歴5f電子系と考えられているUB2の軟X線角度分解光電子分光を行い、エネルギー分散とフェルミ面を観測した。得られた電子構造の大枠はバンド計算と良い一致を示した。一方、フェルミ順位極近傍の電子構造は、バンド計算とわずかに異なっておりノーマリゼーションの効果を示した。(3)近藤半導体YbB12およびそのLu置換系Yb1-xLuxB12について、バルクにおけるYb4f電子の格子コヒーレンスの重要性を調べるために、硬X線光電子分光を行ったところ、YbB12では近藤格子効果が支配的でその格子コヒーレンスがわずかな不純物置換で崩壊することがわかった。(4)空間反転対称性の欠如が電子状態および超伝導状態に与える影響を調べる為に空間反転対称性を持たない超伝導体Mg10Ir19B16の光電子分光を行い、価電子帯スペクトルは反対称性スピン軌道相互作用を考慮したバンド計算と良い対応を示すこと、超伝導ギャップは等方的ギャップを仮定することで説明できることを示した.本研究提案において我々はバルク高精度光電子分光で、f電子系化合物のフェルミ面や電子構造の温度依存性さらには超伝導や磁性転移等による特徴的な電子構造を観測することにより、f電子系化合物における重い電子状態の形成および超伝導と磁性等の共存の機構解明を目的とする。(1) URu2Si2の隠れた秩序状態の起源を調べる為に,軟X線光電子分光およびレーザー光電子分光に着手し、価電子帯バンド構造およびフェルミ準位近傍のバンド構造を観測することに成功した。(2)近藤半導体系Sm1-xEuxB6,Yb1-xLuxB12に対して、高エネルギー励起と同様にバルク敏感と考えられている10eV以下の励起光で高分解能光電子分光を行い、低温で開く狭いエネルギーギャップを観測することに成功した。

(3)低温で磁気秩序を示さないCeNi2Ge2に対してはSPring-8軟X線ビームラインにてbν依存三次元角度分解光電子分光を行い、フェルミ準位近傍の準粒子分散及びフェルミ面を明らかにした。(4) Ce化合物において4f軌道と混成する軌道を実験的に同定可能な偏光依存硬X線光電子分光法の開発に成功した。(5)典型的重い電子系化合物であるCeRu2Si2の希釈系化合物に対する共鳴角度分解光電子分光実験により、量子臨界点近傍でのフェルミ面変化を検証し、重いフェルミ面の観測に成功した。(6)ウランカルコゲナイド価電子帯の構造は局在5f電子系の典型例として認識されていたが、軟X線光電子分光により表面成分の寄与を除いたバルクの電子構造を同定し、その電子構造は遍歴5f電子系であることを明らかにした。本研究提案において我々はバルク高精度光電子分光で、f電子系化合物のフェルミ面や電子構造の温度依存性さらには超伝導や磁性転移等による特徴的な電子構造を観測することにより、f電子系化合物における重い電子状態の形成および超伝導と磁性等の共存の機構解明を目的とする。本年度は以下のような研究を行った。(1)URu_2Si_2の隠れた秩序状態の起源を調べる為に,レーザー角度分解光電子分光により、隠れた秩序相転移温度以下でフェルミ準位近傍に現れる準粒子分散の精密測定を行った。その結果、準粒子分散に微細構造を見いだす事に成功した。微細構造のエネルギースケールから多体効果の起源を絞る事が出来ると期待される。一方、軟X線角度分解光電子分光(ARPES)からは、常磁性状態におけるバルク準粒子分散とバルクフェルミ面形状の直接観測に成功した。これらの情報は隠れた秩序相研究の基礎情報となる。(2)外場なしで量子臨界点(QCP)近傍に位置するYbAlB_4超伝導体の電子状態を硬X線光電子分光により研究した。内殻準位の測定から、YbAlB_4においては、QCP近傍で顕著な混合原子価状態が実現していることを示した。(3)CeCu_2Ge_2の4f局在性が本当に混成相手の価電子帯構造を変化させないのか否かを検証する為にLaCu_2Ge_2の軟X線ARPESを行ってフェルミ面を観測した。一見するとフェルミ面そのものはCeCu_2Ge_2とLaCu_2Ge_2で殆ど変化していないように見えることが判明した。またCeRhIn_5,CeIrIn_5の軟X線ARPESも行ったところ、前者のフェルミ面やバンド分散は4f電子を局在的に扱ったバンド計算とよく合うことが分かった。また両者で明らかにフェルミ面形状が異なるが、CeIrIn_5のフェルミ面は必ずしも4f電子を遍歴的に扱ったバンド計算では説明できないことを示唆するものであった。本研究提案において我々はバルク高精度光電子分光により、f電子系化合物のフェルミ面や電子構造の温度依存性さらには超伝導や磁性転移等による特徴的な電子構造を観測することにより、f電子系化合物における重い電子状態の形成および超伝導と磁性等の共存の機構解明を目的とする。本年度の主な研究成果を以下に示す。(1)URu_2Si_2の隠れた秩序状態の起源を調べる為に、ヨーロッパの放射光施設において高分解能角度分解光電子分光を行った。隠れた秩序相転移温度以上において非常に幅の狭いバンドの観測に成功した。その温度変化から、転移温度以下におけるギャップの形成を観測した。加えて、ブリルアンゾーンの対称性の高い点における測定結果とその温度変化の比較から隠れた秩序相の秩序ベクトルを示唆した。