hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
似顔絵を題材とした感性情報処理の研究

現在のコンピュータのマンマシンインタフェースは,キーボードを介したコマンドが主体である.しかし,これからのコンピュータの普及を考えたときに,文字ベースの対話に加えて,もっと自然なインタフェースを使えることが望ましいのは言うまでもないことである.この点に関しては,最近マルチメディアということで,画像や音声がコンピュータに取り入れられつつある.マルチメディア技術の中心は,現在のところ画像や音声情報をどのように効率良くコンピュータに蓄積して,これにいかにアクセスするかということにある.前者について言えば,例えば画像圧縮であり,後者について言えば,例えばマルチアクセス可能な画像サーバの開発である.しかし,さらに先を考えてみると,コンピュータと人間の間のより自然な対話技術の確立というのは,依然として未解決であることが分かる.例えば,人間の間の対話は,自然言語の利用もさることながら,身振りや音,絵などあらゆる種類の情報を使っている.さらに,それらの情報はあいまいであって,例えば情報検索におけるキーワードのように厳密なものではない.しかも,この「あいまいさ」は人間の印象や感性に左右される.本研究では,以上のような観点に立って,コンピュータと人間があたかも人間同士のようにあいまいな情報を使った対話ができるようにするための,基礎的な技術に関するものであり,印象なども考慮したメディア情報処理を扱っている.現在のコンピュータのマンマシンインタフェースは,キーボードを介したコマンドが主体である.しかし,これからのコンピュータの普及を考えたときに,文字ベースの対話に加えて,もっと自然なインタフェースを使えることが望ましいのは言うまでもないことである.この点に関しては,最近マルチメディアということで,画像や音声がコンピュータに取り入れられつつある.マルチメディア技術の中心は,現在のところ画像や音声情報をどのように効率良くコンピュータに蓄積して,これにいかにアクセスするかということにある.前者について言えば,例えば画像圧縮であり,後者について言えば,例えばマルチアクセス可能な画像サーバの開発である.しかし,さらに先を考えてみると,コンピュータと人間の間のより自然な対話技術の確立というのは,依然として未解決であることが分かる.例えば,人間の間の対話は,自然言語の利用もさることながら,身振りや音,絵などあらゆる種類の情報を使っている.さらに,それらの情報はあいまいであって,例えば情報検索におけるキーワードのように厳密なものではない.しかも,この「あいまいさ」は人間の印象や感性に左右される.本研究では,以上のような観点に立って,コンピュータと人間があたかも人間同士のようにあいまいな情報を使った対話ができるようにするための,基礎的な技術に関するものであり,印象なども考慮したメディア情報処理を扱っている.本年度は,似顔絵を自動生成するために,人間の顔部分の特徴を捕えてこれを配置するという手法を採用し,その効果の評価を行った.本手法の主な内容は以下のようである.(1)特徴抽出:顔写真より,顔部品の形状特徴と相互位置関係を抽出する.(2)顔部品決定:(1)の結果から各部品に垂れ目とか団子鼻といったラベルを付ける.(3)顔部品配置:(2)で選択された顔部品を(1)の配置情報によって配置する.(4)描画:(3)を基に(2)のラべル付けにしたがって誇張する部品描画を行う.さらに顔に関する一般的な知識と描画に関する知識を用いて表現を補完する.以上のような方法により似顔絵自動作成システムを試作して,有名人15人を選択して,作成を行った.この結果の似顔絵と,従来から堤案されていた方法による似顔絵との比較実験と評価を行った.これによると,82%の被験者が正しくモデルを当てることができた.さらに,8%については,知識ができない結果であった.なお具体的な意見としては,髪型の重要性や誇張の不足,さらにしわの必要性などが指摘された.今後はこれらの結果を基に,さらに感性的な処理を加えていく予定である.現在のコンピュータのマンマシンインタフェースは,キーボードを介したコマンドが主体である.しかし,これからのコンピュータの普及を考えたときに,文字ベースの対話に加えて,もっと自然なインタフェースを使えることが望ましいのは言うまでもないことである.この点に関しては,最近マルチメディアということで,画像や音声がコンピュータに取り入れられつつある.マルチメディア技術の中心は,現在のところ画像や音声情報をどのように効率良くコンピュータに蓄積して,これにいかにアクセスするかということにある.前者について言えば,例えば画像圧縮であり,後者について言えば,例えばマルチアクセス可能な画像サーバの開発である.しかし,さらに先を考えてみると,コンピュータと人間の間のより自然な対話技術の確立というのは,依然として未解決であることが分かる.例えば,人間の間の対話は,自然言語の利用もさることながら,身振りや音,絵などあらゆる種類の情報を使っている.さらに,それらの情報はあいまいであって,例えば情報検索におけるキーワードのように厳密なものではない.しかも,この「あいまいさ」は人間の印象や感性に左右される.本研究では,以上のような観点に立って,コンピュータと人間があたかも人間同士のようにあいまいな情報を使った対話ができるようにするための,基礎的な技術に関するものであり,印象なども考慮したメディア情報処理を扱っている.
意見対立場面における日本人英語学習者の調整方略の研究

本研究では、会話の中で意見が対立した場面において参加者が行う様々な言語行動を「調整方略」ととらえ、日本人英語学習者が用いる調整方略について調査を行った。調査は、実際の対面会話を資料とし、談話分析の手法を用いて進めた。まず、学習者と母語話者の調整方略を検討し、学習者の調整方略の特徴をいくつか明らかにした。次に、学習者が英語圏に6週間滞在する前と滞在した後の2時点における調整方略を比較し、滞在後は母語話者により近いふるまいをするようになることを実証的に示した。これらの知見に基づき、母語話者と接触経験を重ね母語話者を模倣することによって、学習者の意見対立場面における調整方略の習得が進むと考察した。本研究では、日本語を母語とする英語学習者を対象者として、意見対立場面における様々な行動(「調整方略」)に焦点をあてて談話の分析を試みる。学習者が用いる調整方略の特徴とその発達のメカニズムについて調査を進め、平成24年度は以下の成果を得た。2.一般的に、人は褒められると、謙遜(自分自身を称賛しない)と協調(褒め手に異議を唱えない)の兼ね合いをはかりながら応答をする。潜在的な対立場面として、褒めとその応答の連鎖に着目して談話分析を行い、得られた知見を口頭にて発表した(山本,2012)。学習者は、(1)言語的な方略よりも笑いや沈黙という非言語的方略に頼る傾向があり、(2)会話相手による褒めの連鎖を、自分から終結させるのは困難であること、しかし(3)英語母語話者との接触経験を重ねると、母語話者を模倣した応答や終結を行うようになることを明らかにした。3.学習者と英語母語話者の間で誤解や不信が芽生え、それが交渉を経て解消されるまでの過程を検討した(山本,投稿中)。その結果、(1)誤解や不信は、学習者の英語運用能力の不完全さだけでなく、双方が持っている知識や経験の正当性のせめぎ合いによっても引き起こされると示した。また(2)誤解や不信をめぐる交渉の談話は、母語話者の主導によって構成されることを明らかにした。本研究では、日本語を母語とする英語学習者を対象として、意見対立場面における様々な行動(調整方略)に焦点をあてて調査を行った。学習者と英語母語話者の間のやりとりを記録し、文字化した資料に基づいて談話分析を試みた。平成25年度に得られた主な成果は以下の2点である。1.前年度、潜在的な意見対立場面として「褒め」とその応答の連鎖に着目した調査を行い、その成果を口頭にて発表した。その際に聴者からの質問やコメントにより有益な示唆を得ることができ、本年度はそれらに基づいて発表原稿に加筆・修正を行って論文としてまとめた(日本語用論学会第15回大会発表論文集, pp. 169-176)。一般的に、人は褒められると、謙遜(自分自身を称賛しない)と協調(褒め手に異議を唱えない)の兼ね合いをはかりながら応答する。当該の論文では、(1)学習者の応答の特徴、(2)母語話者による褒め→学習者による応答という発話連鎖の終結部の構造を明らかにした。その上で、(3)母語話者との接触経験を重ねたことによる学習者の変化という観点から考察を加えた。2.学習者と母語話者の間で誤解や不信が芽生え、それが交渉を経て解消されるまでの相互行為に着目した調査を行った。会話では、ある参加者による発話の内容や意図が別の参加者に正しく伝わらなかったり、伝わるものの信用されなかったりすることがある。そのような事例を抽出して質的に検討し、得られた知見を口頭発表および論文として報告した(社会言語科学会第32回大会発表論文集, pp. 58-61)。具体的には、学習者と母語話者の接触場面において(1)誤解や不信がどのような要因によって生じるのかを明らかにした。また、(2)誤解や不信の解消をはかる交渉の談話はどのような構造を持つのかという点について、類型化を試みた。会話では、時として参加者の間で意見の対立が生じることがある。会話参加者は、理由を述べて相手を説得したり譲歩したりするなどして、対立の解消を図ろうとする。本研究では、意見対立場面においてなされる様々な言語行動を「調整方略」ととらえ、日本語を母語とする英語学習者を対象として談話の分析を試みる。具体的には、学習者が用いる調整方略の特徴を母語話者と比較しながら明らかにするとともに、調整方略の発達過程の一端を実証的に示すことを目指す(研究課題1)。さらに、調整方略の発達がどのような要因によって促されるのか、という問いについて考察を試みる(研究課題2)。

初年度は、研究課題1に取り組んだ。(1)不同意と(2)理由を表明する談話に着目し、それぞれの談話構造とその中で用いられる言語形式について分析を行った。(1)についてはnoという否定の標識の使用状況を、(2)については因果関係を示す談話標識becauseの使用状況を調べ、以下の知見を得た。(1)情報要求や確認要求などの質問がなされた場合、学習者は応答としてnoを連続して繰り返す傾向がある(例.no no no no)。一方で、提案や勧誘、評価がなされた場合は、noを用いて明示的に不同意を伝達することは稀である。代わりに用いられるものとして、笑いや「えー」など日本語の談話標識が挙げられる。(2)学習者がbecauseを用いる頻度は母語話者よりも低く、用いる位置は相手から理由を問われた直後が多い。英語圏に滞在する前と後を比較すると、滞在後は会話相手からの問いかけに依存しない自発的な理由表明が増える、という変化が観察された。既に収集しデータベース化した発話資料に基づき、調査を進めている。平成23年度までは研究課題1(「日本人英語学習者が用いる調整方略の特徴を、母語話者と比較しながら明らかにするとともに、調整方略の発達過程の一端を実証的に示す」)への取り組みを中心に進めた。平成24年度は並行して、課題2「調整方略の発達がどのような要因によって促されるのか」への取り組みに着手し、その研究成果を発表した。ただし、資料が女性学習者の発話のみに限定されているため、得られた知見がどの程度まで一般化できるのかという点についての検証が十分ではない。資料を追加収集しデータベースを拡充して、調査を重ねることが望ましいと思われる。そのために、今年度は、調査協力機関と資料収集の時期や方法などについて調整を行った。当初の研究計画通り、順調に進んでいる。本研究は、大きくは2つの研究課題に取り組むものであるが、初年度は課題1に専念する計画を立てていた。既に一定量の会話資料を収集していたため、速やかに調査・分析に着手でき、研究成果の報告を進めている。1.当初の研究計画に沿って、引き続き研究課題1、2について調査を進め、その成果の公開を進める。(1)発話資料に基づき日本人英語学習者(およびその会話相手の英語母語話者ら)の調整方略について、複数の観点から記述する。(2)言語学(語用論、談話分析、認知言語学)と第二言語習得研究分野で提案された主要な理論に目配りしながら考察する。具体的には、Politeness(Brown & Levinson, 1987)、Usage Based Model(Langacker, 1987; Tomasello, 2003)、Interaction Hypotheses(Long, 1983)などを参照し、解釈を試みる。2.発話資料のデータベースを充実させる。特に、男性、TOEICスコア500未満の初中級学習者の発話資料を集める。また、可能であれば、接触場面(協力者場面)だけでなく、第三者場面や母語場面(Fan, 1992)における発話資料を収集する。横断的な大規模学習者コーパス(例.The NICT JLE Corpus)の活用も検討する。当初の研究計画に沿って、研究課題1についての調査を継続的に進めるとともに、次年度は課題2(調整方略の発達を促す要因の考察)に着手する。
強相関電子材料のドメイン界面におけるハイブリッド配位環境を利用した機能性制御

本研究の目的は、「強相関層状マンガン酸化物(Ca,R)2MnO4 (R:希土類元素)において、構造ドメイン界面での特異な局所構造とそれに関係した局所物性について解明するとともに、新奇物性現象の開拓を行う」ことである。初年度は、層状マンガン酸化物Ca2MnO4のCaサイトに一部Smを置換したCa2-xSmxMnO4の試料作製を行い、熱処理を施すことにより本系において様々な構造ドメインを導入し、得られた構造ドメインの特徴について顕微鏡学的手法および回折学的手法を併用して調べることを目的とした。具体的には層状マンガン酸化物Ca2-xSmxMnO4においてSm濃度をx = 0.0 0.4まで変化させたセラミックス試料を作製し、それらに出現する各種の構造ドメインの種類および配列について主に透過型電子顕微鏡を用いた電子回折法および明・暗視野法により調べると共に、同じ試料において測定された粉末X線回折曲線から精密構造解析を行い、得られた結晶構造データを元に各構造ドメインにおける特徴について検討を行った。その結果、Ca2-xSmxMnO4のx = 0.0 0.2試料中において、c軸方向に沿った酸素八面体回転の回転パターンの乱れに関係した反位相ドメインが存在し、異なる回転方向を持つ反位相ドメインの割合がSm置換量xと共に変化することを見出した。特にx=0.1および0.2試料においては、反位相ドメイン界面が非常に高密度で存在することが明らかとなった。これらの結果から、強相関層状マンガン酸化物Ca2-xSmxMnO4において、低Sm置換量の領域では酸素八面体回転に関係した反位相ドメインが導入され、その形態は本系における単位格子の格子パラメータにより敏感に変化するが示唆された。本年度は、層状マンガン酸化物Ca2MnO4のCaサイトに一部Smを置換した強相関層状マンガン酸化物Ca2-xSmxMnO4を取り上げ、セラミックス試料の作製および各種の構造ドメインの導入を試みると共に、顕微鏡学的手法および回折学的手法を併用することにより得られた構造ドメインの特徴について明らかにすることを目的とした。本目的達成のため、結晶構造中に存在するMnO6酸素八面体の様々な回転・傾斜形式に関係した構造相転移に伴って現れる構造ドメイン導入を目指し、Sm濃度をx = 0.0 0.4まで変化させたセラミックス試料を通常の固相反応法を用いて作製した。得られたセラミックス試料について、熱処理を施すことにより構造相転移に伴う構造ドメインの導入を試みた。Sm組成を変化させたセラミックス試料におけるナノ構造変化の透過型電子顕微鏡観察から、c軸方向に沿った酸素八面体回転の回転パターンの乱れに関係した反位相ドメインの存在と、Sm組成の増加に伴う反位相ドメインの密度の変化について明らかにすることが出来た。特にx=0.1および0.2試料においては、細かい反位相ドメインが非常に高密度で存在し、その界面としての反位相境界が多数存在することが見出された。これらの結果から、強相関層状マンガン酸化物Ca2-xSmxMnO4において、低Sm置換量の領域では酸素八面体回転に関係した反位相ドメインが導入され、その形態は本系における単位格子の格子パラメータにより敏感に変化することが示唆された。すなわち、本研究目的に関係した構造ドメインの導入が達成されたと共に、得られた構造ドメインの特徴の解明が進んでいると考えられ、本研究はおおむね順調に進行していると判断した。本年度の研究から、c軸方向に沿った酸素八面体回転の回転パターンの乱れに関係した反位相ドメインの存在および、これらの反位相ドメインの特徴が明らかになり、またSm置換量変化による構造ドメイン形態制御の可能性が示唆された。この結果を元に、来年度の研究では、本年度の研究において見出された反位相ドメイン界面における特異な局所構造の解明と、局所構造に関係した電子状態の理論計算および諸物性の直接測定を試みる予定である。また、本年度に引き続き、置換化学種や化学的置換量の調整・熱処理条件の最適化により、双晶ドメインなどの別種の構造ドメインの導入とそれらの特徴解明を試みることを目標とする。そのため、まずSm置換量を制御し適切な密度の反位相ドメインを有する試料の作製を行い、透過型電子顕微鏡を用いた電子回折法および明・暗視野法による実空間・逆空間の同時観察により反位相ドメイン界面におけるイオン変位について明らかにする。同時に平均的結晶構造について評価を行うため、粉末X線回折測定を元にした精密構造解析を行う。同時に先端的電子顕微鏡技術を用いた、高角度環状暗視野走査透過型電子顕微鏡法による観察や、ソフトウェアを用いた高分解能像の波面再構築により、界面近傍におけるイオン変位の直接観察を試みる。これらの結果の比較から、反位相ドメイン界面近傍における局所構造について明らかにするとともに、その結果を利用して第一原理計算を用いたドメイン界面における電子状態の理論計算を行い局所構造に関係した諸物性について予測を行う。

具体的には層状マンガン酸化物Ca2-xSmxMnO4においてSm濃度をx = 0.0 0.4まで変化させたセラミックス試料を作製し、それらに出現する各種の構造ドメインの種類および配列について主に透過型電子顕微鏡を用いた電子回折法および明・暗視野法により調べると共に、同じ試料において測定された粉末X線回折曲線から精密構造解析を行い、得られた結晶構造データを元に各構造ドメインにおける特徴について検討を行った。その結果、Ca2-xSmxMnO4のx = 0.0 0.2試料中において、c軸方向に沿った酸素八面体回転の回転パターンの乱れに関係した反位相ドメインが存在し、異なる回転方向を持つ反位相ドメインの割合がSm置換量xと共に変化することを見出した。特にx=0.1および0.2試料においては、反位相ドメイン界面が非常に高密度で存在することが明らかとなった。これらの結果から、強相関層状マンガン酸化物Ca2-xSmxMnO4において、低Sm置換量の領域では酸素八面体回転に関係した反位相ドメインが導入され、その形態は本系における単位格子の格子パラメータにより敏感に変化するが示唆された。本年度は、層状マンガン酸化物Ca2MnO4のCaサイトに一部Smを置換した強相関層状マンガン酸化物Ca2-xSmxMnO4を取り上げ、セラミックス試料の作製および各種の構造ドメインの導入を試みると共に、顕微鏡学的手法および回折学的手法を併用することにより得られた構造ドメインの特徴について明らかにすることを目的とした。本目的達成のため、結晶構造中に存在するMnO6酸素八面体の様々な回転・傾斜形式に関係した構造相転移に伴って現れる構造ドメイン導入を目指し、Sm濃度をx = 0.0 0.4まで変化させたセラミックス試料を通常の固相反応法を用いて作製した。得られたセラミックス試料について、熱処理を施すことにより構造相転移に伴う構造ドメインの導入を試みた。Sm組成を変化させたセラミックス試料におけるナノ構造変化の透過型電子顕微鏡観察から、c軸方向に沿った酸素八面体回転の回転パターンの乱れに関係した反位相ドメインの存在と、Sm組成の増加に伴う反位相ドメインの密度の変化について明らかにすることが出来た。特にx=0.1および0.2試料においては、細かい反位相ドメインが非常に高密度で存在し、その界面としての反位相境界が多数存在することが見出された。これらの結果から、強相関層状マンガン酸化物Ca2-xSmxMnO4において、低Sm置換量の領域では酸素八面体回転に関係した反位相ドメインが導入され、その形態は本系における単位格子の格子パラメータにより敏感に変化することが示唆された。すなわち、本研究目的に関係した構造ドメインの導入が達成されたと共に、得られた構造ドメインの特徴の解明が進んでいると考えられ、本研究はおおむね順調に進行していると判断した。本年度の研究から、c軸方向に沿った酸素八面体回転の回転パターンの乱れに関係した反位相ドメインの存在および、これらの反位相ドメインの特徴が明らかになり、またSm置換量変化による構造ドメイン形態制御の可能性が示唆された。この結果を元に、来年度の研究では、本年度の研究において見出された反位相ドメイン界面における特異な局所構造の解明と、局所構造に関係した電子状態の理論計算および諸物性の直接測定を試みる予定である。
微細セラミクスIDと無線タグを組み合わせた遺跡発掘モニタリング

砂漠のような過酷な環境に耐えうるような耐候性、世紀を越える程の安定性を持つ、文化財や遺物の管理に適した微細なIDマーカーの実現し、ネットワーク情報システムと連携する遺跡発掘モニタリングシステムを試作し、その資料管理にコンピュータ読取り可能なタグシステムに関する研究の萌芽を立ち上げることを目的に、過酷な考古発掘現場の実験フィールドとして、エジプトの遺跡調査を取り上げた。研究実績は、1)高耐候性の3レベル多重解像度の微細セラミクス二次元バーコードを、世界で唯一にカーボンセラミクスインクの焼成による超耐久性バーコードを生産するシグマックス社に製造委託し開発した。PCカメラによる認識システムにより、微細QRコードの読取り性能を確認した。2)本試作セラミクスバーコードを、研究期間の繰越より、エジプトサッカラ遺跡の階段ピラミッド現地調査(平成20年6月)に持ち込み、北アフリカの砂砂漠での4週間暴露実験を実施した。この暴露実験より、遺跡調査に必要な耐候性が充分に確保されていることを確認でき、砂漠にけるタグの保護に関する知見が収集できた。3)RFIDマーカーを利用した遺跡発掘のデータベース検索とライフログ映像モニタリングを兼ね備えた装着据置強調型システム、複合現実感を利用した遺跡資料検索提示するテープルトップ型システムの2種のマルチメディア情報システムを開発し、後者は時に日本バーチャルリアリティ学会でデモ公開を行った。4)企画調査として、エジプト考古庁、エジプト大使館、駐エジプト日本大使館との情報交換により、国内のオリエント博物館、東京工業大学、元興寺文化財研究所他の研究者との交流により進めた。
最適化と最良近似

1、川崎は古賀さゆり(博士2年)と共同で、不等式相制約を持つ変分問題に対する2次の最適性条件の研究をおこない、相制約から包絡線が生成されることを明らかにした。この内、2次の最適性条件に関する研究はProceedings of APORS'94に掲載された。また、包絡線に関する結果を研究集会「非線形解析学と凸解析学の研究」(9月、京大数理研)で発表した。2、川崎は微分不可能最適化の観点から、動節点を持つ折れ線近似問題の研究を行い、最良近似解の必要条件を与えた。さらに、節点の個数が2個の場合については、最良近似解の分類に成功した。この内、必要条件に関する研究はProceedings of APORS'94に掲載された。また、最良近似と最適化に関する講演を第5回RAMPシンポジウム(9月、東北大学)とオペレーションズ・リサーチ学会大阪研究部会(12月、大阪)でおこなった。いずれも招待講演である。3、川崎は研究集会「最適化における離散と連続構造」(京大数理研、11月)の研究代表者をつとめた。研究集会の講演数は26件であった。4、中尾・山本は共同で非線形偏微分方程式に解に対する数値検証法に関して、高次有限要素を用いた残差反復法による検証の効率化と高精度化をおこなった。この結果はJournal of Computational and Applied Mathematicsに掲載された。5、中尾は2階双曲型偏微分方程式に対する解の数値的検証法を定式化し、その数値例を与えた。この結果は、Interval Computationsに掲載された。6、山本は中尾らと共同で、自由境界を持つMHD方程式の解の数値的検証を行った。これは微分不可能な項を持つため、Newton型反復を適用するにあたって特別な工夫を要した。この結果はNonlinear Analysisに掲載予定である。
マウスモデルを用いた発がんおよびがんの浸潤・転移における免疫系の役割の解析

(1)ApcΔ716変異マウスの腸に形成される腫瘍では、腸上皮細胞においてJNK-mTORC1経路が活性化している。初代培養細胞を用いた解析から、この活性化は細胞自律的なものではなく細胞外因子によることが示唆された。活性化因子の候補としては腫瘍で発現が増加している炎症性サイトカインが挙げられた。(2)局所浸潤能を持った腺がんを発症するcis-ApcΔ716/Smad4変異マウスにおいて、腸内細菌の除去が大腸の腫瘍形成に影響を及ぼすことを示唆する結果を得た。がんの発生・進展過程における免疫系の役割を解明するため、2つの研究目的に取り組んだ。「研究目的1:JNK-mTORC1経路による腫瘍形成における自然免疫の関与」ApcΔ716変異マウスの腸に形成される腫瘍では、腸上皮細胞においてJNK-mTORC1経路が活性化している。この活性化に自然免疫が関与するか調べるため、腸上皮特異的にCreを発現するVillin-CreマウスとMyD88 floxマウスを用いて、MyD88flox/flox ApcΔ716 Villin-Cre変異マウスを作出している。また、ApcΔ716変異マウスの腫瘍から、分子メカニズム解明における重要なツールとなる初代培養細胞を得られるようになった。さらに、マイクロアレイ解析による関連因子の探索も進めている。作出された複合変異マウスや初代培養細胞を用いることで、分子レベル、個体レベルでの解析が可能となる。「研究目的2:cis-APCΔ716/Smad4変異マウスを用いたがんの浸潤・転移における免疫系の役割の解析」局所浸潤能を持った腺がんを発症するcis-APCΔ716/Smad4変異マウスを用いて、免疫系が浸潤過程に影響するか検討する。腸には免疫細胞が多く存在しており、腸内細菌叢の状態が免疫機能に影響を及ぼすことが明らかになってきている。そこで、cis-ApcΔ716/Smad4変異マウスに抗生剤を投与して腸内細菌を除去し、浸潤過程に変化がみられるか調べるため、抗生剤投与の条件検討を行い、準備が整いつつある。本実験において浸潤過程に変化がみられた場合には、浸潤部位で細胞数などが大きく変化している細胞の種類、組織を免疫組織染色により同定する。野生型マウスの腸上皮細胞およびApc変異マウスの腫瘍から得た初代培養細胞におけるJNK-mTORC1経路の活性化状態を調べたところ、いずれにおいても活性化はみられなかった。初代培養細胞をJNK活性化因子で処理したところ、JNKおよびmTORC1経路の活性化がみられた。このことから、腫瘍におけるJNK-mTORC1経路の活性化は細胞自律的なものではなく、細胞外因子によるものと考えられる。マイクロアレイ解析の結果から、Apc変異マウスの腫瘍では炎症性サイトカインの発現が増加しており、活性化因子の候補として挙げられる。また、この活性化に自然免疫が関与するか調べるため、MyD88flox/flox ApcΔ716 Villin-Cre変異マウスを作出し、解析を進めている。「研究目的2:cis-APCΔ716/Smad4変異マウスを用いたがんの浸潤・転移における免疫系の役割の解析」腸には免疫細胞が多く存在しており、腸内細菌叢の状態が免疫機能に影響を及ぼすことが明らかになってきている。そこで、局所浸潤能を持った腺がんを発症するcis-Apc/Smad4変異マウスの腸内細菌を除去することで浸潤過程に変化がみられるか調べるため、昨年度は抗生剤投与の条件検討を行った。今年度は本実験を始め、これまでに腸内細菌除去が大腸における腫瘍形成に影響を及ぼすことを示唆する結果を得た。今後のさらなる解析により、腫瘍形成や浸潤における自然免疫の関与の一端が明らかにされると期待される。複合変異マウスの作出に時間がかかっているため。25年度が最終年度であるため、記入しない。概ね当初の計画に従って、研究を遂行する。研究目的1については、複合変異マウスの作出に時間がかかっているため、マイクロアレイ解析による腫瘍形成・進展に関連する候補因子の探索にも力を入れて進めていく。研究目的2については、DSS投与により誘導した腸炎が浸潤過程に及ぼす影響も検討する予定であるが、抗生剤投与による検討を優先して行う。
セラミック軸受の高温における定格寿命および摩擦摩耗特性に関する研究

従来のワイブル法に換えて疲れ試験方法のひとつであるステアケース法をセラミック軸受の寿命試験に適用し,大気雰囲気200°C,における潤滑,無潤滑条件のもとで摩擦摩耗特性,定格寿命および基本動定格荷重等を明らかにした.別に従来の鋼製軸受,ステンレス軸受についても同様の試験を行い比較し,次の結果を得た.(1)大気雰囲気200°C,潤滑による軸受の摩擦摩耗特性は,鋼製軸受(SUJ-2)が摩耗で寿命に至るのに対し,ステンレス軸受は約70%がフレーキングによる疲れ寿命で残り30%が摩耗による寿命である.セラミック軸受では,軸受要素部品(転動体,軌道盤および保持器)の約50%がフレーキング,残り50%は摩耗による寿命に分類される.(2)大気雰囲気200°C,無潤滑における各軸受の摩擦摩耗特性は,ステンレス軸受およびセラミック軸受が寿命に至る原因摩耗である.これは,軸受要素部品同士の接触摩耗によって発生した摩耗粉が軌道面上に移着し成長する過程で大きな振動を伴い保持器等の破損,破壊となる.(3)得られた軸受の摩擦摩耗特性をもとにステアケース法を実施し,得られた基本動定格荷重の結果を比較すると,セラミック軸受は200°C,潤滑条件では,常温における鋼製軸受の1/1.84の基本動定格荷重である.200°C,無潤滑条件では,ステンレス軸受に比べセラミック軸受は1.46倍の基本動定格荷重となり,高温特性に優れることがわかる.(4)初期条件が定まらない場合のステアケース法では,14S-N法の傾斜部を利用し8個の予備試験を行い初期条件である第1番目の荷重,荷重階差を決定することができ,高温,無潤滑条件のように参考となる荷重データが無い場合でもステアケース法を実施することができた.従来のワイブル法に換えて疲れ試験方法のひとつであるステアケース法をセラミック軸受の寿命試験に適用し,大気雰囲気200°C,における潤滑,無潤滑条件のもとで摩擦摩耗特性,定格寿命および基本動定格荷重等を明らかにした.別に従来の鋼製軸受,ステンレス軸受についても同様の試験を行い比較し,次の結果を得た.(1)大気雰囲気200°C,潤滑による軸受の摩擦摩耗特性は,鋼製軸受(SUJ-2)が摩耗で寿命に至るのに対し,ステンレス軸受は約70%がフレーキングによる疲れ寿命で残り30%が摩耗による寿命である.セラミック軸受では,軸受要素部品(転動体,軌道盤および保持器)の約50%がフレーキング,残り50%は摩耗による寿命に分類される.(2)大気雰囲気200°C,無潤滑における各軸受の摩擦摩耗特性は,ステンレス軸受およびセラミック軸受が寿命に至る原因摩耗である.これは,軸受要素部品同士の接触摩耗によって発生した摩耗粉が軌道面上に移着し成長する過程で大きな振動を伴い保持器等の破損,破壊となる.(3)得られた軸受の摩擦摩耗特性をもとにステアケース法を実施し,得られた基本動定格荷重の結果を比較すると,セラミック軸受は200°C,潤滑条件では,常温における鋼製軸受の1/1.84の基本動定格荷重である.200°C,無潤滑条件では,ステンレス軸受に比べセラミック軸受は1.46倍の基本動定格荷重となり,高温特性に優れることがわかる.(4)初期条件が定まらない場合のステアケース法では,14S-N法の傾斜部を利用し8個の予備試験を行い初期条件である第1番目の荷重,荷重階差を決定することができ,高温,無潤滑条件のように参考となる荷重データが無い場合でもステアケース法を実施することができた.従来のweibull法に変えて疲れ試験方法のひとつであるステアケース法を軸受の寿命試験に適用することを試みてきた。ステアケース法は、比較的少ないサンプルサイズで精度良く平均値を求めることができ、weibull法に比べ試験期間の短縮が可能である。常温油潤滑の結果では、市販の軸受鋼(SUJ-2)を用いてステアケース法を実施し、その定格寿命である基本動定格荷重がWeibull法の結果と良く一致する示した。本研究では、他の軸受材質、潤滑、高温雰囲等の実験条件における定格寿命を求め、各軸受寿命のデータベース化を図ることを目的としている。これまでの成果は、大気中雰囲気200°Cにおける高温域において、SUS軸受および窒化ケイ素軸受のグリース潤滑によるステアケース法を実施し、基本動定格荷重を明らかにした。軸受潤滑では200°Cが限界で常温潤滑に比べて、各軸受の基本動定格荷重は約50%程度減少する。SUS軸受に比べ窒化ケイ素軸受は約1.1倍定格寿命が大きくなるが、その優位性は僅かで有ると言える。大気中200°C・無潤滑での試験結果では、基本動定格荷重は常温の約1/100まで減少するが、SUS軸受に比べ窒化ケイ素軸受の寿命は約1.5倍となることがわかった。寿命に至る破壊の様式も無潤滑では、すべて磨耗寿命となる。磨耗メカニズムは、SUS軸受が接触部の磨耗・磨耗粉の移着で寿命に至るのに対し、窒化ケイ素軸受の磨耗は著しく小さく、破壊の原因は金属材質(SPCC)の保持器の破損が主である。窒化ケイ素軸受では、軸受材質を耐摩耗性材料にすれば定格寿命の向上が期待される。

新たに試験方法として、参考となる定格寿命がない場合にステアケース法を実施する方法を提案した。これは、S-N曲線の傾斜部8個の試験を実施し、その曲線の傾きと標準偏差をステアケース法の初期値(y0およびd)とする方法である。上記の無潤滑による結果は、本方法を用いた結果であり、サンプルサイズの軽減が図れた。セラミック軸受の高温域での定格寿命の破壊至る主な原因について検討している。これまでに、大気雰囲気中200°C、潤滑状態での寿命特性等を明らかにしてきた。本研究では、さらに200°C、無潤滑状態における各寿命特性を求めている。寿命試験方法には、従来のweibullに変えステアケース法を用いている。ステアケース法の特徴は、少ないサンプル数で比較的精度良く推定平均を求めることができる。著者等はこれまでにサンプルサイズ20個について準定平均、推定標準偏差の期待値を計算し、.試験に必要なサンプル数を検討してきた。本研究の無潤滑状態では、参考となるデータが少ないため以下の2点について新たに検討を加えた。(1)サンプル数20は、用意できるサンプル数と試験に費やす労力とを勘案し、このときの推定平均、推定標準の期待値を計算し決定してきたが、参考となる無潤滑データが少ないことを考慮すると、もう少し大きなサンプルサイズの精度を計算する必要となった。そこで新たに24個のサンプル数について各推定平均、推定標準偏差の期待値の計算を行った。その結果、標準偏差の期待値は20個から24個にすることで0.9σ程度の精度になることがわかった。(2)ステアケース法を実施するにあたり、第1番目の試験荷重を決定する方法を提案した。S-N曲線の傾斜部と水平部のうち傾斜部において8個の試験を実施し直線性の検定をもとに、繰り返し数10^6における平均、標準偏差をそれぞれ第1番目の荷重Y_0、荷重階差dとすることができることを示した。以上の(1)(2)より寿命試験を実施した結果、大気雰囲気中、200°C無潤滑におけるセラミック軸受の基本動定格寿命(L_<10>)は、同じ実験条件で実施したステンレス軸受の1.46倍となり、高温特性に優れることがわかった。セラミック軸受を高温域で使用することを目的に寿命試験を実施し、軸受の設計指針となる諸数値(定格寿命、基本動定格荷重等)をこれまでステアケース法を用いて明らかにしてきた。本報告では、高温域における潤滑が寿命に与える影響を明らかにした。大気雰囲気中200°Cにおけるセラミック軸受の寿命特性は潤滑の有無によって大きく異なる。セラミック軸受が寿命に至るメカニズムは要素部品(周動盤、転動体および保持器)の摩耗、破損等から以下に分類できる。(1)大気中200°Cグリース潤滑では、セラミック軸受の場合周動盤が摩耗し寿命に至る割合が全体の50%、転動体のフレーキングが21%および保持器が破損する場合が29%となる。セラミック軸受では、破壊に至る主な原因が摩耗寿命であることがわかる。他の鋼製(SUS440C)では、周動盤の摩耗とフレーキングの割合が約21%と等価であり、転動体のフレーキングが全体の50%となる。破壊の主な原因がフレーキングによることがわかる。(2)大気中200°C無潤滑では、セラミック軸受および鋼製軸受ともすべて寿命に至る原因は、程度の差はあるものの各要素部品の摩耗である。要素部品同士の摩耗では、特にいずれの場合も保持器の摩耗が著しく、発生した摩耗粉が転動体と周動盤間に介在すると表面状態を急激に悪化させ寿命に至る。
近世イタリア諸都市におけるキリスト教徒とユダヤ人の関係性

本研究では、近世ヴェネツィアにおけるゲットーの成立と拡大の過程について検討し、金融業者を中心とするユダヤ人を集住させるための装置として成立したゲットーが、16世紀中葉以降の拡大によって、ユダヤ商人の定着を促す特権としての性格を帯びていったことを明らかにした。また、ゲットーで暮らすユダヤ人がキリスト教徒の都市民と完全に隔絶されていたわけではなく、むしろ日常的に多様な関係を取り結んでいたことについても考察した。本年度は、まず交付申請書に記載した課題(1)イタリア諸都市におけるゲットーの成立と展開に関して、ゲットー成立とその後の時期にヴェネツィアの支配層内で行われた、ユダヤ人に関する「議論」の内容と性格についてまとめ、口頭発表したのち、論文として刊行した。またヴェネツィアのほか、モデナ、パルマ、マントヴァといった、近世においてユダヤ人の活動が活発にみられたポー川流域の諸都市の旧ゲットー地区を訪れ、現地調査や資料収集を行った。次に、課題(2)キリスト教徒とユダヤ人の関係性については、17世紀初頭にヴェネツィアのゲットーで活躍したユダヤ知識人レオン・モデナの『自伝』を史料として、そこに現れてくるユダヤ人の人間関係、とりわけキリスト教徒との関係について検討した。その結果、土着のアシュケナジムと新参のセファルディムという異なる系統のユダヤ人を、狭い空間のなかで共存させたヴェネツィアのゲットーでは、日常生活においては狭義の共同体の人間関係が基盤となる一方、異なる系統にも人的な結びつきが拡大する契機が生まれていたこと、またキリスト教の聖職者や外国人旅行者などとの宗教的、文化的な交流が活発に見られ、ヴェネツィア貴族との間では恩顧や保護を期待するパトロネイジ関係が成立していたこと、しかしながらそうした関係は、都市民の反ユダヤ感情の高まりなどによって、無力化や破綻の危険性をはらむ不安定なものであったことなどが明らかとなった。その成果は2回にわたる口頭発表によって公表した。本年度は、まず課題(1)「イタリア諸都市におけるゲットーの成立と展開」に関して、16世紀初頭に成立したヴェネツィアのゲットーの成立過程についてまとめたうえで、ゲットーがユダヤ人を都市に定着させて、その経済力を利用したい都市当局と、聖職者や都市住民の反ユダヤ感情との妥協の産物であったことなどを指摘した論文「16世紀ヴェネツィアにおけるゲットーの創設」を発表した。また、ヴェネツィアの旧ゲットー地区およびゲットー博物館、シナゴーグなどを訪れ、調査と資料収集を行った。次に、課題(2)「キリスト教徒とユダヤ人の関係性」について、前年度に引き続き、17世紀初頭にヴェネツィアのゲットーで活躍したユダヤ知識人レオン・モデナの『自伝』を史料として、そこに現れてくるユダヤ人の人間関係、とりわけキリスト教徒との関係について検討し、その成果の一部を論文「近世ヴェネツィアのユダヤ知識人とキリスト教徒」として発表した。さらに、ユダヤ人や黒人奴隷をはじめとする多様な外来者や社会的、宗教的マイノリティが多く定着していることが、国際商業都市ヴェネツィアの顕著な特徴となっている一方、それらの社会集団間の受容や都市当局による統制のあり方には差異がみられ、都市社会の内部には政治的、社会的、文化的な境界線が引かれていたことについて、これまでの研究成果をまとめ、他の時代や地域との学際的な比較を試みた共編著『クロスボーダーの地域学』を刊行した。本年度は、まず課題(1)「イタリア諸都市におけるゲットーの成立と展開」に関して、昨年度に成立過程について研究成果をまとめたヴェネツィアのゲットーが、16世紀中葉以降に拡大されるプロセスとその背景について検討した。その結果、アシュケナジムの金融業者を対象としてゲットーが設置されたヴェネツィアでは、地中海商業の活性化を図るために、イベリア半島に出自を持つセファルディムのユダヤ商人の誘致と定着を目的として、ユダヤ人からの要請に応じる形でゲットーの拡大が実現したこと、したがってゲットーへの居住強制は継続されるものの、ゲットーの拡大という現象は、むしろセファルディムのユダヤ商人に対する「特権」としての性格を持っていたこと、さらにこうしたセファルディム商人への優遇とアシュケナジムへの抑圧というダブル・スタンダードがゲットーという単一の場で実現していた点をヴェネツィアのユダヤ人政策の大きな特徴として指摘できることが確認されたため、これらの成果をまとめて論文として刊行した。また、セファルディム商人を優遇してヴェネツィアに対抗しうる港湾都市となったアンコーナやボローニャ近郊のレッジョ・エミーリャにおいて、旧ゲットー地区やシナゴーグ等の現地調査を実施した。一方、課題(2)「キリスト教徒とユダヤ人の関係性について」は、前年度に引き続きヴェネツィアのユダヤ知識人レオン・モデナの自伝を基に、ゲットー内外でのユダヤ人とキリスト教徒との間に結ばれた人間関係の諸相についてさらに検討を進め、非制度的な知識人間の交友関係やバトロネイジ関係と、都市社会で反ユダヤ感情が高まった時期におけるそうした関係の無力化などの点を中心に、これまでの成果をまとめて口頭発表を行った。
ハイパーメディア・テストシステムの開発研究

高性能パーソナルコンピュータ(MacintoshII)上に、ハイパーメディア技術を活用したテストシステムを開発し、実際的使用上の調査も行った。ここにハイパーメディア技術とは、ハイパーテキスト構造とマルチメディア媒体の両機能を合わせ持つ技術とする。システム開発においては、コンピュータシステムの基本機能としての、テスト、構成、テスト実施、テスト結果採点・分析・フィードバックの各機能をハイパーメディア化し、機能を高度化することを試みた。主に、テスト構成において、ハイパーテキスト構造の、またテスト実施においてマルチメディア媒体の活用が有効である。特に、テスト実施時において、テスト項目の出題(出力)と解答(入力)に図形、画像、音声を用いることは、従来のペーパーテストとは全く異なるテスト環境とそれに基づく教育評価方法の提供が可能であり、注目されるところである。教科題材としては、設計製図科目におけるテストシステムを開発した。この題材は、本質的に物理的実体を教材対象としている部分があり、したがって非言語情報を扱い、入出力とも図形あるいはアニメーション等の機能を必要とする。これをコンピュータテストにより評価することで、従来は、計測することのできなかった学力を測定することが可能となった。それは言語表現以外の知識表現による回答能力である。また、コンピュータテストに特有の回答所要時間および回答内容変容データという新情報を、教育評価用の情報として分析、活用する方式を開発した。それらのデータ分析手法に関する理論的モデルを提出した。さらに、コンピュータ通信を利用して、遠隔地間でのテスト構成・実施のシステムを開発し、実施して動作を確認した。平成2年度において,下記のような成果を得た。1.高性能パ-ソナルコンピュ-タ(米国Apple社製MacintoshII)上にハイパ-メディア特性を十分に活用したコンピュ-タテストシステムを開発した。研究代表者の担当する本学部の正規の授業「教育情報処理法II」で,当システムを実用した。研究開発では,特にテスト構成支援システムについて行った。これはHyper Card上に作成されたスタック群より構成され,あらかじめ構築された項目プ-ルより,対話形式でテストを構成することができるものである。コンピュ-タの演算機能により,構成されたテストについて統計特性を予測することができる。(電子情報通信学会で発表予定)2.ハイパ-メディア性を利用した実施システムを持つコンピュ-タテストシステムとして,その実用試験を行った。(教育実践研究指導センタ-研究紀要No.1,1990.12に報告)3.また,兵庫女子短期大学にて本システムを大量受験者対して試み,理論研究のための統計的デ-タを得た。この場合,実際の実施システムは,当該短期大学に設置されている日本電気製パ-ソナルコンピュ-タPC9800シリ-ズを使用した。テスト構成作業について,本テスト構成支援システムを用いた。これにより,テストの構成作業と実施作業を異る機械上に連係をとって行うことのできることを確認した。4.ハイパ-メディア機能(音声・自然画・動画)を,テスト実施に活かす方策を試みている。高性能パ-ソナルコンピュ-タ(MacintoshII)上に、ハイパ-メディア技術を活用したテストシステムを開発し、実際的使用上の調査も行った。ここにハイパ-メディア技術とは、ハイパ-テキスト構造とマルチメディア媒体の両機能を合わせ持つ技術とする。システム開発においては、コンピュ-タシステムの基本機能としての、テスト、構成、テスト実施、テスト結果採点・分析・フィ-ドバックの各機能をハイパ-メディア化し、機能を高度化することを試みた。主に、テスト構成において、ハイパ-テキスト構造の、またテスト実施においてマルチメディア媒体の活用が有効である。特に、テスト実施時において、テスト項目の出題(出力)と解答(入力)に図形、画像、音声を用いることは、従来のペ-パ-テストとは全く異なるテスト環境とそれに基づく教育評価方法の提供が可能であり、注目されるところである。この題材は、本質的に物理的実体を教材対象としている部分があり、したがって非言語情報を扱い、入出力とも図形あるいはアニメ-ション等の機能を必要とする。

これをコンピュ-タテストにより評価することで、従来は、計測することのできなかった学力を測定することが可能となった。それは言語表現以外の知識表現による回答能力である。また、コンピュ-タテストに特有の回答所要時間および回答内容変容デ-タという新情報を、教育評価用の情報として分析、活用する方式を開発した。それらのデ-タ分析手法に関する理論的モデルを提出した。さらに、コンピュ-タ通信を利用して、遠隔地間でのテスト構成・実施のシステムを開発し、実施して動作を確認した。
細胞容積調節機構に関わる非選択性カチオンチャネルの分子同定と細胞死への役割

細胞容積調節機構は、細胞が生存するために必要不可欠な機能である。Ca^<2+>透過性非選択性カチオンチャネルは、これまでに細胞膨張後の調節性容積減少(Regulatory Volume decrease : RVD)の初期過程に重要であることが明らかとなっているが、そのチャネルの性質についてはほとんど知られていなかった。それ故に本研究で電気生理学的に検討したところ、ヒト子宮頸部上皮HeLa細胞に膜伸展や細胞膨張により活性化されるCa^<2+>透過性非選択性カチオンチャネルを見いだした。またこのチャネルはMg^<2+>も透過する一方で、細胞内外のMg^<2+>により抑制される特異なチャネルであることが明らかとなった。薬理学的には膜伸展により活性化されるカチオンチャネルの阻害剤と言われているGd^<3+>、あるいは非選択性カチオンチャネルファミリーであるTransient Receptor Potential(TRP)チャネルの阻害剤であるSKF96365およびruthenium redに感受性であった。さらにコールターカウンター法を用いて、これら阻害剤がRVDを抑制することを明らかにした。これらの結果からTRPチャネルが分子候補であることが示唆されたので、RT-PCR法でmRNAを確認したところ、TRPM7が候補分子であることが示唆された。この可能性を検討するために、RNAi法を用いた。siRNAによるTRPM7発現抑制細胞において、これら膜伸展および細胞膨張により活性化されるカチオン電流は消失し、RVDも抑制された。それ故に、TRPM7チャネルがRVDに関わるCa^<2+>透過性カチオンチャネル分子であることが明らかとなった。またこれまでにこのチャネルが、ある種の細胞死に関与することも明らかにしている。この詳細な検討を次年度に行いたい。
結晶表面上における二次元金属の創製と巨大ラシュバ効果

重金属元素からなる二次元金属および二次元合金を結晶性金属表面上で創製し、その二次元原子配列の被覆率依存性や組成依存性を低速電子回折や走査型トンネル顕微鏡を用いて明らかにした。また、巨大ラシュバ効果に関する知見を得るためにフェルミ準位近傍での電子状態を計算科学的手法により評価した。固体物質の構造を三次元から二次元、一次元へと低下させると新奇な物理現象が発現することがある。1960年に提唱されたラシュバ効果と呼ばれる二次元物質において電子スピンが偏極し、電子バンドが分裂する現象もその1つである。近年、軽元素を基板とした重金属吸着系(ビスマス、鉛等)において、大きなスピン分裂(巨大ラシュバ効果)が観測されることが明らかになってきた。本研究の目的は、結晶性基板とは整合しない二次元物質系を創製することであり、さらに、スピン分裂の大きさを整合・非整合の構造において比較評価することである。平成22年度は、ビスマスの二次元物質系の創製を試みた。まず、Rh(111)清浄表面に室温にてビスマスを0.3から1原子層程度蒸着を行った後、AES法により蒸着した金属原子の被覆率の確認、LEED法により回折スポットの観察・解析、STM法によりビスマスの空間分布の観察や原子配列の解明を行った。その結果、ビスマスが低被覆率のときは、2回対称性の構造の単原子層薄膜を形成するが、被覆率の増加とともに、6回対称性の六方最密構造の単原子層薄膜へと構造相転移することが判明した。この薄膜は、基板と整合した(4x4)構造であった。ビスマスはバルクにおいて六方最密構造を形成しないが、ロジウムとビスマスの強い引力相互作用により、表面のビスマス密度が増加し、六方最密構造を形成することを本研究により初めて明らかにした。結果的に、ビスマスは鉛と異なり、Rh(111)表面上において二次元物質系を形成しないことが判明した。現在は、ビスマス-スズ系もしくはビスマス-鉛系の二次元合金による二次元物質系の創製について調べている。例えば、1960年に提唱されたラシュバ効果と呼ばれる二次元物質において電子スピンが偏極し、電子バンドが分裂する現象もその1つである。本研究の目的は、結晶性基板とは整合しない二次元物質系を創製することであり、さらに、スピン分裂の大きさを整合・非整合の構造において比較検討することである。今年度は、ロジウム単結晶表面上に重金属である鉛・ビスマス系およびスズ・ビスマス系の二次元物質の創製を試みた。実験は、清浄化されたロジウム表面上に室温にて鉛(スズ)およびビスマスを0.3-1原子層程度蒸着後、AES法により蒸着金属原子の被覆率を確認し、LEED法により鉛(スズ)・ビスマス系薄膜の原子配列の周期性の被覆率依存性を明らかにした。次に、STM法により鉛(スズ)・ビスマスの空間分布や成長様式を観察した。次に、鉛(スズ)・ビスマスによる二次元物質系の原子配列構造をSTMによる高分解能観察により明らかにした。これら複合解析により、鉛・ビスマス系は二次元二元固溶体合金を形成し、スズ・ビスマス系は組成より二次元系規則合金や二次元系固溶体合金を形成することを明らかにした。上述の実験とともに、鉛(スズ)・ビスマス二次元物質の電子状態について、計算機シミュレーションを行なった。第一原理計算ソフト、VASP(ウイーン第一原理計算パッケージ)を用いて、上述の実験により明らかにされた鉛(スズ)・ビスマスの構造データ(原子配列構造)について、鉛(スズ)・ビスマス二次元物質のバンド構造計算を試みた。本研究では、ロジウム単結晶表面上に重金属である鉛・ビスマス系およびスズ・ビスマス系の二次元物質の創製を試みた。

次に、鉛(スズ)・ビスマスによる二次元物質系の原子配列構造をSTMによる高分解能観察により明らかにした。これら複合解析により、鉛・ビスマス系は二次元二元固溶体合金を形成し、スズ・ビスマス系は組成より二次元系規則合金や二次元系固溶体合金を形成することを明らかにした。上述の実験とともに、鉛(スズ)・ビスマス二次元物質の電子状態について、計算機シミュレーションを行なった。第一原理計算ソフト、VASP(ウイーン第一原理計算パッケージ)を用いて、上述の実験により明らかにされた鉛(スズ)・ビスマスの二次元構造について、バンド構造計算を行った。今年度の当初計画であるバルクでは混ざり合わない鉛・ビスマス系やスズ・ビスマス系からなる二次元系合金がそれぞれ固溶体的および規則合金的という興味深い結果が得ることができた。24年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題は、新規な二次元合金系の探索と基板元素が巨大ラシュバ効果に与える影響についてであるが、二次元物質系の探索そのものに予想以上に時間がかかることがわかってきた。今後の研究では、軽元素の基板上において新規な二次元合金系がみつけられるように全力を尽くしたい。