hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ネットワークの多様化に柔軟に対応できる通信システムの構築

本研究においては、(1)Web環境における効率的な通信機構の開発および安定したWebサーバの開発、(2)利用者に優しく管理者の負担を軽減するネットワーク管理支援システムの開発、および(3)実用的なソフトウェアテスト法についての研究を行い、以下の成果が得られたが、論文にまでまとまったのはソフトウェアテストのみで、他はこれから論文にする予定である。1.ミラーリングされているWebサーバへの効率的なアクセス機構の実現ミラーリングされているWebサーバに対する同時アクセスをそれらのミラーサーバ群に振り分ける機構の試作および巨大なファイルを分割してミラーサーバ群にアクセスする機構の検討を行った。2.MPEG動画像を対象としたインクリメンタルキャッシュ機構の評価MPEGデータの階層性を利用し、これを部分的に転送しながらインクリメンタルキャッシュしていく通信方式を評価した。さらに、シーンの重要度に応じて通信量の配分を調整する方式を評価した。3.過負荷に強いWebサーバの実現アクセスを制限することによりWebサーバがダウンすることを防ぐことができるが、ユーザの不満が大きくなる。この対策として、ユーザに対してアクセスすることが可能となる時間を通知することが考えられるが、そのためにはサーバの負荷状態を把握する必要がある。本研究では、サーバの負荷状態の把握に使用できるシステムパラメタについて実験を通じた調査を行っている。4.ネットワーク管理支援システムの開発サーバやクライアントなどのネットワーク機器の管理に関する利用者や管理者の負担を軽減するための、Webインタフェースを用いたネットワーク管理支援システムの開発を行った。5.ソフトウェアテストに関する研究バグの修正の影響や正しさの確認する回帰テスト法に統計的な手法を適用し、その評価を行った。また、UMLを用いたシステムのモデル化、並行プログラムのテスト法などの研究も行った。本年度得られた結果には以下のものがある。(1)ミラーリングされたWebサーバへの効率的なアクセス機構の実現大量のアクセスがあるWebサーバの多くはミラーリングされており、複数のサーバが同じサービスを行っている。また、1つのWebページは複数の情報から構成されることが多い。同じサービスを行っている複数のサーバからこれらの情報を並列に持ってくることにより全体のアクセス効率を向上させるための機構を実現し、その評価を行った。その結果、提案方式の有効性を確認できた。(2)MPEG動画像を対象としたインクリメンタルキャッシュ機構の評価MPEGデータは階層性を持っているが、これを部分的に転送しながらキャッシュしていくことにより、回を重ねる毎により高い品質の画像を提供できる。本課題ではこれに加えて、重要なシーンほど多くの部分を転送することにより、メディア全体がユーザに与える総合的な品質を向上させるプロトコルを提案し、それをシミュレーションにより評価した。その結果、機構そのものの有効性は評価できた。また、MPEGデータの階層的な分割の方法についての研究も行った。具体的には、MPEGを周波数成分で階層化する機構を実現した。この際、中央部分の上位階層を周辺部分に比べて上位階層に多く含める方式を組み込むことで、画像全体から感じられる品質を向上できた。(3)脆弱性情報に基づくLinuxマシン確認ツールの試作ネットワークが多様化するとシステムの様々な脆弱性が問題になる。本課題では、ネットワークを通じて収集できる脆弱性情報から、Linuxマシンの脆弱性を抽出するツールを開発した。これによりチェックすべきソフトウェアの量を削減できた。その他、ソフトウェアの作成の際に重要なプログラムのテスト法などに関する基礎的に研究を行った。この成果を次年度以降のネットワークソフトウェアの開発に活かしていく。本年度得られた成果は以下の通りである。(1)ミラーリングされた巨大なファイルの分割アクセス方式の検討ミラーリングされた巨大なファイルを、分割して取得する場合の問題点について検討した。具体的には、分割する大きさや個数、取得したデータの再構成の方法、クライアントにデータを引き渡す方法、およびミラーサーバの選択方式について検討した。来年度はこれらの検討に基づいた通信機構を実装し評価する。

(2)Webサーバの負荷状況に応じたアクセス制御機構Webサーバの負荷が高くなったときにサーバがダウンすることを防ぎ、応答時間を確保するために、ある程度以上の負荷がかかった場合に、アクセスすることが可能となる時間を通知してアクセスを拒否する機構を設計した。従来の方式では、アクセスが拒否された場合にサーバの負荷状況がわからないため、アクセスすることができる時期がわからなかった。これに対して、提案機構ではクライアントはサーバの状況を知ることができ、いつアクセスできるか分からないストレスを軽減できる。(3)MPEG動画像を対象にしたインクリメンタルキャッシュ機構に適した通信方式平成15年度にMPEGデータの階層的な分割方式について検討したが、本年度は通信方式について検討した。MPEGデータのように実時間性を持つデータを通信する場合、TCPでは実時間性を満足できないと考えUDPによる通信機構を採用したが、データが欠損する場合が発生する。インクリメンタルキャッシュを行っている場合にデータ欠損が生じると管理および欠損情報の交換やスケジューリングのオーバヘッドが大きくなる、そこで、欠損部分をTCPで通信しておくことにより、実時間性と信頼性を合わせ持つ通信機構の設計を行った。(4)ソフトウェアテストに関する研究通信プログラムの信頼性の計測に関するもので、バグの修正の影響や正しさの確認する回帰テスト法に統計的な手法を適用し、その評価を行った。その他、分散オブジェクトプログラミングの枠組みであるCORBAをソフトウェア無線に適用する可能性への検討や、侵入検知システムの実際のネットワークへの適用に関する研究を行った。(1),(2),(3)の成果は来年度公表する予定である。本年度得られた成果は以下の通りである。(1)同じデータをもつミラーサーバ上へのアクセス機構の実現提案機構では、同じサーバに対して同時にアクセス要求があった場合にそれらをミラーサーバに振り分け、巨大なファイルに対しては分割してミラーサーバに振り分けて取得する。ミラーリングされたデータへのアクセス方法を決定するために必要な情報を収集するために、HTTP1.1の機能であるパイプライン処理や範囲指定などの機能を用いた効率的なデータの情報を取得する方法について検討した。(2)過負荷に強いWebサーバの実現提案のWebサーバでは、負荷の状況に応じてサービスの受入を拒否することでサーバがダウンすることを防いでいる。
日本近代文学と口絵・挿絵の関係の再検討を基点とする通史的・領域越境的研究

明治昭和戦前期の日本文学と口絵・挿絵の関係について、以下の三点を柱として再検討を行い、従来の見解を刷新する包括的かつ通史的な視野を構築する。1近世の戯作者同様、近代の作家たちも口絵・挿絵の下絵を描いていたという事実を出発点に、小説に対する口絵・挿絵の機能や意味を抜本的に捉え直す。2著名な作者・作品だけでなく『東京朝日新聞』『大阪毎日/東京日日新聞』『都の花』『小国民』など重要な媒体を網羅的に調査し、媒体の性質や時代による変遷を跡づける。3特に大正後期昭和戦前期、舞台演出を手がけた挿絵画家や、挿絵にもとづいた演劇について考察し、メディアミックス状況を明らかにする。
ナノ構造透明チタン酸バリウムセラミックスの合成と新機能電子・光学物性の創製

本研究課題で得られた成果の概要を以下に記す。1)透明結晶性BaTiO_3モノリシックゲルの合成:研究代表者らが開発した1.0mol/L Ba,Tiアルコキシドの水蒸気加水分解による高濃度ゾルーゲル法により、透明かつ結晶性のBaTiO_3モノリシックゲルの合成に初めて成功した。0°Cでの加水分解における添加水量に対するゲルの結晶化度及びポア構造の変化について、詳細な実験を行いその挙動を定量的に説明した。2)BaTiO_3ゲルの結晶化過程の解明:高濃度Ba,Ti前駆体溶液の加水分解によるBaTiO_3結晶の生成過程を、FT-IR,DTA-TG,XRD,TEMにより定量的に明らかにした。添加水量とエージング時間が十分であれば前駆体からBaTiO_3ナノ結晶が直接生成することを明らかにした。3)透明BaTiO_3ゲルの細孔分布と光学的特性: N_2ガス細孔分布測定装置を用い、透明BaTiO_3ゲルは3-10nmのシャープな細孔分布を持ち、また光学的吸収端の測定からBaTiO_3ナノ結晶のバンドギャップはサイズ効果により増大していることを明らかにした。4)透光性BaTiO_3セラミックスの合成:透明BaTiO_3ゲルを焼成すると、大部分は不透明のセラミックスになったが、特定のポア構造を持つゲルのみは1100°Cの焼成で透光性セラミックスになることを見出した。このゲルは低温から緻密化を示し、通常のゲルとは全く異なる焼結挙動を示すことが判明し、その現象は乾燥ゲル中のポアサイズと量に直接関係していることを明らかにした。5)透光性BaTiO_3セラミックスの誘電特性及び光学的特性:本研究で合成された透光性BaTiO_3セラミックス(0.5-1μm)は明確なD-Eヒステレシス曲線を描き、強誘電性を示すことを確認した。本実験では、粒径0.01μm以下の透明セラミックスを得ることはできなかったのでサイズ効果についての詳細な情報を得るには至らなかった。平均粒径0.1μm以下ナノ構造透明BaTiO_3セラミックスを低温合成し、そのセラミックの電子・光学的物性を評価すると共に、その合成プロセスを詳細に解明することを目的として、以下の項目を中心とした実験研究を遂行中である。それぞれの項目に対し、これまでに得られた成果を記す。2)水蒸気加水分解ゾル溶液の不透明-再透明化現象の機構及びゲルの結晶化機構の解明:X線吸収微細構造解析法を用い、ゲルの結晶化機構を明らかにした。即ち、ゲル化直後の非晶質ゲルはTiO_x(OH)_y(OR)_z-Ba(x+y+x=6)クラスターを基本構造単位としており、それらがエージング過程において脱アルコール及び脱水縮合反応の進行によりBa-TiO_6ゲル骨格の形成と成長が進展し、最終的に中間生成物を経由することなく、非晶質相から直接結晶相が生成することを明らかにした。3)高密度透明BaTiO_3ゲルの光学的特性の測定と評価:透明非晶質ゲルは可視光の全波長領域で高い透光性を示し、BaTiO_3結晶に対するものよりかなり超波長側に明確な光吸収端を示した。この原因については現在解明中である。4)BaTiO_3ゲルの急速加熱による緻密化機構とセラミックスの不透明化機構の解明:ゲルの熱処理による不透明化過程を細孔分布測定装置を用いて解析した。

その結果、ゲル内の細孔径の増大と分布の拡大が不透明化の主要因であるという結論が得られた。5)得られた透明BaTiO_3セラミックスの基本的電子及び光学的物性の測定と評価:光吸収端の測定から、ナノサイズ透明結晶性BaTiO_3ゲルのバンドギャップは、バルク結晶のそれより大きいことが判明した。これは明らかに結晶のサイズ効果に起因すると考えられるが、現在電子物性測定及び他の光学的測定と併せてその機構を解明中である。本研究は、独自に開発した高濃度金属アルコキシドゾルゲル法により平均粒径0.1μm以下の新規電子・光学的物性を示すナノ構造透明BaTiO_3セラミックスを低温合成する方法を確立することを目的としており、昨年度までの研究において、90°C以下の温度で10-20nmの粒子から成る高密度、透明、結晶性BaTiO_3モノリシックゲルを合成する方法を確立した。その成果を基に本年度は以下の成果を得た。1)高密度透明BaTiO_3ゲルの結晶化過程: 1.0mol/LのBa,Ti前駆体溶液を水蒸気で加水分解し、30-50°Cでエージングするとモノリシックゲルが生成する。このゲルのエージング時間に対する光吸収端エネルギーの変化を求め、ゲルはエージング時間と共に非晶質の状態から結晶化が進み、50°Cのエージングでは約40時間で結晶化挙動は飽和することが分かった。このときの吸収端は約3.3eV程度でBaTiO_3の吸収端3.1eVよりかなり大きく、この差についてサイズ効果も含めて現在検討中である。2)透明BaTiO_3乾燥ゲルの細孔分布測定:これまでに得られた透明乾燥ゲルは700°C以上の温度で焼成すると不透明化した。この不透明化の原因を探るために乾燥ゲルの細孔分布と焼成過程における細孔分布の変化を測定した。この結果、透明乾燥ゲルに含まれるポアは10nm以下であり、焼成による不透明化はポアの成長に依ることが明らかになった。さらに、湿潤ゲルの乾燥温度により、平均細孔径が異なり、20°Cで乾燥すると5nm以下の平均細孔径を持つゲルが得られることが判明した。3)透光性BaTiO_3セラミックスの合成: 20°Cで乾燥した透明結晶性BaTiO_3ゲルを酸素中、1100°Cで焼成することにより透光性を示すBaTiO_3セラミックス(平均粒界<1μm)の合成に初めて成功した。この透光性BaTiO_3セラミックス中の細孔の大部分は10nm以下であり、ポアの成長が抑制されたことにより透光性セラミックスが得られたことが明らかになった。4)透光性BaTiO_3セラミックスの誘電特性:室温200°Cの温度範囲で誘電率の測定から、透光性セラミックスは強誘電的誘電特性を示し、室温で約3000程度の誘電率を示すことが分かった。本研究は、独自に開発した高濃度金属アルコキシドゾルゲル法により平均粒径0.1μm以下の新規電子・光学的物性を示すナノ構造透明BaTi0_3セラミックスを低温合成する方法を確立することを目的として、これまでの研究において、90°C以下の温度で10-20nmの粒子から成る高密度、透明、結晶性BaTi0_3モノリシックゲル及び透光性セラミックスの合成法を確立した。本研究課題の遂行において得られた主な成果を以下に示す。1)高密度透明BaTi0_3ゲルの合成: 1.0mol/LのBa,Ti前駆体溶液を水蒸気を用い0°Cで加水分解し、30-50°Cでエージング後、90°Cで乾燥することにより、透明結晶性BaTi0_3モノリシックゲルを合成する方法を確立した。
運動制御と秩序パラメータの進化

運動制御の階層レベルには、(1)フィードバック制御、(2)適応制御、(3)自己組織制御がある。本研究の目的は、系列パターンの追従課題を用いて、これらの3つの制御過程で生起する秩序パラメータとして見越反応の進化プロセスを自己相関関数やパワースペクトル密度関数から検討し、秩序パラメータが運動制御過程で果たす役割を明らかにする。〔方法〕実験1では、秩序パラメータ(見越反応)の発生パターンを検討するため、大学生男子35名を用いて、フィードバック制御過程で251364の系列位置をもつ標準パターンを1系列1試行として、100試行追従させた。さらに、実験2では、フィードバック制御過程で生起する見越反応が、構造パラメータの変化する適応制御過程でどのような役割を果たしているかを検討するために、大学生男子18名を用いて、フィードバック制御過程で標準パターンを50試行、さらに、系列位置の変化がある251346の終期変更パターンを50試行追従させた。〔結果〕実験1・2の主要な結果は、以下のように要約できる。実験1では、系列パターンの学習が進むと4つの反応測度は、無反応、誤反応、正反応、見越反応へと相転移しながら秩序パラメータが進化することがわかった。自己相関は、タウが大きくなるにしたがって反応の周期が長くなり、パワースペクトルは、1/f型を示した被験者が多かった。さらに、興味ある知見は、秩序パラメータとしての見越反応のゆらぎ(分散)が大きく、このゆらぎが自己組織制御への移行に重要な役割を果たしていると考えられた。実験2のフィードバック制御過程の結果は、実験1の結果と大略同じであった。しかし、適応制御過程の見越反応のゆらぎ(分散)の大きい被験者が、相対的にそうでない被験者より、適応が優れていた。これらの結果は、秩序パラメータの進化の変動性が系を秩序づける重要な役割を果たしているといえる。
波長可変・全固体化連続紫外レーザー発生装置の開発

連続Ti : Sapphireレーザーと非線形光学結晶LBOを用い、高効率内部共振型第二高調波発生による全固体紫外波長可変レーザーを実現した。LBO結晶の温度チューニングにより波長5nm程度チューニングすることができ、最大370mWで最大変換効率70%以上の高効率で紫外光が得られた。レーザー共振器は平面ミラー2枚、曲率半径100mmのコンケ-ブミラー3枚の合計5枚で構成されている。波長変換結晶LBOのカット角度は31.7度(Type-1 SHG at 800 nm, room temperature)で、長さは8mm、その両面は基本波と二倍波に対し共に無反射膜を蒸着し、片面の反射率はR<0.5%であった。波長をチューニングするために、LBOの温度を室温から150°Cまで変化させた。異なる励起パワーで紫外光の出力パワーを測定したところ、1Wの基本波出力に対して最大370mWの紫外光が得られた(波長398nm、結晶温度60°C)。二倍波の出力ミラーの二倍波透過率50%を考えると変換された紫外光は約740mWとなった。このときの変換効率は74%であった。これは連続Ti : Sapphireレーザーの二倍波発生に関する最高値であった。異なる基本波パワーレベルに対する二倍波の出力安定性を測定したところ、基本波パワーレベルが比較的低い場合、よい長時間出力安定性を示しているが、比較的大きいノイズも観測された。これは、基本波のマルチモード間のパワーカップリングによるものと考えている。しかし、基本波パワーレベルが1Wの場合、二倍波の高出力レベルは数分間しか保たなくて、急に低いレベルまで下がってしまうことが分かった。この場合、ミラーの再調整により再び高出力レベルが得られることが確認された。これまでの研究では、非線形光学結晶の育成、光学研磨、無反射コート(AR)膜の蒸着を行った。そしてチタンサファイアレーザーの光学系を変更することで、内部共振器に非線形光学結晶を挿入できる構造に改良し、実際にCLBO、LBO結晶を挿入して波長変換実験を行った。このとき新たに得られた知見を以下に示す。(1)CLBO結晶をフラックス法で育成でする際、温度降下率を0.1°C/日以下にしなければ結晶内部に光散乱中心が発生し、変換効率が低下することが分かった。(2)CLBO結晶の光学研磨において、砥粒、オイル、研磨速度などを最適化することにより2nm rmsの表面粗さを達成した。(3)マグネトロンスパッター装置により研磨した結晶表面をさらに0.5nm rmsまで平滑化できることを見い出した。(4)アルゴンレーザー励起チタンサファイアレーザーの内部共振器型SHGにより最高650mWの紫外レーザー出力を得た。また温度チューニングにより波長可変領域395400nmを得た。アルゴンレーザー励起チタンサファイアレーザーの内部共振器型SHGにより最高650mWの紫外レーザー出力を得たことにより、昨年度の研究目標は十分達成されたといえる。この成果は、波長変換効率、出力とも世界最高の値で、Applied Physics Letters 66(1995)2463-2465.に報告されている。現在、非線形光学結晶を温度チューニングすることにより波長可変領域395400nmを得ているが、温度チューニングだけではあまり大きな可変領域が期待できないことが明らかになった。今後さらに広い波長可変領域を得るためには結晶の角度チューニング法の併用が必要になる。連続Ti:Sapphireレーザーと非線形

光学結晶LBOを用い、高効率内部共振型第二高調波発生による全固体紫外波長可変レーザーを実現した。LBO結晶の温度チューニングにより波長5nm程度チューニングすることができ、最大370mWで最大変換効率70%以上の高効率で紫外光が得られた。レーザー共振器は平面ミラー2枚、曲率半径100mmのコンケ-ブミラー3枚の合計5枚で構成されている。波長変換結晶LBOのカット角度は31.7度(Type-1 SHG at 800 nm,room temperature)で、長さは8mm、その両面は基本波と二倍波に対し共に無反射膜を蒸着し、片面の反射率はR<0.5%であった。波長をチューニングするために、LBOの温度を室温から150°Cまで変化させた。異なる励起パワーで紫外光の出力パワーを測定したところ、1Wの基本波出力に対して最大370mWの紫外光が得られた(波長398nm、結晶温度60°C)。二倍波の出力ミラーの二倍波透過率50%を考えると変換された紫外光は役740mWとなった。このときの変換効率は74%であった。これは連続Ti:Sapphireレーザーの二倍波発生に関する最高値であった。異なる基本波パワーレベルに対する二倍波の出力安定性を測定したところ、基本波パワーレベルが比較的低い場合、よい長時間出力安定性を示しているが、比較的大きいノイズも観測された。これは、基本波のマルチモード間のパワーカップリングによるものと考えている。しかし、基本波パワーレベルが1Wの場合、二倍波の高出力レベルは数分間しか保たなくて、急に低いレベルまで下がってしまうことが分かった。この場合、ミラーの再調整により再び高出力レベルが得られることが確認された。
水痘帯状疱疹ウイルス(VZV)DNAの法医学的適応

世界中のほとんどの人に潜伏感染する水痘帯状疱疹ウイルス(VZV)のDNA変異領域を指標とした身元不明死体の出身地域推定法を開発した.まず,司法解剖死体からVZV DNAの検出を検討し,97.1%の検出率であった.次に,9つのVZV DNA型を簡便で迅速に検出する方法を検討した.そこで,実際に身元不明死体となる可能性のある司法解剖死体について本方法を検討したところ,有効な捜査情報として,出身地域情報を寄与することが示唆された.世界中のほとんどの人に潜伏感染する水痘帯状疱疹ウイルス(VZV)のDNA変異領域を指標とした身元不明死体の出身地域推定法を開発した.まず,司法解剖死体からVZV DNAの検出を検討し,97.1%の検出率であった.次に,9つのVZV DNA型を簡便で迅速に検出する方法を検討した.そこで,実際に身元不明死体となる可能性のある司法解剖死体について本方法を検討したところ,有効な捜査情報として,出身地域情報を寄与することが示唆された.研究目的は、多数の司法解剖検体からVZV DNAを検出し、これまでに報告のない貴重なサーベイランスデータを示すこと、これらのデータを詳細に分析及びシークエンスデータの解析によりVZVのDNA変異領域を指標とした身元不明死体の出身地域推定法を開発することである。平成21年度では、多数の司法解剖検体から試料を採取し、VZV検出率について、統計学的手法を用いて検定を行い、多数の試料からのサーベイランスデータを示した。さらに、出身地域推定法を開発するためにVZV DNAのシークエンスデータの解析を行った。試料は、千葉大学医学部法医学教室にて司法解剖に供せられた検体の中からランダムに選んだ207検体の左右の三叉神経節計414個を採取した。採取された試料は、適宜DNA抽出を行い、抽出したDNAを鋳型にVZVのPCR検出を行った。結果、VZV検出陽性は、414個中391個の三叉神経(94.4%)及び207検体中201検体(97.1%)であった。左右では、左207検体中197検体(95.2%)、右207検体中194検体(93.7%)であり左右差による違いはなかった。性別では、男性124検体中121検体(97.6%)、女性83検体中80検体(96.4%)であり男女による検出の差はなかった。年齢層別では乳幼児で50%であったが、1歳以降ほぼ100%に近い検出率であった。これまでに、これだけ多数の三叉神経節を試料にした研究は報告されておらず、貴重なサーベイランスデータを示すことができた。さらに、死体からのVZV DNA検出が可能であることが示された。次に、VZVゲノム型分類のため、目的領域のシークエンスを行った。変異箇所を多く含むORF22領域及びORF62領域について、SNP比較を行い、これまでに報告のあるJ型、J-Vaccine型、E1型、E2型、M1型、M2型、M3型、M4型及びE2J型の9種類のゲノム型の分類を行った。日本人59検体について実施したところ、J型57検体、M1型1検体、M2型1検体であった。開発した方法でゲノム型分類が可能であることが示され、これまでの報告と比較し、地域差を反映したゲノム型を示した。研究目的は、世界中の人に潜伏感染する水痘帯状疱疹ウイルス(Varicella-Zoster Virus : VZV)のDNA変異領域を指標とした身元不明死体の出身地域推定法を開発することである。平成21年度では、多数の司法解剖検体から試料を採取し、VZV検出率について示し、さらに、VZV DNAのシークエンスデータの解析を行い、変異箇所を多く含むORF22領域及びORF62領域について、SNP比較を行い、これまでに報告のあるJ型、J-Vaccine型、E1型、E2型、M1型、M2型、M3型、M4型及びE2J型の9種類のゲノム型の分類方法を開発した。平成22年度では、実際に身元不明死体となる可能性の高い、頭部損傷した交通事故死体、焼死体、水中死体及び腐敗死体から、ゲノム型同定がどの程度可能であるかどうかを検討した。試料は、司法解剖143検体の左右の三叉神経節であり、適宜DNA抽出を行った。抽出したDNAを鋳型に、ORF22(358bp)及びORF62(419bp)領域をPCR増幅後、サイクルシークエンス法により塩基配列を決定しORF22の4か所及びORF62の2か所のSNPからVZVゲノム型の同定を行った。そのうち頭部損傷のある交通事故死体5体(死後1日から5日)、焼死体11体(死後1日から5日)、水中死体22体(死後1日から数カ月)及び腐敗死体12体(死後2日から7日)について、Real-Time PCRによりVZV DNA量及びヒトDNA量を測定した。検出可能であったDNA量から、試料の劣化程度を算出、VZVゲノム型同定の可否を決定した。結果、頭部損傷した交通事故死体5体及び焼死体11体では、全例からVZVゲノム型の同定が可能であった。

水中死体では、死後7日でもゲノム型同定可能なものもあったが、高度に腐敗した資料では死後5日で同定不能、死後数週間から数カ月ではいずれも同定不能であり、22体中12体が同定可能であった。腐敗死体では死後7日でも同定可能であり、12体中9体から同定可能であった。司法解剖143体中130体からVZV DNAが検出され、VZVゲノム型はJ型が127体、M1型が1体、M2型が2体であった。各種の法医学的死体についてVZV DNAを利用した出身地域推定が有効であり、本方法は情報の乏しい身元不明死体に対し、有効な捜査情報として出身地域情報を寄与するものであることが示唆された。
清代経学の解釈技法と論理

権威の書を学問研究の対象とする場合、大抵そこに注疏学が展開する。その典型を儒家経書を対象とする経学に見ることができる。即ち、『十三経注疏』は漢魏の古注の上に成立した唐宋注疏学の集成であり、『通志堂経解』は北宋新儒学の上に成立した宋明注疏学の集成である。近世最後の清代に入ると、経学は注疏学から脱脚し、ある程度の科学的精密さをもつ学術を展開した。『皇清経解』はその集成である。しかし、清代経学は従来の経学と全く異なるわけではない。清代経学では輯佚・目録・金石・方志・弁偽・校勘その他の諸学が発達したが、これらは従来の経学中から継承したものであり、また宋学が提出した多くの経学的疑問をも継承した。清代経学はその疑問の多くを解決したのであるが、それはむろん文献実証を本領とする考証学をその学問方法としたからである。本研究は、清代考証学の祖、顧炎武の経学と、その集大成者,阮元の経学とについての二論考およびその他の基礎作業によって、次の諸知見を得た。1.清代経学が考証学をその学問方法となし得たのは経書を基本的に歴史的産物として把握したこと。2.よって、文献批判が容易になり、文献資料の収集整理が促進されて、経学の補助学が発達したこと。3.諸学の領域・対象に適合する学問方法が開拓されたこと。ただし、清代経学はある程度の科学的精密さをもつものの、科学そのものではなく、限界がある。そこで、清代校勘学を吟味するために基礎作業をまとめておいた。それが『論語』テキストの文献整理である。なお本研究にさらに検討を加え補充し、その著書刊行を予定している。
新規無鉛圧電材料MgSiO3を用いた電荷刺激誘発型骨再生スキャホールドの開発

新規無鉛圧電材料MgSiO_3(MSO)による骨再生用スキャホールドの開発を目指し,MSO薄膜の創製技術開発を行った.RFマグネトロンスパッタ法によりSi基板上に成膜した1,2,3層のMgSiO_3薄膜の結晶方位はX線回折によりいずれも(111)方位であることが確認され,全ての試験片の圧電定数は約100 pm/Vであった.自然分極によりMgSiO_3薄膜には表面電位が誘起され,その値は積層数が増えるほど低下した.MSO薄膜に繰り返し4点曲げを与えながら薄膜上で細胞培養が行える培養装置を作製した.MSO薄膜表面には繰り返し曲げ負荷周期に応じて両振りの電位が誘起され,電位のピーク値は積層数が増えるほど上昇した.したがって,創製したMSO薄膜は骨形成を促進するコーティングに適していることが示唆された.圧電材料の圧電効果による骨形成への影響を検討するため,繰り返し圧縮変形を負荷したBaTiO_3(BTO)基材上で骨芽細胞様細胞を培養した.試験片として,分極処理したpolarized BTOおよび分極処理しないnon-polarized BTOを準備した.自然分極による表面電位には分極の有無による違いはなく,polarized BTO表面には繰り返し圧縮変形に応じて両振りの電位が誘起された.変形を与えたpolarized BTO上で培養した場合のALP活性がもっとも高くなった.一方,変形を与えない場合はALP活性に分極の有無の影響は見られなかった.これより,繰り返し圧縮変形に伴うpolarized BTOの表面電位が骨芽細胞様細胞の骨分化を促進することが示唆された.本年度は,圧電材料としてシリコン酸マグネシウム(MgSiO3)を用いた骨再生用足場材料の開発のために,MgSiO3薄膜の創製を行い,創製したMgSiO3薄膜の分極効果が骨髄細胞の分化に及ぼす影響の評価を行なった.また繰り返し圧縮負荷を与えたチタン酸バリウム上で培養した骨髄細胞の分化について評価した.RFマグネトロンスパッタ法を用いてSi基板上にMgSiO3圧電薄膜を成膜した.またMgSiO3の圧電特性の改善のために,成膜後のアニール処理条件の探索を行った.成膜されたMgSiO3圧電薄膜は,X線回折を行った結果,MgSiO3(111)方位であることが確認された.また,660度でのアニール処理が適していることが確認された.成膜されたMgSiO3圧電薄膜の表面電位を走査型プローブ顕微鏡を用いて測定した結果,MgSiO3圧電薄膜により0.8V程度の表面電位が誘起されていることが確認された.MgSiO3圧電薄膜コーティングが骨髄細胞の増殖および骨分化に及ぼす影響を評価するため,7週令オスFisherラットの大腿骨より採取した骨髄細胞をMgSiO3圧電薄膜,Si基板上で培養し,各試験材料が骨髄細胞の増殖および骨分化に与える影響を評価した.MgSiO3圧電薄膜およびSi基板上で培養した骨髄細胞のALP活性およびCa量を比較すると,MgSiO3圧電薄膜上で培養した骨髄細胞のALP活性およびCa量がわずかに高くなったが,培養6日では有意な差は見られなかった.繰り返し圧縮負荷を与えたチタン酸バリウム上で培養した骨髄細胞のALP活性およびCa量も高くなった.このことから,圧電薄膜コーティングを施すことにより,試験材料表面に表面電位が誘起され,骨髄細胞の増殖および骨分化を促進することが示唆された.新規無鉛圧電材料MgSiO_3(MSO)による骨再生用スキャホールドの開発を目指し,MSO薄膜の創製技術開発を行った.RFマグネトロンスパッタ法によりSi基板上に成膜した1,2,3層のMgSiO_3薄膜の結晶方位はX線回折によりいずれも(111)方位であることが確認され,全ての試験片の圧電定数は約100 pm/Vであった.自然分極によりMgSiO_3薄膜には表面電位が誘起され,その値は積層数が増えるほど低下した.MSO薄膜に繰り返し4点曲げを与えながら薄膜上で細胞培養が行える培養装置を作製した.MSO薄膜表面には繰り返し曲げ負荷周期に応じて両振りの電位が誘起され,電位のピーク値は積層数が増えるほど上昇した.したがって,創製したMSO薄膜は骨形成を促進するコーティングに適していることが示唆された.圧電材料の圧電効果による骨形成への影響を検討するため,繰り返し圧縮変形を負荷したBaTiO_3(BTO)基材上で骨芽細胞様細胞を培養した.試験片として,分極処理したpolarized BTOおよび分極処理しないnon-polarized BTOを準備した.自然分極による表面電位には分極の有無による違いはなく,polarized BTO表面には繰り返し圧縮変形に応じて両振りの電位が誘起された.変形を与えたpolarized BTO上で培養した場合のALP活性がもっとも高くなった.一方,変形を与えない場合はALP活性に分極の有無の影響は見られなかった.これより,繰り返し圧縮変形に伴うpolarized BTOの表面電位が骨芽細胞様細胞の骨分化を促進することが示唆された.

RFマグネトロンスパッタ法を用いてSi(100)基板上にシリコン酸マグネシウム(MSO)圧電薄膜を成膜し,MSO成膜層数が結晶組成と圧電特性におよぼす影響を評価した.1,2,3層の成膜したMSO圧電薄膜の結晶構造はX線回折によりいずれも(111)方位であることが確認され,また100 pm/V程度の圧電定数が得られた.走査型プローブ顕微鏡によりMSO圧電薄膜の表面にはMSO圧電薄膜の自然分極によりSi基板よりも高い表面電位が誘起されていることが確認されたが,その値は層数に伴い低下した.MSO圧電薄膜に4点曲げにより繰り返し変形を与えながら薄膜上で細胞培養が行える培養装置を作製した.1 Hzの周期で繰り返し曲げをMSO圧電薄膜に与え,MSO圧電薄膜表面に誘起された電位を測定した結果,負荷周期に応じて両振りの電位が誘起され,積層数に従って電位のピーク値は上昇することが確認された.分極処理したチタン酸バリウム(BTO)および分極処理しないBTOを準備した.油圧サーボ式横型疲労試験機により正弦波1 Hzで,ピーク値65 μεの繰り返し圧縮ひずみを与えたBTO上で骨芽細胞様細胞を6, 9および12日間培養した.変形を与えない場合は,Alkaline Phosphatase(ALP)活性に分極の有無の影響は見られなかった.培養9日目以降において,分極処理したBTOに変形を与えて培養した場合のALP活性がもっとも高くなった.分極しないBTOに変形を与えて培養した場合のALP活性も変形を与えなかった場合より高くなったが,分極したBTOに変形を与えて培養した場合のALP活性より低かった.このことから,繰り返し圧縮変形に伴う圧電材料の表面電位が骨芽細胞様細胞の骨芽細胞への分化を促進することが示唆された.本年度は,圧電材料としてシリコン酸マグネシウム(MgSiO3)を用いた骨再生用足場材料の開発のために,MgSiO3薄膜の創製を行い,創製したMgSiO3薄膜の生体適合性の評価および分極効果が細胞の分化に及ぼす影響の評価を行なった. RFマグネトロンスパッタ法を用いてSi(100)基板上にMgSiO3圧電薄膜を成膜した.成膜したMgSiO3圧電薄膜の結晶構造を評価するため,X線回折を行った.また,走査型プローブ顕微鏡を用いて成膜したMgSiO3圧電薄膜の表面電位の測定を行った.成膜されたMgSiO3圧電薄膜は,X線回折を行った結果,MgSiO3(111)方位であることが確認された.また,成膜されたMgSiO3圧電薄膜の表面電位を測定した結果,MgSiO3圧電薄膜により表面電位が誘起されていることが確認された.MgSiO3圧電薄膜コーティングが骨髄細胞の増殖および骨分化に及ぼす影響を評価するため,7週令オスFisherラットの大腿骨より採取した骨髄細胞をMgSiO3圧電薄膜,Si基板およびシリコンゴム上で培養し,各試験材料が骨髄細胞の増殖および骨分化に与える影響を評価した.MgSiO3圧電薄膜および生体適合性の確認されているシリコンゴム上で培養した骨髄細胞のDNA量を比較すると,MgSiO3圧電薄膜上で培養した骨髄細胞のDNA量が有意に高くなった.これより,MgSiO3圧電薄膜の生体適合性が確認された.また,MgSiO3圧電薄膜およびSi基板上で培養した骨髄細胞のALP活性およびCa量を比較すると,MgSiO3圧電薄膜上で培養した骨髄細胞のALP活性およびCa量が有意に高くなった.このことから,MgSiO3圧電薄膜コーティングを施すことにより,試験材料表面に表面電位が誘起され,骨髄細胞の増殖および骨分化を促進することが示唆された.MgSiO3薄膜の創製技術の改善を行い,高い結晶化度と均一な表面性状を有するMgSiO3薄膜を作製した.
拡張ロバスト音声認識システムの極低消費電力型LSI設計に関する研究

本研究では,(1)音響ゴーストキャンセラ手法の設計・ソフトウエア開発,(2)極低消費電力型実時間音声認識チップの設計・開発・実現を行った。(1)では,様々なエコー環境に対応できる新しい音声特徴量の設計と音声認識用Hidden Malkov Model(HMM)の学習手法を提案し,通常環境での十分なエコー耐性をもつ音声認識方式を実現した。(2)では,(1)で設計・開発した音声認識システムのハードウエア化を行った。その際に,消費電力が最小になるような低電圧化・低クロック周波数化・並列パイプライン化を行い,極低消費電力型実時間音声認識チップの設計・開発・試作を行った。本研究では,エコー環境も考慮したロバスト音声認識とその極低消費電力化LSIの実現である。そのため,本研究では次の2つのテーマに関する研究を進める。(1)オリジナル音声と室内でのエコーから発生する音響ゴーストを除去する高性能な音声認識方式の開発を行う。通常の室内環境(SN比10dB以上。近距離マイク集音。1秒以内の音響エコー環境。)で対応可能な,不特定話者による認識率の高いシステムの実現を目指す。(音響ゴーストキャンセラ手法の設計・ソフトウエア開発)(2)環境適応型並列パイプラインダイナミックアーキテクチャの新規導入とサブスレッシュホールド領域での回路デバイスを利用可能とするリコンフィグアラブルアーキテクチャの新提案により,極低消費電力(数百nW/module程度)で実時間処理(150ミリ秒以下の認識処理時間)を可能とする音声認識専用LSIシステムを実現する。(極低消費電力型実時間音声認識チップの実現)本研究では,(1)音響ゴーストキャンセラ手法の設計・ソフトウエア開発,(2)極低消費電力型実時間音声認識チップの設計・開発・実現を行った。平成20年度は、本研究プログラムの初年度であり、音響ゴーストの推定・除去手法の初期開発、サブスレッシュホールド領域で動作可能とする回路ライブラリの実現とそれによる認識モジュールの基本設計を行った。音響ゴーストキャンセラ手法の設計・ソフトウエア開発では、音響ゴースト処理に関する従来手法の調査を行った。これらは各周波数での位相回転と振幅減衰により近似表現される。雑音音声の雑音成分を抑制すると、主にゴースト成分が残った音声信号となる。ゴースト成分は、数秒にわたる長期観測区間での時間伝達関数と考えられるので、数秒間にわたる長期観測時問上での伝達関数推定を行う手法の設計を行った。極低消費電力型実時間音声認識システムの実現に関しては、観測環境(雑音SN比、エコー環境)により、データ形式を動的に変化させ、その結果、全体の演算量を削減する新技術によって、従来の最新システムより平均で1/3程度の電力削減を行うハードウエアのRTL設計を行った。さらに、より低消費電力化を実現するために、サブスレッシュホールド動作とその領域で安定動作を確実にするダイナミックアーキテクチャの新技術の検討を行った。サブスレッシュホールド領域で動作するトランジスタ回路の特性調査を行い、サブスレッシュホールド領域シミュレータ用のモデル化を行った。その回路ライブラリを利用して、認識システムの一部(フーリエ変換部分)を設計し、そのシミュレーション実験によりこ性能の評価を行い、従来のシステムに比べて、1/10程度の消費電力削減が可能であることが分かった。より消費エネルギーを削減するアーキテクチャについては、今後の課題。本年度では、音響ゴーストの推定・除去手法の設計・評価、サブスレッシュホールド領域で動作可能とする回路ライブラリを利用した認識モジュールの基本設計を行った。特に,回路レベルで実現したサブスレッシュホールド領域での回路デバイスライブラリを利用して、音声認識の基本モジュールである、音声区間検出部、音声分析部(雑音・ゴースト除去部)、音声認識部、音声棄却部の設計を行った。本システムの目的は、自然発話中の単語やフレーズの認識である。そのため、音声区間検出部は、自然発話から得られた連続音声波形より単語やフレーズの抽出を行う必要がある。これは、雑音環境下を考慮して、ピッチ推定と音声のエネルギー変化による推定を行う。音声分析部(雑音・ゴースト除去部)では、観測音声から、雑音を抑制し、音響ゴーストを削除し、その後音声の特徴であるメル周波数軸上ケプストラム係数(MFCC)を計算する。その音声の特徴を用いて、音声認識を行うのが、音声認識部である。さらに、認識した結果が、信頼に足るものであるかどうかを判断し、最終的な認識結果を求めるのが音声棄却部である。これらの各モジュールをレジスタトランスファレベル(RTL)により設計をし、動作確認を行った。次に、その各モジュールの消費電力を、上記のサブスレッシュホールド領域での回路デバイスライブラリにより計算した。RTL設計とは、VLSI設計教育研究センタ(VDEC,東京大学)のCADシステムを用いて行った。さらに、その結果を利用した回路シミュレータは、本研究室保有のCADシステムにより行い、低消費電力の評価を行った。また,一部のモジュールは,フルカスタムLSIとして設計し,TSMC社によりLSI実現し,その電力評価も行った。本年度では,音響ゴーストや各種環境雑音に耐性を持つフレーズ音声認識システムの方式構築とシステムのLSI化を行った。

回路レベルで実現したサブスレッシュホールド領域での回路デバイスライブラリを利用して,極低消費電力型の音声認識システムの設計を行った。本システムの目的は,自然発話中の単語やフレーズの認識である。そのため,音声区間検出部は,自然発話から得られた連続音声波形より単語やフレーズの抽出を行う必要がある。これは,雑音環境下を考慮して,区間検出フリーの並列型音声認識・棄却方式を新たに提案し,その実験をMATLABシミュレータ上で行った。音声棄却方式とは,対象となるフレーズや単語以外の音声が入力された場合それを自動で判断し,認識処理を実施しない機能である。音声分析部(雑音・ゴースト除去部)では,観測音声から,雑音や音響ゴーストを抑制し,その後音声の特徴であるメル周波数軸上ケプストラム係数(MFCC)を計算する。その音声の特徴を用いて,音声認識を行うのが,音声認識部である。これらの各モジュールをレジスタトランスファレベル(RTL)により設計をし,動作確認を行った。次に,その各モジュールの消費電力を,上記のサブスレッシュホールド領域での回路デバイスライブラリにより計算した。RTL設計とは,VLSI設計教育研究センタ(VDEC,東京大学)のCADシステムを用いて行った。さらに,その結果を利用した回路シミュレータは,本研究室保有のCADシステムにより行い,低消費電力の評価を行った。これらのトータルシステムをTSMC(0.25μ)により試作を行い,LSIの動作確認を行った。本年度では,音響ゴーストや各種環境雑音に耐性を持つフレーズ音声認識システム中で,棄却方式の改良と実現及びその評価を行った。本システムの目的は,自然発話中でのターゲット単語やフレーズに対する認識である。雑音環境下を考慮して,区間検出フリーの並列型音声認識・棄却方式をさらに改良し,その実験をMATLABシミュレータ上で行った。本研究の申請段階では,この棄却手法について言及していなかったが,"ターゲットとする単語"の認識とそうではない単語の棄却方式は必要であり,昨年度からその実現・改良・実装を行った。
網膜芽細胞腫発生におけるセロトニン受容体の役割

網膜芽細胞腫の発生過程におけるRB遺伝子の変異や染色体欠失を分子レベルで解析し、突然変異は父親の配偶子に偏って起きていることや母親由来の第13番染色体を失った腫瘍は増殖能が低下していることを発見し、RB遺伝子の近傍にゲノムインプリンティング(GI)の影響を受ける増殖関連遺伝子の存在が示唆された。その候補として、第13番染色体長腕のq14-q21に存在するセロトニン受容体遺伝子(HTR2)がGIの影響を受けているかを解析するために、ヒト脳由来のcDNAライブラリーよりヒトHTR2遺伝子のcDNAおよび5′上流のゲノムDNAを単離した。父由来または母由来の第13番染色体を欠失した線維芽細胞よりRNAを抽出しcDNAを作成しPCRによって遺伝子の発現を調べたところ、母親由来の染色体を失った細胞では転写産物が認められなかった。このことから、ヒトHTR2遺伝子は母由来の染色体からのみ発現されている可能性が示唆された。さらに単離したHTR2遺伝子の5′上流ゲノムDNAを用いて遺伝子のメチル化を解析したところ、母親由来の染色体を失った細胞のDNAではメチル化が認められず、母親由来の遺伝子の上流のみがメチル化を受けていることが示唆された。またこのDNA断片を用いた解析から、この遺伝子上流域におけるPvuII制限酵素配列の多型が発見され、この多型を利用することにより、遺伝病患者における連鎖解析や腫瘍における染色体の欠失等、網膜芽細胞腫の遺伝子診断や腫瘍の発生機構の解析に有用であることが明らかとなった。今後は、どのような転写因子がHTR2遺伝子の発現制御に関わっているかを調べるとともに、マウスなどの実験動物も同時に用いながらGIの機構を明らかにして行きたい。
スズ半導体検出器製作の基礎研究

スズは常温常圧下で金属のβ-Snとして安定に存在するが、低温で半導体のα-Snに同素変態を起こす。本研究ではスズ半導体検出器製作のための基礎研究として、βーSnからαーSnへの同素変態の様子を観測し、種結晶・温度・圧力といった環境条件の違いによる,αーSnへの相転移が起こる率を調べた。実験の結果、種結晶として,α-Snに格子定数の値が近いインジウムアンチモン半導体が適していること,温度はー40 °Cまで下げることで相転移の進行が早まること、高圧をかけることでスズペストになることを抑制できることなどがわかった。βスズ→αスズ相転移の環境条件を探った。1.種結晶としてゲルマニウムとInSb結晶を使用し、βスズ→αスズ相転移の発生頻度を調べた。結果、αスズの格子定数と近い値であるInSb結晶の方が2倍以上効率よく相転移を引き起こすことが分った。2.温度を5°C毎にー45°Cまで変化させられる簡易小型冷凍機を購入した。庫内にモニター用のカメラを設置して、30分毎に画像を保存できるようにした。相転移の発生頻度の温度依存性と経過時間依存性を調べた結果、ー40°Cまで温度を下げることで効率よく、短期間で相転移を起こさせることができることが分った。3.空気中と、氷圧中での変化の違いを調べた。相転移の発生頻度に大きな差は見られなかったが、空気中ではほぼ100%スズペスト(ぼろぼろに崩壊)になった。これはβ→α相転移時に結合ボンドが切られたためと考えられる。一方、表圧中では半分以上がペストにまで至らず、塊として取り出すことができた。きれいな単結晶とまではいかないが、氷圧下ではボンド切断が抑えられていると考える。また、水の不純物依存性についても調べたが優位な結果は得られなかった。4、3の結果を受けて、室温で50気圧までかけられるガス圧力容器を製作し、アルゴンガスを封入し実験を行った。ー40°C、30気圧の条件下でβ→α相転移を発生させ、結合ボンドを切る事の無い状況を作り出して結晶成長を行い、大きなα-Sn結晶を得ることを試みた。3回、計10個のサンプルで実験を行ったが、金属結晶のボンドを切ることなく結晶を得るには至っていない。α-Snへの相転移の研究を継続し、出来る限り大きなα-Sn単結晶の製作を目指した。購入した温度調整可能な冷凍庫内での相転移の様子を観察した。氷圧下で行い、外から観測できるように透明度の高い氷を作成し、カメラを2方向から設置した。α-Snへの転移の際、種結晶の接触部分からどのように転移が進むのか、場所と速度の観点から観測を行った。結果、種結晶から相転移が開始することが観測され、相転移が開始されるまでは10時間ほどかかるが、進行ははやく1時間程度で約3x3x3cm^3のスズインゴットがすべてスズペストになることがわかった。撹拌しながら作った透明度の高い氷は不純物が取り除かれ、固い氷でありその分高い氷圧がかけらていることになるが、それでもα-Snはスズペストの状態になっていた。また、種結晶をしてα-Snを使用した場合、InSb半導体結晶を使用した場合よりも相転移発生率が高いことがわかった。このようにして作成したスズペスト状のα-Snを丁寧に見て白褐色をした単結晶を取り出すことを試みたが、取り出すことはできなかった。以上のように相転移について研究を進めることができ、一定の成果を上げられたが、α-Snの単結晶を取り出すことには成功していない。半導体検出器に使用するためにはある程度大きいさのある単結晶を取り出す必要がある。相転移によって体積が27%増えることによって、結晶ボンドが切れペスト状になってしまうことを抑えて単結晶を作成することは非常に困難であることもわかった。そこで、相転移を利用せず、初めから低温でα-Snの単結晶を作成することを試みることにした。特許の論文に"理論的に"作成可能な手法が掲載されていたので、この手法を今後は試していく。スズは常温常圧下で銀白色の金属のβ-Snとして安定に存在するが,低温で同素変態を起こしα-Snになる。そのα相は半導体特性をもつ。シリコンやゲルマニウム半導体はX線やガンマ線検出器として広く用いられているが,それらよりも原子番号が大きく,バンドギャップが小さいスズ半導体を用いることができればより検出効率の高い高性能のガンマ線検出器が可能となる。そこで,スズ半導体の基礎研究として,β相からα相への相転移の研究を行った。相転移の進行には,種結晶として,α-Snに格子定数の値が近いインジウムアンチモン半導体が適していること,温度はー40 °Cまで下げることで相転移の進行が早まることがわかった。また,氷圧をかけることでスズペストになることを抑制できることもわかった。さらに,相転移開始までの時間のスズ純度依存性を調べ,99%と99,9%の純度の差で相転移速度が大きく変わることもわかった。以上のように相転移について研究を進めることができ、一定の成果を上げられたが、α-Snの単結晶を取り出すことは成功していない。相転移によって体積が27%増えることによって、結晶ボンドが切れペスト状になってしまうことを抑えて単結晶を作成するのは非常に困難であることもわかった。

そこで、発想を転換して、β-Snからα-Sn作成するのではなく、α-Snの単結晶を電気分解によって析出させる手法を試みることにした。摂氏0°Cの硫酸スズ水溶液に,陽極としてスズを、陰極として銅を用いて行った結果,β-Sn結晶が析出された。また,摂氏ー40°Cで実験を行うために,エタノールを混合した塩化スズ水容器でも行い,スズ結晶を取り出すことができた。しかし,いずれもβ-Sn結晶であった。まだ,α-Snを取り出すことはできていないが,このような電気分解を利用した方法は結晶の作製には有効であると考え,電流値を小さくして試したり,種結晶の形状を工夫したりして実験を継続している。スズは常温常圧下で金属のβ-Snとして安定に存在するが、低温で半導体のα-Snに同素変態を起こす。本研究ではスズ半導体検出器製作のための基礎研究として、βーSnからαーSnへの同素変態の様子を観測し、種結晶・温度・圧力といった環境条件の違いによる,αーSnへの相転移が起こる率を調べた。実験の結果、種結晶として,α-Snに格子定数の値が近いインジウムアンチモン半導体が適していること,温度はー40 °Cまで下げることで相転移の進行が早まること、高圧をかけることでスズペストになることを抑制できることなどがわかった。大きいα-Snへの相転移単結晶の作成には至っていない。βーSnからの相転移を利用した作成方法は困難であることが分ってきて、方向転換が必要である。27年度が最終年度であるため、記入しない。ハドロン物理学実験今後は発想を転換して、β-Snから作成するのではなく、αーSnの単結晶を初めから作成する手法を取り入れる。まず、メッキの手法を応用し、特許の論文を参考に作成研究を行う。β→α相転移の発生条件・環境を調べ、効率よく相転移を発生させることが、初めの一歩である。まず、冷凍機・高圧ガス容器・長期間モニターといった実験装置を設置・製作したことで環境が整い、実験を効率に詳細に進めることができるようになった。種結晶・温度・圧力についての理解が深まり、結晶作成のためのよりよい実験条件が分ってきた。相転移発生の効率を高めることで、実験を効率よく進める条件が整った。これまでの研究から、相転移を効率よく発生させるこができるようになったが、結晶のボンドが部分的に切られた黒色の塊、もしくはボロボロに崩壊したスズペストの状態でしか、αスズが作成できていない。β-Sn金属からα-Sn半導体への転移では結晶構造の違いにより、体積変化が伴うので、金属結晶のボンドを切ることなく結晶成長を行わせる必要がある。そのために、高圧化で種結晶から徐々に結晶成長をさせる実験を行う。温度・圧力・ガスの種類といった条件を変化させてみたり、氷圧についても、固い氷の作成など工夫を施す。また、大きい結晶の塊で作成し、αスズの結晶を取り出せないか試す。小さい単結晶でも試す。並行して、製作したα-Sn単結晶のダイオード特性測定を試みる。このための装置としてはオシロスコープ、抵抗コンデンサ回路、信号発生器である。温度を常温に戻すことなく-40°Cの冷凍温度でなんとかダイオード特性が測定出来るような外付け電気回路製作の工夫が必要である。初めは、シリコン半導体やゲルマニウム半導体のようなはっきりしたガンマ線スペクトルを取得することは困難である。