hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
我が国における非心臓性胸痛（NCCP）の実態調査とその病態の解明

非心臓性胸痛(Non Cardiac Chest Pain; NCCP)とは,心臓疾患由来でない胸痛のことをいうが,実地臨床においてある一定頻度に患者が存在していること,さらにQOLを低下させうる疾患であること,さらに医療経済の観点から,欧米では大きな医学的・社会的話題となっており,我が国においても,欧米と同様にNCCP患者は相当数いると推測される.しかし,我が国ではこの疾患に関して注目度が低く,NCCPの実態や病態についての報告はほとんどない.NCCPは,心臓カテーテル検査など多くの医療資源を費やすため,その実態を明らかにし,広く医療従事者,患者に啓発することで,不必要な検査を削減できれば医療資源の効率的抑制に寄与する可能性が高い.また,QOLを損なう疾患であることから,適切に診断していくことが求められている.そこで、NCCPの我が国での有病率に関する大規模疫学調査を行い,また実際のNCCP患者に食道機能検査を行うことにより,我が国のNCCP患者の病態の特徴を調べることを目的とした.一方で,インターネットを用いた疫学調査は,community baseの大規模な疫学調査を行うことができ,さまざまな方法論的な改良で,その信頼性は大きく高まっている.今回,一万人を対象とした大規模疫学調査を,インターネットを利用して行い,我が国のNCCPの有病率(prevalence)と,その程度,頻度,胸痛に対する精査の状況,生活の質(QOL)などの病態疫学的な詳細に関し,独自に開発した質問表を用いて調査し,その実態につき明らかにした.心臓由来でない胸痛である非心臓性胸痛(Non Cardiac Chest Pain; NCCP)は欧米では非常に大きな医学的・社会的話題となっているが、我が国では注目度が低く、その実態や病態についての報告はほとんどない。我が国においても欧米と同様にNCCP患者は相当数いると推測されるがその実態は全く明らかでない。NCCPは多くの医療資源を費やすため、その我が国での実態を明らかにし、広く医療者、患者に啓発することは医療資源の効率的抑制に寄与する可能性が高い。そこで、NCCPの我が国での有病率に関する大規模疫学調査を行い、また実際のNCCP患者に食道機能検査を行うことで我が国のNCCP患者の病態の特徴を調べることを目的としている。一方で、インターネットを用いた疫学調査は、community baseの大規模な疫学調査を行うことができ、さまざまな方法論的な改良で、その信頼性は大きく高まっている。今回,インターネットを利用し,1万人を対象として大規模疫学調査を行った。具体的には我が国のNCCPの有病率(prevalence)と,その程度,頻度,胸痛に対する精査の状況,生活の質(QOL)などの病態疫学的な詳細に関し,独自に開発した質問表を用いて調査した。現在,上記施行済みの大規模データを詳細に解析中の段階である。その次に,当院の消化器内科、循環器内科、もしくは救急外来を胸痛で受診し、心臓疾患が否定されたNCCP患者に対し食道生理機能検査を行い、我が国におけるNCCPの実態を解明する予定としている。既に、我が国のNCCPの有病率(prevalence)と、その程度、頻度、精査の状況、QOLなどの病態疫学的事項を、1万人規模の疫学調査をインターネットを用いで施行を行っており、進捗状況としては順調に進展していると判断している。非心臓性胸痛(Non Cardiac Chest Pain; NCCP)とは,心臓疾患由来でない胸痛のことをいうが,実地臨床においてある一定頻度に患者が存在していること,さらにQOLを低下させうる疾患であること,さらに医療経済の観点から,欧米では大きな医学的・社会的話題となっており,我が国においても,欧米と同様にNCCP患者は相当数いると推測される.しかし,我が国ではこの疾患に関して注目度が低く,NCCPの実態や病態についての報告はほとんどない.NCCPは,心臓カテーテル検査など多くの医療資源を費やすため,その実態を明らかにし,広く医療従事者,患者に啓発することで,不必要な検査を削減できれば医療資源の効率的抑制に寄与する可能性が高い.また,QOLを損なう疾患であることから,適切に診断していくことが求められている.そこで、NCCPの我が国での有病率に関する大規模疫学調査を行い,また実際のNCCP患者に食道機能検査を行うことにより,我が国のNCCP患者の病態の特徴を調べることを目的とした.一方で,インターネットを用いた疫学調査は,community baseの大規模な疫学調査を行うことができ,さまざまな方法論的な改良で,その信頼性は大きく高まっている.今回,一万人を対象とした大規模疫学調査を,インターネットを利用して行い,我が国のNCCPの有病率(prevalence)と,その程度,頻度,胸痛に対する精査の状況,生活の質(QOL)などの病態疫学的な詳細に関し,独自に開発した質問表を用いて調査し,その実態につき明らかにした.

現在,施行済みの大規模データを詳細に解析中であるが,その結果について国内もしくは国際学会での発表を予定している.非心臓性胸痛(Non Cardiac Chest Pain; NCCP)とは,心臓疾患由来でない胸痛のことをいうが,実地臨床においてある一定頻度に患者が存在していること,さらにQOLを低下させうる疾患であること,さらに医療経済の観点から,欧米では大きな医学的・社会的話題となっており,我が国においても,欧米と同様にNCCP患者は相当数いると推測される.しかし,我が国ではこの疾患に関して注目度が低く,NCCPの実態や病態についての報告はほとんどない.NCCPは,心臓カテーテル検査など多くの医療資源を費やすため,その実態を明らかにし,広く医療従事者,患者に啓発することで,不必要な検査を削減できれば医療資源の効率的抑制に寄与する可能性が高い.また,QOLを損なう疾患であることから,適切に診断していくことが求められている.そこで、NCCPの我が国での有病率に関する大規模疫学調査を行い,また実際のNCCP患者に食道機能検査を行うことにより,我が国のNCCP患者の病態の特徴を調べることを目的とした.一方で,インターネットを用いた疫学調査は,community baseの大規模な疫学調査を行うことができ,さまざまな方法論的な改良で,その信頼性は大きく高まっている.今回,一万人を対象とした大規模疫学調査を,インターネットを利用して行い,我が国のNCCPの有病率(prevalence)と,その程度,頻度,胸痛に対する精査の状況,生活の質(QOL)などの病態疫学的な詳細に関し,独自に開発した質問表を用いて調査し,その実態につき明らかにした.上記施行済みの大規模データの詳細な解析を行うとともに、消化器内科、循環器内科、もしくは救急外来を胸痛で受診し、心臓疾患が否定されたNCCP患者に対し、食道生理機能検査を行い、我が国におけるNCCPの実態を解明したい。引き続き,様々な方向からのデータ解析を加えるとともに,消化器内科,循環器内科,もしくは救急外来を胸痛で受診し,心臓疾患が否定されたNCCP患者に対し食道生理機能検査を行い,我が国におけるNCCPの実態とその特徴を明らかにすることを予定している.
ユーザの機能習得を手助けする自己紹介型インタフェース

本研究では、ユーザの機能習得を手助けするため、機器自身をエージェント化して説明する自己紹介型インタフェースを作成した。自己紹介型インタフェースでは、学習者と習得対象の機器との間に第三者を介するのではなく、習得対象の機器自身が自分自身の機能を説明するように振る舞わせるため、擬人化のトリガーとなる表現を取り付ける。本研究では、どの位置にどの表現を取り付けるとユーザの理解が促進されるかを検討し、エージェント化のモデルを得た。また、その結果を子供や老人の参加者を用いて評価し、結果としてユーザの学習動機がどのようなプロセスで向上するか調べた。平成25年度は、現在まで作成した擬人化デバイスを使用し、どのようなユーザに対しどのような擬人化要素が自己紹介型として受け取られるかを主に検討した。アプリケーションの対象となる自己紹介型家電として、冷蔵庫を対象としたプロトタイプを作成した。本プロトタイプでは、主に電子レンジと冷蔵庫の機能説明を対話とジェスチャを通じて行う。また、家電製品との長期的なインタラクション継続を狙うため、ゲーム理論の手法に基づいたインタラクションを自動生成し、これを用いて日常的な動作時の機器に対する印象を改善させ、擬人化手法に親しませることに取り組んだ。一方、機器に対しユーザが入力を行った動作を検知するため、人間の手の出し入れを検出し、冷蔵庫から物を入れたり出したりする動きを手の動きや扉の動きから検出するための、機器後置型センシングシステムの開発を行った。上記のセンシングシステムと、擬人化パーツを用いて作成した自己紹介型アプリケーションのプロトタイプについて多方面からの意見を得るため、ビデオゲーム開発者の集まる国内会議CEDEC2013や、マルチエージェントシステム研究、ヒューマンエージェントインタラクション研究に関わる研究者の集まるシンポジウムJAWS(デモのみ)、文化差を研究するコミュニティの集まるドイツDagstuhlでのヒューマンエージェントインタラクションのセミナーそれぞれで、システムのポスター研究発表とデモンストレーションを行った。その結果として、ユーザの年代や性別などの属性の事前調査、改良にいたるアドバイスや、具体的なアプリケーションのアイディアを得ることができた。平成26年度は、現在までに作成した擬人化デバイスを使用し、年齢(若年者・高齢者)・性別(男女)ごとに被験者を分けて、筑波大学の研究室と協力し、自己紹介型情報提示を用いた被験者実験を行った。その結果として、高齢者が若年者と比較して、擬人化エージェントに対してより多くの価値を感じること、また、高齢者と若年者が受け取るアニマシーの違いについて評価を行った。特に、音声条件に比べて高齢者の場合は、擬人化条件でインタラクションが改善されることが発見された。本結果を平成27年度に行われるロボットに関する国際会議RO-MANに投稿した。また、性差に関わる擬人化インタフェースの設計方針で留意する点についてディスカッションで得られた結果を、HCIに関わる国際会議CHIでのポスターに投稿し採択された。また、高齢者がインタフェースを使用する際に戸惑った点を含め、現在の実装の改良点が多く報告された。これらの結果を元に、個々のデバイスの設計・実装の見直しを行った。本デバイスの実装について、国際会議APSIPAでの発表を行った。また、高齢者に対する学習動機を付与するため、被験者の意図を理解するための擬人化エージェントの内部動作モデルを新たに設計し、この評価を行った。内部動作モデルの評価対象としてコミュニケーションゲームを元にしたシミュレーションを行い、被験者のモデルを持つことで相手との協調が成功することを確認した。本成果をヒューマンエージェントインタラクションに関する国内シンポジウムや人工知能に関する国際会議AAAIのワークショップにて発表した。自己紹介型インタフェースは、学習者と習得対象の機器との間に第三者を介するのではなく、習得対象の機器自身が自分自身の機能を説明するように振る舞うインタフェースである。自己紹介型のインタフェースは、ブレンデッドリアリティなどの表現を用いた情報提示を可能とし、使用者の属性に対応した認知的な手助けを行い、かつ使用者の機能取得の動機を継続させることが見込まれる。平成27年度は、前年度に行ったユーザ評価を受け、自己紹介型情報提示デバイスの改良を行った。また、芝浦工業大学の菅谷研と共同で、ブレンデッドリアリティモデルを用い、子供の生活習慣の学習支援を行うデバイスを開発し、その評価を行った。結果として、実世界上のエージェントとスクリーン上のエージェントを併設したデジタルセラピーが子供の感情移入を促し、発話を促進することが発見できた。また、被験者の意図を理解するための擬人化エージェントの内部動作モデルの評価対象として、コミュニケーションゲームを元にしたシミュレーションを引き続き行い、研究成果を発表した。さらに本研究を利用した説得手法の応用先を調べるため、社会学者、倫理学者らとともに、擬人化エージェントが利用されている現場の調査を行った。現在までの成果を人工知能学会、国際会議CHI poster、慶北大学セミナー、国際会議HCII、FUN-AIにて発表した。代表者が行っているブレンデッドリアリティ手法を用いて、児童が学習する際に感情移入がしやすく、発話数などが増えることが示された。定性的な調査を行うことで、子供の学習動機が向上することを、で間接的に示すことができているといえる。また、社会的調査の結果として、本研究で行う評価法としては長期的な評価ではなく、現場の意見を取り込んだ評価が望ましいと考えられた。よって次年度は被験者の動機に関する調査を行う予定である。全体として、研究計画の修正はあったものの、共同研究による評価や議論の結果によって、本研究の新しい用途が発見できたといえる。このため、当初の期待通りの成果が得られていると考える。本研究では自己紹介型インタフェースの研究開発を行ってきた。

自己紹介型インタフェースは、学習者と習得対象の機器との間に第三者を介するのではなく、習得対象の機器自身が自分自身の機能を説明するように振る舞うインタフェースである。これにより、学習時に介助者の存在を意識させない機能説明を可能とする。自己紹介型のインタフェースは、実世界と仮想世界上の表現を合わせたブレンデッドリアリティ表現や、使用者の属性に対応した認知的な手助けを行い、かつ使用者の機能取得の動機を継続させることが見込まれる。前年度までに、擬人化表現の位置と指示範囲の評価を行い、モデルを得ている。また、擬人化による説明がユーザの感情移入を促し、発話を促進することが確認している。こうした擬人化のモデルが、インタラクションの成果のフィードバックに遅延のある状況で、得られやすいことも分かった。本年度は、本モデルを採用した擬人化インタフェースを実際に作成し、つくば市の小学校での教育支援を行った。本業績の教育成果の一部は一般社団法人茗溪会賞を受賞した。擬人化手法を用いた説明手法が情報処理学会論文誌に、エージェントの内部動作モデルを評価するためのシミュレーションが、人工知能学会論文誌に採択された。研究成果について、人工知能学会や国際会議HRIで発表を行った。また、自己紹介型インタフェースを含めた擬人化インタフェースの研究成果について、関連研究と提案者の研究をまとめ、早川書房「AIと人類は共存できるか」という共著の一章、北京清華美術学院の「装飾」の解説記事として出版した。同時に、ASCONE2016、電子情報通信学会における招待講演を行った。本研究では、ユーザの機能習得を手助けするため、機器自身をエージェント化して説明する自己紹介型インタフェースを作成した。自己紹介型インタフェースでは、学習者と習得対象の機器との間に第三者を介するのではなく、習得対象の機器自身が自分自身の機能を説明するように振る舞わせるため、擬人化のトリガーとなる表現を取り付ける。本研究では、どの位置にどの表現を取り付けるとユーザの理解が促進されるかを検討し、エージェント化のモデルを得た。また、その結果を子供や老人の参加者を用いて評価し、結果としてユーザの学習動機がどのようなプロセスで向上するか調べた。本研究の研究目的を達成するため、自己紹介型手法が、どのようなユーザに対しどの水準まで求められるか、インタフェースを作成し、また実験によって結果を評価する必要がある。本年度は実装した。また、複数の擬人化表現が連動して、ユーザに対しそこに説明者がいるかのように感じさせるブレンデッドリアリティの手法について、どのようなアプローチが必要であるか、実験結果を元に他研究者と議論した。
ショウジョウバエ成虫原基におけるパターン形成機構の研究

本研究はキイロショウジョウバエの翅をモデル系として形態形成機構の解明を目的としている。これまでの研究により、TGF-βfamilyに属するシグナル分子decapentaplegic(dpp)の濃度勾配が位置情報を決定していると考えられている。その決定機構の解明のためにdppの発現パターンを指標として、dppにより誘導される新規遺伝子(1883)を単離した。1883はdppのシグナル伝達因子であるMother against dpp(Mad)の活性部位であるC末と弱い相同性を持っていた。dppのシグナル伝達に関与する遺伝子と1883との関係を調べるために、異所性発現の系を用い成虫原基で解析を行った結果、dppや構成的に活性化されたdppの受容体であるthickvein(tkv)そしてMadにより1883の発現が誘導されることが確認された。ところが1883の異所性発現によりdppシグナルにより誘導されるspaltやoptomotor-blind(omb)遺伝子の発現抑制および1883自身の発現抑制が観察された。成虫翅での表現形はMadを異所性発現させた場合翅が肥大するのに対し1883の場合は翅が部分的に欠失する。Madと1883を同時に発現させると正常な翅に戻り互いの表現形が無くなった。1883を異所的に発現する細胞にマーカーを同時に発現させ成虫原基においてombの発現を解析した結果、1883による抑制作用は細胞自律的であることが観察された。以上のことから1883はdppにより発現が誘導されるが、その作用はdppシグナル伝達機構に細胞自律的に抑制的に作用していると考えられる。1883による負のフィードバック制御の存在から、形態形成のメカニズムに負の制御システムが重要な役割を担っていると考えられる。
ホメオダイナミクス再生促進創薬の基礎的研究

ホメオダイナミクスは、マクロファージの分化・活性化を介する血管内皮細胞の障害と再生・修復で表現される。担い手のDAMPsの内、IL-18やadvanced glycation endproduct(AGE)、histidine-rich glycoprotein(HRG)、high mobility group box1(HMGB1)に着目し、ホメオダイナミクス破綻状態である組織障害効果と、再生誘導活性を検証した結果、マクロファージの分化・活性化の決定因子ではなく、増強因子であることがわかった。DAMPs濃度は障害範囲に比例し、この活性を制御することはホメオダイナミクス回復に有効である。High mobility group box1(HMGB1)は、免疫応答に大きく関与している。申請者らは、これまで、HMGB1が脳梗塞、アテローム性動脈硬化症などの原因因子で、抗HMGB1抗体でこれらを抑制できることを報告した。一方、ホメオダイナミクス影響下でのM2マクロファージ分化・増殖と活性化による、幹細胞の分化・増殖を含む組織修復機構が注目されているが、申請者らは、再生誘導因子としてHMGB1を特定している。本研究で、in vitro血管新生実験モデルを用いて、マクロファージ分化と血管新生への再生誘導因子の効果について検討したところ、HMGB1がマクロファージ分化後のブースターとして働くことを見いだした。これまでの分化と血管新生の機序についての見解とは異なる結果を示唆するデーターが出てきた。炎症反応における組織障害と再生誘導効果の二面性をもつと考えられてきたメディエーターについても、マクロファージ分化と血管新生への関与についての検討を行う。再生において、その機序の中心となるのは血管新生、特にニッチの新生である。ニッチの機能が幹細胞の機能を特定する。申請者らが開発して保有する、自発運動負荷による再生誘導動物モデルにおいて、脳卒中後の優れた血管再生機序が見られた。これには、視床下部のホメオスタシス中枢の活性化、さらには骨髄の構造の維持と幹細胞の増加が見られた。さらに、骨髄ニッチの新生について検討を行う。Damage associated molecular patterns(DAMP)は、炎症反応における障害と再生を通して、一貫して関与することが知られてきたが、未だ不明である。研究1年目にして、DAMPの中で最も注目されるHMGB1の障害と再生誘導機序について示唆するデーターが出てきた。また、再生誘導動物モデルにおいて、骨髄ニッチの新生を示唆するデーターが出てきた。よって、上記進捗状況と判断した。Damage-associated molecular patterns (DAMPs)の役割は多岐に及ぶが、ホメオダイナミクスを維持するメディエーターとして考えられている。DAMPsとしては、サイトカイン、ケモカイン以外にも、近年、核内蛋白質であるHigh mobility group box1(HMGB1)なども注目されている。HMGB1は、免疫応答に大きく関与している。これまで、申請者らは、抗HMGB1抗体で脳梗塞、アテローム性動脈硬化症などのホメオダイナミクス機能低下による疾患増悪を抑制できることを報告した。一方、ホメオダイナミクス影響下でのM2マクロファージ分化・増殖と活性化による、幹細胞の分化・増殖を含む組織修復機構が注目されているが、申請者らは、再生誘導因子としてHMGB1やIL-18を特定している。本研究で、in vitro血管新生実験モデルを用いて、マクロファージ分化と血管新生への再生誘導因子の効果について検討したところ、炎症反応における組織障害と再生誘導効果の二面性をもつと考えられてきたメディエーターであるHMGB1やIL-18がマクロファージ分化後のブースターとして働くことを見いだした。再生に関与する微小環境の中心となるのは血管新生、特にニッチの新生である。申請者らが開発して保有する、自発運動負荷による再生誘導動物モデルにおいて優れた血管再生機序が見られるが、同時に、視床下部のホメオスタシス中枢の活性化、骨髄ニッチ機能の著明な改善が見られた。自発運動負荷による再生誘導動物モデルにおける、局所血管新生のみならず、ニッチの新生についてマクロファージの関与が考えられたので、引き続き検討を行う。DAMPsは、炎症反応における障害と再生を通して、一貫して関与することが知られてきたが、未だ不明である。研究2年目にして、HMGB1以外にも障害と再生誘導するメディエーターとその機序について示唆するデーターが出てきた。In vitro血管新生実験モデルにおいては、炎症局所のマクロファージ分化を誘導するメディエーターとその機序を見出した。ホメオダイナミクスによる組織修復機構を示唆する予想以上の新しい知見となった。今年度論文報告準備中で、達成率95%。他のメディエーター探索と組織修復機構への関与についてさらなる検討を行う。申請者らが開発して保有する、自発運動負荷による再生誘導動物モデルにおいて脳卒中後の優れた血管再生機序が見られ、マクロファージ/ミクログリアの分化と関与が示唆された。また、再生誘導動物モデルにおいて、骨髄の構造の維持と幹細胞の増加が見られた。骨髄ニッチの新生を示唆するデーターが出てきた。特に骨髄ニッチの機能について、過去に予想されていたが実証されていない点について観察に成功した。骨髄ニッチの新生と機能について、メディエーターの解析含めた検討を行う。達成率90%。本申請研究の研究期間の検討の結果、1血管新生の条件には、Th2環境とM2 polarizationが必要であることが知られる。

血管新生in vitroモデルを用いた検討の結果、M2マクロファージ単独で血管新生能を有し、血管新生促進因子といわれるメディエーターはM2 polarization促進因子であることがわかった。これらには、先述のDAMPsが当てはまる。M2マクロファージへの分化決定には、同由来の内因性血管新生誘導性メディエーターとして知られるオステオポンチンやトロンビンが関与して、M2マクロファージの血管新生誘導効果には、同膜抗原のCD163が関与することがわかった。成果はFront Immunol.(2018)として発表して、100%達成した。2血管新生in vivoモデルを用いた検討の結果、血管新生部周囲にM2 polarization促進因子としてのHMGB1を確認した。80%達成した。3高血圧症自然発症モデル動物SHRSP (stroke-prone spontaneously hypertensive rat)を用いた長期観察では、運動群では発症以降の経過を見ると、非運動群に比べて著明に血管新生と生存率が改善し、M2マクロファージ増加とHMGB1を認めた。HMGB1は脳神経再生を誘導して生存率を向上させていることを示唆した。80%達成した。4共同研究グループで、抗HMGB1抗体にかわる、HMGB1の作用を調節しうるhistidine-rich glycoprotein(HRG)を同定してリコンビナント体を開発が出来た(PCT/JP2013/64779)。好中球活性化が血管内皮細胞障害を誘導する機序を解明し、HRGが好中球活性化を制御することを見出した。成果はEBioMedicine.(2016)として発表して、100%達成した。ホメオダイナミクスは、マクロファージの分化・活性化を介する血管内皮細胞の障害と再生・修復で表現される。担い手のDAMPsの内、IL-18やadvanced glycation endproduct(AGE)、histidine-rich glycoprotein(HRG)、high mobility group box1(HMGB1)に着目し、ホメオダイナミクス破綻状態である組織障害効果と、再生誘導活性を検証した結果、マクロファージの分化・活性化の決定因子ではなく、増強因子であることがわかった。DAMPs濃度は障害範囲に比例し、この活性を制御することはホメオダイナミクス回復に有効である。in vitro実験において、HMGB1を始めとしたDAMPは、その受容体の特性によって血管新生などの再生機序が決定されているようなので、受容体KO細胞を作製して評価を行う。in vivo実験において、骨髄ニッチの解析の為に安定した組織染色を行なう必要がある。現在のところこの実験系の確立を行なっている。
可変的骨格構築法によるガンビエロールの合成と構造活性相関研究

ガンビエロールは,食中毒シガテラの原因である有毒渦鞭毛藻Gambierdiscus toxicusの培養藻体から単離構造決定された海洋産ポリ環状エーテル毒である。マウスに対する最小致死毒性はMLD_<50>50μg/kgで強い神経毒作用を有し,その中毒症状がシガテラの主要原因毒であるシガトキシンによるものと類似していることからガンビエロールのシガテラ中毒への関与も示唆されている。G.toxicusは強力な神経毒シガトキシンやマイトトキシンを生産する渦鞭毛藻でもある。最近,ガンビエロールがブレベトキシンの電位依存性ナトリウムチャネルへの結合を弱いながら競争阻害することも明らかにされるなど,その活性発現機構の解明に関心が持たれている。しかし,天然からは極微量しか得られないことや渦鞭毛藻の培養生産性が遅いことから,天然物による構造活性相関研究を行うことは困難な状況にある。そのため,化学合成による類縁体も含めた試料の供給が望まれている。このような背景のもと、ポリ環状エーテル神経毒ガンビエロールの合成研究を実施した。ガンビエロールは6個の6員環エーテルと2個の7員環エーテルから構成されている8環性のポリ環状エーテルである。独自に開発したオキシラニルアニオン戦略による骨格構築法の考えに沿ってガンビエロールを8個のビルディングブロックから合成する計画を立案した。本年度の研究では、ガンビエロールの左半分に相当するABCDフラグメントの合成を検討した。最初にエポキシスルホンから発生させたオキシラニルアニオンを用いる合成法でD環を合成したのち、再度エポキシスルホン由来のオキシラニルアニオン合成法によってCD環を合成した。次いで、ヒドロキシ-ビニルエポキシドの6-エンド閉環反応でB環を構築し、ジチアンとエポキシドのカップリング反応、ヒドロキシケトンの還元的エーテル化反応などを行ってAを構築した。以上のように、D→C→B→A環の方向へ順に環を伸長させることによりガンビエロールのABCD環フラグメントを合成することに成功した。
高機能の化学物質を用いた, ニュートリノ実験のための液体シンチレータの開発・研究

昨年に引き続き,液体シンチレータ中へのリチウム溶解を試みた.界面活性剤を用いる場合,親水基と親油基の個数を調整でき,本実験の様に親油性物質が主な場合に最適の非イオン性界面活性剤を調べた.その結果(1)無色透明で(2)化学的に安定な候補は, POE系に限ることが分かった.また金属の溶媒抽出に用いる物質を上記(1)(2)の条件で候補を絞り込んだ.その中でトリブチルリン酸を選択し,リチウム塩を溶解させた.リチウム溶解には成功したが,約1週間でリチウムが析出する試料があり,安定性が課題であることが分かった.結局,界面活性剤の内で最も含水率が高く,従って最もリチウムを溶解可能なポリオキシエチレン(10)ノニルフェニルエーテルを使用して,液体シンチレータを作成し,その性質を調べた.その結果,リチウム濃度1.0%,減衰長65cm,発光量47%(対カムランド液体シンチレータ比)であった.これら溶解実験に並行して,数値シミュレーションを行い,含リチウム液体シンチレータをニュートリノ実験に使用する場合(特に原子炉近傍に設置し,ニュートリノの到来方向を測定する実験を想定),リチウム溶解度2.0%,発光量100%,減衰長70cmが目標となることを示した.本実験で開発した液体シンチレータはこの目標値に到達しなかったが,リチウムを同位体濃縮した試料が入手出来ることが分かった.溶解度2.0%という目標値は天然のリチウムを仮定したものであるので,仮にリチウム6を50%まで濃縮した試料を用いると,リチウム濃度は現在の40%で充分であり,発光量,減衰長ともに性能の向上が見込まれる.従って,本研究によって,この液体シンチレータを使用したニュートリノ実験の可能性が示され,大きな成果を得た.ニュートリノ実験に使用可能な液体シンチレータの開発を目指し,液体シンチレータの開発を行った.特にLiを含有した液体シンチレータの開発を行った.Li6は中性子に比較的大きな反応断面積を持ち,α崩壊するため,ニュートリノ反応(ν+p→e_++n)の中性子と陽電子の跳飛角度相関から,ニュートリノの進入角度を(統計的に)測定できる.詳細なシミュレーションによると,他の原子(例:ホウ素)では,高エネルギーガンマ線を発するため,事象点を精度よく決定できないことが分かった.また,Liを選択した場合,Li6を液体シンチレータ中に0.15%溶解させる必要があると判明した.Liはアルカリ金属であり,極性が大きい.一方液体シンチレータは有機溶媒が主成分で極性がなく,Liのような物質を液体シンチレータに含有させるのは容易でない.過去の研究成果を詳細に調べていくと,界面活性剤を使用して,Liの水溶液を液体シンチレータに含有させた例があることが判明し,この例を参考に,界面活性(ポリオキシレンオクチルフェニルエーテル,POE)を使用して,研究を行った。POEは化粧品等によく使用され,少量で優れた界面活性の力を有し,無色透明で,大量生産可能な化学物質であることから,研究対象の候補の1つとして採用した.この結果,Li6を0.03%溶解させることに成功し,一方でその液体シンチレータは透過度が65cmであることが分かった.目標とするLi6含有量に到達せず,また,ニュートリノ研究では非常に大量の液体シンチレータを使用するのであるが,その目的に比べ,透過度は十分ではなかった.これらが,今後の研究課題である.また,中性子と陽電子の角度相関を測定するためには,陽電子の事象点も精度よく測ることも必須である.この目的には.原子数の大きな物質を液体シンチレータに溶解させればよい.そこで,ヨウ化ヘキサンをベースに,プソイドクメンとジフェニルオキサゾールを混合した液体シンチレータを作成し,その性質を調べた.この液体シンチレータは液体シンチレーチとして機能するが,何らかの原因で黄色に変色し全く光量が無くなってしまう現象が見られた.これらの課題を解決すべく研究を行った.昨年に引き続き,液体シンチレータ中へのリチウム溶解を試みた.界面活性剤を用いる場合,親水基と親油基の個数を調整でき,本実験の様に親油性物質が主な場合に最適の非イオン性界面活性剤を調べた.その結果(1)無色透明で(2)化学的に安定な候補は, POE系に限ることが分かった.また金属の溶媒抽出に用いる物質を上記(1)(2)の条件で候補を絞り込んだ.その中でトリブチルリン酸を選択し,リチウム塩を溶解させた.リチウム溶解には成功したが,約1週間でリチウムが析出する試料があり,安定性が課題であることが分かった.結局,界面活性剤の内で最も含水率が高く,従って最もリチウムを溶解可能なポリオキシエチレン(10)ノニルフェニルエーテルを使用して,液体シンチレータを作成し,その性質を調べた.その結果,リチウム濃度1.0%,減衰長65cm,発光量47%(対カムランド液体シンチレータ比)であった.

これら溶解実験に並行して,数値シミュレーションを行い,含リチウム液体シンチレータをニュートリノ実験に使用する場合(特に原子炉近傍に設置し,ニュートリノの到来方向を測定する実験を想定),リチウム溶解度2.0%,発光量100%,減衰長70cmが目標となることを示した.本実験で開発した液体シンチレータはこの目標値に到達しなかったが,リチウムを同位体濃縮した試料が入手出来ることが分かった.溶解度2.0%という目標値は天然のリチウムを仮定したものであるので,仮にリチウム6を50%まで濃縮した試料を用いると,リチウム濃度は現在の40%で充分であり,発光量,減衰長ともに性能の向上が見込まれる.従って,本研究によって,この液体シンチレータを使用したニュートリノ実験の可能性が示され,大きな成果を得た.
多国籍企業の制度優位

本研究の目的は、多国籍企業の意思決定について、社会学の制度理論を使って明らかにすることであった。本研究では、進出国や地域による日本企業の海外現地法人のパフォーマンスへの影響について明らかにした。分析の結果、進出国は産業要因と同じ程度に現地法人のパフォーマンスに影響することを明らかにした。加えて、多国籍企業の進出や撤退に影響する要因について分析した。重要な発見として、多国籍企業の意思決定は、競合他社の行動に大きく影響を受けることを発見した。このような発見は、社会学的なアプローチは国際経営の研究にとってきわめて重要であることを示唆するものであった。最初に、多国籍企業による海外子会社の設立について分析した。多国籍企業による海外進出に関する研究の多くは、コストや市場規模といった経済的な要因や自社独自の戦略を重視してきた。その一方で、参入の意思決定は競合他社の過去の参入や撤退にも影響される。正当化プロセス(多くの外国企業が参入することによって、その活動や組織構造が現地の利害関係者から適正であるという評価を受けること)と、競争プロセス(多くの外国企業が参入することによって、現地の経営資源をめぐって過当競争が行われるようになること)の2つの概念を使って、企業がどのようなメカニズムで海外市場への参入を決定するのか分析した。次に、海外子会社の所有構造について分析した。現地での外部的な制度圧力が強い場合、現地から正当性を獲得する見返りとして多国籍企業は低い出資比率を受け入れることを議論する。現地市場の正当化についての情報に乏しい多国籍企業は、すでに現地に設立された競合他社の所有構造を参考にすることで、現地による正当性の要求の強さを判断する。その一方で、企業は自社のルールに基づいた組織内部における正当性を維持しようとする。その結果、海外子会社の所有構造は、組織外部からの正当性と組織内部の制度環境の正当性のバランスによって決まることを仮説とした。最後に、海外子会社の撤退の要因について、設立当初の目的を達成することによる「意図した撤退」と、設立後の予測できない出来事による「意図しない撤退」に分類した。特に、海外子会社の設立から撤退までの存続期間が、設立目的、合弁企業が設立された当初の状況、そして合弁企業が遭遇した不測の出来事の内容によって影響されることを分析した。加えて、日本企業の完全株式所有子会社と現地企業との合弁会社の撤退理由についても比較、検討した。「進出先国とその地域の違いは、海外子会社の経営成果の違いをどの程度説明するのだろうか」「現地国の制度的な環境は、海外子会社の経営成果とどのように関係するのだろうか」「海外子会社の所有構造はどのような論理で決まるのだろうか」「海外子会社の設立や撤退を決意させる動機や要因とは何だろうか」「成長著しい新興国で競争優位を築くには、どのような戦略や経営資源が必要なのだろうか」本研究は、上記のような多国籍企業の経営に関する疑問について、新制度派理論の観点から明らかにすることを目的とした。制度理論では、社会の公式的ルールと非公式的ルールが組織構造や行動を規定すると考える。公式的ルールは法律や法令など直接企業の組織や活動を規制する「規則」を示し、非公式的ルールは社会的に受け入れられている価値観など、社会的に望ましい行動の「規範」を示すものである。たとえば、企業にとって社会的責任や環境経営が重要な経営課題になっているが、どの企業もこれらの社会的な要請を無視した行動をとることはできない。社会的な価値観に反した経営行動をとれば、それが法令や規則に違反しなくても、不買運動に発展したり、ブランドイメージに悪影響を及ぼすことがある。つまり企業の経営行動や戦略は、社会的な価値観から逸脱できないのである。多国籍企業が海外進出する際に、現地国やその国内地域、あるいは現地の産業の制度環境に関する十分な情報をもたないことが多い。本研究では、そのような不確実な状況において、多国籍企業は成功している他の企業、特に同じ国に本社をおく競合他社の過去の行動や経験から学習しようとする。つまり、自社独自の戦略ではなく、競合他社の行動をシグナルとして捉え、自社の意思決定の根拠にすることがある。このような状況では、いわゆる模倣による同型化が生じ、多くの多国籍企業の経営行動や意思決定が似通ったものになることを明らかにした。産業(ポジション)、海外子会社や親会社(経営資源)、現地国(制度)による海外子会社の経営成果への影響を比較した。これまでの経営戦略研究では、産業と経営資源による事業部門の経営成果(売上高利益率)への影響を測定、比較することに注目してきた。ただし、海外子会社の経営成果は、産業や経営資源以外に、現地国の制度環境にも影響を受ける。もし、現地国の影響力が無視できないくらいに大きければ、産業や経営資源をベースとした戦略に加え、制度をベースとした戦略の重要性を示すことができる。次に、現地国の制度的な発展の度合いと海外子会社の経営成果(利益率とそのバラツキ)の関係について分析した。

前章は、「現地国間」での海外子会社の利益率の違いに注目するが、本章は「現地国内」での利益率のバラツキにも注目した。具体的には、各機関で公表されている経済的、政治的、文化的な制度データを使って各国の「制度発展指標」(institutional development index)を作成し、海外子会社の利益率とそのバラツキとの関係を分析した。さらに、日本企業の海外直接投資によるリスクとリターンを現地国ごとに可視化した「現地国のポートフォリオ」を提示した。最後に、進出した現地国の国内地域と海外子会社の経営成果の関係について調査した。この研究では、米国(先進国)と中国(新興国)の州、省、自治区、大都市を国内地域と定義し、地域による海外子会社の経営成果(利益率とそのバラツキ)への影響を、産業、海外子会社、親会社による影響と比較した。さらにサンプルを中国と米国に分類することによって、先進国と新興国の国内地域による海外子会社の経営成果への影響の強さの違いについても分析した。データの構築や分析については予想以上に進捗している。また文献レビューや仮説構築についても同様に進んでいる。その理由として、分析に使っている「海外事業活動基本調査」のデータベースに慣れ親しんでいることや、平成23年度に20万程度にもなるパネルデータの整備を終了していることもある。加えて、当該研究に対して予想以上に研究時間を費やせたことも順調に進捗している理由と考えている。本研究が予想以上に進捗している理由として、海外現地法人のデータが予想よりも早く入手できたこと、データベースの整備や加工が問題なく行えたことがあげられる。特に、神戸大学経済経営研究所が所有する「海外進出企業総覧(東洋経済新報社)」の提供を受けた。このデータベースには、日本企業の海外現地法人のパネルデータ(1986年から2010年)約40万社の情報が記載されている。本研究ではデータベースの構築が重要な要件になっていた。次に、海外現地法人の売上高利益率を目的変数とした分散構造分析が容易に進んだ。上記のように、10万サンプル以上を分析する場合には数ヶ月の分析期間が必要になる。しかし、データベースの整備が上手くできていたこともあり、予想よりも早く分析結果を導き出すことができた。さらに、本研究で必要となる文献サーベイの整理が予想以上に進んだこともあげることができる。経済新興諸国は、グローバル経済においてきわめて重要な役割を果たすようになった。これらの地域の民主化や自由化が進むにつれて、外国から膨大な投資を呼び込んでいる。このような状況において、できるだけ早いタイミングで新興国に進出して、事業を軌道に乗せることが多国籍企業にとって重要な課題になっている。しかし、新興国でのビジネスチャンスよりも、未成熟な支援業界や社会的経済基盤、不十分な知的所有権の保護、不安定な経済的・政治的政策などの不確実性やリスク要因のために、進出を躊躇する多国籍企業の経営者も多い。
データ横断的機械学習手法の理論と応用

MKL(MultipleKernelLearning)はLassoやGroupLassoを含む広いクラスの正則化学習法である.画像認識など様々な応用で用いられている.本研究では,MKLの統計的性質を一般的な枠組みで解明し,どのような正則化を用いれば最適性を有するかについて調べた.また,MKLのベイズ的変種を考察し,それが緩い条件である種の最適性を満たすことを示した.さらに,大量データにおける構造的正則化学習に有用なオンライン型のAlternatingDirectionMultiplierMethodを提案し,その収束に関する理論的な正当性を与えた.MKL(MultipleKernelLearning)はLassoやGroupLassoを含む広いクラスの正則化学習法である.画像認識など様々な応用で用いられている.本研究では,MKLの統計的性質を一般的な枠組みで解明し,どのような正則化を用いれば最適性を有するかについて調べた.また,MKLのベイズ的変種を考察し,それが緩い条件である種の最適性を満たすことを示した.さらに,大量データにおける構造的正則化学習に有用なオンライン型のAlternatingDirectionMultiplierMethodを提案し,その収束に関する理論的な正当性を与えた.スパース学習のカーネル版であるMKL(Multiple Kernel Learning)を軸にして,その性能に関する統計理論の一般化を行った.パラメトリックなスパース学習で用いられていた理論とノンパラメトリックな学習理論を融合することにより,新しいスパース学習の理論的解析を与えた.ノンパラメトリックな学習理論はカーネル学習を中心に機械学習の理論研究で重要な位置を占めてきた.スパース学習の理論解析はLassoに代表されるパラメトリックなモデルが主であり,そこへノンパラメトリックな理論を持ち込むことにより,MKLのようなノンパラメトリックなスパース学習の解析も可能になる.本研究の一つの目的であるスパース性を少し緩めた手法の理論解析として,MKLを拡張した手法の新しい性能評価を与えた.この研究によりMKLにおいてはパラメトリックな設定では現れない違いが正則化のしかたにより現れることが確認できた.また,我々の導出した性能評価はどの手法も越えられないミニマックスレートを達成していることが証明でき,それからMKLはミニマックスレートの意味で最適性を有することが確認された.また,MKLを拡張したElasticnet型正則化を持つMKLにおいて,真がスパースでないときにどのような正則化パラメータを用いれば最適であるかを理論的に考察した.さらに,MKLにおけるカーネル重みの正則化と関数のノルムに対する正則化の関係をできるだけ一般的な文脈で明らかにした.スパース学習とは異なる文脈において,二乗誤差相互情報量を用いた新しい次元削減の方法を提案し,理論的な性能評価および数値実験において提案手法の有用性を示した.MKL (Multiple Kernel Learning)はLassoやGroup Lassoを含む広い枠組みであり, L1-ノルムを正則化項とした正則化学習法であるとみなすことができる.拡張としてLp-ノルムやElasticnet型の正則化を用いた手法が提案されてきたが,興味深い事実として,近年多くの数値実験により,p>1におけるLp-MKLやElasticnet-MKLが普通のL1-MKLを精度の面で上回ることが知られるようになってきた.この事実は,Corinna CortesがICML 2009の招待講演で紹介し,広く知られるようになった.「なぜ密な学習方法が疎なL1正則化を上回るのか」という問いは非常に重要な問題である.この問いに対する理論的解答を与えるため,一般的な枠組みを構築して包括的な考察を行った.これは全ての単調増加な混合ノルム型正則化に適用できるという点で特徴的である.我々の学習レートは局所化の技術を使っており,そのため大域的なバウンドよりもタイトである.また,その枠組みによって導出されるレートがミニマクスレートを達成することも示した.そして,「なぜL1正則化を密な正則化が上回るのか」という問いへの解答として,RKHSの"複雑さ"が一様に等しいわけではないとき,密な正則化が疎なL1正則化を上回ることを示した."複雑さ"が不均一という状況は実問題では自然な設定である.また,真が疎な場合の解析も行った.Elasticnet型の正則化項に注目し,L1と比べてどのような違いがあるかを調べた.結論として,Elasticnet型正則化を使うことにより真の関数の滑らかさに応じて速い収束レートを達成できることが示された.一方,L1正則化を用いると,推定量がより疎になるため真の非ゼロ要素数に関するオーダーが小さくなることが示された.Multiple Kernel Learning(以下MKL)はLassoやGroup Lassoを含む広い枠組みであり,凸最適化によって複数のカーネル関数を取捨選択・統合する学習方法である.本年度では,MKLのベイズ的変種を提案し,その統計的性質をPAC-ベイズという手法を用いて理論的に評価した.これまでのMKLの標準的な理論解析においてはデザインにrestricted eigenvalue conditionといった強い仮定を課していた.しかし,この仮定は実際には満たされないことが多い.そこで,本研究ではMKLのベイズ的変種を考察し,それがデザインに仮定を置かずに最適収束レートを達成することを証明した.我々の証明は基本的にPAC-ベイズ法とガウシアンプロセス回帰の理論を組み合わせてなされる.既存のガウシアンプロセス回帰の統計的収束に関する理論においては,主にSobolev空間をモデルの空間として考えてきたが,我々の理論はinterpolation spaceの理論を用いてそれを一般化した.その意味で我々の手法は既存のガウシアンプロセス回帰の理論を包含するものである.

また,大量データにおける構造的正則化学習に有用なオンライン型のAlternating Direction Multiplier Method (ADMM)を提案し,その収束に関する理論的な正当性を与えた.提案方法は,基本的にADMMと確率的最適化技法との組み合わせである.確率的最適化手法の中でも特に広く用いられているオンライン型近接勾配法と双対平均化法に注目し,それら二つの手法のADMM型変種を考察した.提案手法は更新式が陽に書き下せるため計算が軽く,実装も容易である.また,提案手法の期待リスクはミニマクス最適レートを達成することを示した.計算機実験による既存手法との比較により提案手法の有用性を確かめた.MKLの理論解析は当初の予定よりも多くの重要な結果をもたらしている.事実,我々の成果は当初想定していなかった新しい知見をもたらしており,それらはNIPSやAISTATSといったトップレベル国際会議に採択され高い評価を受けている.一方,効率的な推定アルゴリズムの開発やマルチタスク学習に対する研究は現在進行中であり次年度も継続して行う方針である.24年度が最終年度であるため、記入しない。研究計画通り研究を進める.次年度からはマルチタスク学習や構造学習といった枠組みにも研究の幅を広げ,理論・アルゴリズム両方の研究を行ってゆく.アルゴリズムは適宜ソフトウェアを公開し,広く一般に使えるようにしてゆく.24年度が最終年度であるため、記入しない。
イギリス陸軍史および陸軍兵士と女性をめぐる社会史的研究

平成4年度の本研究は,平成4年11月の追加交付決定後に開始された。現段階での研究成果は以下のとおりである。1.イギリス陸軍兵士の募兵方法は20世紀初頭までvoluntaryであって,特に明文化された規定は存在しない。したがってその実態を16世紀にまでさかのぼって解明し,ミリシア(民兵隊)との連関,貧民・受刑者が兵士の供給源の1つであったことを確認し,都市部と農村部の差異について知見を得た。16世紀から18世紀までは,兵士の妻帯は特に禁止されていたわけではなく,18世紀以降に進行した兵舎(barrack)建設とともに,兵舎の収容能力と扶養の点から妻帯が徐々に否定されていったことを明らかにした。2.1をうけて,兵士に対する結婚規制策が,18世紀以降の正規軍兵力の増強と民間人住居・施設への宿泊(billeting)の減少とともに,連隊単位で決定・実行されていたこと,したがってその実態も一様ではないことを究明した。・4ヵ月間の成果は以上のとおりであり,今後は19世紀の兵士の妻帯をめぐる諸問題を追及していく予定である。
Ｓｉ量子ナノワイヤーを用いた革新的太陽電池の研究

シリカナノ粒子をマスクとした金属誘起エッチング法を用いて、直径30nmのSiナノワイヤー(Si NW)の作製に成功した。走査型顕微鏡像からは、シリカナノ粒子の直径とほぼ等しいSi NWが形成されていること、透過型電子顕微鏡像からは、形成後のSi NWがダイヤモンド構造を保っていることを確認した。次にSi NWのパッシベーション手法として原子層成長(ALD)法を提案、ALD-Al2O3をパッシベーション膜として用いることでキャリア寿命100μsec(アニール後)を実現した。最後に長さ7μmのSi NWを用いて太陽電池を作製、変換効率1.2%を達成し、当初の研究目的を達成した。環境・エネルギー問題を解決するための一つとして、現在、太陽電池が注目を集めている。太陽電池の開発においては、変換効率の向上が喫緊の課題であり、異なるバンドギャップを有する半導体を積層させ、太陽光を有効に吸収するタンデム化が高効率化の一手段としてある。本研究では地球上に豊富に存在するSiを用いて、量子構造を適用することによりバンドギャップを制御、レアメタル等の資源問題が無い高効率太陽電池を実現するためSiナノワイヤー(Si NW)に注目した。Si NWは、金属誘起エッチング法を用いて作製した。昨年度までの成果により、エッチング時のマスクとしてシリカナノ粒子を用いることで、直径30nmのSi NWの作製に成功している。本年度は、Si NWのパッシベーション技術の開発、および太陽電池作製を行った。Si NWのパッシベーション膜としては、原子層成長(ALD)法によるアルミナ(Al2O3)膜を用いた。その結果ALD法を用いることにより、アスペクト比の高いSi NWの全面をパッシベーション膜により被覆できることが示された。さらに、アルミナ製膜後アニール処理を施すことにより、少数キャリアの寿命を無被覆時の6μsから100μsまで向上できることが明らかとなった。以上の技術開発を元にSi NW太陽電池を作製した。その結果、光起電力効果を確認するとともに、アルミナ・パッシベーションを施すことで開放電圧が340mVから400mVまで向上することを確認、太陽電池動作の確認およびパッシベーション膜の有効性を示すことに成功した。現在、高効率太陽電池を実現するため、異なるバンドギャップを積層させたタンデム型太陽電池が研究されている。例えば2層タンデム太陽電池を考えた場合、トップセルのバンドギャップを1.71.8eV、ボトムセルのバンドギャップを1.1eVとすることで変換効率30%を超える太陽電池が実現できる。現在広く普及している結晶Si系太陽電池に用いられているSiのバンドギャップは約1.1eVである。従って、バンドギャップ1.71.8eVを有する材料と組み合わせることにより、理想的な2層タンデム太陽電池を実現することができる。そこで本研究では、Siを直径3nm程度の柱状にナノ加工(Si Nano-Wire: Si NW)する技術を開発し、量子効果によりバンドギャップを1.7eV程度まで広げたSi NW太陽電池を実現するための基礎技術を確立することを目的に研究を遂行した。Si NWは、金属誘起エッチング(Metal-Assisted Etching: MAE)法を用いて作製した。このとき触媒となるAgは無電解メッキにより堆積した。しかしながら無電解メッキでは、ランダムにAgが堆積するため、得られたSi NWの直径は不揃いであった。そこで直径が揃ったシリカナノ粒子をマスクに用いる方法を考案した。最初にSi基板はエチレンジアミンを用いてアミノ基(水溶液中で正に帯電)で終端、直径30nmのシリカナノ粒子はカルボキシル基(水溶液中で負に帯電)で終端した。これにより、シリカナノ粒子は静電反発力により凝集を防ぎながら、シリカナノ粒子とSi基板間には静電引力が働くことで、Si基板上にシリカナノ粒子を並べることに成功した。次にシリカナノ粒子をマスクとしてAg薄膜をスパッタ、MAEを行った。これにより、Agが付着していないシリカナノ粒子直下のみにSiが残り、直径30nmのSi NWアレイの作製に成功した。MAE法によりSi NWの作製に成功したため、次に太陽電池応用を図った。太陽電池は、p型Si基板上に形成したSi NW上に、プラズマCVD法を用いてn型アモルファスSiを堆積して作製した。変換効率は低いものの、光照射により開放電圧110 mVが得られ、Si NWが太陽電池として動作することが明瞭に示された。さらに、この太陽電池の収集効率のバイアス依存性を調べたところ、逆バイアス印加時に収集効率の向上が見られ、Si NWのパッシベーション技術の開発が重要であることが明確となり、次年度に向けた課題を明らかにすることができた。Si NW

太陽電池の特性から、Si NWの表面積が広いため、光励起された少数キャリアである電子がSi NW側面の欠陥により捕獲され、再結合することで外部に光電流として取り出されていないことが示された。従ってSi NW太陽電池の実現には、表面パッシベーション技術の開発が重要である。従来、パッシベーション膜は、プラズマCVD法などにより作製されてきた。しかしながらプラズマCVD法では、膜の前駆体は気相で生成し、基板に降り積もることで堆積する。このためこの手法では、ナノワイヤー内部までの膜堆積を期待することはできない。これを改善するため本研究では、原子層成長(Atomic Layer Deposition: ALD)法に着目して研究を遂行する。ALD法では、表面反応を利用して膜堆積が進む。このため、Si NWの内部までパッシベーション膜が堆積されると期待される。具体的には、ALD法によるAl2O3膜をSi NW太陽電池のパッシベーション膜として利用することを試みる。本年度開発したシリカナノ粒子をマスクに用いたMAE法によるSi NW形成においても、その直径は30nm程度である。そこで、熱酸化とエッチングを繰り返すことでSi NWの直径を3nm程度まで細線化することを試み、量子効果によりバンドギャップが制御可能か否かを実証する。学会等へ参加費として50万円学生へのRA経費などの謝金として35万円その他、Si NW評価費として15万円