hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
高山地域の広域熱・水フラックス算定と衛星による雪水文量抽出のための基礎研究

また,同時に含水率・粒径・密度・雪温を計測し,マイクロ波誘電特性を決定する要因を調査した。さらに2月20日には欧州リモ-トセンシング衛星との同期実験を富山県砥波市で行い,グランドトル-スデ-タを取得した。本研究では,高山地域での雪面熱収支モデルの開発と衛星マイクロ波リモートセンシングによる広域雪水文情報抽出の基礎研究として,雪面熱収支と積雪のマイクロ波誘電特性に関する比較研究を行った。1.雪面熱収支の比較研究:標高(3003400m),地形(平坦地,斜面,谷部),地被条件(森林,無林地)が異なる7箇所における融雪観測を実施し,放射,顕熱,潜熱に関する熱収支モデルを構築した。これらのモデルを用いて雪面熱収支特性を比較して結果,1)季節的には放射収支の違いが熱収支に大きな影響を及ぼす,2)空間的には,a)放射収支は標高には影響される傾向が小さいが,3400mの高所になると局所的な気象の影響により放射収支量が低下する,b)顕熱交換量は高所ほど増加するが潜熱交換量は低下する,c)谷部では日射の遮蔽があるものの,アルベド低下と長波長放射収支の増加により,放射収支は余り変わらない,d)谷部では多湿な斜面下降風のため潜熱交換量が極めて大きい,e)森林が放射収支に与える影響を,短波・長波とも森林の遮蔽率で表現される,ことが示された。2.積雪のマイクロ波誘電特性の比較研究:積雪のマイクロ波伝搬特性を表す放射・吸収・散乱すべてに関与する誘電率を,携帯型誘電率計装置(Lband,Cband)を用いて計測し,積雪の含水率および密度と水滴の付着形状との関係を調べた。さらに,既往のモデルの適合性の評価から,積雪を球形の氷粒子にレンズ状の水滴が付着した混合物と仮定し,さらにその付着形状の変化を体積含水率で表現する山本ら(1984)の式の妥当性を現地データを基に検証した。また,長岡と札幌での積雪断面観測データより,積雪のマイクロ波誘電率プロファイルの時系列変化特性を比較し,湿雪地域である長岡の誘電率プロファイルの多様性を提示した。
老人保健施設における家庭復帰にむけた介入モデル開発及びその有効性に関する研究

本研究は、要援護老人の家庭復帰を目的とする中間施設として位置づけられている老健施設において、在宅支援機能が薄れ、その存在が問われる状況のなかで、施設介護から在宅介護への円滑な移行を援助するのに適した介入モデルを開発するとともにその有効性について検討を行っている。そこで、家庭復帰に向けた介入モデルにおいて施設側の中心的役割を担うと予想される支援相談員の役割、とりわけ支援相談員インテーク技術と退所相談に焦点を当て調査を行った。調査方法としては、「入所前面接技法トレーニング」を実施場面において質問紙法による量的調査法及びグループインタビューによる質的調査法を併用して行った。調査対象は、G県内にある62ヵ所の老人保健施設に対し支援相談業務トレーニング参加者を募り、参加希望の20ヵ所の中から本研究の趣旨と目的に協力と理解が得られた11ヵ所の老健施設の支援相談業務を行う実務者37人を対象とした。トレーニングは臨床ケースマネジメントの展開過程であるインテーク(1期)、アセスメント(2期)、介入(3期)の三段階に必要な技術を中心にロールプレイや事例検討を活用したワークショップ形式で行われた。その結果、老健施設の入所者の円滑な家庭復帰を援助するためには、支援相談員が入所の初期段階から退所援助に対する明確な意識を持ち、入所者側と家族側の両面から問題を把握し、問題の明確化や心理的支援を実現するための面接技術、物理的支援を実現するための地域資源の活用が、効果的な退院援助の要素であることが明らかになった。さらに、入所中の介入として、支援相談者は、入所者へのサイコソーシャルグループ、家族へのサイコエデュケーショングループ、ファミリーカウンセリングを行い、家庭介護へ移行する際の不安を低減する等の治療的且つ問題解決的な援助などを行い、円滑な在宅への移行を積極的に支援する必要性が示唆された。1.予備調査や国内外の文献研究の結果を踏まえ、老人保健施設(以下「老健」と略す)における家庭復帰にむけた支援相談業務を、臨床ケースマネジメントの過程に当てはめた退院援助のための介入モデル(研究実施計画書参照)の開発を行った。2.群馬県内の老健(11ヵ所)の支援相談員を対象とし、相談業務技術の実態を把握するため質問紙及びインタビューによる調査を行った。その結果、(1)「施設の機能の説明」において経験年数や学歴を問わず比較的に低い評価がなされた。(2)インテーク場面おいてクライエントと家族に関する個人の情報収集の段階で面接を終了するケースが多くみられた。(3)支援相談員はインテークにおいて施設機能の説明や援助の方向性を伝える技術への不安を示していた。以上の結果から、(4)インテークにおいて支援相談員とクライエント及び家族が互いの役割を十分に理解し、家庭復帰に向けた問題解決に対するクライエントや家族の動機を強めることが、その後の退院援助過程である実際の介入に大きく影響するといえよう。また、(5)老健施設の本来の目的である高齢者の家庭復帰には、支援相談員の退院援助に関わる知識や技術の向上の必要性が示唆された。3.介入モデルのためのマニュアル作成とともに、老健の相談業務に関わる専門的知識及び技術の向上を図るため、インテークトレーニング6回、アセスメントトレーニング6回、グループワークワークショップ2回を行った。さらに、介入モデル評価の信頼性を高めるため、施設の規模(病床100床以上)、支援相談員の経歴(35年)の基準を満たした3箇所の施設に絞り、平成3年以降の入所者を対象に、(1)入所者のADL、社会適応能力度、(2)主たる介護者を対象としたQOL、満足度、介護能力、老健や支援相談員への満足度について評価を行っている。また、各施設に共通のインテークシート及びケースの経過記録用紙を作成配布し、すべてのケースについて経過追跡を行っている。

さらに、入所中の介入として、支援相談者は、入所者へのサイコソーシャルグループ、家族へのサイコエデュケーショングループ、ファミリーカウンセリングを行い、家庭介護へ移行する際の不安を低減する等の治療的且つ問題解決的な援助などを行い、円滑な在宅への移行を積極的に支援する必要性が示唆された。
金属アレルギーにおける金属間の交叉反応性について

金属アレルギーにおける金属間の交叉反応を検討するためには、再現性のある動物モデルの作製が不可欠である。そこで数々のモノクローナル抗体が得やすく、免疫系の実験操作が比較的容易であるマウスを用い、水銀に対する感作の成立の有無等の検討を行った。実験には、金属等に対し感作の成立がしやすいと報告されている近交系Balb/cマウスを用いた。まず、マウスを6群に分け、第1群は(以下paint群)5%HgCl_2(ワセリン基剤)を腹部に240時間ギブス固定し、第2群(以下コントロル群)はギブス固定のみを行った。また6群以外のBalb/cマウスの尾部にHgCl_2(エタノール溶液)を塗布、16時間後Hg^<2+>の結合した表皮細胞を採取、浮遊液(生細胞2X10^5個/ml、死細胞2.4X10^5個/1、水銀濃度709.55ppb)を作製し、第3群(以下s.c.群)には皮下に、第4群(以下i.p.群)には腹腔内に、第5群(以下i.v.群)には静脈にそれぞれ0.2mlずつ接種した。第6群は未処置のままでコントロールB群とした。各処置は12、24、48、72時間後、耳部に5%HgCl_2(エタノール溶液)を塗布、厚さの変化をマイクロメーターで確認した。その結果、実験群と計測時点間の交互作用は有意で、s.c.群とi.p.群の経時変化がコントロールBと比較し明らかに異なり、s.c.群とi.p.群の両群間で48から72時間後に耳の厚さの増加量が最大であることなど、両群での感作成立を統計的に認める事が出来た。一方paint群とコントロールA群では、ともに24時間後の耳の厚さの増加量が最大で、48、72時間後にかけて減少していることから、本実験で感作テストとして用いたVreeburgらの方法のHgCl_2濃度が、刺激反応を引き起こす可能性も考えられた。そこで13%の試薬を用い、非感作の耳部に塗布し厚さの変化を検討したところ、2%以上では48時間以降有意に厚さの増大が認められた。今後、リンパ球移入試験を用いる等さらに詳細な検討が必要であると思われた。
PLD法を用いた固体酸化物燃料電地材料の新物質探索

PLD法により,SOFCの酸素極材料として研究されているGd_<0.5>Sr_<0.5>CoO_3(GSCO)薄膜をYSZの単結晶基板上に作製し,その物性を調べた.製膜条件実験結果基板温度は室温800°Cまで変化させたが,いずれの薄膜もアモルファス状の膜となった.さらにこれらの薄摸を,空気中1050°Cで30分アニールしてみたが,薄膜のX線回折パターンは基本的には変化しなかった.今後はGSCO薄膜がアモルファスではなく,軸配向膜となるような薄膜作製条件を見出すようにしたい.次に空気極として必要な電気伝導性を持った薄膜を作製するために,製膜温度を変えた場合の電気抵抗を調べた.その結果,室温で製膜したGSCO薄膜は,MΩオーダーの電気抵抗を示したが,製膜温度を上昇させると,膜の電気抵抗が小さくなることが分かった.特に750°Cで製膜したGSCO薄膜では,室温から850°Cの領域の電気抵抗(高温抵抗)を測定すると,室温での薄膜の比抵抗は34.52mΩcmであったものが,温度上昇と共に減少し,850°Cでは1.566mΩcmとなった.さらにこのGSCO薄膜の室温77Kの電気抵抗の温度依存性を測定すると,半導体的な挙動を示した.このようにGSCO薄膜をPLD法で作製し,主に電気抵抗を調べた.しかしながら,高温抵抗を測定するために,金ペーストを薄膜に塗布して800°Cで焼付けを行い,複数回加熱を繰り返すと,抵抗が大きくなる現象が発生した.これは急速な加熱(30°C/min)によって,薄膜表面に亀裂が生じ,電気抵抗が高くなったこと考えられるが,詳しい原因は不明である.今後は薄膜の作製条件,昇温条件を変え,特性の改善を目指す.今後の課題(1)配向膜の作製.(2)薄膜作製条件の最適化(3)電解質(YSZ),燃料極(NiO)と組み合わせた単セルの制作と,SOFCとしての評価.(4)電極材料の新物質探索本年度は以下の研究成果を得た。(1)PLD薄膜作製装置の製作まずガラス製の真空チャンバーを製作し、実際にレーザーを酸化物ターゲットに照射して薄膜を作製した。ターゲットにはまず、薄膜の製作条件がはっきりしているYBa2Cu3Ozの酸化物超伝導体を用い、ガラスチャンバーでYBa2Cu3Ozの薄膜がSrTiO3単結晶基板上にきちんと積層するか確認した。次に実際のSOFCの空気極材料となるGd0.5Sr0.5CoO3の薄膜をZrO2基板上に積層した。上記の実験によりチャンバーの問題点を洗い出し、設計の改良を行なった。これらを踏まえ、ステンレスチャンバーの製作を行なった。(2)SOFC評価装置の製作PLD法で作製したSOFC材料の特性評価のため、SOFCの単セル(サイズ10mm×10mm×0.5mm)を用いたI-V特性の測定装置を自作した。具体的には開放型のカンタル線電気炉と、水素と酸素の流量を制御するマスフロコントローラーならびに現有設備のデジタルボルトメーターとデータ解析用ノートパソコンを組みあわせ、これらの装置を自作した。SOFCの空気極材料であるGd0.5Sr0.5CoO3(GSCO)の単相試料を固相反応法で合成した。具体的には、定比組成に混合したGd2O3、SrCO3、CoOの酸化物粉末を自作した電気炉中で空気中1200°Cで燒結した。この合成した燒結体試料をPLD法の薄膜作製のためのターゲット材料とした。(4)SOFCの特性評価体制の整備長岡技術大学、大阪府立大学と連携し、SOFCの交流インピーダンス、分極特性、SIMSを用いた酸素拡散の分析を行なうことのできる共同研究体制を整備した。PLD法により,SOFCの酸素極材料として研究されているGd_<0.5>Sr_<0.5>CoO_3(GSCO)薄膜をYSZの単結晶基板上に作製し,その物性を調べた.製膜条件実験結果基板温度は室温800°Cまで変化させたが,いずれの薄膜もアモルファス状の膜となった.さらにこれらの薄摸を,空気中1050°Cで30分アニールしてみたが,薄膜のX線回折パターンは基本的には変化しなかった.今後はGSCO薄膜がアモルファスではなく,軸配向膜となるような薄膜作製条件を見出すようにしたい.次に空気極として必要な電気伝導性を持った薄膜を作製するために,製膜温度を変えた場合の電気抵抗を調べた.その結果,室温で製膜したGSCO薄膜は,MΩオーダーの電気抵抗を示したが,製膜温度を上昇させると,膜の電気抵抗が小さくなることが分かった.特に750°Cで製膜したGSCO薄膜では,室温から850°Cの領域の電気抵抗(高温抵抗)を測定すると,室温での薄膜の比抵抗は34.52mΩcmであったものが,温度上昇と共に減少し,850°Cでは1.566mΩcmとなった.さらにこのGSCO薄膜の室温77Kの電気抵抗の温度依存性を測定すると,半導体的な挙動を示した.

このようにGSCO薄膜をPLD法で作製し,主に電気抵抗を調べた.しかしながら,高温抵抗を測定するために,金ペーストを薄膜に塗布して800°Cで焼付けを行い,複数回加熱を繰り返すと,抵抗が大きくなる現象が発生した.これは急速な加熱(30°C/min)によって,薄膜表面に亀裂が生じ,電気抵抗が高くなったこと考えられるが,詳しい原因は不明である.今後は薄膜の作製条件,昇温条件を変え,特性の改善を目指す.今後の課題(1)配向膜の作製.(2)薄膜作製条件の最適化(3)電解質(YSZ),燃料極(NiO)と組み合わせた単セルの制作と,SOFCとしての評価.(4)電極材料の新物質探索
脂肪滴を介した新たな転写代謝システムの解明

タンパク質恒常性(Proteostasis)を制御する転写因子Nrf1は、最近、脂質代謝調節にも関わることが明らかにされている。しかし、その詳細は解明されているとは言いがたい。本研究では、Nrf1が形成する転写代謝システムの全容解明を目指す。まず遺伝学解析に優れたショウジョウバエ解析系をモデルとして導入した。ショウジョウバエのNrf1祖先遺伝子であるCncCも同様に脂質代謝に関わるのか検討するために、CncCあるいはその変異体をショウジョウバエの脂肪組織Fat bodyに過剰発現させたところ、Nrf1にも保存されているNHB1ドメインを欠失させたCncCΔN変異体が脂肪形成を著しく減少させた。この結果は、CncCも脂肪代謝に関わること、そしてNHB1ドメインはNrf1と同様にCncCの機能を抑制していることを示す。次に、CncCΔN過剰発現による変動遺伝子を解析した結果、予想外に代謝関連遺伝子に大きな変動はなく、免疫関連遺伝子の発現が亢進していた。このことは、免疫系と脂質代謝のクロストークを示唆しているのかもしれない。一方、Nrf1ないしCncCが遺伝子発現を行うためには、NHB1ドメインによる抑制機構からの活性化が必須となる。この活性化機構を解明するために、プロテオーム解析を行った。その結果、Nrf1は、細胞質と核においてそれぞれユビキチンライゲースHrd1とβTrCPによりタンパク質分解されていることを明らかにした。さらに脱ユビキチン化酵素Usp15による核におけるNrf1安定化の拮抗メカニズムの存在も見出した。しかしながらNrf1活性化(核移行)はこれら分子機構の制御ではなく、ステロール合成の転写因子SREBPのように、タンパク質切断による小胞体からの解離にあると考えている。27年度が最終年度であるため、記入しない。哺乳類の転写因子Nrf1はタンパク質恒常性維持(Proteostasis)に関わることが明らかにされているが、近年の研究進展により、脂質代謝にも関わることが報告されている。そこで本研究では、Nrf1による脂質代謝調節機構を詳細に解明する目的で、ショウジョウバエのオルソローグ転写因子CncCをモデル系に遺伝学的解析手法を駆使し解析する。本年度は、まずCncCのアミノ末端に存在するNHB1(N-terminal Homology Box 1)ドメインが、CncCの転写因子としての機能を抑制していることを、ショウジョウバエ遺伝学的手法により明らかにした。NHB1ドメインは、哺乳類オルソローグNrf1やNrf3にも存在し、小胞体にアンカーさせることで核移行を阻害し、転写因子としての機能を抑制していることが分かっている。したがって本研究結果は、NHB1ドメインの抑制機能は進化的に保存されており、その機能的重要性を強く示唆する。さらにNHB1ドメインを欠失させた恒常的CncC活性化型であるCncCΔN変異体をショウジョウバエの脂肪組織であるfatbodyに過剰発現させると、脂肪滴の形成ならびにトリグリセリド量が低下することを見出した。この結果は、脂質代謝における生理機能が、CncCとNrf1の間でやはり種間保存されていることを示す。したがってNrf1による脂質代謝機構の詳細を解析するために、ショウジョウバエのCncCモデル系を駆使し解析することはきわめて有用であることが示された。哺乳類の転写因子Nrf1による脂質代謝調節機構を解明する目的で、ショウジョウバエのオルソローグ転写因子CncCをモデル系として利用するという本研究の当初の狙いは達成できた。

そのことを示唆するように、CncCがもつNHB1ドメインの抑制機能は、Nrf1においても高く保存されていることがわかったため、脂質代謝の制御機構も保存されている可能性を強く示唆し、解析モデル系として有用性が支持された。27年度が最終年度であるため、記入しない。ショウジョウバエCncCならびに哺乳類オルソローグNrf1による脂質代謝調節機構の解明において、これら転写因子の活性化機構ならびに活性化シグナル、そして標的遺伝子の同定が、次の重要問題として存在する。これら問題について、今後アプローチしていく。まず活性化機構に関しては、NHB1ドメインを介して小胞体に停留されているCncCあるいはNrf1は、おそらく膜局在形のタンパク質切断酵素により切断されて、小胞体から乖離するものと考えられる。さらに脂質代謝に関わる代謝シグナルがCncCあるいはNrf1の活性化シグナルとして機能し、その代謝シグナルを感知するレセプターが存在し、これもやはり小胞体膜近傍に局在する可能性が高い。このような仮説を立てる参考例としては、ステロール合成を司る転写因子SREBPの制御システムが挙げられる。この分子メカニズムを解明するために、膜タンパク質を単離するプロテオーム解析と一倍体細胞を用いた遺伝学的スクリーニング(Haploid genetic screen)を開始している。これらアプローチから同定された制御因子のさらなる機能解析により、CncCあるいはNrf1による代謝制御を発動させる代謝シグナルを解明する。さらにCncCあるいはNrf1の標的遺伝子をマイクロアレイ解析で同定する。以上の分子機構の解明は、脂質代謝の治療ターゲットとしてNrf1を活用する創薬研究にもきわめて重要な基盤的知見を与えると考える。
円管壁面上を軸方向に流出する円形噴流の流動特性に関する研究

円管の内壁面または円筒外壁面上を軸方向に沿って流出する円形噴流の流動特性を2チャンネル型熱線流速計を用いて実験的に研究した.2年間の研究期間のうち,初年度は円管内壁面に沿って流出する噴流を,また次年度は円筒外壁面に沿って流出する噴流を,研究対象の流れ場とした.そして,これらの流れの平均流特性や乱流特性を詳しく調べることによって,この種の流れの特徴を明らかにした.さらに,最近流体力学の分野にも適用されつつあるウェーブレット解析手法も採用し,流れの非定常性にも着目して研究を進めた.得られた結論の主なものは以下の通りである.1.円管の内壁面上を軸方向に沿って流出する噴流の場合(1)比較的上流では,壁面垂直方向よりも円周方向への拡散が促進される.しかし下流に進むにつれて壁面の影響を次第に受けるようになり,円周方向への拡散は弱まり,相対的に壁面垂直方向への拡散が促進される.(2)流れ方向の乱れ成分が卓越し,ついで壁面垂直方向成分と円周方向成分が同程度であり,平面壁面噴流とは大きく異なる乱れ構造を本流れ場はもつ.2.円筒の外壁面上を軸方向に沿って流出する噴流の場合(1)比較的上流では,壁面垂直方向よりも円周方向への拡散が促進される.さらに下流に進むにつれて,噴流は円筒外壁に沿って拡散することができなくなり,円筒軸と同一方向に軸をもつ大規模なはく離渦を形成するようになる.(2)このはく離渦の非定常性をウェーブレット解析した.その結果,約250msec程度の周期ではく離と壁面付着を繰り返している.円管の内壁面または円筒外壁面上を軸方向に沿って流出する円形噴流の流動特性を2チャンネル型熱線流速計を用いて実験的に研究した.2年間の研究期間のうち,初年度は円管内壁面に沿って流出する噴流を,また次年度は円筒外壁面に沿って流出する噴流を,研究対象の流れ場とした.そして,これらの流れの平均流特性や乱流特性を詳しく調べることによって,この種の流れの特徴を明らかにした.さらに,最近流体力学の分野にも適用されつつあるウェーブレット解析手法も採用し,流れの非定常性にも着目して研究を進めた.得られた結論の主なものは以下の通りである.1.円管の内壁面上を軸方向に沿って流出する噴流の場合(1)比較的上流では,壁面垂直方向よりも円周方向への拡散が促進される.しかし下流に進むにつれて壁面の影響を次第に受けるようになり,円周方向への拡散は弱まり,相対的に壁面垂直方向への拡散が促進される.(2)流れ方向の乱れ成分が卓越し,ついで壁面垂直方向成分と円周方向成分が同程度であり,平面壁面噴流とは大きく異なる乱れ構造を本流れ場はもつ.2.円筒の外壁面上を軸方向に沿って流出する噴流の場合(1)比較的上流では,壁面垂直方向よりも円周方向への拡散が促進される.さらに下流に進むにつれて,噴流は円筒外壁に沿って拡散することができなくなり,円筒軸と同一方向に軸をもつ大規模なはく離渦を形成するようになる.(2)このはく離渦の非定常性をウェーブレット解析した.その結果,約250msec程度の周期ではく離と壁面付着を繰り返している.本年度は主として,円管の内壁面に沿う噴流の拡散に及ぼす円管壁面の影響を二次元熱線流速計システムを用いた乱流計測によって調べた.実験では,円滑壁面として直径500mm,長さ1000mmのアクリルパイプを,また噴流の流出円管として直径20mm,長さ1400mmの真鍮管を用いた.そして,円管内壁面に沿う円形噴流の平均流および乱流特性をスパン方向および下流方向について調べた.得られた結果の主なものは以下の通りである.(1)各下流位置における最大速度を示す位置は下流に進むにつれて次第に減少し,噴流全体が壁面に偏向して流れるようになる.(2)拡散方向の噴流半値幅の下流方向への変化は,平板に沿う円形噴流の場合とほとんど同様である.しかし,スパン方向の噴流半値幅の下流への変化は,平板に沿う円形噴流の場合と大きく異なり,拡散がスパン方向にかなり抑制されている.(3)等速度線図から得られた結果から,噴流外縁部は壁面に沿って拡散するが,噴流中心部は円形壁面の影響を受けて,拡散が抑制されている.(4)主流方向の速度変動成分の乱れ強さは,下流に進むにつれて次第に相似になり,自己保存性が現れてくる.(5)拡散方向およびスパン方向の速度変動成分の乱れ強さの測定から,本流れ場の乱流構造は平板に沿う円形噴流の場合とは若干異なる構造である.円管の内壁面または円筒外壁面上を軸方向に沿って流出する円形噴流の流動特性を2チャンネル型熱線流速計を用いて実験的に研究した. 2年間の研究期間のうち,初年度は円管内壁面に沿って流出する噴流を,また次年度は円筒外壁面に沿って流出する噴流を,研究対象の流れ場とした.そして,これらの流れの平均流特性や乱流特性を詳しく調べることによって,この種の流れの特徴を明らかにした.さらに,最近流体力学の分野にも適用されつつあるウェーブレット解析手法も採用し,流れの非定常性にも着目して研究を進めた.

得られた結論の主なものは以下の通りである.1.円管の内壁面上を軸方向に沿って流出する噴流の場合(1)比較的上流では,壁面垂直方向よりも円周方向への拡散が促進される.しかし下流に進むにつれて壁面の影響を次第に受けるようになり,円周方向への拡散は弱まり,相対的に壁面垂直方向への拡散が促進される.(2)流れ方向の乱れ成分が卓越し,ついで壁面垂直方向成分と円周方向成分が同程度であり,平面壁面噴流とは大きく異なる乱れ構造を本流れ場はもつ.2.円筒の外壁面上を軸方向に沿って流出する噴流の場合(1)比較的上流では,壁面垂直方向よりも円周方向への拡散が促進される.さらに下流に進むにつれて,噴流は円筒外壁に沿って拡散することができなくなり,円筒軸と同一方向に軸をもつ大規模なはく離渦を形成するようになる.(2)このはく離渦の非定常性をウェーブレット解析した.その結果,約250msec程度の周期ではく離と壁面付着を繰り返している.
債券格付けに係る日・米企業評価の適正性に関する研究:会計基準改正との関りで

本研究の背景には、金融ビッグバンとともに、日本全体として信用リスクの高まりとともに、従来債券格付けに対して投資情報としての本来の意味が付与されたこと、欧米格付機関による格付けと比べて日本の格付機関による格付けが1ランク高く、日本の格付機関の格付けに対して疑念がもたれる一方で、欧米、とくにアメリカの格付機関に対する極端な反感が横行したという事実が存在する。そうした状況で、本研究グループは、1)債券格付けは債券の信用リスクに対する格付機関の意見であるから、格付機関により若干の相違があるのは当然であること、2)金融ビッグバンのプログラムにある会計基準の変更(当時はまだ退職給付会計、金融商品の時価評価施行による決算実施前)の影響を、格付機関はすでに織り込み済みであること、3)日本の格付機関は日本企業の特性をふまえた信用リスク評価を行っていること、しかし4)欧米格付機関と比べて信用リスク変化を受けた格付変更のタイミングが遅いこと(岡東稿参照)、が成果として得られた。また、研究代表者岡田は、日本の格付機関が日本企業の特性を踏まえた知財(非財務情報)をも含めて格付けを行っているが、その組み込みが明示的でないこと、を問題意識としてもち、非財務情報の研究を開始、企業評価に影響を及ぼしうる知財(非財務情報)の抽出を行った。非財務情報研究の成果は、信用リスクとしては、岡田が座長を務める(財)情報処理事業振興協会知的財産研究会において、財務情報と知財(非財務情報)を組み合わせたソフトウエア業企業の信用保証決定枠組みに適用され(同研究会中間報告参照)、現在公募を経て(株)アクセルが具体的な審査ツールを作成中である。さらに、信用リスクの把握ではないが、知的財産戦略大綱にある知的財産情報開示指針の策定に生かされつつあり、ともに今年12月には具体的成果となる見込みである。本研究は、日本の債券市場で債券の格付けないしクレジット・リスクの評価が適正に行われているかどうか、を検討することを目的とする。本研究の1つの流れとして、オフバランスの知的資産をどのようにクレジット・リスクの評価に組み込むのか、という視点がある。本研究のもともとの開始時点は1999年であり、その折には欧米格付け機関と日本の格付け機関との格付けの相違に議論が集中していた。その折には、格付け機関の見方自体の相違もあるが、日本側の格付け機関が、たとえば人材・企業間/顧客間の関係性その他オフバランスの知的資産についてよく知っておりそれを格付けに盛り込んでいるのではないか、という仮説が設定された。クレジット・リスクは株主の観点から見た企業評価以上に、個別具体的な評価が要求される。アメリカで2000年に発表されたFASB概念ステートメント第7号(FASB Statement of Concepts : Using Cash Flow Information and Present Value in Accounting Measurement,)においても、クレジット・リスクの評価にあたっては個別リスクを考慮すべき旨がかかれている。また、SECが2001年に公表した公正開示規則でも、格付け機関は規則の適用外としているが、これはひとつにはクレジット・リスク評価の個別性に配慮したものと受け止められる。本研究研究代表者は、8年にわたる知的資産研究をまとめて出版した。またメンバー平井はブランド評価モデルの作成に参画し、同じくメンバー菅原は人的資源の評価の測定を開始した。本研究の一員とはなっていないが、研究グループであった元森(東京総研代表取締役)は非公開企業の債券格付けに知的資産を組み込み、日刊工業新聞で取り上げられている。本研究課題について、クレジット・リスクと知的資産、日・米格付機関の行動という観点から研究を行ってきた。その結果、次の諸点が明らかとなった。

1)企業のもつ知的財産や人材、といった知的資産情報も、クレジット・リスクの評価に含まれる傾向がみられること、2)とくに、知的財産からもたらされる役務収益の安定性は、クレジット・アナリストには有用な投資情報であること、3)倒産企業に対して付された格付けを調査する結果、企業日・米格付機関の格付行動には、スピードの点で差がみられること(日本の倒産企業に対する倒産前一定期間の格付け変更をみると、アメリカの格付機関の方が投資情報としての格付変更、といった形での対応が早いこと)、4)、ただし、アメリカの格付機関の場合勝手格付けであったため、市場へのインパクトがあまりみられなかった、という点が指摘される。本研究の派生的効果として、岡田が知的財産戦略大綱の一環である「知的財産報告書」の様式を、経済産業省「特許・技術のディスクロージャーを考える研究会」副委員長としてとりまとめ、産業構造審議会知的財産政策部会を経て、経済産業省のパイロット・モデルとして経済産業省として発表されたことがあげられる。このパイロット・モデルは、企業が戦略的に知的財産を活用し企業革新を行う取り組みが市場で適正に評価されることを意図したもので、公正開示規則の影響がみられる機関投資家とのコミュニケーションの土台たる機能を意識したものだが、知的財産からもたらされる役務収益(ロイヤルテイ収益)と支出、知的財産取得・維持に係る費用、といったクレジット・アナリストからの視点の開示も、項目として含まれている。今後、実際にモデルを適用いただく企業ならびに市場の反応をみて、知的財産情報開示指針策定の参考とされる見込みである。
地域社会における歴史意識の現状と今日的課題―「郷土史」の危機と重層性の研究―

「郷土史」とは、アカデミズム史学と異なりその地域で暮らしている人たちによる、自分たちの住む地域の「歴史から広く民俗、社会全般に及ぶ総合研究」で、「無形資料」や生活の実感も含めた生活総合の研究と言ってよい。だが今日、全国に渡って「郷土史」の危機というべき状況が見られる。それは「郷土史」に携わる人たちの減少、郷土史団体の不振ー会員の減少、高齢化・固定化、種々の活動の停滞などーと、それらに伴う地域に残る有形無形の地域資料の継承が困難になっていく事態である。この点に鑑み、本研究では独自の視点を設定し「郷土史」の重層性の点からその現状と今日的課題を明らかにし、地域社会の歴史意識を問うていく。
自閉症児における対人技能の形成に関する行動分析学的研究

自閉症は広汎性発達障害に分類されており,認知と言語の両面での障害を有している。そのような障害に対して行動分析学に基づく訓練方法がこれまで有効とされてきた。一方,発達心理学における自閉症研究領域において,近年,自閉症の中核障害として,対人認知や対人コミュニケーションの問題を検討する研究が数多く示されてきている。これらの研究知見は,健常児あるいは自閉症以外の診断名をもつ障害児との比較研究を通じて明らかにされてきているものである。それゆえ,障害を克服するための方法論という点で未だ十分に検討されていないというのが実状である。本研究は自閉症と診断された女子1名を対象に,叙述的言語機能のひとつとされている助言ならびに質問の指導法の開発を目的として実施された。特に他者からの言語的フィードバック(「ありがとう」)により訓練を通じて獲得された質問ならびに助言が適切に表出されるかどうかという点に着目して分析を試みた。以下のような事実が明らかになった。1.対象となった自閉症女子は,他者の言語的フィードバックに応じて、助言ならびに質問を生起することが可能となった2.特に,場面に応じてとりうる反応の選択肢を視覚刺激として提示することは,助言や質問の自発的生起を促進した。3.長期間観察を続けると,助言ないしは質問を生起することが期待される場面において,適切な反応を生起しない状態も多く観察された。以上の結果について,言語フィードバックの社会的強化機能の有無との関係で検討された。
ERPを指標に用いた虚偽検出における興奮型countermeasureの効果

興奮型心理的カウンタメジャーとは,検査対象事件に関連しない質問に対して被験者が故意に特異反応を生起させるカウンタメジャーである。検査対象事件に関連する質問と関連しない質問の両方に特異反応が生起すると,二つの質問の反応に差異が見出せなくなる。そのため,被験者が検査対象事件に関連する質問に虚偽の返答をしていても,そのことを検出することができなくなる。これが興奮型心理的カウンタメジャーによる検出回避の方略である。興奮型心理的カウンタメジャーに対する頑強性については,これまで検討されていなかった。頑強性が明らかになることは,P3を指標に用いた精神生理学的虚偽検出の実務への応用可能性を評価するために重要である。そこで筆者は,P3を指標に用いた精神生理学的虚偽検出の興奮型心理的カウンタメジャーに対する頑強性を検討した。平成15年度から平成16年度の2ヵ年にわたり「科学研究費補助金(基盤研究(C)(2)15530482)ERPを指標に用いた虚偽検出における興奮型countermeasureの効果」を受けて行った研究の主要な成果は以下の通りである。1.興奮型カウンタメジャーを行うことで,興奮型心理的カウンタメジャーの対象になった非裁決刺激(以下CM対象刺激)には裁決刺激と同程度の大きな振幅のP3が生起する。そのため,CM対象刺激に対する反応も含めて判定を行う場合,興奮型心理的カウンタメジャーによって検出成功率は有意に低下する。2.CM対象刺激に対する反応を除外して判定を行うと,興奮型心理的カウンタメジャーによる検出成功率の低下はみられなくなる。3.裁決刺激には被験者にとってより重要と認識される情報を用いること,裁決刺激と非裁決刺激の識別度を低くすること,これらにより検出成功率が向上する可能性がある。3刺激oddball課題を用いた虚偽検出における興奮型countermeasure(以下CM)の効果を3つの実験を行って検討した。なお、本実験で被験者に行わせた興奮型CMは、特定の非裁決刺激(以下CM刺激)が呈示されればその呈示回数をカウントするというものである。このCMにより、裁決刺激よりも大きな振幅のP3がCM刺激に対して生起すれば、検出精度が低くなる危険性がある。本実験はこのCMにより、裁決刺激と非裁決刺激、CM刺激との振幅差がどのように変化するのか、検出精度が低下するのかを明らかにするために行われた。第1実験では自己姓を裁決刺激に用いて、CM群10名NCM群12名でP3を指標に用いた虚偽検出を行った。第2実験では、大学名を裁決刺激に用いて、CM群11名NCM群11名でP3を指標に用いた虚偽検出を行った。第3実験では、大学名を裁決刺激に用いて、CM群14名NCM群15名でP3を指標に用いた虚偽検出を行った。裁決刺激とCM刺激、それ以外の裁決刺激、標的刺激に対して生起したP3の区間平均振幅と頂点潜時を求めた。そして、裁決刺激とCM刺激、非裁決刺激に対して得られたP3振幅を比較し、裁決刺激に対して生起したP3が最大であれば検出成功という基準で判定を行った。また、P3を測定する際の課題として被験者に行わせていたボタン押し課題のRTを求めた。判定の結果、第一実験ではCM群で40%、NCM群で75%の割合で検出に成功した。第2実験ではCM群で45%、NCM群で90%の割合で検出に成功した。第3実験ではCM群で28%、NCM群で67%の割合で検出に成功した。なお、P3とボダン押し課題のRTに関しては、現在、詳細にわたり分析中である。

平成16年度は佐々木実・平伸二・松田俊興奮型カウンタメジャーでP3を指標に用いた虚偽検出が妨害できるか?日本生理心理学会第22回大会2004年6月.松田俊・佐々木実興奮型カウンタメジャーはP3を指標に用いた虚偽検出に有効か?-裁決刺激の自我関与度が低い場合-日本心理学会第68回大会2004年9月.佐々木実・松田俊興奮型カウンタメジャーはP3を指標に用いた虚偽検出に有効か?-裁決刺激の自我関与度が高い場合-日本心理学会第68回大会2004年9月以上の口頭発表を行い以下の論文を発表し、佐々木実・松田俊2004精神生理学的虚偽検出に対するカウンタメジャー広島修大論集,44,163-192.CM対象刺激に対する反応を除外して判定を行うと,興奮型心理的カウンタメジャーによる検佐々木実・松田俊虚偽検出指標としてのP3の頑強性-特定刺激に対するカウンタメジャーによる検出妨害-を、生理心理学と精神生理学に投稿した。
摩擦音の有標性に関する知覚的要因の研究

音韻現象を音声学的に説明するため、実験手法を用いて研究を行った。まず、摩擦音と閉鎖音の知覚について、日本語を母語とする成人と幼児を対象に知覚実験を行った。その結果、成人は音韻環境によって柔軟に知覚の仕方を変えることができるのに対し、幼児は成人に比べて知覚の仕方を柔軟に変えることができないことが明らかになった。また、成人に比べて幼児は刺激を摩擦音だと判断しにくい傾向をもっていたことから、幼児の音韻獲得において摩擦音が有標であることとの関連性が示唆された。次に、摩擦音の促音知覚における摩擦周波数特性の影響に関する知覚実験を、日本語母語話者を対象に行った。その結果、摩擦周波数特性がshに近い音はsに近い音に比べて促音だと判断されやすいことが明らかとなった。知覚において観察された傾向と外来語の音韻パターンの間に共通性があることから、外来語の音韻パターンに知覚的な基盤が存在することが示された。さらに、子音連続における子音の知覚しやすさを調べるための実験を行った。その結果、子音の調音点によって子音の知覚しやすさが異なることが明らかとなった。知覚実験で得られた結果は音韻的な調音点同化パターンとも共通する傾向があったことから、調音点同化のパターンに知覚的な基盤が存在することが示された。最後に、幼児の音韻獲得において、摩擦音・破擦音の獲得順序が言語によって異なる理由を調べるため、英語・中国語・日本語・韓国語を母語とする成人に対する知覚実験を行った。その結果、同じ音を聞いた場合でも、英語と中国語の話者は日本語と韓国語の話者に比べて摩擦音だと知覚しやすい傾向があり、幼児の音韻獲得順序と成人の知覚との間に相関関係が見られることがわかった。「摩擦音の方が閉鎖音よりも有標」という有標性について、自然言語の音素分布、幼児の音獲得、言語喪失(構音障害など)、歴史的音変化、方言などの幅広いデータをもとに検証し、さらに閉鎖音と摩擦音の位置的有標性についても分析した。その結果、閉鎖音と摩擦音の位置的有標性には非対称性が存在することがわかり、閉鎖音と摩擦音の有標性について議論する際には位置による影響を考慮する必要があることが明らかとなった。以上のような有標性が生じる音声学的基盤を明らかにするため、日本語話者を対象に、日常に近い環境で閉鎖音と摩擦音の知覚実験を実施した。この実験の刺激音には日本語話者が発音した二拍の無意味語を用い、音源(CDプレイヤー)と被験者との距離を1m、5m、10mと変えた場合にどのような誤りが起こるかを調べた。また、比較のために同じ刺激音を用いて実験室での対照実験も実施した。対照実験では刺激音の音圧をコンピュータで三段階に調整し、ヘツドフォンを通して提示した。その結果、日常に近い環境で実施した実験では、音源からの距離が遠くなるにつれて、摩擦音のエラーが閉鎖音のエラーに比べて起こりやすくなったが、対照実験ではこのような傾向は見られなかったので、日常に近い環境での実験の重要性が示された。また、有標性が生じる要因の一つとして知覚的要因の存在が挙げられることも明らかとなった。さらに、本年度は摩擦音と破擦音の間に生じる有標性についても予備実験を行った。この実験ではコンピュータで作成した摩擦音破擦音に至る音声の連続体を刺激音に用いて、日本語話者、英語話者、韓国語話者、中国語話者に対して聴取させ、摩擦か破擦の二択で強勢判断させた。結果、被験者の母語によって判断傾向が異なり、その異なりの度合いが幼児の音獲得などのデータと一致する傾向が見られ、やはり知覚的要因が有標性に関与している可能性があることが示唆された。前年度に得られた成果をさらに発展させるべく、阻害音について有標性および位置的有標性の分析をしたところ、閉鎖音・摩擦音については閉鎖音は摩擦音に比べ語頭で好まれやすく非語頭で好まれにくい傾向があること、破擦音は閉鎖音・摩擦音とも異なる位置的有標性を持つことが明らかとなった。さらに、こうした位置の影響が言語普遍的に観察されるか検討するために、日本語・英語の幼児や失語・構音障害・聴覚障害の人の発音などの幅広いデータの再分析・再解釈を行った結果、位置的忠実性はほぼ全てのデータについて共通した傾向が見られたのに対し、位置的有標性については現象間で傾向の違いが大きかったため、位置的有標性については更なる検証が必要であることが明らかとなった。さらに、有標性が生じる要因として知覚的要因の関係が挙げられるか否かを検討するための実験を前年度に引き続き実施した。その結果、聴取条件によって閉鎖音・摩擦音の知覚しやすさは異なり、条件によっては閉鎖音の方が摩擦音よりも知覚しやすくなる場合があることが明らかとなり、閉鎖音・摩擦音間に有標性に知覚的要因が関与している可能性が示唆された。また、有標性が生じる要因として先行研究で挙げられている3つの要因(成人の発話における音素出現頻度、視覚的要因、産出的要因)が妥当であるかどうかを検討するため、統計的検定手法を用いて有標性のデータ(幼児の音産出)とそれぞれの要因との相関を分析したところ、各要因とも有標性との相関は見られたが、相関の強さはいずれも非常に弱く、有標性が生じる理由の説明としては不十分であった。このことからも、知覚的要因による説明の重要性がより高まったと言える。

まず、摩擦音と閉鎖音の知覚について、日本語を母語とする成人と幼児を対象に知覚実験を行った。その結果、成人は音韻環境によって柔軟に知覚の仕方を変えることができるのに対し、幼児は成人に比べて知覚の仕方を柔軟に変えることができないことが明らかになった。また、成人に比べて幼児は刺激を摩擦音だと判断しにくい傾向をもっていたことから、幼児の音韻獲得において摩擦音が有標であることとの関連性が示唆された。次に、摩擦音の促音知覚における摩擦周波数特性の影響に関する知覚実験を、日本語母語話者を対象に行った。その結果、摩擦周波数特性がshに近い音はsに近い音に比べて促音だと判断されやすいことが明らかとなった。知覚において観察された傾向と外来語の音韻パターンの間に共通性があることから、外来語の音韻パターンに知覚的な基盤が存在することが示された。さらに、子音連続における子音の知覚しやすさを調べるための実験を行った。その結果、子音の調音点によって子音の知覚しやすさが異なることが明らかとなった。知覚実験で得られた結果は音韻的な調音点同化パターンとも共通する傾向があったことから、調音点同化のパターンに知覚的な基盤が存在することが示された。最後に、幼児の音韻獲得において、摩擦音・破擦音の獲得順序が言語によって異なる理由を調べるため、英語・中国語・日本語・韓国語を母語とする成人に対する知覚実験を行った。その結果、同じ音を聞いた場合でも、英語と中国語の話者は日本語と韓国語の話者に比べて摩擦音だと知覚しやすい傾向があり、幼児の音韻獲得順序と成人の知覚との間に相関関係が見られることがわかった。
高圧溶融実験によるマグマ生成における水の効果の解明

平成5年度は先に行ったパイロライト-水系の結果を考察し、それを単純化したMg_2SiO_4-MgSiO_3-H_2O系とパイロープ(Mg_3Al_2Si_3O_<12>)-H_2Oの高圧下での溶融関係を調べた。前者では、5GPa以上で液の組成が急激に変化し、MgOに富む超塩基性の液(マグマ)が生成されることがあきらかになった。また圧力領域を15GPa以上にまで広げた実験では液と共存する相にまだ結晶学的に未同定な相を発見した。この相はEPMAやX線回折や顕微赤外分析からMg-Si比が1.8ではあるが、変型スピネルに似た構造を持ち、かつ3wt%程度の水が含まれていることが判明した。これは地球深部400km以下でも安定な含水相が存在しうることを示し、こののような深部にも水のリザーバーが存在する可能性を示唆した。また後者パイロープはAlの坦体としてマントルに含まれていると推測される鉱物であり、含水相でのAlの効果を見る目的で行った実験である。ここでも水を含むことにより7.7GPaでも水を含まない場合に比べ、650°C以上融点が降下すること、および一致融解することが解った。今後は圧力範囲をより高圧側まで伸ばした実験を行うこと、およびCaを含んだ相の溶融関係を明かにし、熱力学的な解析を行って水を含んだ多成分マグマの生成環境を解明する必要がある。実験に先立ち、グラファイトがヒーターとして使用できなくなる10GPa以上の領域で金属Taヒーターを用いるため加熱システムの改良とデータ収集システムの開発を行った。
超薄型結晶Ｓｉ太陽電池の製造を可能とする大気圧プラズマ高速成膜技術の開発

超薄型結晶Si太陽電池の低コスト製造の要素技術となる大気圧プラズマプロセス(Siエピタキシャル成長および酸化)技術を開発した。大気圧プラズマCVDにおいて、プリカーサ濃度の安定したSi成長を実現するため、熱流体解析結果に基づいた水冷電極システムを開発した。これによりSiH4利用の高効率化(従来の約2倍)、低電力条件での高速成膜、および均一なin-situドーピングが可能となった。Siの大気圧Heプラズマ酸化により界面特性の優れたSiO2膜を形成し、低表面再結合速度を実現した。また、大気開放条件下でのArプラズマ酸化プロセスを開発し、He同様の優れた特性のSiO2形成条件を明らかにした。本研究では、大気圧プラズマCVD法によるSi結晶成長において、プラズマ物性と表面反応過程に関する基礎研究を行うことによって、Si成長速度とSiH_4利用効率の向上を図るとともに、多結晶SiやポーラスSi上のSiエピタキシャル成長特性を明らかにし、廉価な基板上、あるいは自立型の超薄型結晶Si太陽電池製造を可能とする大気圧プラズマ高速成膜技術の開発を行う。多結晶Si基板上でのエピタキシャル成長を可能とする条件を把握する目的で、最もエピタキシャル成長が困難な(111)面、および最も容易な(100)面について、成長特性の違いを調べた。その結果、(111)基板上で良好なエピタキシャル成長を行うためには、(100)面に比べて75°C以上高い成長温度が必要であることが分かった。これは、(111)面上の吸着原子の表面拡散が遅い(活性化エネルギーが高い)ことによる。多結晶基板上で良好なエピタキシャル成長を行うためには、成長温度の上昇、または投入電力の増加が必要になる。本研究では、高温化や電力増大ではなく、単位体積あたりのプラズマ投入電力を増加させるため、プラズマギャップの縮小を検討した。プラズマギャップと成長速度、発光分光スペクトル、膜特性の関係を調べた結果、プラズマギャップの縮小により、成長速度、ラジカル発光強度の大幅な増加が見られた。また、プラズマギャップ部への効率的な電力供給を可能とするためのVHF電力伝送路を設計し、既存の装置に組み込んだ。これにより、安定なVHF電力の供給が可能となった。超薄型Si結晶基板用に、内部にポーラスSi層を含むSi(001)基板を作製するため、ポーラスSi作製用陽極酸化装置を製作し、新たに導入した洗浄型スクラバー付ドラフトチャンバー内に設置するとともに、実験を開始した。本研究は、大気圧プラズマCVD法によるSi結晶成長において、プラズマ物性と表面反応過程に関する基礎研究を行うことによってSi成長速度とSiH_4利用効率の向上を図るとともに、多結晶SiやポーラスSi上のSiエピタキシャル成長特性、および大気圧プラズマ酸化により形成した表面パッシベーション膜の特性を明らかにし、廉価な基板上、あるいは自立型の超薄型結晶Si太陽電池の製造を可能とする大気圧プラズマ高速成膜技術を開発することを目的とする。(1)成膜条件と成膜速度および膜特性の関係解明Si成長条件と結晶性、成長速度、SiH_4利用効率の関係を調べた。成長速度の高速化には、プラズマギャップの縮小や成膜温度の上昇が有効である反面、SiH_4利用効率が低下する。そこで、電極中のSiH_4消費を防ぐための電極水冷機構を設置した。その結果、成膜速度を5倍、SiH_4利用効率を2倍に向上させることができた。(2)大気圧VHFプラズマの診断発光分光法により成膜中のSiラジカル発光強度を測定した結果、電極温度の変動に伴って発光強度が大幅に変化することが分かった。新規に設置した電極水冷機構を用いて温度制御することにより、成膜中の発光強度変動を10%以下に抑えることが可能になった。これにより、良好なドーピング特性が期待できる。(3)ガス流れの熱流体解析投入エネルギーをSi成膜に対し有効に利用するため、ガス流れ、温度分布の熱流体シミュレーションを行った。解析結果に基づいて、最適化された電極構造の設計を行った。(4)Si太陽電池作製に向けた表面パッシベーション膜の形成大気圧プラズマ酸化による表面パッシベーション膜の形成を行い、界面準位密度、表面再結合速度の測定を行った。その結果、400°Cの大気圧プラズマ酸化により、900°Cのドライ熱酸化と同等の酸化速度で、緻密性および界面特性に優れた酸化膜が形成可能であることが分かった。本研究は、大気圧プラズマCVDによるSiエピタキシャル成長特性、および大気圧プラズマ酸化による表面パッシベーション特性を明らかにし、超薄型結晶Si太陽電池の製造を可能とする大気圧プラズマプロセスを開発することを目的とする。1Si表面パッシベーション技術の開発: Arを希釈ガスとする大気圧プラズマ酸化、およびオープンエアプロセスによる酸化特性を詳しく調べた。

Ar大気圧プラズマ酸化によるSiO2/Siの界面準位密度は(1 - 3) x 1010cm-2eV-1、膜中の固定電荷密度は(3 - 6) x 1011cm-2であり、パッシベーション膜として優れた特性であった。オープンエアプロセスでは、大気中N2の混入を抑制するためのガス供給方法が見出され、密閉チャンバープロセスと同等の良好な界面特性が得られた。2Siエピタキシャル成長条件と成長速度および膜特性の関係解明:熱流体解析に基づいて設計・製作した水冷型新電極を用いることにより、プラズマ中のプリカーサー濃度の時間変動のない安定したエピタキシャル成長が可能になった。600°Cにおいて良好なSiエピタキシャル成長が可能となっており、以前の空冷型電極に比べて2倍以上のSiH4利用効率が得られた。3in situドーピング技術の開発: B2H6はSiH4に比べて熱分解温度が低いため、ドーピング濃度が電極の温度変動の影響を受け易いという問題があった。水冷型新電極の開発によりこの問題が解決され、安定なin-situドーピングが可能になった。4総括:大気圧プラズマを用いた超薄型Si太陽電池作製ための要素技術を開発し、低温プロセスの実現が原理的に可能であることを示した。特に、オープンエア大気圧Arプラズマ酸化は最も実用化に近いプロセスと考えられる。本研究は、大気圧プラズマプCVDによるSi成長において、成長速度とガス利用効率の向上を図るとともに、廉価なSi基板上のエピタキシャル成長特性、および大気圧プラズマ酸化による表面パッシベーション特性を明らかにし、超薄型結晶Si太陽電池の製造を可能とする大気圧プラズマ高速成膜技術を開発することを目的とする。1Si太陽電池構造の最適設計: p+np+構造について、種々のパラメータと変換効率の関係をシミュレーションした。その結果、光閉じ込め率>80%、ライフタイム>30μs、表面再結合速度<100cm/s、裏面再結合速度<1000cm/sであれば、セル厚さ>20μmで、22%以上の高変換効率が可能であること、および表面再結合速度の低減が重要であることが明らかになった。2成膜条件、成膜速度と膜特性の関係:プロトタイプ電極水冷機構について、ガス流れと温度分布の熱流体解析を行い、より冷却効率と温度分布の均一性に優れた電極を設計製作し、設計仕様が満足されていることを実験により確認した。3Si太陽電池用表面パッシベーション膜の形成:大気圧プラズマ酸化速度に対する直流バイアス印可効果を調べた結果、ー500 +500 Vの範囲のバイアス印可において、酸化速度は殆ど変化しないことが明らかとなった。Siの低圧プラズマ酸化は、膜中のO2-イオンの拡散律速であると報告されているのに対し、大気圧プラズマ酸化では、中性Oラジカルの拡散が律速していると考えられる。4Arガスベースのオープンエア大気圧プラズマプロセスの開発:真空排気なしのオープンエアでの大気圧プラズマ酸化特性を調べた。その結果Heの場合、これまで同様の優れた界面特性の酸化膜を形成することができた。