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カテコール開裂遺伝子と指標とした石油系炭化水素分解菌群のモニタリング

石油や有機塩素化合物により汚染された土壌,海域,地下水等のバイオレメディエーションを効率的に行うには,芳香族化合物分解菌群のモニタリングが重要となる。本研究では,様々な芳香族化合物の主要な中間代謝物であるカテコールの環開裂を担うカテコール1,2ジオキシゲナーゼ(C1,2O)及びカテコール2,3ジオキシゲナーゼ(C2,3O)をコードする遺伝子をPCRにより検出するための,遺伝子抽出法及びプライマーの設計を行った。GenBankに登録されているC12O遺伝子11種,C23O遺伝子20種の遺伝子配列データを入手し,各配列中で比較手的相同性の高い配列を相補率が低くならないように,フォワード,リバースの各プライマー候補に複数選択し,その有効性をPCRシミュレーションソフトAmplify(Ver.1.2 University of Wisonsin,1992)によるシュミレーションと実験的検討により評価した。その結果,GenBankに登録されているC12O全てとC23O遺伝子の17種を検出できるプライマーセットを作成できた。さらに環境中より分離した芳香族化合物分解菌に対して各プライマーセットを適用したところ,芳香族分解活性を有する感きょぅ微生物の50-80%を検出することができ,本プライマーの高い実用性が示された。この結果を受けて,MPN-PCRにより多様な芳香族分解菌を感度良く定量するために,様々な反応条件でPCRを行ったところ,アニーリング温度を順次下げるStepDown-PCRにより多様な菌株のカテコール分解遺伝子が増幅され,20cell以上の菌数で検出が可能であった。さらに様々な水環境試料中に存在する分解菌の定量を試みたところ,環境試料に含まれる物質や細菌よる定量阻害はなく,環境試料中の分解菌定量法が確立された。本研究成果から,バイオレメディエーションの対象環境中で,浄化微生物群を検出・定量することが可能となったものと考えられる。石油や有機塩素化合物により汚染された土壌、海域、地下水等のバイオレメディエーションを効率化するためには、芳香族化合物分解菌群のモニタリング法が必要となる。本研究では、種々の芳香族化合物の生分解がカテコールを経由する事に着目し、カテコール1,2ジオキシグナーゼ(以下C120)及びテコール2,3ジオキシグナーゼ(以下C230)をコードする遺伝子をそれそれ検出するプライマーの設計を行った。さらに、環境試料からの検出を行うための遺伝子抽出法を検討した。GenBankに登録されているC120遺伝子11種、C230遺伝子20種の遺伝子配列データを入手し、各配列中で比較的相同性の高い配列を、相補率が低くならないように、フォワード、リバースの各プライマー候補に複数選択し、その有効性をPCRシミュレーションソフトAmplify(Ver.1.2,Universityof Wisconsin,1992)によるシュミレーションと実験的検討により評価した。その結果、GenBankに登録されているC120遺伝子の全てとC230遺伝子の17種を検出出来るプライマーセットを作成できた。さらに環境中より分離した芳香族化合物分解菌に対して各プライマーセットを適用したところ、芳香族化合物分解活性を持つ環境微生物の50-80%を検出することができ、本プライマーの高い実用性が示された。続いて、水および土壌試料からのDNA抽出法について、抽出試薬、物理的細胞破砕操作、精製法などの影響を検討し、多様な水試料、土壌試料にそれぞれ適用可能なDNA抽出法を確立した。さらにMPN-PCR法を利用した目的遺伝子の定量に成功した。

以上の結果より、多様な環境試料に存在する芳香族化合物分解菌群を検出・定量することが可能となり、今後、石油系炭化水素分解菌群のモニタリングへの応用が期待できる。石油や有機塩素化合物により汚染された土壌,海域,地下水等のバイオレメディエーションを効率的に行うには,芳香族化合物分解菌群のモニタリングが重要となる。昨年度の研究で,様々な芳香族化合物の主要な中間代謝物であるカテコールの環開裂を担うカテコール1,2ジオキシゲナーゼ(C1,2O)及びカテコール2,3ジオキシゲナーゼ(C2,3O)をコードする遺伝子をPCRにより検出するための,遺伝子抽出法及びプライマーの設計を行った。この結果を受けて,本年度は分解遺伝子および分解遺伝子転写産物(mRNA)の定量法とその実用性について検討した。MPN-PCRにより多様な芳香族分解菌を感度良く定量するために,様々な反応条件でPCRを行ったところ,アニーリング温度を順次下げるStepDown-PCRにより多様な菌株のカテコール分解遺伝子が増幅され,20cell以上の菌数で検出が可能であった。さらに様々な水環境試料中に存在する分解菌の定量を試みたところ,環境試料に含まれる物質や細菌よる定量阻害はなく,環境試料中の分解菌定量法が確立された。続いて,RT-PCR法を適用することで,分解遺伝子の転写産物の定量に成功した。以上の結果を受けて,多様な微生物混合系である活性汚泥中に存在する芳香族化合物分解菌群のモニタリングを試み,分解菌群およびその代謝活性を検出・定量することに成功した。本研究成果から,バイオレメディエーションの対象環境中で,浄化微生物群とその活性を検出・定量する事が可能となったものと考えられる。
局所放射光共鳴Ｘ線散乱によるキラル液晶副次相の配向秩序決定と秩序発現機構の解明

放射光マイクロビームによる局所共鳴X線散乱の手法を開発し、キラルスメクティック液晶に現れる新しい副次相を探索し、相転移を引き起こす液晶分子間相互作用に関する有力な知見を得た。まず反強誘電相と強誘電相の間に新たに6層周期構造を持つ相を混合液晶試料に見出した。解析によればこの相は理論的に予想されていた層秩序に矛盾しない。一方電場誘起相転移の転移点近傍に12層周期の新しい相を見つけた。このような長周期の相の存在はこれまで実験的にも理論的にも予想されていなかったものであるが、解析によれば遷移相として妥当な分子配列であることが分かった。スメクティック液晶にキラリティを導入することにより層間に独特な分子配向関係を示す副次相が現れる。これらの副次相の理解のためには分子間相互作用の解明が不可欠でありそのための説明モデルも提案されているが、モデルの妥当性を検討するためには温度や電場に対する副次相の分子秩序とその相転移を精密に決定する必要がある。このために、申請者らの開発してきた局所共鳴X線散乱法を一層高度化し、世界的にもユニークな解析を行う。初年度の平成23年度は高効率2次元ピクセル型X線検出器PILATUS 100K(DECTRIS社、スイス)の導入により大幅なS/B比および測定精度の向上したシステム構築することとした。放射光X線マイクロビームステーションとして長い実績を持つシステムに本検出器を導入するとともに、検出器の制御システムを既存のマイクロビーム制御システムにTCP-P通信により統合して、既存の制御システムから検出器を制御できるようにした。また液晶の骨格部にBrを導入した新規Br含有キラル液晶の合成にも成功しており、既に放射光マイクロビームを使った基本的物性研究を開始している。制御システムから各種調整機器・測定機器を制御できるようなシステムを構築する試みを行っており、限定された条件ではあるが電場誘起相転移に伴う分子秩序の変化を明瞭にとらえることにも成功している。新規試料を用いて精密な印加電場-温度相図を作製するために、最終的には微小複屈折測定システムとの複合化を検討しており、そのため新しい光学配置、すなわち反射型の試料配置についても準備実験を開始し始めた。試料ホルダーの構成・材質・試料作製法などについて基礎データを得ている。研究代表者(飯田)と研究分担者(高西)は放射光利用実験を共同で遂行するとともに頻繁に情報を交換しており、また研究協力者(福田敦夫)とは実験結果を共有するとともに理論面からのコメントももらっている。これらの副次相発現の起源となる分子間相互作用についての理論を検証するためには副次相構造の温度・電場依存性を精密に測定する必要がある。この目的のために申請者らの開発した局所共鳴X線散乱法(RXS)を高度化し、世界的にもユニークな液晶副次相の研究を行っている。これまでに、高効率2次元ピクセル型X線検出器と高精度X線集光素子を特徴とする放射光マイクロビーム液晶解析装置を製作し、また液晶の物性測定に必要な電場や試料温度などの外部パラメータを自動制御できるシステムを完成させた。本年度も引き続き装置の改良に努めた。液晶分子の骨格部にBrを導入した新規Br含有キラル液晶と多様な副次相を示す液晶を混合した試料の局所RXS実験ではSmC*とSmCA*相の間にフラストレーション構造に関係していると思われる新規な6層周期構造を見出し、計算との比較によりその分子配列を決定した。またフェリ相・フェロ相電場誘起相転移近傍において12層にわたる長周期構造が関係しているRXS反射を見出した。3層周期フェリ相からフェロ相への電場誘起転移においてこれまで観察されたことが無い相である。フェロ相への遷移相として論理的に矛盾の無い中間相が存在することが初めて明らかにされた。一方これまで海外の研究グループのRXS実験で多く利用されてきたSe含有反強誘電液晶につき、上記Br含有液晶との分子構造の差に注目して電場誘起相転移をマイクロビームにより詳細に行ったところ、従来観測されていない長周期の新たな相がいくつか見つかった。これらはいずれも狭い電場範囲に過渡的に現れるので生成条件のパラメータを精密探索することにより、従来の反強誘電液晶の相転移理論の検証を行えるものと思われる。これらの副次相発現の原因となる分子間相互作用について提案されているモデルの妥当性を評価するためには温度や電場に対する副次相の構造を精密に決定する必要がある。この目的に最適の申請者らの開発した局所共鳴X線散乱法を高度化し、世界的にもユニークな解析を行う。

高効率2次元ピクセル型X線検出器を用いた局所共鳴X線散乱システムを構築し、放射光科学研究施設のマイクロビームシステムと統合化した。また高精度X線マイクロビーム集光素子を製作し、ほぼ理論通りの集光特性を持つ光学系が完成した。さらに液晶の物性測定用に必要な各種調整機器を自動制御できるようなシステムを構築した。このことによりマイクロビーム特性を生かして印加電圧や試料温度などの外部パラメータを制御した状態での液晶の相秩序に関する系統的測定を自動で行う仕組みが構築できた。また試料加熱用電気炉の改良に取り組み、試料の熱温度均一性の向上、配向試料作製法の改良を行った。液晶分子の骨格部にBrを導入した新規Br含有キラル液晶の合成に成功しているが、このBr含有液晶と多様な副次相を示す液晶を混合した試料の精密な印加電場ー温度相図を作製するための微小複屈折測定システムを構築した。混合試料の局所RXS実験ではSmC*とSmCA*相の間にフラストレーション構造に関係していると思われる新規な5層周期構造を見出し、計算との比較によりその分子配列を決定した(論文印刷中)。またフェリ相・フェロ相電場誘起相転移近傍においてこれまで報告されたことが無い12層にわたる長周期構造が関係していると思われるRXS反射を見出した。3層周期フェリ相からフェロ相への転移に電場下では中間相が存在することが初めて明らかにされた。交付申請書に記述した「研究実施計画」に沿って研究を進め、本研究の中心となるX線検出器の導入も順調に進み、既に実験データが得られるようになっている。25年度が最終年度であるため、記入しない。「研究実施計画」に沿って研究を進め、実験システムの構築も順調に進み、また目的の一つである新規液晶層を発見し論文にまとめている。またこれまで報告されていない長周期の相も相境界に発見されている。狭い温度範囲に現れる新しい相の探索も系統的に行っている。放射光X線マイクロビームシステムの高度化を本格化する。一つは各種外部パラメータを変化させた系統的な精密測定を自動で行う仕組みを構築する。更に試料周りの自由度を向上させるための光学系の設計製作を行う。一方Br含有液晶合成試料と混合試料の精密な印加電場-温度相図を作製するために、微小複屈折測定システムを構築するための光学系を実現する。また、本年度は実験室で必要な精度を得るための液晶混合比、温度、電場などの条件の検討も本格的に進める。平成24年度に論文にまとめた新規5層周期構造に続き、最終研究年度の平成25年度は新規液晶相の発見とその発現機構に関して実験解析検討を更に進める。フェリ相・フェロ相電場誘起相転移近傍においてこれまで報告されたことが無い12層にわたる長周期構造が関係していると思われるRXS反射を平成24年度に見出したが、平成25年度はこの構造につき電場ー温度相図に基づくより詳細な実験を行い構造とその起源を解明する。また相図に基づき相転移点近傍の新規副次相の発見に努める。更にこれまで多くのRXS実験で利用されているSe含有試料も入手しているので、これまで発見できていない新しい周期相の探索を本システムの空間分解能の高さを利用して理論家との議論の元に行う。
電場増強を用いた有機デバイス界面分子の振動スペクトル測定と電気伝導機構の解明

有機電界効果トランジスタ(OFET)は次世代のデバイスとして注目される。電圧印加時の界面における有機分子の分子構造の変化に立脚した電荷輸送の機構を解明することが重要である。ルブレン単結晶を用いたOFETについて、電圧印加に追随する反射率変化のみを抜き出す電場変調法を利用し、キャリアの吸収スペクトルを測定した。過去に報告されている光照射により生じるキャリアのスペクトルとは異なる結果が得られた。有機電界効果トランジスタ(OFET)は、新しいデバイスとして期待されているが、特性のばらつきや経時劣化など、克服すべき課題も多い。これらを克服するためには、半導体/誘電体界面の分子構造に関する理解とそれに立脚した電荷輸送機構の解明が重要である。電気伝導に無関係な分子の層の下に埋もれた界面からの微弱な信号を選択的に得ることは困難であり、界面の分子構造の情報を得られる分光測定の例はこれまで殆どなかった。和周波発生(SFG)振動分光法は埋もれた界面の分子振動スペクトルを選択的に得ることのできる手法であるが、一般的なSFG測定法では感度の点において不十分である。そこで本研究では、表面プラズモンポラリトン(SPP)を用いた赤外光の増強現象をSFGと組み合わせることで、界面で電荷を担う分子の振動スペクトルの高感度測定と、それに基づく電気伝導機構の解明を目指した。実際にSPPを用いて赤外光を増強する素子について、電界シミュレーションを用いた設計や予備実験を行ったところ、電場増強を起こす波長域が非常に狭くなってしまい、広い波長域で増強したスペクトルを得ることは現実的でないことが明らかになった。そこで、SPPによる電場増強に代わる手段として、界面に生成した電気二重層による局所電場を用いたスペクトル増強を利用する測定法を試みることにした。界面にイオンが密にしかも薄く配列し、非常に強い電場を形成するイオン液体を誘電体層として用いたデバイスのSFG測定を試みた。ミクロンオーダーの厚みの有機半導体結晶を用いる必要があり、結晶からの蛍光によるSFG信号の妨害などの問題があり、従来用いてきたSFG顕微鏡装置では測定が不可能であった。そこで、検出光学系の信号取り込み回路の大幅な改良により、蛍光を排除し、SFG信号を感度良く取得できるシステムを今年度で完成させた。有機電界効果トランジスタ(FET)は次世代のデバイスとして注目を集めているが、その動作機構に関する基礎的な理解は遅れている。界面に存在する有機分子の幾何構造、電子構造、および電位をかけて素子を動作させた時のそれらの変化を把握し、分子構造に立脚した電荷輸送の機構を解明することが重要である。和周波発生(SFG)振動分光法は埋もれた界面の分子振動スペクトルを選択的に得ることのできる手法で、この点を研究するには適したものである。本研究では、当初は表面プラズモンポラリトンを用いた赤外光の増強現象を用い、SFGと組み合わせることで、界面で電荷を担う分子の振動スペクトルの高感度測定を行うこと目標としていた。試料としては、一般的な蒸着薄膜を用いたデバイスに比べて構造欠陥が少なく高い特性を示す単結晶型デバイスを使用した。しかしながら、SFG法では、単結晶内での光の吸収や妨害信号の発生の問題が大きく、界面種の信号を検出することは困難であった。そこで、SFG法よりは界面選択性において劣るものの、これらの問題の少ない可視反射吸収法を用いる実験に切り替えた。電圧印加により界面に生じたキャリアの信号のみを得るため、電圧をパルス状に印加し、それに追随する反射率変化のみを抜き出す電場変調法を適用した。ルブレン単結晶を用いたデバイスに対し、波長450nmから850nmの可視光を照射し、電場変調スペクトルを測定した。界面での多重反射による干渉の効果がスペクトルに重なり、直接的には界面種のスペクトルが得られなかったが、これを除く解析プログラムを開発した。その結果、10-^3オーダーの吸収変化率をもつキャリア由来のスペクトルが得られた。これは、過去に報告されている光照射により生じるキャリアのスペクトルは異なったものとなった。
薄膜のフォノン集束効果を利用したフォノンプリズムの分解能の理論的解析

本研究の目的は、半導体薄膜の音響フォノンのフォノン集束効果を利用して、音響フォノンのプリズムを作製するための基本研究であった。研究の対象は当初薄膜のみであったが、その後の展開で準1次元半導体細線についても調べた。以下に、その結果の概要を示す。[1]GaAsおよびInAsの薄膜のラム波の分散関係を振動モードを、共鳴超音波スぺクトルスコピー法で用いられるxyzアルゴリズムを用いて導出した。その結果、ラム波の分散関係は、その波長が薄膜と同程度を境にして、フォノンの波数べクトル方向に関する依存性が著しく変化する事が明らかとなった。このため、音速の方向依存性が著しく変化し、フォノン集束効果により、フォノンのスぺクトルに応じてフォノンの伝播方向が変わることを示すことに成功した。この結果は予想通りであった。しかしながら、フォノンモードの分離において困難な点があることが明らかとなった。薄膜の厚さ方向の波数べクトルの量子化のため、分散関係にサプバンドが生じる。これらのサブバンドに属するフォノンは同じ分極を持ち、それらの分散関係は少しずつ異なる。このため、あるー定周波数のフォノンを励起した場合、複数のフォノンモードが一斉に励起され、フォノンのプリズム効果はみられるが。その分離をする事が困難になる。分離の方法および、この薄膜を利用したフォノン集束効果の応用については、今なお検討中である。[2]フォノン集束効果は音速の異方性に起因しているため。ー般に2次元以上で意味があると考えられるが、準1次元系である量子細線などにおいても、結晶の弾性的異方性は依然として存在し、フォノンの伝播に影響を及ぼしているはずである。これを解析するため、グリーン関数をもちいて弾性エネルギーの伝播を実空間で調べることにより、フォノン集束効果を調べた。低周波数では、フォノン集束効果は期待できないが、周波数の高振動数側へ移行してゆくに従い、1次元から3次元への集束パターンが現れると期待された。得られた集束パターンは周波数の増加に対して変化を示したが、3次元系でみられるような明らかなパターンは現れなかった。この原因として、計算機のメモリ上の制約のため、フォノンモードの数が10程度と少ないことが上げられる。この試みに対応する実験は、これまでに行われていない。今後、実験を促しうるような結果を出すべく検討を重ねる。本年度は,無限に広がった半導体薄膜および無限の長さの細線構造におけるフォノンの伝播を解析した。1.薄膜のフォノンモードはラム波として知られており、その分散関係は薄膜の膜厚に依存して分散性を示す。この分散性はフォノンの伝播方向に依存して変化するため、フォノンの波長がこの膜厚と同程度になったときに、集束効果が変調を受け、その集束する方向が周波数(波長)とともに変化する。本年は、この集束方向の周波数依存性を明らかにした。

その結果、予想通りの依存性を示したが、フォノンのそれぞれのサブバンドに対応して異なる集束方向が現れた。デバイスとして用いるためには。さらに、これらのサブバンドから特定のものを選択して、利用しなければならない。フォノンの励起方法を考慮する必要がある。2.薄膜と平行して、細線構造のフォノン集東効果を調べた。構造が準1次元であるため、グリーン関数を用いて、実空間でのエネルギー伝播を定式化し、フォノンの伝播を調べた。その結果、弾性的な異方性により、準1次元構造においてもフォノンの伝播に影響が現れたが、集束効果を判断するには至らなかった。これは、より定量的な議論にはフォノンサブバンドをできる限り多く考慮する必要があるが、計算に要するメモリの制限によるためである。本研究の目的は、半導体薄膜の音響フォノンのフォノン集束効果を利用して、音響フォノンのプリズムを作製するための基本研究であった。研究の対象は当初薄膜のみであったが、その後の展開で準1次元半導体細線についても調べた。以下に、その結果の概要を示す。[1]GaAsおよびInAsの薄膜のラム波の分散関係を振動モードを、共鳴超音波スペクトルスコピー法で用いられるxyzアルゴリズムを用いて導出した。その結果、ラム波の分散関係は、その波長が薄膜と同程度を境にして、フォノンの波数ベクトル方向に関する依存性が著しく変化する事が明らかとなった。このため、音速の方向依存性が著しく変化し、フォノン集束効果により、フォノンのスペクトルに応じてフォノンの伝播方向が変わることを示すことに成功した。この結果は予想通りであった。しかしながら、フォノンモードの分離において困難な点があることが明らかとなった。薄膜の厚さ方向の波数ベクトルの量子化のため、分散関係にサブバンドが生じる。これらのサブバンドに属するフォノンは同じ分極を持ち、それらの分散関係は少しずつ異なる。このため、ある一定周波数のフォノンを励起した場合、複数のフォノンモードが一斉に励起され、フォノンのプリズム効果はみられるが。その分離をする事が困難になる。分離の方法および、この薄膜を利用したフォノン集束効果の応用については、今なお検討中である。[2]フォノン集束効果は音速の異方性に起因しているため。一般に2次元以上で意味があると考えられるが、準1次元系である量子細線などにおいても、結晶の弾性的異方性は依然として存在し、フォノンの伝播に影響を及ぼしているはずである。これを解析するため、グリーン関数をもちいて弾性エネルギーの伝播を実空間で調べることにより、フォノン集束効果を調べた。低周波数では、フォノン集束効果は期待できないが、周波数の高振動数側へ移行してゆくに従い、1次元から3次元への集束パターンが現れると期待された。得られた集束パターンは周波数の増加に対して変化を示したが、3次元系でみられるような明らかなパターンは現れなかった。この原因として、計算機のメモリ上の制約のため、フォノンモードの数が10程度と少ないことが上げられる。この試みに対応する実験は、これまでに行われていない。今後、実験を促しうるような結果を出すべく検討を重ねる。
IoT時代の端末信号コンテンションフリー・クラウドレシーバー技術の開発

身の回りの殆どのデバイスに無線機能が搭載され、IoT時代が間近である。しかし人口の10100倍以上もの無線端末が偏在し、限られた周波数資源の中でこれら低機能の端末が無秩序に通信し、衝突や干渉により受信が出来なくなり、時に人々の安心安全をも脅かすという課題がある。本研究では、ネットワーク上での蓄積一括信号処理技術を確立し、従来の受信機では実現できない、衝突した信号や干渉を受けたIoT/M2M端末信号の分離・復調の実現を目指す。単一周波数の現在の時間情報だけでなく、過去や未来の時間情報、周辺の周波数及び空間情報も用いた分離・復調技術を確立し、適用システムを拡大する。抜本的な周波数有効利用実現の可能性をも秘めた本技術の確立により、将来のIoT基盤の開発に貢献する。本年度は、多値変調信号に対する信号分離・復調アルゴリズムの検討を進めた。16QAM変復調方式について、蓄積一括信号処理の同期検波を用いた従来手法では分離が一切不可能であったが、新規提案した特徴量復調方式を用いた場合には、窓関数を適切に選択することによって、所望信号と干渉信号のスペクトルが重なる割合が約80%以下の場合に分離可能であることを示した。また、新提案手法は既存手法と比べ、BPSKやQPSKにおいても、BER=10-3においてEb/N0を約10dB改善できることを明らかにした。更に、複数の基地局を協調し信号分離性能を向上させる協調型信号分離技術を検討し、信号分離性能を計算機シミュレーションにより評価した。同一周波数の干渉信号がある場合、BER=10-3において所望信号と干渉信号の振幅のDU比が非協調型では20dB必要であったのに対し協調型では9dBで信号を分離できることを明らかにした。構築した実証実験プラットフォームを用いて信号分離性能を実測し、シミュレーション結果の妥当性を検証した。本年度は、当初計画に従い、多値変調信号の信号分離・復調アルゴリズムの検討を進め、シミュレーションによって基本性能を定量的に示した。本年度の計画に変更した分離・復調アルゴリズムの検討における、周辺アクセスポイントとの協調連携信号処理についても基本性能を定量的に示し、その有効性を明らかにした。また、構築した実証実験プラットフォームを用いて実際に信号分離性能を測定し、シミュレーション結果の妥当性も検証した。更に、プラスアルファとして、本年度の研究課題を推進する過程において、同期検波を用いた従来技術とは異なる新しい信号分離・復調アルゴリズム(特徴量復調技術)を用いることで、一層の性能向上が期待できることを見出した。基本的に当初の研究実施計画に沿って多値変調信号及びマルチキャリア信号分離・復調アルゴリズムの検討を進めていくが、新規提案した特徴量復調手法は、従来の信号分離・復調性能を凌駕する可能性があり、特にこの評価にウェイトを置いて研究を推進していく。実際の無線通信環境で想定される様々な干渉、雑音、フェージング等の条件・パラメータについての性能評価を多面的・多角的に行い、新規提案技術の有効性を定量的に示すと共に適用領域を明確化し、外部発表も精力的に行っていく。本年度は、クラウドレシーバー機能を具現化するため、RFキャプチャ装置を用い、任意信号発生器及び実際の無線端末の信号を量子化してサーバに蓄積し、一括信号処理アルゴリズムを実行する実証実験プラットフォームを構築し、基本性能を評価した。衝突した2信号の分離・復調アルゴリズムの検討に関しては、次年度に計画していた多値変調信号の検討についても前倒しして実施した。重畳する受信信号の時間的に連続した周波数特性から、短時間フーリエ変換(STFT)により所望信号の中心周波数上の電力成分と位相成分を特徴量として抽出し、所望信号の中心周波数と同一の周波数の無変調信号である基準信号の電力成分と位相成分に乗算することで所望信号を復元する信号分離アルゴリズムについて、2値位相偏移変調信号(BPSK)及び4値位相偏移変調信号(QPSK)に対してその有効性を評価した。本研究の蓄積一括信号処理により、例えばQPSK同期検波については、不要波が重畳した所望信号を従来技術に対し約1/4の近接した中心周波数においても分離が可能であることを明らかにした。平成29年度の研究実施計画1分離・復調アルゴリズムの検討については、当初計画していた、基本となる2値位相偏移変調信号(BPSK)の分離・復調アルゴリズムの検討に加え、平成30年度の研究実施計画1多値変調信号分離・復調アルゴリズムの検討の一部を前倒しし、4値位相偏移変調信号(QPSK)の評価までを本年度に実施した。一方、平成29年度の研究実施計画1分離・復調アルゴリズムの検討における、周辺アクセスポイントとの協調連携信号処理については、平成30年度の研究実施計画3低遅延化の検討と併せて実施することに計画を変更した。平成29年度の研究実施計画

2実証実験プラットフォームの構築、及び3実証実験については、計画通りプラットフォームを構築し、基本性能の評価を行った。身の回りの殆どのデバイスに無線機能が搭載され、IoT時代が間近である。しかし人口の10100倍以上もの無線端末が偏在し、限られた周波数資源の中でこれら低機能の端末が無秩序に通信し、衝突や干渉により受信が出来なくなり、時に人々の安心安全をも脅かすという課題がある。本研究では、ネットワーク上での蓄積一括信号処理技術を確立し、従来の受信機では実現できない、衝突した信号や干渉を受けたIoT/M2M端末信号の分離・復調の実現を目指す。単一周波数の現在の時間情報だけでなく、過去や未来の時間情報、周辺の周波数及び空間情報も用いた分離・復調技術を確立し、適用システムを拡大する。抜本的な周波数有効利用実現の可能性をも秘めた本技術の確立により、将来のIoT基盤の開発に貢献する。本年度は、多値変調信号に対する信号分離・復調アルゴリズムの検討を進めた。16QAM変復調方式について、蓄積一括信号処理の同期検波を用いた従来手法では分離が一切不可能であったが、新規提案した特徴量復調方式を用いた場合には、窓関数を適切に選択することによって、所望信号と干渉信号のスペクトルが重なる割合が約80%以下の場合に分離可能であることを示した。また、新提案手法は既存手法と比べ、BPSKやQPSKにおいても、BER=10-3においてEb/N0を約10dB改善できることを明らかにした。更に、複数の基地局を協調し信号分離性能を向上させる協調型信号分離技術を検討し、信号分離性能を計算機シミュレーションにより評価した。同一周波数の干渉信号がある場合、BER=10-3において所望信号と干渉信号の振幅のDU比が非協調型では20dB必要であったのに対し協調型では9dBで信号を分離できることを明らかにした。構築した実証実験プラットフォームを用いて信号分離性能を実測し、シミュレーション結果の妥当性を検証した。本年度は、当初計画に従い、多値変調信号の信号分離・復調アルゴリズムの検討を進め、シミュレーションによって基本性能を定量的に示した。本年度の計画に変更した分離・復調アルゴリズムの検討における、周辺アクセスポイントとの協調連携信号処理についても基本性能を定量的に示し、その有効性を明らかにした。また、構築した実証実験プラットフォームを用いて実際に信号分離性能を測定し、シミュレーション結果の妥当性も検証した。更に、プラスアルファとして、本年度の研究課題を推進する過程において、同期検波を用いた従来技術とは異なる新しい信号分離・復調アルゴリズム(特徴量復調技術)を用いることで、一層の性能向上が期待できることを見出した。基本的に当初の研究実施計画に沿って研究を推進していく。平成29年度の研究実施計画1分離・復調アルゴリズムの検討における、周辺アクセスポイントとの協調連携信号処理については、ネットワークの遅延性能の影響がその性能に大きく影響してくるため、平成30年度の研究実施計画3低遅延化の検討と併せて実施し、例えば安全運転支援のようなミリ秒
多様な場面における参照の相互認識達成のための方略の研究

本研究では複数の対話コーパスを用いて参照の言語的・非言語的活動にアノテーションを施し、そのデータを用いて次の課題に取り組む。・課題1:多様な状況下における参照の言語的・非言語的特徴の解明・課題2:参照の方法選択に関わる要因の解明・課題3:参照に関わる行為のモデル化の試みこれらの課題の達成を通じて、多様な状況下における参照活動の実態解明、および参照方略決定の要因を明らかにする。
小学校の外国語活動における遠隔会議を活用したＥＳＤ（持続発展教育）の教材開発

ESDは社会・文化,環境,経済の3つの領域がある。本研究では,低学年で外国の児童に近隣の地域の社会・文化領域のテーマを日本語で伝える,中学年で身近な地域の環境領域のテーマを英語のフレーズで伝える,高学年でグローバルな視点から3つの領域のテーマを英文で伝えるという,小学校の外国語活動における遠隔会議を活用したESD教材を開発した。ESD教材を小学校で実践し,その前後においてアンケート調査を行った。低学年から高学年まで系統的にESD教材を学習した児童は,異文化コミュニケーション力と持続可能な社会を形成する意識が高まった。本研究では,小学校の外国語活動を中心とした教育実践において,異文化コミュニケーション能力の育成とともに持続可能な社会に向けた実践的判断力を育成することを目指す,発達段階に応じた遠隔会議を活用したESD(持続発展教育)教材を開発する。平成23年度は,低学年の文化領域と第6学年の経済領域に関するESD教材を開発した。このことを踏まえ,平成24年度は,中学年の経済領域である「人に優しいまちづくり」というESD教材を開発した。また,第6学年の環境領域である「地域の自然災害からの防災」というESD教材を開発した。平成23年度は日本とオーストラリアの小学校との遠隔会議でお互いにテーマが異なっていた。このため遠隔会議では日本のテーマの内容を発信する場に留まっていた。平成24年度は,お互いに伝えたいテーマを設定し,お互いのテーマについても発表する形式を取り入れた。諸外国の取り組みと比較することで意見交流の場となり,児童は日本の持続可能な社会に向けた取り組みの特色をより意識することができた。各テーマについては日本の小学校の社会科や総合的な学習の時間で児童が学習している内容から設定し,小学校と大学との連携を強化した。具体的には,大学の教員が持続可能な開発の視点から内容を補足するための特別授業やコミュニケーション能力を育成するための発音練習を計画的に取り入れた。オーストラリアとの遠隔会議では,より異文化コミュニケーション能力と持続可能な社会に向けた実践的判断力が育成され,より完成度の高いESD教材に近づくことができた。本研究では,小学校の高学年における外国語活動を念頭におき,異文化コミュニケーション能力の育成とともに持続可能な社会に向けた社会的な問題について認識することを目指す,諸外国との遠隔会議を活用したESD(持続発展教育)教材を系統的に開発することを目的としている。毎年,学年が上げっていく同じ児童と6年生を対象としたESD教材を開発し,遠隔会議を核とした実験授業を行っている。平成25年度は4年生でESDの環境領域単元「身近な地域の環境保全」を開発し,実験授業を行った。これは平成23年度の2年生次におけるESDの経済領域単元「身近な地域とつながる」,平成24年度の3年生次におけるESDの社会・文化領域単元「人に優しいまちづくり」の単元を踏まえたものである。今回の4年生の遠隔会議は、内容面ばかりでなく,伝え合うことでかなり精度が高まった。このことは,日本とオーストラリアのお互いの児童がなるべくお互いの言葉を使って,お互いの地域について伝えようとした成果である。6年生ではESDの環境領域単元「電気エネルギーの持続的利用」を開発し,実験授業を行った。これはエネルギーの利用により人類が豊かな生活を営むことができているが,有限であるために,電気を使用することについて考えていくことで,持続可能な社会を考えさせたいという意図から計画的に開発した教材である。6年生は電気の持続的利用についての社会科としての4時間の勉強や,その後の総合学習としての調べ学習の成果を生かし,パワーポイントによる図や写真を活用するなど英語でオーストラリアの児童に伝えることができた。平成25年度の成果として,それぞれの学年でお互いに似通ったテーマで伝え合い,その成果として持続可能な社会を児童が意識できたことがあげられる。本研究では,小学校低学年の生活科・中学年の総合的な学習の時間・高学年の外国語活動においてESD(持続発展教育)の視点を取り入れ,TV会議システムによる遠隔会議を活用する。日本の児童と諸外国の児童が文化領域や環境領域や経済領域の問題について意見交換を行うことで,小学校の外国語活動において,異文化コミュニケーション能力の育成とともに持続可能な社会の形成に向けた実践的判断力を育成する発達段階に応じたESD教材を開発することを目的としている。また,ESD教材を開発することで,小学校の外国語活動における発達段階に応じたカリキュラム開発も視野に入れている。平成23年度から26年度にかけて,地理教育と英語教育が連携して遠隔会議を活用したESD教材を開発し,各年度において,第2学年から第5学年という同一児童集団によるESD教材と毎年第6学年によるESD教材を開発することで,それぞれ発達段階からのESD教材の内容と方法の検討と内容の妥当性の検討を行っていく。

平成23年度は,小学校第2学年の生活科において,日本側の児童がオーストラリアの児童に対して,身近な地域の探検や身近な地域の人々との交流について発表した。オーストラリア側からは身近な生活の中で差別を行わないことの重要性についての発表がなされた。また,小学校第6学年の外国語活動において,日本側の児童がオーストラリアの児童に対して,身近な地域の企業におけるCSR(企業の社会的責任)の取り組みについて,環境を守る活動を中心に発表した。オーストラリア側からは生活の中でバランスよく栄養を摂取することの大切さについての発表がなされた。平成23年度は,第2学年と第6学年の発達段階に応じて,それぞれ文化領域に関するESD教材,経済領域に関するESD教材を開発することができた。本研究は,ESD(持続発展教育)の社会・文化,環境,経済領域の内容について,低学年の生活科,中学年の総合学習,高学年の外国語活動において,発達段階に応じた外国との遠隔会議を活用した教材を開発し,実践した。平成23年度から平成26年度にかけて,北立誠小学校の同一児童集団によるESD教材と6学年によるESD教材を開発し,オーストラリアのクージー小学校の児童と遠隔会議による国際交流を行った。平成23年度は,第2学年で社会・文化領域「身近な地域とつながる」,6学年で経済領域「身近な地域の企業におけるCSR」,平成24年度は,3学年で社会・文化領域「人に優しいまちづくり」,6学年で環境領域「地域の自然災害からの防災」,平成25年度は,4学年で環境領域「身近な地域の環境保全」,6学年で環境領域「電気エネルギーの持続的利用」,平成26年度は,5学年で環境領域「日本の自然災害と防災」,6学年で社会・文化領域「日本の伝統文化」の教材を開発し,実施した。地域社会⇒地域環境⇒地域の環境保全⇒日本の防災という児童の発達段階に応じた教材を開発し,実践することができた。6学年の内容では,26年度の文化を伝える実践が児童にとって最も自然に外国の児童と国際交流ができた。各年度で遠隔会議までのESDの学習やコミュニケーション指導についての改善を加え,異文化コミュニケーション能力や持続可能な社会の形成に向けた意識を高めることができた。研究成果として,平成23年度に国際交流を活用した生活科の学びについての国内発表,第2外国語としての英語活動についての外国発表(台湾),平成24年度に遠隔会議における国際交流を活用した地理授業についての外国発表(ドイツ),平成25年度にエネルギーの持続可能性についての国内発表,平成26年度に社会科地理と総合学習と外国語活動との連携についての国内発表などを行った。社会科教育学平成23年度と平成24年度にそれぞれ低学年と中学年のESD教材を開発し,第6学年では,経済領域と環境領域のESD教材を開発した。前者は本研究の目的である発達段階に応じたESD教材の開発に対応し,後者は小学校の外国語活動により望ましい遠隔会議の内容を分析することに対応している。平成23年度の課題として,三重大学の地域連携校である北立誠小学校と連携体制を強化していくことを挙げていた。平成24年度は,定期的に打ち合わせを行い,遠隔会議後に反省会を行った。
胸腺細胞の選択的分化の分子機構-DP細胞特異的分子の解析を中心にして-

胸腺内T細胞分化過程では、TCRから正のシグナルを受けたCD4+8+(DP)細胞のみが、選択的に生存を保持して次段階に分化する。TCRからのシグナルは、同時にTCR-α遺伝子のさらなる再構成を抑制することにより、DP細胞の死を阻止すると考えられている。本研究では、正の選択はDP細胞をしから回避するプロセスと捉え、細胞死と増殖抑制に関与する分子およびTCR-α遺伝子の再構成・発現を制御する因子に焦点を当てて、正の選択機構を解析した。その結果以下の成果を得た。1)CD45はDP細胞の増殖抑制に働くことが判明した。2)DP細胞の増殖亢進時にTCRを介した正のシグナルが入いると、DP細胞は分化しないで死滅することを示した。この結果は、DP細胞が正のシグナルを受ける時は、cell cycleが停止状態にあることを推測させた。3)DP細胞にJNKキナーゼの1つであるSek1ドミナントネガティヴ変異体遺伝子を導入すると、DPの細胞の分化と生存が著しく阻止された。この結果は、新規MAPKファミリーのJNKはDP細胞の選択的分化に細胞生存を保持することによって、関与していることを示唆している。4)TCR-α遺伝子のうち、Jα49の上流域に分化ステージ特異的にJαセグメントを制御する新たなシスエレメントを発見した。この領域の欠如マウスをhomelogous recombination法により作製したところ、Jα49-45セグメントの遺伝子再構成とgermline転写が認められなかった。このことは、TCR-α遺伝子再構成にはエンハンサーの他に分化ステージ特異的なシスエレメントの必要性を指摘した。胸腺内でのT細胞への分化機構を解明するために、(1)TCR遺伝子再構成/発現を分化段階特異的に制御/誘導する因子と、(2)TCRを介したシグナルのoutputとして活性化された分子を明らかにすることを本研究の目的とし、本年度は以下の成果を得た。1)TCR-a遺伝子の発現を分化段階特異的に制御するcis-elementを見出した(Eur.J.Jmmunol.1998 in press)。この領域は、Ja49の開始点上流約900bp内に含まれ、CD25-DN細胞からpre-DPstageであるCDIT8SP細胞への特定な分化ステージのみでpromoter活性を示し、それに対応してこのステージの胸腺細胞はJa49のgermline転写を示した。TCR遺伝子のgerm line転写は、当該遺伝子の再構成に先行するDNA変化であることから、このcis-elementに結合する転写因子がTCR-a遺伝子の再構成を分化段階特異的に規定する因子と推測された。来年度にはこの転写因子同定をすすめる予定である。2)DP細胞がSP細胞に分化するためにはTCRを介したシグナルが必要であるが、CD4SP細胞とCD8SP細胞への分化に必要なシグナルは必ずしも相称的に同じでないことを見出した(論文投稿中)。DP細胞はTCRシグナルによりpositive selectionを受ける際、成熟T細胞と同様PTKが活性化され、その結果細胞質内蛋白質基質がリン酸化される。しかし、その中でZAP-70のチロシンリン酸化はCD8+SPに分化する場合の方が強いことを、TCR遺伝子導入マウスを用いて明らかにした。3)選択的分化を受けないDP細胞の死滅に関与する分子として、膜型脱リン酸化酵素であるCD45が関与することを示した(論文投稿中)。TCRを介したシグナルが欠如したDP細胞では、細胞増殖に関与するMAP kinase活性及び細胞の生存保持に関与するJNK活性が共に低下したが、それらはCD45欠如マウスにより回復し、細胞死も減少した。胸腺内

T細胞分化過程では、TCRから正のシグナルを受けたCD4+8+(DP)細胞のみが選択的に生存を保持して次の段階に分化する。TCRからのシグナルは同時にTCR-α鎖遺伝子のさらなる再構成を抑制することによりDP細胞の死を阻止すると考えられている。本研究では、正の選択はDP細胞を死から回避するプロセスと捉え、細胞死と増殖に関与する分子およびTCR-α遺伝子の再構成・発現を制御する因子に焦点を当てて、正の選択機構を検索した。その結果次の成果を得た。1)昨年は、CD45がDP細胞の増殖に抑制的に作用することを証明したが、本年は、MAPKファミリーの1つであるJNKがDP細胞の選択的分化に細胞生存を保持することにより関与することを明らかにした。この証明の過程で、未熟T細胞にレトロウイルス感染系により目的とする遺伝子をin vitroで導入する系を開発した。3)昨年、TCR-α鎖遺伝子のうち、Jα49の上流域に分化ステージ特異的にJαセグメントを制御する新たなシスエレメントを発見したので、本年はその部位を欠如したノックアウトマウスを作製し、当該シスエレメントの生埋的機能を調べたことろ、Jα49-45セグメントの遺伝子再構成とgermline転写が認められなかった。このことは、TCR-α鎖遺伝子にはエンハンサーの多に分化ステージ特異的なシスエレメントが必要であることを示している。現在、エンハンサーの分化段階特異性に関する機能を検討するために、TCR-β鎖のエンハンサーをα鎖のそれと置換したミュータントマウスを作製し、解析中である。
社会的状況の認知に関する多次元的研究の方法論的展開

本研究は,認知者の違いや社会的状況の違いにより,社会的状況の認知次元がどのような特徴を示すのかを検討することを目的とする。そのために,認知次元の抽出を認知者ごとに,あるいは社会的状況ごとに行うという方法をとる。この方法によって認知者個々人および様々な社会的状況について,特徴的な認知次元が詳細に検討可能となる。また,このような個別の検討にとどまらず,全体の中で個々人の認知次元がどのように位置づけられるのか,認知次元の様式から社会的状況がどのように分類されるのかも検討する。1,平成10年度:第1次調査では,自由記述により提出された社会的状況について被調査者に共通の特性による評定を行ってもらった。その結果,認知次元の構成に強い影響を与える社会的状況の要因として,他者の要因(親しみやすい他者など),行為の要因(競争的行為など)が認められた。第2次調査では,第1次調査で提出された社会的状況を「物理的環境」「他者」「行為」の3要因から分類し,社会的状況のセットをあらためて作成した上で第1次調査同様の調査を行った。その結果,先の3要因のうちいずれかが異なる場合に認知次元の差異を生じさせる可能性を示唆するものとなった。2,平成11年度:第3次調査は,様々な社会的状況で感じることについて被調査者に自由に記述してもらった(個別特性)。第4次調査では,この個別特性と第1次調査で用いた特性(共通特性)の両方で,社会的状況の評定を行ってもらった。分析にあたっては,個別特性をもとに被調査者ごとの認知次元を抽出し,さらに共通特性での認知次元を基準にして個別特性による認知次元を位置づけた。その結果,個別特性による認知次元の7割弱は共通特性による認知次元と強い相関を示したが,残る3割強は極めて個人的な認知次元を示唆するものであった。本研究は、認知者の違いや社会的状況の違いにより、社会的状況の認知次元がどのような特徴を示すのかを検討することを目的とする。そのために、認知次元の抽出を認知者ごとに、あるいは社会的状況ごとに行うという方法をとる。この方法によって認知者個々人および様々な社会的状況について、特徴的な認知次元が詳細に検討可能となる。また、このような個別の検討にとどまらず、全体の中で個々人の認知次元がどのように位置づけられるのか、認知次元の様式から社会的状況がどのように分類されるのかも検討する。平成10年度:質問紙による社会的状況の収集を出発点とした(第1次調査)。ここでは、日常の社会的状況について被調査者に想起してもらい、自由に記述してもらうという方法をとった。提出された社会的状況は「物理的環境・そこにいる他者・そこでなされた行動」の3要因から分類し、第2次調査で刺激となる社会的状況の資料源とした。さらに、被調査者に共通の特性による評定も行ってもらい、この資料をもとにした分析も行った。すなわち、社会的状況と被調査者をコミにしたものをサンプルとし、特性を変数とした因子分析である。算出された因子得点の絶対値の大小から、社会的状況を分類し、その特徴を探索的に検討した。この結果、認知次元の構成に強い影響を与える社会的状況の要因として、他者の要因(親しみやすい他者がいるか否か)、行為の要因(非日常的な行為か否か、競争的行為か否か)が認められた。第2次調査では、特徴的な認知次元の抽出を目的に、特定の社会的状況の特性評定を行ってもらった。分析として社会的状況ごとの認知次元抽出を行っており、仮説検証的に認知次元の特徴を検討する予定である。
磁性超格子におけるスピンゼーベック効果と異方性熱電変換

本研究では、スピン流による熱電変換効率を飛躍的に向上させることを目的として、磁性多層膜構造におけるスピンゼーベック効果の熱電特性を評価した。その結果、フェリ磁性絶縁体/常磁性金属多層膜において、スピンゼーベック効果によって誘起される熱起電力が積層数の増加に伴って単調かつ大幅に増大することを見出した。系統的な実験結果と現象論的解析に基づき、熱電変換能を更に増大させるための指針も得た。さらに本研究では、強磁性金属/常磁性金属多層膜において、異常ネルンスト効果が界面密度の増加に伴って単調に増大することも明らかにした。本研究は、強磁性/常磁性体多層膜をベースとした磁性超格子構造を用いることで、スピン流による熱電変換効率を劇的に向上させることを目的としている。平成26年度の主な研究成果は以下の3点であり、磁性多層膜がスピンゼーベック効果や異常ネルンスト効果を用いた熱電変換に適した系であることを見出した。1.スピンゼーベック効果の定量的評価手法の確立:強磁性/常磁性多層膜において、強磁性層が導電性物質である場合は、スピンゼーベック効果に加えて異常ネルンスト効果も発現する。そのため、本研究目標を達成するためには、スピン流に由来する熱起電力成分を定量的に評価するための技術が必要不可欠である。本研究では、我々がこれまでに確立してきた、磁化・電子スピン・熱流の対称性からスピンゼーベック効果と異常ネルンスト効果を分離する手法に加えて、金属層の電気抵抗率の温度依存性から温度差を補正する方法、熱流束センサーを利用する方法、熱起電力の強磁場応答を測定する方法など、様々なスピンゼーベック効果の評価手法を確立した(Physical Review X誌などに論文掲載された)。これらの手法を用いることで、下記2及び3の成果を得た。2.スピンゼーベック効果の増大原理の発見:フェリ磁性絶縁体/常磁性金属多層膜において、スピンゼーベック効果による熱起電力が界面数の増加に伴って飛躍的に増大することを明らかにした。3.異常ネルンスト効果の増大原理の発見:強磁性金属/常磁性金属多層膜において、異常ネルンスト効果による熱起電力が界面数の増加に伴って単調に増大することを明らかにした。本研究は、磁性多層膜構造を用いることで、スピン流による熱電変換効率を大幅に向上させることを目的としている。これまでの研究により(2)強磁性金属/常磁性金属多層膜において異常ネルンスト効果による熱起電力が界面密度の増加に伴って単調に増大すること(Phys. Rev. B 92, 094414 (2015))を実験的に見出しており、これらの成果は本年度に論文掲載された。特に(1)はスピンゼーベック熱電変換素子の性能指数の構成パラメータをすべて同時に改善できる可能性を秘めており、スピン流増大効果の起源解明や更なる出力向上に向けて、膜厚依存性測定、境界条件依存性測定、異常ネルンスト効果の重畳割合の評価、電流-電圧-電力特性の評価などを行った。(2)については、Fe/Pt、Fe/Au、Fe/Cu多層膜において類似した異常ネルンスト効果の増大が観測されており、物質依存性が非常に小さいという当初は予想していなかった結果が得られた。その起源を解明することで、汎用的な異常ネルンスト効果増大原理の確立に繋がることが期待される。以上の成果に加えて、スピンゼーベック効果の強磁場応答特性の検証や、全強磁性構造を用いたスピンゼーベック効果と異常ネルンスト効果のハイブリッド熱電変換に関する実験も行い、スピン流による熱電変換能をさらに向上させるための指針を得た。磁性多層膜を用いることで、スピンゼーベック効果と異常ネルンスト効果が飛躍的に増大する振る舞いを観測した。特にスピンゼーベック効果については、熱電性能指数を決定しているすべてのパラメータを同時に改善することに成功しており、初期の目標は十分に達成された。異常ネルンスト効果が多層膜系で増大するという実験結果は当初の想定を超えたものであり、来年度はその起源の解明を最優先に進める。スピントロニクス磁性多層膜の膜厚・レイヤー数・材料の組み合わせを変えた試料において系統的にスピンゼーベック効果と異常ネルンスト効果を測定し、熱起電力増大効果の起源を明らかにする。