hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
大強度ビームラインにおけるビーム軌道自動制御システムの研究

この研究は安定・安全・高速な動作をするProgrammable Logic Controller(PLC)を用い加速器施設の常伝導電磁石用直流電源を自動制御するシステムの開発である。近年、J-PARC、LHCやILCに代表される大強度ビームラインで電磁石は大電力の電源で運転・制御され、電源の故障や設定値の誤りにより、ビームが短時間に取り出されたり、あらぬ方向に偏向したりすると加速器機器や施設が多大に放射化や発熱するため、電源制御システムは非常に重要である。本研究は加速器機器で分散制御システムを開発・実装するのによく使用されるExperimental Physics and Industrial Control System(EPICS)によりビームプロファイルをPLCに取り込み、ビーム軌道計算し、電流・電圧の設定値を各電源にフィードバックすることによりビーム軌道自動制御システムの構築を最終目標とする。もしこの研究が成功するのであれば、世界中の大強度加速器ビームラインに安全で安定した電源制御システムを構築できる。これまでの研究実績はまず電磁石電源の調査を行った。電磁石電源は高い安定度が要求され、通常電源の安定度は10の-4乗以内で制御されている。しかし電源制御で使用予定であったPLCのアナログ出力モジュールの電圧出力安定度は最高でも10の-3乗以内であり、十分な安定度が得られないことがわかった。このままPLCを使用するとビームプロファイル、エミッタンスが時間ごとに変動し、安全・安定したビームを実験に供給できなくなる。そのため高精度の電圧発生装置であるソースメジャーユニットを使用し、またこれをPLCで制御することを現在検討している。この研究の目的は安定・安全・高速な動作をするProgrammable Logic Controller (PLC)を用い加速器施設の常伝導電磁石用直流電源を自動制御するシステムの開発である。近年、J-PARC、LHCそしてILCに代表される大強度ビームラインで電磁石は大電力で運転・制御され、電源の故障や設定値の誤入力により、ビームが短時間に取り出されたり、あらぬ方向に偏向したりすると加速器機器や施設が多大に放射化や発熱するため、電源制御システムは非常に重要になっている。本研究は加速器や大型実験機器で分散制御システムを開発・実装するのによく使用されるExperimental Physics and Industrial Control System (EPICS)によりビームプロファイルをPLCに取り込み、ビーム軌道を計算し、電流・電圧の設定値を各電磁石用電源にフィードバックすることによりビーム軌道自動制御システムの構築を最終目標とする。もしこの研究が成功するのであれば、世界中の大強度加速器ビームラインは安全で安定した電源制御システムを構築できる。これまで電磁石用電源の調査を行った。電磁石用電源は電源単体と制御システムで分割され、その間では電源のON・OFF、電流・電圧設定値、電磁石の極性、インターロックなどの情報が通信している。制御システムの構築を行うため、PLCと電源間の配線を行い、電源を制御システムで遠隔操作するためのPLCのプログラムを作成した。このプログラム作成後、実機電源でプログラムを試験し、問題なく電源を制御システムで遠隔操作・制御できたことを確認した。また電磁石用電源の設定値やビームプロファイルをPLCへ取り込むEPICSプログラムは現在作成中である。当該年度の研究によりPLCの電源制御プログラムはほぼ完成したが、ビームプロファイルや電源の電流・電圧の設定値を取り扱うEPICSのプログラムが完成できなかったため。近年、J-PARC、LHC、ILCに代表される大強度ビームラインで電磁石は大電力で運転・制御され、電源の故障や設定値の誤入力により、ビームが短時間に取り出されたり、あらぬ方向に偏向されたりすると加速器機器や施設が多大に放射化や発熱するため、電源制御システムは非常に重要になっている。本研究は加速器施設や大型実験機器で分散制御システムを開発・実装するのによく使用されるExperimental Physics and Industrial Control System(EPICS)によりビームプロファイルをPLCに取り込み、ビーム軌道を計算し、電流・電圧の設定値を電磁石用電源へ自動的にフィードバックすることによりビーム軌道自動制御システムの構築を最終目標とする。これまで電磁石用電源を現場で制御できるPLCのプログラムを作成し、実機の電源で通電、電流・電圧制御、転極操作できることを確認した。その際電源の安定度を測定し、ビームラインで使用できることも確認した。次にPLCにビームプロファイル(ビームの中心位置、幅など)の情報を取り込むEPICSプログラムを開発した。またその取り込まれたビームプロファイルや電源の電流・電圧値から、ビーム軌道を自動的に計算するプログラムもあわせて開発した。次年度には開発されたこれらのプログラムを加速器運転中に使用し、ドライランを行う予定である。電源のコントロールシステムは完成したが、ビーム軌道計算システムは実際のビームを使用することを考えており、安全で安定なシステムが必要なので、このシステムの構築が遅れたため。またこれらのシステムはJ-PARCでの加速器運転中にドライランを予定していたが、軌道計算システム完了後に加速器運転が予定されておらずドライランができなかったため。本研究の目的は安定・安全な動作をするProgrammable Logic Controller(PLC)を用い加速器施設の常伝導電磁石用直流電源を使用し、ビームラインでのビーム軌道を自動制御するシステムの開発である。

近年、J-PARC、LHC、ILCに代表される大強度ビームラインで電磁石は大電力で運転・制御され、電源の故障や設定値の誤入力により、ビームが短時間に取り出されたり、あらぬ方向に偏向されたりすると加速器機器や施設が多大に放射化や発熱するため、電源制御システムは非常に重要になっている。本研究は加速器施設や大型実験機器で分散制御システムを開発・実装するのによく使用されるExperimental Physics and Industrial Control System(EPICS)によりビームプロファイルをPLCに取り込み、ビーム軌道を計算し、電流・電圧の設定値を電磁石用電源へ自動的にフィードバックすることによりビーム軌道自動制御システムの構築を最終目標とする。これまで電磁石用電源を現場や遠隔で制御できるPLCのプログラムを作成し、実機の電源で通電、電流・電圧制御、転極などの操作ができることを確認した。次にPLCにビームプロファイル(ビームの中心位置、幅など)の情報を取り込むEPICSプログラムを開発した。その取り込まれたビームプロファイルや電源の電流・電圧値から、ビーム軌道を自動的に計算するプログラムもあわせて開発した。開発されたプログラムを実際の加速器運転中に試用した結果、上流側のビームプロファイルモニタやそれらの設置位置より軌道計算を行い、ビーム軌道を修正するステアリング電磁石の電流値を計算でき、実際の加速器運転でも実用可能であることがわかった。また上記の内容を加速器や大型実験施設の制御の国際学会であるICALEPCS17で報告を行った。当初電磁石電源をPLCのみで制御することを予定していた。電源出力の安定度は加速器を運転し安定したビームを実験へ提供する上で重要であり、安定度は10の-4乗以内で運用している。しかしPLCのDACモジュールの電圧出力安定度が10の-3乗であることが平成26年度の研究で発覚した。このままPLCのみで電磁石電源を制御すると電源の電流が安定せず、ビームプロファイルやエミッタンスに影響が出ることが考えられるため、PLC、タッチパネルなどはまだ購入せず、研究の中断を余儀なくされた。上記の対処方法としては、PLCのDI/DOもしくはGPIBモジュールでソースメジャーユニットと呼ばれる高精度の電圧発生装置を制御し、電源制御として使用することを考えている。今年度は最終年度であるためこの研究を完成させる。まずPLCで構築した電源制御システムを実際の電源で試験し、遠隔からの電源のON、OFF、設定値に設定できるかなどを調査し、制御プログラムを改善する。またEPICSのプログラムによりビームプロファイルモニタにより得られたビーム中心位置、幅などを取り込む。取り込まれた値を用い、軌道計算を行うPLCのプログラムを作成する。最終的に実際のビームラインでこのシステムを試験を軌道を自動制御できるか確認し、国内や国外の学会で発表する。
左方周辺部における意味と語用のインターフェイス：脳科学的アプローチ

本研究は、統語構造の左方周辺部の意味と語用の理論及びその経験的実証を探求することを目的としている。平成30年度は、主として、日本語の証拠性「ヨウダ」とモダリティ「ダロウ」の経験的、神経言語学差異を調査するため、コーパスを用いた計量的な測定と、事象関連電位を用いた脳波実験の予備実験および本実験を行った。結果、モダリティと比較して、証拠性を表す助動詞の使用は、因果関係に依存することが判明し、また、脳波実験の結果から、複数の可能世界を処理しなければならないモダリティは、証拠性よりも、処理負荷が高いことが示された。以上の結果を研究会等で発表し、令和元年度、国際学会等で発表が採択された。日本語の助動詞ダロウ、イントネーション、Clause type、および意味層の相互関係を探求する研究を複数の研究会で発表し、論文を学術雑誌に提出した。具体的には、自然さ判断テストを用いて分布を精査し、Paratactic associationというイントネーションと助詞の統語構造に対応する意味計算規則を提案し、Inquisitive Semanticsの理論を用いて形式的意味を与えた。令和元年度は、このParatactic associationの意味計算規則を他の言語の現象に応用することを試みている。最後に、已然形+バの用法の歴史的変遷を、先行文献とコーパスを用いて計量的にデータを取り、進化ゲーム理論を用いて説明する研究をスタートさせ、研究会等で発表した。次年度、国際学会での発表が採択された。初年度に行う予定の実験が計画通り遂行され、理論の予測に合う結果を得られた。次年度は、初年度に得られた研究結果を国際学会、国際学術誌で発表するほか、日本語の証拠性とモダリティの研究を、Self-paced readingの実験に応用し、神経言語学的実証との違いを検討する。理論的には、Rational Speech Act理論を使用したモデル化も検討する。また、中国語普通話と広東語の疑問文と談話助動詞に関するSelf-pace readingおよび脳波実験を準備中である。実験参加者が当初の予定より少ない人数で結果が得られたため、翌年度の実験の参加者への謝金として使用する。
プラズマと液体の界面反応場を利用した機能性複合材料薄膜の合成

近年,液体が関与するプラズマプロセスが材料・医療・農業・環境分野で注目されている.しかし,その多くはプラズマの効果がダイレクトに及ばない液体中の反応を利用している.これに対し本研究では,他では代替不可能なプラズマからの直接的効果が及ぶ界面反応場の存在が顕在化したプロセスとして,これまでに報告例のないプラズマ/液界面での機能性薄膜形成という新奇プロセスを提案する.申請者は準備研究によってその可能性を見出した.本研究では,このプロセスにおける膜厚制御因子や複合材料化のメカニズムを見出し,プラズマと液体が接することによってのみ実現可能な革新的プロセスの基盤を確立する.近年,液体が関与するプラズマプロセスが材料・医療・農業・環境分野で注目されている.しかし,その多くはプラズマの効果がダイレクトに及ばない液体中の反応を利用している.これに対し本研究では,他では代替不可能なプラズマからの直接的効果が及ぶ界面反応場の存在が顕在化したプロセスとして,これまでに報告例のないプラズマ/液界面での機能性薄膜形成という新奇プロセスを提案する.申請者は準備研究によってその可能性を見出した.本研究では,このプロセスにおける膜厚制御因子や複合材料化のメカニズムを見出し,プラズマと液体が接することによってのみ実現可能な革新的プロセスの基盤を確立する.
術者と鏡視下手術支援ロボットの力学的インタラクションに関する研究

腹腔鏡下手術は侵襲性が低いため患者の負担が少なく早期回復が見込まれている.しかし,一方で術者にとって熟練技術が要求され,技術の習得に多くの訓練が必要とされている.そのため最近では,米国においてマイクロマニピュレーションやロボット技術を使つた手術支援ロボットが導入され上述の問題点を解決しつつある.しかしこれらのシステムは,一般消化器外科などの使用を考えるコストの点で問題がある.本研究では先端に自由度の組み合わせ方で操作性がどのように変わるか調査し,実機の設計に反映できるようなシミュレータを開発した.これを用いて作業部の構造を3通りに変化させて,操作性の違いを調査した.また,実機で考慮しなければならない作業部のリンクの長さや,作業部と操作部の間の応答遅れについても条件を変化させたときの操作性の違いについて調査した.なお,タスク1は理想軌跡と湾曲針の軌跡の位置誤差および方向ベクトルの誤差を表価値とした.また,タスク2は針を把んだときの角度が直角からのずれを角度の誤差として評価値とした.M1はRoll-Pitch-Roll, M2はRoll-Pitch-Yaw, M3はPitch-Yaw-Rollの組み合わせである.位置決め誤差については,大きくばらついているもののM3が作業成績が良くM1が誤差が大きくなつている.角度についてはM3が最も良くM2が最も誤差が多くなった.さらに湾曲針を把持するにあたって,やはりM3が最も良くM2の誤差が多くなってしまうことがわかった.動的要素を考慮した評価法においては,ロール・ヨー・ロールは縫合の条件によって,評価値のばらつきが大きい,ロール・ヨー・ピッチはほとんどの場合,評価値が低い,ヨー・ピッチ・ロールはどの場合も,評価値が比較的高い,ヨー・ピッチ・ロールが一体型マスタースレーブマニピュレ-タとして望ましいということがわかった.腹腔鏡下手術は侵襲性が低いため患者の負担が少なく早期回復が見込まれている.しかし,一方で術者にとって熟練技術が要求され,技術の習得に多くの訓練が必要とされている.そのため最近では,米国においてマイクロマニピュレーションやロボット技術を使つた手術支援ロボットが導入され上述の問題点を解決しつつある.しかしこれらのシステムは,一般消化器外科などの使用を考えるコストの点で問題がある.本研究では先端に自由度の組み合わせ方で操作性がどのように変わるか調査し,実機の設計に反映できるようなシミュレータを開発した.これを用いて作業部の構造を3通りに変化させて,操作性の違いを調査した.また,実機で考慮しなければならない作業部のリンクの長さや,作業部と操作部の間の応答遅れについても条件を変化させたときの操作性の違いについて調査した.なお,タスク1は理想軌跡と湾曲針の軌跡の位置誤差および方向ベクトルの誤差を表価値とした.また,タスク2は針を把んだときの角度が直角からのずれを角度の誤差として評価値とした.M1はRoll-Pitch-Roll, M2はRoll-Pitch-Yaw, M3はPitch-Yaw-Rollの組み合わせである.位置決め誤差については,大きくばらついているもののM3が作業成績が良くM1が誤差が大きくなつている.角度についてはM3が最も良くM2が最も誤差が多くなった.さらに湾曲針を把持するにあたって,やはりM3が最も良くM2の誤差が多くなってしまうことがわかった.動的要素を考慮した評価法においては,ロール・ヨー・ロールは縫合の条件によって,評価値のばらつきが大きい,ロール・ヨー・ピッチはほとんどの場合,評価値が低い,ヨー・ピッチ・ロールはどの場合も,評価値が比較的高い,ヨー・ピッチ・ロールが一体型マスタースレーブマニピュレ-タとして望ましいということがわかった.鏡視下における微細手術は,作業の微細さや人間の手作業の限界から手術時間が伸びてしまうことや適応範囲の限界が問題となっている.そのため,微細手術を支援するロボットシステムの開発が行われている.当研究グループでは,米国SensAble社のPHANToMを4台用い力感と視覚の呈示により直感的な操作が可能となり,良好な作業性が実現できることが確認できた.今回新たにミニチュアスレーブロボットの開発を行った.スレーブ側にはPHANToMと同様の自由度を有する.スレーブロボットの作業領域は小型のCCDカメラでマスター側に伝送され,術者はその画像をLCDで見ながらマスターロボットを操作し微細な手術を行う.スレーブロボットの自由度はPHANToMと同様に3DOFである.手先の分解能は,約10μm,発生力は最大で1Nである.またマスターとスレーブの寸法比は1/51/7である.次に視覚と力覚の呈示を変えたときの効果について述べる.ここで行った作業は,数mm角のブロックを起こすこととし,これを決められた時間内に起こした回数を作業効率の目安とした.知覚情報の呈示の条件は,力情報と視覚情報の有無の組み合わせで呈示した.その結果,力情報の呈示により成功回数が増えていることが分かった.一方視覚情報の良,不良は成功回数にあまり関係が無いことが分かった.作業に必要な力の最大値とばらつきを調べた結果,力情報を呈示することにより,常に一定かつ最小の力作業していることが分かった.以上,微細手術支援ロボットにより力覚と視覚情報の呈示の違いによる作業効率と加えられている力の特性について述べた.これにより視覚情報と力情報の呈示は作業効率に影響を与えることが分かった.

鏡視下手術は低侵襲なため患者の負担が少なく,さらに術後の疼痛が少なく早期回復が見込まれる.しかし,一方で術者にとって熟練技術が要求され,技術の習得に多くの訓練が必要とされている.主な理由は従来の鉗子では自由度が不足し,先端の作業部を自由に操作することができないことと,鉗子先端と臓器を,モニター画面を見ながらの動作であるため,手と視覚の位置関係を構成し直す必要があるためと言われている.そのため最近では,米国においてマイクロマニピュレーションやロボット技術を使った手術支援ロボットが導入され上述の問題点を解決しつつある.しかしこれらのシステムは,一般消化器外科などの使用を考えるコスト高になってしまうことが指摘されている.また術前の準備に時間を要してしまうことも指摘されている.本研究では先端に自由度の組み合わせ方で操作性がどのように変わるか調査し,実機の設計に反映できるようなシミュレータを開発した.これを用いて作業部の構造を3通りに変化させて,操作性の違いを調査した.また,実機で考慮しなければならない作業部のリンクの長さや,作業部と操作部の間の応答遅れについても条件を変化させたときの操作性の違いについて調査した.なお,タスク1は理想軌跡と湾曲針の軌跡の位置誤差および方向ベクトルの誤差を表価値とした.また,タスク2は針を把んだときの角度が直角からのずれを角度の誤差として評価値とした.M1はRoll-Pitch-Roll,M2はRoll-Pitch-Yaw,M3はPitch-Yaw-Rollの組み合わせである.位置決め誤差については,大きくばらついているもののM3が作業成績が良くM1が誤差が大きくなっている.角度についてはM3が最も良くM2が最も誤差が多くなった.さらに湾曲針を把持するにあたって,やはりM3が最も良くM2の誤差が多くなってうことがわかった.腹腔鏡下手術は侵襲性が低いため患者の負担が少なく早期回復が見込まれている.しかし,一方で術者にとって熟練技術が要求され,技術の習得に多くの訓練が必要とされている.そのため最近では,米国においてマイクロマニピュレーションやロボット技術を使った手術支援ロボットが導入され上述の問題点を解決しつつある.しかしこれらのシステムは,一般消化器外科などの使用を考えるコストの点で問題がある.本研究では先端に自由度の組み合わせ方で操作性がどのように変わるか調査し,実機の設計に反映できるようなシミュレータを開発した.これを用いて作業部の構造を3通りに変化させて,操作性の違いを調査した.また,実機で考慮しなければならない作業部のリンクの長さや,作業部と操作部の間の応答遅れについても条件を変化させたときの操作性の違いについて調査した.なお,タスク1は理想軌跡と湾曲針の軌跡の位置誤差および方向ベクトルの誤差を表価値とした.また,タスク2は針を把んだときの角度が直角からのずれを角度の誤差として評価値とした.M1はRoll-Pitch-Roll, M2はRoll-Pitch-Yaw, M3はPitch-Yaw-Rollの組み合わせである.位置決め誤差については,大きくばらついているもののM3が作業成績が良くM1が誤差が大きくなっている.角度についてはM3が最も良くM2が最も誤差が多くなった.
ナノダイヤモンドの爆発圧着による金属材料の高伝導化の熱工学的解明

本年度は、爆発衝撃でアルミニウム板表面に分散させたナノダイヤモンドが金属片内部に浸透した際の熱衝撃波の発生とその機構について検討した。得られた結果を以下に纏める。1.ナノダイヤモンドを浸透させることで、肉厚が1ミリのアルミニウム板の熱伝導率が増加することを確認した。2.数値解析用のコードを開発した。通常使用されている熱伝導方程式には緩和時間が含まれていない。そこで、緩和時間が含まれているマックスウエル方程式を用いてコードを作成した。この方程式は楕円型であるので、解の精度と安定性を考慮し、方程式はMacCormak's predictor-correctorスキームを使用して離散化した。その数値解析を行い、極薄フィルム内に熱衝撃が発生することが分かった。3.フィルム内部の挙動を詳細に把握するために、分子動力学の数値解析コードを開発した。その結果、フィルム内で温度の急激な上昇部分が時間と共に移動することを確認した。4.フィルム内の高温部の温度上昇領域は分子運動が活発である。また、その領域は時間と共に拡大するのではなく、局所領域が時間と共に移動することが分かった。5.温度上昇領域(overshot temperatureという)は、時間の経過と共に減衰していく。十分時間が経過した時の温度分布はフーリエの法則で求められる分布に変化していくことを明らかにした。3.ナノダイヤモンドをアルミニウム板に爆発衝撃によって浸透させたものを内部にヒータが置かれた実験容器に固定し、その表面上の温度変化を観察した。その際、温度分布とその精度を高めるために、本年度購入した高精度光学レンズとデジタル画像データを高速で処理できるソフトを用いた。その結果、浸透していないアルミ板に比べて、アルミ板の表面全体への熱の広がりが早く且つ一様であることが分かった。
ＲＣ造袖壁付き柱の最大耐力後の安定した挙動を導入した新しい荷重変形関係のモデル化

袖壁の有効利用が議論されるようになり,日本建築学会の保有水平耐力計算規準でも,袖壁の圧壊に依存する曲げ変形能の評価法が提案されている。しかしながらその検証,特に袖壁端部の拘束が変形能に及ぼす影響の評価,は十分とは言えない。そこで,当該年度は袖壁の圧縮端部が曲げ変形能に及ぼす影響を検討するために,主に壁厚と圧縮端部の拘束およびシアスパン比を変化させた3体の曲げ降伏するRC造袖壁の静加力実験およびそのFEM解析を行っている。主な着目点は袖壁端部が圧壊するときの変形能であり,試験体は簡略化のため柱型の幅を袖壁厚さと同じにした長方形断面である。いずれの試験体も計画上のせん断強度比は小さいが曲げ破壊を示し,得られた変形能は日本建築学会の保有耐力規準による評価式と比較している。その結果以下の結論が得られている。(1)柱型を袖壁厚さと同じにしたRC造袖壁試験体3体の静加力実験を行った結果,いずれも袖壁端部の圧壊により変形能が決定され,実験パラメータ(拘束の有無)に対しては有意な差が見られた。その一方で,壁厚とシアスパンに関しては予想より影響が少なかった。(2)保有耐力規準による変形能評価式と比較した結果,試験体M1(t=120mm),M2(t=150mm)の実験値は計算値を下回り,評価式は危険側になる場合があることが分かった。(3)実験結果を用いて保有耐力規準のコンクリートの圧壊時ひずみ度を逆算したところ,袖壁端部の面内と面外の拘束筋比の和に直線関係が認められ,今後検討していく価値があることが分かった。(4)FEM解析では実験値を概ね追跡できた。研究実績の概要」で述べたように,当該年度の3体の静加力実験およびそのFEM解析は順調に終了した。一方,同年度にさらに追加で静加力実験を計画していたが,実験パラメータの影響が若干少なかったので,追加実験は延期し,その原因の解明の検討に力を注いだ。そのために,FEM解析を充実させた。具体的には今年度の3体だけではなく,当研究室で行ってきた既往の試験体を全て対象として解析を行った。一方,以前から行っていた開口による影響についても検討を継続している。開口の大きさや位置の影響は,その目的が変形能に影響しない位置を特定することになるので,数多い実験を行うことは無意味である。そこで,FEM解析により,開口の大きさと位置を広い範囲で変化させたパラメトリックな解析を行うことができている。さらに,これも以前から行っていた平面保持解析による袖壁端部の拘束の影響の検討も継続して行っている。座屈モデルの応力度ひずみ度関係を定式化して,平面保持解析に適用することを試みている。具体的には,ひずみ硬化域には多用されるRamberg Osgoodモデルを用いるが,座屈が発生した後にはそれを反転させて適用することを試みる。また,鉄筋の座屈挙動で重要なことは,座屈はそれまでの累積ひずみが所定の座屈ひずみに達した時に生じる点,および,座屈後に引張を受ける場合には強度が復活しない点,などがあり,これらはなるべく実情に近い形で適用する。軸筋の座屈から決まる圧壊領域にこの平面保持解析結果を適用することにより,実験結果を詳細に再現することができている。「現在までの進捗状況」で述べたように,一部追加実験の延期があるものの,研究全体としては研究計画書通りにほぼ順調に進展している。そこで,今後も研究計画書で述べた通りの方策を考えている。具体的には,以下の3つの研究を計画している。要素実験:研究代表者は以前,柱部材を対象に主筋の座屈に関する研究を行っているが,その際の視点は座屈長さであった。RC造柱においては主筋の座屈が単に帯筋間で生じるのではなく,複数の帯筋区間(ここではその区間数をNBと呼ぶ)で生じることに着目し,そのモデル化を行っている。既往の研究では,単純圧縮実験での圧壊領域とこの座屈長さの関係を検討したが,最近行った袖壁付き柱の実験で,袖壁部分の圧壊領域にも同様のことが当てはまることが分かっている。この圧壊領域は平面保持解析から部材の変形に換算する際に極めて重要となり,従って,袖壁モデルの安全限界点を定式化する際の重要なポイントとなる。そこで、座屈長さに関しては袖壁端部のみを取り出した要素実験を行い,部材実験との関係を把握する予定である。平面保持解析:「現在までの進捗状況」で述べた通りの研究を継続する予定である。FEM解析: FEM解析により,引き続き開口の大きさと位置を広い範囲で変化させたパラメトリックな解析を行う。筆者らは過去に行ったせん断破壊型の有開口袖壁付き柱のFEM解析を行い,その挙動を精度よく追跡できたことを報告している。その延長上に曲げ破壊型の実験結果を再現できるように力を注ぐ。また,袖壁付き柱と単独柱の破壊形式をパラメトリックに変化させた場合の柱モデルの破壊形式の検討も行う。

そこで,当該年度は袖壁の圧縮端部が曲げ変形能に及ぼす影響を検討するために,主に壁厚と圧縮端部の拘束およびシアスパン比を変化させた3体の曲げ降伏するRC造袖壁の静加力実験およびそのFEM解析を行っている。主な着目点は袖壁端部が圧壊するときの変形能であり,試験体は簡略化のため柱型の幅を袖壁厚さと同じにした長方形断面である。いずれの試験体も計画上のせん断強度比は小さいが曲げ破壊を示し,得られた変形能は日本建築学会の保有耐力規準による評価式と比較している。その結果以下の結論が得られている。(1)柱型を袖壁厚さと同じにしたRC造袖壁試験体3体の静加力実験を行った結果,いずれも袖壁端部の圧壊により変形能が決定され,実験パラメータ(拘束の有無)に対しては有意な差が見られた。その一方で,壁厚とシアスパンに関しては予想より影響が少なかった。(2)保有耐力規準による変形能評価式と比較した結果,試験体M1(t=120mm),M2(t=150mm)の実験値は計算値を下回り,評価式は危険側になる場合があることが分かった。(3)実験結果を用いて保有耐力規準のコンクリートの圧壊時ひずみ度を逆算したところ,袖壁端部の面内と面外の拘束筋比の和に直線関係が認められ,今後検討していく価値があることが分かった。(4)FEM解析では実験値を概ね追跡できた。研究実績の概要」で述べたように,当該年度の3体の静加力実験およびそのFEM解析は順調に終了した。一方,同年度にさらに追加で静加力実験を計画していたが,実験パラメータの影響が若干少なかったので,追加実験は延期し,その原因の解明の検討に力を注いだ。そのために,FEM解析を充実させた。具体的には今年度の3体だけではなく,当研究室で行ってきた既往の試験体を全て対象として解析を行った。一方,以前から行っていた開口による影響についても検討を継続している。開口の大きさや位置の影響は,その目的が変形能に影響しない位置を特定することになるので,数多い実験を行うことは無意味である。そこで,FEM解析により,開口の大きさと位置を広い範囲で変化させたパラメトリックな解析を行うことができている。さらに,これも以前から行っていた平面保持解析による袖壁端部の拘束の影響の検討も継続して行っている。座屈モデルの応力度ひずみ度関係を定式化して,平面保持解析に適用することを試みている。具体的には,ひずみ硬化域には多用されるRamberg Osgoodモデルを用いるが,座屈が発生した後にはそれを反転させて適用することを試みる。また,鉄筋の座屈挙動で重要なことは,座屈はそれまでの累積ひずみが所定の座屈ひずみに達した時に生じる点,および,座屈後に引張を受ける場合には強度が復活しない点,などがあり,これらはなるべく実情に近い形で適用する。軸筋の座屈から決まる圧壊領域にこの平面保持解析結果を適用することにより,実験結果を詳細に再現することができている。「現在までの進捗状況」で述べたように,一部追加実験の延期があるものの,研究全体としては研究計画書通りにほぼ順調に進展している。そこで,今後も研究計画書で述べた通りの方策を考えている。具体的には,以下の3つの研究を計画している。要素実験:研究代表者は以前,柱部材を対象に主筋の座屈に関する研究を行っているが,その際の視点は座屈長さであった。RC造柱においては主筋の座屈が単に帯筋間で生じるのではなく,複数の帯筋区間(ここではその区間数をNBと呼ぶ)で生じることに着目し,そのモデル化を行っている。
ウイルスの自己制御機構に基づくケミカルゲノミクス的抗HIV剤の創製

本研究ではフォワードケミカルゲノミクス的手法、また、リバースケミカルゲノミクス的手法により抗HIV剤の開発を行った。1) Vprの断片から見出したインテグラーゼ阻害ペプチドのヘリックス増強ミメティックを合成し、ステイプル化により、高いIN阻害活性を有するVpr断片ペプチドを見出した。2) Matrix断片に細胞膜透過性配列を付加した抗HIVペプチドを創出した。3)高い抗HIV活性、高いgp120構造変化誘導能を有する新規CD4 mimic誘導体を見出した。4) Xylene骨格を有する全く新規なCXCR4アンタゴニストを見出すことができた。抗エイズ薬の創製研究は、従来、逆転写酵素やプロテアーゼなどの標的分子を設定して、それに作用する薬剤をデザインするというリバースケミカルゲノミクス的手法をとっていた。本研究では、これらに代わる方法として、HIV自身の蛋白質由来の部分ペプチドライブラリーから抗HIV活性を指標にスクリーニングするというフォワードケミカルゲノミクス的手法を用い、リード化合物の探索を目指す。元のHIV構成蛋白質には抗HIV活性がないので、本来の蛋白質では内に秘められた活性ペプチドを探索すること、HIV構成蛋白質を基にして自身の感染を阻害するという、フィードバック的な相互作用を利用することになり、ウイルス学的進化の解明にも関連する。また、リバースケミカルゲノミクス的手法による阻害剤の創製も行い、両方向からアプローチする。本年度(平成22年度)は1)HIVの全蛋白質由来の部分ペプチドライブラリーを、ハイ・スループット・スクリーニングが可能な抗HIV活性試験であるインテグラーゼ阻害活性試験で評価し、リード化合物を探索した。Vpr断片ペプチドからインテグラーゼ阻害剤を見出し、構造活性相関を展開した。2)Matrix断片に細胞膜透過性配列を付加した抗HIVペプチドを創出し、イメージングで細胞内導入を確認した。3)申請者の開発した低分子型CD4ミミック誘導体を創出し、顕著なHIV侵入阻害活性があり、CD4ミミックはHIV外皮蛋白gp120のコンフォメーション変化を誘起すること、また、この構造変化によりコレセプター結合領域を認識する中和抗体(抗V3 loop抗体)の結合能が上昇することを明らかにした。4)今までに強力なCXCR4アンタゴニストである14残基のペプチドT140とその低分子誘導体である環状5残基のペプチドFC131、および、それほど高活性ではないが、低分子非ペプチド性アンタゴニストを創出している。これらを基に、より医薬品としてのプロフィールの優れた化合物を開発した。Xylene骨格を有する全く新規なCXCR4アンタゴニストを見出すことができた。現在のHIV感染症およびAIDSの治療法としては逆転写酵素阻害剤とプロテアーゼ阻害剤を2,3剤用いるhighly active anti-retroviral therapy(HAART)が一般に用いられており、多大な成功を収めている。しかし、いずれの作用機序を持つ抗HIV剤も根治に至るものではないので、現状のリバースケミカルゲノミクス的手法による創薬研究だけではエイズの治療は限界に近づいている。そこで、本研究ではフォワードケミカルゲノミクス的手法を用い、HIVのライフサイクルに備わっているフィードバック機構をターゲットとし、HIV構成蛋白質の部分ペプチドからランダムに抗HIV剤を探索した。さらにリード化合物から、ペプチド創薬展開をし、活性の上昇と生体内安定性の向上を目的として研究を行った。また、リバースケミカルゲノミクス的手法によりCD4ミミック、CXCR4アンタゴニストの開発を行った。平成23年度は1)Vprの断片から見出したインテグラーゼ阻害ペプチドのヘリックス増強ミメティックを合成し、構造活性相関を展開した。ステイプル化により、高いIN阻害活性を有するVpr断片ペプチドを見出した。3)CD4 mimic誘導体のピペリジン環の窒素原子周辺、およびフェニル部位の構造活性相関を行った。高い抗HIV活性、高いgp120構造変化誘導能を有する新規誘導体を見出した。
流れ形処理概念による超電並列連想処理アルゴリズムに関する研究

本年度は、流れ形処理概念による超並列高次連想処理アルゴリズムの定式化とその実現法の基礎的研究を行い、以下の成果を得た。1.超並列高次連想処理アルゴリズムの定式化に関する基礎的研究高次連想処理の効果的な実現手法として、通常の連想処理機構に加えて、神経回路網処理モデルを取り上げ、次の成果を得た。即ち、(1)データ駆動処理方式が、色付きトークンの導入によって、神経回路網の超並列実行方式として極めて有効であることを確認した。(2)神経回路網に不可欠である学習過程の実現法として、実行時に動的なプロセス生成を行う、新しいデータ駆動実行方式を提案した。(3)上述の実行方式の記述のために、ストリーム概念を導入した、新しい図的データ駆動言語を提案した。(以上の研究成果は、研究発表の1、3、7番にそれぞれ発表した。)2.超並列高次連想処理アルゴリズムの実行に関する基礎的研究上記の成果に基づき、神経回路網による高次連想処理機能をデータ駆動方式を用いて実現することを試み、以下の成果を得た。即ち、(1)神経回路網の想起処理のみならず、これと同時並行的に、その学習過程をも超並行処理可能であることを見出し、非常に適応性に富んだ高次連想処理機構の実現方式の着想を得た。(2)上述実行方式の実現法の基礎的な検討を行い、かねてから代表者らが研究を進めている、VLSI向きデータ駆動型プロセッサがこの方式に対して非常に高い処理能力を持つことを確認した。(以上の研究成果は、研究筆番号2、4、6番にそれぞれ発表した。)今後は、上述の高次連想処理機能の拡張と共に、代表者らが並行して研究中の、超高位図的仕様記述方式の統合を図り、図的手法による高次プログラミング・システムの研究に展開する予定である。
公立聴覚特別支援学校での日本手話・日本語バイリンガル教育に関する研究

重度の聴覚障害児はほとんどの場合、言語習得に重要な乳幼児期において言語接触が乏しい環境に置かれる。こうした子どもの言語接触を増やすため補聴器装用や人工内耳埋め込み手術等をとおして音声言語への接触をはかることが一般的とされるが、聴覚補償効果には個人差がある。その場合、母語発達への負の影響は計り知れない。一方、自然言語である日本手話の導入を最早期から行うことでそのリスクを回避し、子どもの言語発達および認知発達を支えられる可能性がある。しかし、日本手話での子育てを願う聴者の保護者への支援は本邦ではまだまだ緒に就いたばかりである。本研究では公立聴覚特別支援学校(聾学校)乳幼児相談室に通う聴者の保護者に対して、ろう講師と出会い日本手話を学ぶ環境をつくることにより親子間のコミュニケーションを発展させる支援を行った。学校での親子支援に加え、10ヶ月間にわたり2組の親子の家庭での日本手話を用いた絵本読みの様子を録画し、その記録動画を聴保護者、ろう講師、聴教師の3者で定期的に確認し、親子間のコミュニケーションをより豊かにするための協議を重ねた。併せて聴保護者を対象に日本手話講座を計24回、バイリンガルろう教育に関する講座を4回開催した。記録動画を詳細に分析した結果、子どもと保護者の日本手話語彙獲得に加えて、1人の子どもには2歳7ヶ月時点で指文字の表出がみられた。さらに、ろう者の特徴的なコミュニケーションストラテジーを聴保護者がろう講師から学ぶ場面、ろう講師および聴教師の助けを得て絵本読み活動の楽しさを聴保護者と子どもが共有する場面、聴保護者、ろう講師、聴教師の3者間の日本手話での会話を側聞することにより子どもが間接的な手話語彙獲得の機会を得た場面、絵本読みという創造的な活動に触発されて子どもがお話をつくり出すという豊かな言語活動を聴保護者と子どもが共有する場面をみとめることができた。
英米文学に見る女性の自立と職業

平成13年度は本研究の最終年度であるため、研究のまとめと発表、および今後の研究活動の視座を定めることを課題として、資料収集・研究・執筆活動を行なった。その第一目標は、平成12年に日本ギャスケル協会第11回大会において行なったシンポジウム「エリザベス・ギャスケルにおける女性の自立と職業」を検討し、シンポジウム報告として同協会論集に掲載することであった。シンポジウムにおいては「看護・介護」と女性の生きがいがテーマの一つであった。ヴィクトリア朝初期においては低次の肉体労働と考えられていた「看護・介護」が、クリミア戦争を期に社会問題化し、看護婦という、女性の近代的な職業へと成長して行く。一方、中流家庭の主婦は職業を持たず、家の中にいるのが普通であったが、家事を行なうための料理人・メイド・乳母などが必ず雇用されていたため、「主婦のしごと」は事実上空洞化していた。育児および老・病者の介護はこのような主婦に最適の「しごと」であり、美徳であった。『シルヴィアの恋人たち』において女主人公は、痴呆となった老母を介護する姿、育児に献身する姿を示して周囲に受容され、読者の好感を得る。しかしこれは現状を甘受する姿勢である。弱者介護のなかに実は相互の、もたれあいが潜んでいることについて討議が交わされ、職業にむけての教育・訓練の不足が、女性の自立に対する自信と意欲を失わせ、自立を阻害している事実が立証された。本研究クループは11年度は20世紀初頭に出現したカメラウーマン、12年度は看護・介護という「女性のしごと」について考察し、13年度には女子教育と自立を主題に研究を進めてきた。今後とも「女性の自立と職業」について考究を深めて行きたいと切望するものである。現代文化の特徴の一つは情報メディアの著しい発達である。洪水や山崩れなどの自然災害、火災や疫病、戦争など一般人が近付きがたい情報を、速やかに、広範囲に、リアリティをもって伝達する手段として、写真技術は急速に高度の成長発展を遂げた。撮影技師という職業は20世紀の先端的職業として開かれ、比較的初期から女性の参入を許した分野である。われわれ研究グループは、元毎日新聞報道部長武田忠治氏を招いて、カメラウーマンという存在が報道メディアにとってどのようなものであるか、女性の職業としてどのようなものか、カメラウーマン自身の問題、カメラウーマンを見る被写体の視線、カメラウーマンが撮影を行う様子を見る一般大衆の反応、映像を受け取る一般大衆の反応などについてデイスカッションを行った。ニュース雑誌『ライフ』創刊以来の専属カメラウーマンであったMargaret Bourke=Whiteが例として挙げられ、「美しく写される被写体」であった女性から「社会の暗黒を暴く異端者」へ、女性というジェンダーに対する意識が変化してきた事実、さらにその先端を走った女性は、いわゆる「女性」の部分--結婚、出産、世間の評判などを犠牲にした「魔女」として弾劾され得る事実が改めて確認された。職業人としてのカメラウーマン研究は12年度に持ち越し、継続研究とする。さらに12年度の作業としては「職業と女性」という主題に関して平成12年度日本ギャスケル協会第11回大会で、鈴江・小柳・宇田の3名が同協会の1名とともにンポジウムを行うことが決定済みである。平成12年度は日本ギャスケル協会との提携のもとに日本ギャスケル協会第11回大会においてシンポジウム「エリザベス・ギャスケルにおける女性の自立と職業」を行うことに第一の目標を置いた。シンポジウムにおいては「看護・介護」とヒロインの再生がテーマの一つとなった。ヴィクトリア朝中期の英国においては、中流以上の家庭の主婦はいわゆる「職業」を持たないのが普通であり、女性に開かれている職業は家政婦、洗濯婦など、低次のものがほとんどだった。「看護」「介護」も初期には娼婦に近い最低の肉体労働と考えられたのだったが、クリミア戦争時のフローレンス・ナイティンゲールの活動によって、女性の近代的な職業へと変化したのである。ギャスケルは『ルース』において、看護を他者への献身という、「罪ある女」の自己救済の手段として、さらにその職業に内在する慈愛と母性を強調するものとして描いた。逆に『シルビアの恋人たち』においてはヒロインは痴呆となった母親を介護する姿で周囲の好感を得るとともに、自己の自由を縛る結果を招く。さらに、見る影もない傷病兵となった夫をそれと識別できず、介護する機会を失い、「許されることなく」若死にしてしまう。表面的には女性は「家の中の天使」であるべき、とされた時代であったが、ギャスケルは同じユニテリアンの伯母が女性慈善協会を設立するなど現実に社会活動をしていたために、生活者としても、宗教者としても、女性の自己実現の重要性と可能性を認識し、作品に描き得たのである。シンポジウムは好評を得、『ギャスケル論集』第11号への執筆が依頼された。年度後半はコンピュターネットワーク、ギャスケル・フォーラムによって、外国人研究者と活発にディスカッションを行った。小柳研究員は渡米しM.L.A.会議に出席して、アメリカの多くの女性学研究者と意見を交換し、多大な成果を得た。

シンポジウムにおいては「看護・介護」と女性の生きがいがテーマの一つであった。ヴィクトリア朝初期においては低次の肉体労働と考えられていた「看護・介護」が、クリミア戦争を期に社会問題化し、看護婦という、女性の近代的な職業へと成長して行く。一方、中流家庭の主婦は職業を持たず、家の中にいるのが普通であったが、家事を行なうための料理人・メイド・乳母などが必ず雇用されていたため、「主婦のしごと」は事実上空洞化していた。育児および老・病者の介護はこのような主婦に最適の「しごと」であり、美徳であった。『シルヴィアの恋人たち』において女主人公は、痴呆となった老母を介護する姿、育児に献身する姿を示して周囲に受容され、読者の好感を得る。しかしこれは現状を甘受する姿勢である。弱者介護のなかに実は相互の、もたれあいが潜んでいることについて討議が交わされ、職業にむけての教育・訓練の不足が、女性の自立に対する自信と意欲を失わせ、自立を阻害している事実が立証された。本研究クループは11年度は20世紀初頭に出現したカメラウーマン、12年度は看護・介護という「女性のしごと」について考察し、13年度には女子教育と自立を主題に研究を進めてきた。今後とも「女性の自立と職業」について考究を深めて行きたいと切望するものである。
ヘリウム中における超伝導微粒子の光による作製と選別

高強度レーザーを照射して物質の表面を破壊する手法であるレーザーアブレーションを金属に対して液体ヘリウム中で行い、金属微粒子が作製できることを見いだした。さらに、生成された微粒子の飛散状況を調べ、超流動ヘリウム中では数時間のオーダーで微粒子が浮遊していることを確認し、その運動を光照射で制御できることも確かめた。一方、液体あるいは気体ヘリウム中に磁場勾配を設けることで、マイスナー効果を利用して超伝導体の粉末を特定の場所に捕捉することにも成功した。本研究では、気体・液体ヘリウム中や真空中でレーザーアブレーション、光マニピュレーション技術などを組み合わせることで、金属微粒子を作製、選別、配列する技術を開拓することを目的としている。この際、マイスナー効果を利用して、超伝導微粒子を選別することを目指す。In, Ti, Cuなどを対象として、レーザーアブレーションを空気中、真空中、液体ヘリウム中で行い、いずれの環境下でも金属ナノ粒子が作製できることを見いだした。さらに、生成されたナノ粒子を含む微粒子の飛散状況を調べ、超流動ヘリウム中では数時間のオーダーで微粒子が浮遊していることを確認した。上記の結果を受け、超流動ヘリウム中でレーザーを照射することにより、より粒径の小さな集団のみを選別して、センチメートル程度離れた位置に輸送、すなわち光マニピュレーションを行うことを試みた。走査型電子顕微鏡による観察で、アブレーションで得られた非常に広い粒径分布と異なり、粒径数百nm以下のナノ粒子のみが光マニピュレーションされることを明らかとした。この結果を受け、高温超伝導体酸化物のレーザーアブレーションによるナノ粒子作製とそれに続く光マニピュレーションを試みた。しかしながら、アブレーションの際、価数変化が生じている可能性を見いだし、その詳細の解明が必要なことが明らかとなった。この件を解決して、再度本研究を遂行する予定である。他方、本研究で活用した電子線照射に伴う発光であるカソードルミネッセンスを他の対象にも適用し、ナノ酸化物の光学応答やナノ蛍光体による細胞イメージングへの応用についても端緒を得た。今年度は超伝導ナノ粒子作製の報告があり、融点が低いためレーザーアブレーションによる微粒子作製が容易な単体金属Inを取り上げた。まず環境場として超流動ヘリウムと真空の比較を行った。アブレーションによって生成される微粒子の飛散状況を調べたところ、真空中では標的表面から指向性をもって放出されるのに対し、超流動ヘリウム中ではより等方的に放出されること、さらに後者では時間のオーダーで微粒子が浮遊していることが分かった。媒質中に長時間浮遊することは光マニピュレーションによる運動制御、粒子選別に有利であると考えられる。そこで、超流動ヘリウム中でレーザーアブレーションを行うと同時に別のレーザーを入射して光マニピュレーションを行い、作製された粒子群から一部の金属微粒子を1cm程度離れたSi基板上に移動させることを試みた。基板表面を走査型電子顕微鏡で観察したところ、粒子群の粒径は数十nm以下となっていることを見出した。アブレーションで作製された直後の微粒子群の粒径は数nm程度から数μm程と広い分布をもっており、それに比べて粒径分布が非常に狭くなっている。その原因の解明を進めている。レーザーアブレーションによる金属ナノ粒子の作製に成功した上、その光マニピュレーションを行った際、予想を超えて、そのサイズ選別も同時に行えることを見出したため。その原因究明は今後の課題であるが、興味深い結果であると考えられる。また、超伝導微粒子が作製できたことを既に確認しており、マイスナー効果との組み合わせへの準備も順調に進んでいる。今年度の成果を踏まえ、マイスナー効果を組み合わせて、超伝導粒子の選別を行う。また、光マニピュレーションの標的としているSi基板上に金属ナノ構造を作製し、金属ナノ粒子の配列制御を試みる。その金属ナノ構造作製技術に関しては、経験豊富な研究グループとコンタクトを取りつつ手法の検討などを進める。大量に使用する液体ヘリウムの代金、アブレーションターゲットとなる金属材料や超伝導粒子選別用磁石など消耗品の購入に大部分充当する。また、金属ナノ構造作製に関する情報収集や成果の学会発表のための旅費にも一部使用する予定である。
高配向性絶縁膜上での有機半導体分子の配向制御とその有機TFTへの応用

有機TFTの高性能化には,無機材料では実現不可能な有機材料固有の性質の積極利用が重要である。本研究では有機TFTで重要となるゲート絶縁膜に強力な分子配向制御機能を付与し,キャリア移動度の向上のための作製基盤技術の開発を目指し,主に以下の二点の成果を得た。(1)有機TFTのゲート絶縁膜として分子垂直配向性絶縁膜を用いる場合,その絶縁膜と有機半導体分子間の相互作用が弱い分子配向性膜が移動度向上に有利である。(2)有機TFTのゲート絶縁膜として分子平行配向性絶縁膜を用いる場合,その絶縁膜と有機半導体分子間の相互作用が強い分子配向性膜を利用し,その配向処理方向を最適化することで移動度の向上を図れる。(1)ゲート絶縁膜として,UV重合型液晶高分子膜,液晶垂直配向膜及び,液晶光配向膜の三種の絶縁膜の光学的(エリプしメータ)及び電気特性(絶縁特性,誘電率特性,誘電緩和特性,TSC特性)の検討を行っている.液晶垂直配向膜以外の絶縁膜では,TFTの絶縁膜として十分な絶縁特性が得られることがわかった.誘電緩和特性に関しては,UV重合型液晶高分子膜と液晶光配向膜に関して検討を行い,室温において遅い緩和現象(数秒のオーダ)が観測された.また誘電率には大きな異方性は観測されず,比誘電率は4程度(100Hz100KHz)であった.さらに,UV重合型液晶高分子膜に関してはTSC測定による膜欠陥準位の評価を行い,UV重合条件時の未反応基に起因すると考えられる欠陥(ホールトラップ)準位を同定した.(電気特性に関しては論文準備中)(2)真空蒸着による有機半導体薄膜形成材料として,ペンタセン及び液晶性を有する2,9-ジプチルペンタセンを,スピンコート法による薄膜形成材料としてC13-BTBTを用いた.液晶垂直配向膜をゲート絶縁膜として用いる場合絶縁特性は不十分であるため,High-k材料であるTa酸化膜を下地膜とした二層構造のゲート絶縁膜を用い,ペンタセン素子(MIS及びTFT)の作製を行った.垂直配向膜の表面エネルギーを制御(表面アルキル基密度の制御)することで,高移動度ペンタセンTFT(2cm2/Vs)作製のための最適配向膜を求めた.(論文準備中)(3)有機半導体材料として液晶性を有する2,9-ジプチルペンタセンを用い,TFT特性等の評価を行った.垂直配向膜(二層膜構造)とUV重合型液晶高分子膜の二種類の絶縁膜をゲート膜材料として用い,諸特性の比較検討を行った.その結果,比較的有機半導体分子に対して配向規制力の弱い絶縁膜(垂直配向膜)の方が,高移動度を得られることがわかった.(データ整理中)本研究の目的は,有機半導体に用いる絶縁膜に分子配向性機能を付与し,有機トランジスタ性能の向上を図ることである.現在までに,以下の研究結果が得られている.(1)有機半導体絶縁膜にアルカリ側鎖を有する有機膜を用いることで,高い移動度を得ることができる.しかしながら,移動度の向上には,最適な表面アルキル側鎖密度(表面エネルギー)を制御する必要がある.(現在論文投稿中)(2)有機絶縁膜に大きな異方性を有する液晶性有機膜を用いると,その膜から有機分子に対する強い配向が働く.そのため,その膜上の有機半導体分子は強制的に配向方向が規定され,移動の値としては,あまり向上しない.(現在論文準備中)(3)有機膜に光照射をすることで異方性を発現する光反応性絶縁膜を用いると,その膜上に堆積した有機半導体に大きな移動度の異方性が発現した.これは,有機半導体分子の配向異方性に起因していることがわかった.(国内・国際会議発表)(1)ゲート絶縁膜として,UV重合型液晶高分子膜,液晶垂直配向膜及び,液晶光配向膜の三種の絶縁膜について,主に電気特性の検討を行っている.液晶垂直配向膜以外の絶縁膜では,TFTの絶縁膜として十分な絶縁特性が得られることがわかった.UV重合型液晶高分子膜と液晶光配向膜に関して検討を行い,室温において誘電率には大きな異方性は観測されず,比誘電率は4程度であった.さらに,UV重合型液晶高分子膜に関してはTSC測定による膜欠陥準位の評価を行い,UV重合条件時の未反応基に起因すると考えられる欠陥準位を同定した.(一部結果に関してはMCLCへ投稿しAcceptされた。欠陥等の結果については現在論文準備中)(2)真空蒸着による有機半導体薄膜形成材料として,ペンタセン及び液晶性を有する2,9-ジプチルペンタセンを,スピンコート法による薄膜形成材料としてC13-BTBTを用いた.液晶垂直配向膜をゲート絶縁膜として用いる場合絶縁特性は不十分であるため,High-k材料であるTa酸化膜を下地膜とした二層構造のゲート絶縁膜を用い,ペンタセン素子(MIS及びTFT)の作製を行った.垂直配向膜の表面エネルギーを制御(表面アルキル基密度の制御)することで,高移動度ペンタセンTFT作製のための最適配向膜を求めた.(MCLCへ投稿しAcceptされた)(3)有機半導体材料として液晶性を有するペンタセン等を用い,TFT特性等の評価を行った.UV重合型液晶高分子膜を含む新規なUV反応性分子配向絶縁膜をゲート膜材料として用い,諸特性の比較検討を行った.その結果,比較的有機半導体分子に対して配向規制力の弱い絶縁膜の方が,高移動度を得られることがわかった.