hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
有機気相成長法による単結晶遷移金属ダイカルコゲナイド混晶作製および電子構造の解明

今年度はMoS2とMoTe2の混晶を作製する上で、最終的に用いる作製手法の前身として、硫黄原料を用いた硫化およびTe原料を用いたTe化を行った。それぞれの条件で作製した薄膜において、配向性に代表される膜品質、またSとTeの比の評価を主軸として評価を行った。膜品質は光応答性において、SとTeの比は受光素子においてどの波長帯を検知できるかを決定づけるバンドギャップ同定においてそれぞれ重要なパラメータである。今年度行われた実験を通して、各組成においてその作製条件に最適解があるとわかった。これは転じて、ある条件で作製を試みることで任意の組成の高品質膜が作製できるということを示唆している。具体的には、Sがより多い試料においては、Teが多い試料よりも作製温度を下げることが必要であり、全体がSから全体がTeまでの全範囲において必要な温度帯はおよそ400°Cから500°Cであることが示唆された。この温度域の中で作製温度を調整することで、任意の組成の試料が作製でき、かつその結晶化が促進されるため高品質膜が得られる。本年度ではHotwall型横型反応管を使用してカルコゲン原料を切り替えて試料作製を行った。それらの試料の評価を通して、SとTeの濃度の違いによって成膜における最適温度が異なることが明らかになった。これは、濃度が違う試料を作製する場合に必要な温度を示しており、高品質膜作製のための条件のみならず、MoS2とMoTe2の混晶における温度に対する結晶の変化を表す相図の作製のための大きな前進となった。また、構造の評価から、最適温度において作製された薄膜は特にc軸方向においてボーイングを示す事を明らかにした。今後Coldwall型成膜炉で試料作製を行うことを考慮すると、その条件の最適化において大きく前進し、順調な進捗であるといえる。今後はColdwall型成膜炉において3系統の原料を同時に供給して混晶の作製を行うため、その3元系の原料供給系統を作製する。また、並行してColdwall型成膜炉を用いてMoS2もしくはMoTe2のみでの成膜を行うことによって、Hotwall型・常圧条件下での成膜および評価結果との違いを明らかにする。これによりHotwallで明らかにした混晶の最適条件をColdwallで適用するために以下に条件を調整する必要があるかを明確化する。また、同時にDFT(密度汎関数理論)を用いてMoS2(1-x)Te2x混晶の電子構造を明らかにするため、様々な組成および膜厚に関しての計算を開始する。
災害時における医療施設への被災者の行動変容のコンピュータシミュレーション

本研究は、災害時における被災者の行動変容を把握し、医療施設への被災者および傷病者の受療者数をコンピューターシミュレーションで予測することである。これにより、災害規模に応じた施設の受け入れ体制の施策の意思決定に寄与することを目的としている。本研究の対象地域を千葉市に選定した。選定理由は、海岸に面しており海岸線に人口が集中していて、低湿地帯が広がる地盤の弱い地理的要因を含んだ地域である。このため、大規模災害が起きた場合、甚大な被害が出る可能性があることから選定した。本研究における災害とは、地震を起因とする災害を想定している。
文学テキストおよび視覚資料を用いたペルシア語教授法の研究

<研究目的>本研究は、文学テキストおよび視覚資料を用いたペルシア語教授法の研究を目的として行われた。特に大学の語学教育が置かれた現状に鑑み、学習者の意欲向上および教育内容の充実化を図ることを目的とした。<研究方法>上述の目的のため、本研究はペルシア語によって構築されたイランの文化に着目し、文学テキストや視覚資料を語学教育に活用するための調査研究を行った。第一に、既存のペルシア語教材および語学関連書籍を国内外で収集し、比較分析を行った。それらの分析をもとに、教材サンプルの作成、および文学・文化を中心とするペルシア語教授法の開発に取組んだ。また写真や映像等視覚資料の収集を行い、授業において活用した。<研究成果>本研究の取組みにより、授業内では学習者の意欲を一定程度向上させることができた。特に、イランの文学および文化に関する書籍や映像資料を用いることで、当該地域の言語文化についての学習者の知識と関心の幅を広げることができた。それとともに、多様な教材・教授法の比較検討から、主にペルシア語学に関する、現時点で未解決の問題も明らかになった。これらの成果および今後の課題について、2016年3月6-7日にテヘランで行われた国際会議に出席して報告を行った。その後、現地で得られた知見を含め、2016年3月26-27日に大阪大学で開催されたイラン研究会において本研究の成果報告を行った。特に上記の国際会議で、ペルシア語学そのものに関して、イラン本国での最新の議論に触れることができた点、またペルシア語教育が抱える問題点について参加各国の教育者と情報交換ができた点は、当初の計画に含まれていなかったものの、ペルシア語教育の世界的な動向や水準を知るうえで、大きな収穫であった。また国内の研究会においてもペルシア語教育の今後のあり方をめぐって活発な議論が行われた。
植物のバイオエアコン機能の解析とESDへの活用

植物は光合成で光エネルギーを利用して二酸化炭素を吸収し、蒸散で大気中の熱エネルギーを吸収する。この優れた働きに注目し、ポトス(Epipremnum aureum)を用いて閉鎖空間内で植物有無によるバイオエアコン機能を調べた。厚さ25mmの断熱材で覆ったガラス容器(425×272×285mm)を恒温器(600×477×1000mm)に2つ入れ、両方に土壌が入ったプランターを入れ、片方でポトスを栽培した。白色発光ダイオードで12時間(618時)照射し、熱電対で10分毎2日間の温度と湿度を計測した。恒温器内温度を10,16,23,30,35°Cに保ち、2日間2つの容器の温度差を比べてポトス有無による冷房効果を調べた。23°Cの温度差が約1°Cで最も大きく安定した結果であり、23°Cより高温や低温になるほど冷房効果が低かった。10,35°Cは不安定な結果であり、特に高温になるほど冷房効果が低かった。冷房効果における光合成の影響を調べるため、恒温器内温度を23°Cに保ち、白色発光ダイオードで12時間(618時)照射、24時間照射、照射なしの3つの条件の実験を2日間行い、容器内のポトス有無による二酸化炭素濃度の変化を調べた。3つの条件で違いが現れたが、加えて酸素濃度を測定することでより正確な結果が得られるので今後実施したい。野外における植物のバイオエアコン機能を調べるため、2つの大型プランター(イネ有無)の上部(地上1.3m)温湿度を計測した。7,8,9月の温度の結果を比較すると、8月の昼間にイネの冷房効果が高く、8月の夜間に最も低いことがわかった。今後水温、地温、光強度を同時に測定して詳しく解析したい。これらの研究を応用して、植物のはたらきと環境問題というテーマで、光合成と蒸散と熱エネルギーの関係を理解できる中学校3年理科授業を実践した。また、ポトスの葉の表裏・葉柄・茎の表皮、葉の断面を顕微鏡で観察し、気孔を撮影できたので教材化する試みを推進したい。
地域高齢者の大腿骨頚部骨折予防のための地域看護モデルの構築

高齢期の骨折の中でも大腿骨頚部骨折は、それによる機能低下などにより、ADLの自立が遅延し、QOLを大きく損なう。高齢者の骨折は骨の弱さを基盤にした骨粗鬆症や、過去及び現在の生活要因、社会参加状況、住居・生活状況など環境要因、身体・運動機能など身体要因、転倒恐怖など心理要因が重なり合い引き起こすと考えられる。地域保健や地域看護において骨折予防で重要なことは高齢者の生活要因や社会参加状況、健康状況、QOL等について多面的に地域ケアの観点から探ることである。そのことから、骨折を引き起こす要因を総合的に検討し、第一次予防としての骨折対策の地域看護モデルを提示していくことである。本研究では、地域在住の65歳以上の女性高齢者の骨折と生活因子、現在の生活状況、ADL、QOL、健康状況、福祉増進施設利用、社会参加状況との関連を総合的に探り、地域看護モデルの構築を試みた。その結果、骨折経験と健康増進施設の利用、温泉施設の利用との関連はなかったが、温泉や健康施設利用者はADLが良好であった。また、骨折経験者は非骨折者に比べて過去1年の入院や通院割合が多かった。転倒や骨折経験ある者は社会参加およびQOLスコアが低かった。骨折を部位毎にみると、大腿骨頸部骨折経験者は他の骨折に比べて、QOLスコアが低い傾向にあった。これらのことから高齢者の骨折予防において、健康増進施設を保健活動に組み込むこと、転倒予防対策を強化すること、社会参加を進めQOLを高める対策をとれるようなネットワークモデルを構築する必要性が示された。高齢期の骨折は高齢者の生命予後に影響を与え、QOLを著しく阻害する。骨折を起こした高齢者のQOLがどこまで図られているのか、骨折後の社会参加状況や、ADL、健康状態、健康増進施設利用状況などについて、地域看護の観点から探ったものは少ない。本年度は地域在宅高齢者を対象として、骨折経験者と非骨折経験者別に身体活動状況、QOL、社会参加、Social Supportに関連する指標との関連を明らかにすることを目的とした。調査対象はT県J町の地域在住の全高齢者のうち調査協力の得られた2450名で、自記式調査票を地区役員より配布し回収した。このうち、施設入所、病気療養中や寝たきり、痴呆等で回答できない者を除外した。調査項目は、基本属性、医療状況、転倒の有無と頻度、50歳以上での軽微な理由による骨折経験、ADL、健康生活習慣、WHO-QOL,社会参加状況などである。今年度はこれらのデータベースを作成した。前期高齢者1141名、後期高齢者は800名であった。50歳以上での骨折経験者は、前期男性6.2%、女性16.4%、後期男性12.9%、女性25.9%で前期・後期とも女性の骨折割合が有意に多かった。過去1年の転倒経験者は、前期女性21.6%、前期男性32.8%、後期男性36.3%、後期女性43.4%と骨折同様、前期・後期とも女性の転倒割合が有意に多かった。また、骨折経験者は転倒割合が有意に多かった。全対象における骨折部位は、手首・上肢、下肢・足首、腰椎・脊椎、肋骨、肩、大腿骨頸部、肘・膝、その他の順であった。また、骨折の平均年齢は女性70.5±9.4歳、男性70.9±10.7歳で性差はなかった。後期高齢者において骨折経験者は非経験者に比較してWHO-QOL総合スコアが有意に低いことが示された。高齢期の大腿部頚部骨折は高齢者の生命予後に影響を与え、QOLを著しく阻害する。本研究は地域高齢者を対象に骨折を起こす要因を総合的に検討し、骨折対策の看護モデルを提示することである。調査対象は地域在住の全高齢者のうち調査協力の得られた2450名である。

調査内容は、自記式調査票を用い基本属性、医療状況、転倒の有無と頻度、50歳以上での軽微な理由による骨折経験、ADL、健康生活習慣、WHO-QOL,社会参加状況などを測定し、初年度はデータベースを作成した。本年度は作成したデータベースより、65歳以上全女性で骨粗鬆症を基盤に起きたと考えられる骨折経験者227名と非骨折経験者874名の1101名を抽出し、健康習慣、ADL、QOL,社会参加状況との関連を明らかにすることを目的とした。その結果、65歳以上全女性のうち骨折は227名(20.6%)が経験しており、部位別割合は腰椎16.3%、手首15.4%、大腿骨頸部6.2%であった。骨折時の平均年齢は70.8±9.3歳であった。前期高齢者と後期高齢者別に腰椎および大腿骨頸部骨折経験、転倒経験、ADL非自立の割合をみると、いずれも前期高齢者に比べて後期高齢者が有意に多かった。また、骨折経験と生活習慣、社会参加、QOLとの関連をみると、健康習慣や通院状況、運動習慣など生活習慣と骨折経験との関連はなかったが、骨折の有無と社会参加との関連では、骨折経験者は非骨折経験者に比べて社会参加割合は有意に低かった。さらに、QOLを結果変数、骨折経験と年齢を説明変数とした重回帰分析の結果、骨折経験者のQOLは身体領域が有意に低かった。骨折予防の地域看護モデルの構築を目指し、地域在住の65歳以上の全女性高齢者を対象に、骨折・転倒経験と健康生活習慣や日常性生活自立度、社会参加状況、QOLの関連を探った。分析は大腿骨頚部骨折を含む骨粗鬆症性と思われる60歳以上での骨折経験者を骨折群、非経験者を非骨折群として検討を行った。その結果、以下のことが明らかになった。骨折経験と現在のADLの関連では、骨折経験はADL自立割合が有意に低かった。また、他の骨折や骨折なし群に比べて、大腿骨頸部骨折群はADL非自立が自立に比べて有意に多かった。さらに、骨折経験群は前期・後期高齢者いずれもここ1年の入院や通院が多い傾向にあった。前期・後期高齢者いずれもここ1年の転倒あり群は転倒なし群に比べて、ADL状態が不良であった。骨折経験とQOLスコアの関連は前期・後期高齢者いずれも関連は認められなかった。また、骨折を大腿骨頸部骨折群、その他の骨折群、骨折なし群の3分類し、QOLスコアとの関連をみると、全対象者において大腿骨頸部骨折群は他の2群に比べて、QOL総合、身体領域スコアは有意に低く、心理領域、満足度の2項目はスコアが低い傾向にあった。後期高齢者のQOL総合スコアを従属変数に、年齢、ADL,健康施設利用、骨折経験、転倒経験の6項目を説明変数として重回帰分析を行った結果、ADL自立、温泉施設利用、転倒なしはQOLを有意に上昇させる方向に働いていた。地域高齢者の骨折予防のための地域看護モデルの重要な因子として、環境因子として他者との交流や地域集団の会合への参加など社会参加の推進、温泉・健康増進施設の効果的利用促進を図ること、個人的要因として、ADL自立、転倒予防対策の推進、医療状況の把握等についての体制を強化する。特に、温泉施設などは地域資源として有用であるので、その活用と促進を保健活動に組み入れていくことが重要である。
多様な学習効果を生む防災教育のあり方の体系化とその社会実装技術の開発

多様な学習効果を生む防災教育のあり方の体系化およびその社会実装技術の開発を目的として、以下の研究を行った。まず、避難所生活という非日常体験を通じて、防災に関する知識や技能を学ぶだけでなく、他者との協力や思いやり、普段の生活の大切さを学ぶことを学習のねらいとした防災キャンプを小中学生を対象に実践した。そして、その参加者を対象にした質問紙調査により、防災キャンプ参加効果を検証し、防災に関する知識・技能の習得だけでなく、防災キャンプの体験プログラムを工夫することにより、協調性や思いやりといった面での成長も期待できることが確認された。また、地震を対象とした実践的避難訓練の導入効果についても検証した。これまで児童生徒に事前に訓練実施を告知したうえで、授業時間中にしか避難訓練を実施していなかった地域を対象に、児童生徒には限定的な事前告知(今日、どこかの時間で訓練を行う)しかせずに、清掃時間または休み時間に訓練を実施した。そして、避難訓練の前後に児童生徒を対象に実施した質問紙調査より、少なくない割合の児童生徒が地震発生時に適切な対応行動をとることができていなかったことが確認された。また訓練実施後に教育を対象に実施したアンケートの結果より、これまでと異なる訓練に対して概ね前向きな意見であったこと、また児童生徒の訓練時の様子から事後指導の重要性に気づいていただけたことが確認された。このほか、中学生を対象に、災害発生時に起こりえるジレンマを題材とした防災クイズを用いた学習実践を行い、その学習効果を把握した。また教員を対象とした災害発生時を想定した児童生徒の安全確保や避難所運営に関する研修プログラムを開発し実践した。これにより、児童生徒の安全管理と、児童生徒への防災教育はその内容が異なることを参加教員に理解してもらうことを通じて、学校現場への防災教育の実装方略に関する知見を得た。防災を題材とした体験学習によって、多様な学習効果が得られるとの仮説のもと、具体的な学習プログラムおよびその効果計測方法を検討し、具体的な実践を多様な学習対象者と一緒に実践することが通じて、効果的なプログラムを検討するための基礎的データを得ることができたため、おおむね計画通りに順調に進展していると判断している。昨年度の実践から得られたデータを詳細に分析し、以下の内容の研究を深めていく。まず児童生徒を対象とした防災キャンプの効果的プログラムを検討し、再度実践する。その際にはプログラムの学習テーマだけでなく、その内容を具体的にどのようにアレンジするのかまで検討する。具体的には学習の導入やねらいをどのように児童生徒に伝えるのか、主体的に学ぶためのどのような工夫をするのかなどを検討する。また地震を想定した実践的避難訓練を広く学校現場に普及させるための方策(社会実装策)についても検討する。事前告知ありで授業時間中にしか地震の避難訓練を実施していない学校はいまだ少なくない。そのような学校により実践的な訓練を導入してもらうための知見を整理する。

また地震を想定した実践的避難訓練を広く学校現場に普及させるための方策(社会実装策)についても検討する。事前告知ありで授業時間中にしか地震の避難訓練を実施していない学校はいまだ少なくない。そのような学校により実践的な訓練を導入してもらうための知見を整理する。年度末に予定していた情報収集のための出張旅費を確保していたが、キャンセルとなったため、少額の次年度使用額が生じた。これについては翌年度早々に情報収集のための出張旅費として使用する予定である。
セルロースの電気化学的酸化分解反応の精密解析及びエネルギー変換デバイスへの展開

バイオマス系廃棄物の大部分を占めるセルロースを、改質プロセスを介さずに直接燃料として用いることは、バイオマスエネルギーを有効利用するうえで望ましい。しかし、セルロースは一部の溶媒を除くほとんどの溶媒に不溶であり、液相での反応の知見が乏しく、そのため無機材料ベースの不均一系触媒から成るエネルギー変換デバイスはほとんど報告されていない。本研究では、液相中のセルロースの電気化学的な直接酸化反応に活性な新規電極触媒を創出する。これにより、これまで不明瞭であったセルロースの液相での反応に新たな知見を提案すると同時に、革新的なバイオマス(光)燃料電池等のエネルギー変換デバイスの構築を行う。
気候変動及び社会経済シナリオを考慮した広域河川氾濫リスク予測モデル開発

不確実性を持つ将来気候変動に伴う洪水リスクの影響を明らかにするため、気候変動及び社会経済シナリオによるアジア諸国の氾濫原、特に途上国の主要大河川を対象に、洪水リスクの時空間変化を予測するモデルを開発し、水害適応策の立案を支援することを主な目的とする。そのために、氾濫が広域に及ぶバングラデシュ河川について、地理情報システム(GIS)環境かつ時系列衛星観測データを用いて広域的な洪水氾濫マッピング及び予測のアルゴリズム開発を行う。また、地上水文観測データが不十分な地域での洪水氾濫域の抽出精度を向上しつつ、迅速に洪水氾濫リスクマップを作成することで気候変動及び社会経済シナリオを考慮した洪水予測の実用化へ寄与する。平成30年度は、1)緊急観測洪水速報図の作成及び準リアルタイム洪水リスク予測のプロトタイプ試作:バングラデシュ水開発局の洪水予・警報センターの河川情報(水位データ)とスマートな現地調査をもとに、洪水発生時の緊急対応洪水速報マップを作成した。また、複数衛星観測データ(MODIS、ALOS-2、Sentinel-1など)を用いてウェーブレットデータ融合による広域洪水氾濫抽出アルゴリズムを開発し、非線形水位予測シナリオに沿って正確かつ迅速な洪水リスク予測の高度化を実証・準リアルタイムのプロトタイプ(被害者・被害額)を試作した。2)第3回国際ワークショップ共催: ICHARM-BWDB-東京大学-JICA間の持続的な協力研究を強化し、洪水対策の実務レベルの研究成果と利活用の推進について議論した。また、バングラデシュが推進している自動水位観測システムの巨大プロジェクトに協力し、洪水リスクを予測可能な「低費用自動水位計測システム」のプロトタイプ(ダッカ周辺)を試作した。そして、NASA-JPL、LISTと国際会議・学会でのセッション・参加型ワークショップ等を共催し、積極的に新たな国際共同研究ネットワークを拡大させた。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。1)気候変動及び社会経済シナリオを考慮した洪水リスク評価の新たなフレームワークの確立、洪水流域の特性分析:ユーラシア大陸(北緯860度)の主要河川(1km格子の約10万km2以上の流域)を対象に、超高解像度大気モデルMRI-AGCM3.2S(20km格子)の複数出力による25年間の現在気候(19852004)を基に、将来気候(20752099)条件下で、50年確率年最大河川流量の浸水域および浸水深を推定、評価した。不確実性を持つ将来気候変動に伴う洪水リスクの影響を明らかにするため、現在気候と将来気候実験の温室効果ガス排出シナリオ(RCPs代表濃度経路)の4種類のうち最大排出量となるRCP8.5シナリオで、異なる海面水温分布を境界条件に用いた将来気候実験(RCP8.5m, cluster1, cluster2, cluster3)の四つの結果をもとに、最大ポテンシャル氾濫域推定を試みた。その結果、欧州よりアジア域、特にインド北部(Ganges川、Burahmaputra川など)や中国東部(Yangtze川、HuangHo川)、さらにロシア東部(Amur川)などの氾濫源で、将来、50年確率氾濫浸水深が現在気候より2倍以上に増大する傾向が認められた。2)限られた水文気象情報しか持たない開発途上国(バングラデシュ人民共和国)において、インターネットから取得可能な人工衛星データ(中分解能スペクトル放射計(MODIS)、だいち2号(ALOS-2) PALSAR-2、土地被覆データなど)を有効に用いて、近年最大規模であった2007年(10年確率洪水)と2015年の洪水範囲を比較し、国レベルの広域にわたる氾濫域と水田被害の自動抽出を試みた。3)バングラデシュの洪水被害調査:衛星画像のグラウンドトルースデータ(洪水痕跡と水田被害)を収集するため、小型無人航空機UAV(マルチコプターPhantom2)空撮システムを導入し、調査の短時間、安全かつ効率的な実施が可能となり、従来行われてきた広域被害の現地調査と比べ、格段の省力化・高度化が実現できた。平成27年度の当初計画以上に進展している。気候変動及び社会経済シナリオを考慮した新たな洪水リスク評価のフレームワーク確立と並行して、全球洪水浸水深モデル(GFID2M:Global Flood Inundation Depth 2-dimension model)を改良し、氾濫流量に対応する洪水浸水マップの作成を試みた。しかし、社会経済シナリオを考慮した脆弱性指標データを格子(1km)毎に空間データ変換・詳細化が可能かどうかは検討中である。また、課題として、最大水位のパラメータ最適化(現在気候の日最大流量・最大河川水位と観測値との比較)による再現性向上および、現在気候の洪水氾濫浸水シミュレーション結果と過去氾濫実績(衛星画像から最大浸水域抽出など)との比較・検証による再現性向上が挙げられる。2015年8月9月のバングラデシュ大洪水発生後、平成28年度の課題であるリモートセンシング及びGISを用いた流域地表環境の時・空間的変化による浸水実績図を作成しつつ、水害が大きかった代表地域の洪水被害調査を現地で実施した。加えて、小型無人航空機UAVの導入による広範で詳細な現地情報を得て、JAXAのだいち2号(ALOS-2)Lバンド地表可視化レーダ(PALSAR-2)による緊急観測を要請、データを入手し、現在分析を進めている。アジア主要河川流域における地表環境の時・空間変化を基にした浸水実績図の作成1)気候変動及び社会経済シナリオを考慮した流域地表環境の時・

空間的変化による浸水リスク変化図作成:アジア主要河川(1km格子の約10万km2以上の流域)を対象に、超高解像度大気モデルMRI-AGCM3.2S(20km格子)の複数出力による25年間の現在気候(19852004)を基に、将来気候(20752099;RCP8.5シナリオ)条件下で、50年確率年最大河川流量の浸水深と将来社会経済条件を考慮した洪水リスク変化(影響人口と経済損失)を評価した。経済リスクは、浸水の暴露範囲に、RCP8.5シナリオに相応する世界共通の社会経済シナリオのSSP5(従来型発展:緩和策の負担が高い)を基に影響人口一人当たり国内総生産をかけ合わせ、社会経済に与える影響の度合を表す影響力係数を考慮した最大社会経済損失を簡易に推定した。アジア域では浸水深変化率が2倍以上に増大する傾向と共に経済損失も大幅に増大することが確認できた。2)最新複数観測データによる洪水氾濫域マッピング:複数観測データ(MODIS, ALOS-2,ひまわり8号)を用いて洪水マッピングアルゴリズムを開発(時系列シンクロ洪水指数)しつつ、バングラデシュ氾濫域の抽出を試みた。3)第1回共催ワークショップ開催(ダッカ、6月20日)及び現地調査:共同研究成果を公開発表し、共同研究を強化する非常に重要な機会となった。バングラデシュの中央・地方官庁の防災災害関係者・洪水担当者・NGOなどステークホルダー約50人が出席し、研究レベルから行政・政策を含む実務レベルまで洪水対策も反映できるよう議論した。ワークショップ後、昨年と同様に2015年の水害(水田)が大きかった代表地域で被害の聞き取り調査を行い、浸水域の解析結果とグランドトゥルースデータを比較した。マルチモデルアンサンブル気候実験データを用いて改良した全球洪水浸水深モデルに対応する、アジア域を対象とした洪水氾濫シミュレーションの再現性を引き続き検証した。また並行して、大洪水発生時に、中解像度の光学衛星MODIS時系列データと複数時期のALOS-2データの浸水実績図を比較し、氾濫シミュレーションの現在条件下での再現性も検討した。さらに、社会経済シナリオを考慮した脆弱性指標データ(一人当たりGDPなど)を格子(1km)毎に空間データ変換・詳細化が可能かどうか検討した。平成29年度の課題である準リアルタイム洪水氾濫マッピングの開発のため、複数センサーとひまわり8号データをもとに時系列シンクロ洪水指数による準リアルタイム時・空間的浸水変化図の作成を開始した。加えて、小型無人航空機UAVを導入し、広範で詳細な現地情報のグランドトゥルースデータも収集した。7月1日ダッカでテロ事件が発生、バングラデシュは危険地域に指定され(入国禁止)、メールやビデオ会議のみで共同研究を進めることとなった。しかし、JICAの支援を受け、バングラデシュ水資源省とBWDBの副長官が11月ICHARMを訪問し、相互研究協力強化に向けた打ち合わせを行うことができた。本研究では、不確実性を考慮した将来気候変動に伴う洪水リスクの影響を明らかにするため、気候変動及び社会経済シナリオを基に、アジア地域途上国の主要河川(10万km2超の流域)を対象にした洪水リスクの時・空間変化予測モデルを開発している。
スピン渦状態の解析と応用

本研究では、磁区構造の一つであるスピン渦状態を磁気記録は応用するための基礎研究である。主として、マイクロ・マグネティックスによる磁区構造解析手法の検討、LLG方程式に基づく磁区構シミュレーションの検討、プロローブ顕微鏡を用いた磁気マウンド作製方法方法の検討、電子線リソグラフによる磁気パターンの作成、スピン偏極SEMおよびMFMによる評価を行った。マイクロ・マグネティックスによる解析では、スピン渦状態に対する解析解を得ることができ、これまでに報告されている微細磁性体結晶の観察結果を説明した。この解析手法では軸対象である構造条件を仮しているために、ディスク形状以外の、例えば多角形の、スピン渦状態の解析ができない。一般形式の磁区構造の解析を行うために、LLG方程式に基づく計算シュミレーションを行った。規模の小さい計算ソフトを完成させ2次元での計算を可能にした。作成したプログラムでは正方形の境界条件を持つ薄膜のスピン渦解を得ることに成功した。実際に磁性体においてスピン渦状態を実現するための一つの方法として、微細磁性体結晶を利用する方法がある。本研究ではリソグラフ技術とエッチング技術を応用した作成方法も検討し、作成を試みた。プローブ顕微鏡を用いた磁気マウンド作成方法について検討を行った。CoをスパッタリングによりSi深針上に蒸着する。酸化膜を付けたSi基板上に深針を近づけ数msから数百mSのパルスを印加して深針上Coを基板につけ、電圧、距離依存性について研究した。その結果、大気中の実験ではあるが、数十nmから数百nmの直径を持つ磁気マウンドが作成できた。またMFMによりその磁区構造の観察を行った。またEBリンによりサブミクロンの磁性結晶を得ることにも成功した。MFMによる磁区構造観察では、磁性体深針と試料との磁気双極子相互作用が無視できないが、環流磁区をとることを確認した。本研究では、磁区構造の一つであるスピン渦状態を磁気記録へ応用するための基礎研究である。本年度は、マイクロ・マグネティックスによる磁区構造解析手法の検討、LLG方程式に基づく磁区構シミュレーションの検討、プロローブ顕微鏡を用いた磁気マウンド作製方法方法の検討、スピン偏極走査型電子顕微鏡の準備を行った。マイクロ・マグネティックスによる解析では、スピン渦状態に対する解析解を得ることができ、これまでに報告されている微細磁性体結晶の観察結果を説明できた。一般形状の磁区構造の解析を行うために、LLG方程式に基づく計算シミュレーションを検討した。本年度では規模の小さい計算ソフトを完成させ2次元での計算を可能にした。作成したプログラムでは正方形の境界条件を持つ薄膜のスピン渦解を得ることに成功している。本研究ではリソグラフ技術とエッチング技術を応用した作成方法も検討する予定であるが、本年度は、プローブ顕微鏡を用いた磁気マウンド作成方法について検討を行った。CoをスパッタリングによりSi探針上に蒸着する。酸化膜を付けたSi基板上に探針を近づけ数msから数百mSのパルスを印加して探針上Coを基板につける試みを行った。その結果、大気中の実験ではあるが、数+nmから数百nmの直径を持つ磁気マウンドが作成できた。詳細については継続して研究中である。MFMによる磁区構造観察では、磁性体探針と試料との磁気双極子相互作用が無視できない。その影響がない測定手段としてスピン走査型電子顕微鏡があるが、これまで開発を進めてきたスピン走査型電子顕微鏡をスピン渦研究に応用するための準備を行った。
肺移植の拒絶反応抑制のためのサイトカイン受容体に対する分子標的療法の開発

拒絶反応抑制のための分子標的療法の開発を目的として、サイトカイン受容体へのモノクロナール抗体療法の意義を検討した。研究によりBOの発生に循環血中の制御性T細胞の割合と、局所のIL-6の産生および局所のTh17が関与していることがマウスモデルを用いて示唆された。またIL-6をブロックすることによりBOの発生、つまり肺の慢性拒絶を予防できる可能性が示唆された。交付申請書に記載した通り、マウス気管移植モデルの研究と臨床検体の蓄積を行った。臨床検体の蓄積は今後行う。以下にマウスの実験の意義、方法および結果を記載する。肺移植後の慢性拒絶は、その長期予後に大きく関与している。肺移植後の慢性拒絶の病理像は、閉塞性細気管支炎(BO)の像を呈するが、その発生機序は不明である。B6マウス由来の気管をC3Hマウスの皮下に移植(BOの動物モデル)し、術後1週間目、2週間目、および4週間目に犠牲死させリンパ球分画および組織学的評価を行った。その結果、同系移植片では組織学的変化を認めなかったが、異系移植片は組織学的にBO様変化が起きていることを確認し、免疫染色にて閉塞の原因の一つが線維芽細胞の増殖であることが確認された。末梢血中の細胞障害性T細胞の割合および活性型リンパ球の割合は同系移植群と有意差を認めなかった。ヘルパーT細胞中、急性拒絶にてその割合が上昇するTh1は異系移植群で有意に上昇していた。また、Tregの割合は異系移植群で有意に減少していた。しかし、IL-6およびTh17の割合は末梢血中では有意差を認めなかった。免疫染色にて移植片中の血管内皮や浸潤リンパ球中にIL-6を認めた。同系移植群ではIL-6はほとんど検出されなかった。移植片のIL-6およびIL-17のmRNAをRT-PCR法で測定すると、IL-6、IL-17ともに有意差をもって異系移植群で上昇していた。同様の異系移植モデルを作成し、IL-6を中和抗体にてブロックしたものと、コントロールとしてIgGを投与したものを2週目に比較すると、IL-6の中和抗体モデルでは、組織学的はリンパ球の浸潤を認めるものの内腔の閉鎖を認めず、線維組織の沈着も認めなかった。また局所のIL-17のmRNA量はIL-6投与群で有意に減少しており、浸潤リンパ球はTh17でないことが示唆された。この研究によりBOの発生にTh17が関与していることが示唆され、またIL-6をブロックすることによりBOの発生、つまり肺の慢性拒絶を予防できる可能性が示唆された。交付申請書に記載した通り、マウス気管移植モデルの研究のまとめと臨床検体の蓄積を行った。臨床検体の蓄積は現在進行中である。B6マウス由来の気管をC3Hマウスの皮下に移植(BOの動物モデル)し、リンパ球分画および組織学的評価を行った。その結果、組織学的には閉塞の原因の一つが線維芽細胞の増殖であることが確認された。末梢血中のヘルパーT細胞中、急性拒絶にてその割合が上昇するTh1は異系移植群で有意に上昇していた。同様の異系移植モデルを作成し、IL-6を中和抗体にてブロックすると、組織学的にはリンパ球の浸潤を認めるものの内腔の閉鎖を認めず、線維組織の沈着も認めなかった。また局所のIL-17のmRNA量は有意に減少しており、浸潤リンパ球はTh17でないことが示唆された。平成22年7月の移植法改正後、急激な臨床業務の増加(これまで年間56件程度の肺移植数が、法改正後半年で20件以上)により、今年度は当初計画していた抗IL6受容体抗体投与BOモデルの作成と、その結果の解析が行えなかったが、当大学免疫学教室との共同研究により、BOの発生におけるIL-6の関与の機序解明が、当科との共同研究という形で行われている。また来年度は、医員の増加が見込まれるため、再び継続研究をしていく予定である。

臨床検体の蓄積は現在進行中である。以下にマウスの実験の意義、方法および結果を記載する。肺移植後の慢性拒絶は、その長期予後に大きく関与している。肺移植後の慢性拒絶の病理像は、閉塞性細気管支炎(BO)の像を呈するが、その発生機序は不明である。B6マウス由来の気管をC3Hマウスの皮下に移植(BOの動物モデル)し、リンパ球分画および組織学的評価を行った。その結果、組織学的には閉塞の原因の一つが線維芽細胞の増殖であることが確認された。末梢血中のヘルパーT細胞中、急性拒絶にてその割合が上昇するTh1は異系移植群で有意に上昇していた。また、制御性T細胞の割合は異系移植群で有意に減少していた。しかし、IL-6およびTh17の割合は末梢血中では有意差を認めなかった。免疫染色にて移植片中の血管内皮や浸潤リンパ球中にIL-6を認めた。移植片のIL-6およびIL-17のmRNAをRT-PCR法で測定すると、IL-6、IL-17ともに有意差をもって異系移植群で上昇していた。同様の異系移植モデルを作成し、IL-6を中和抗体にてブロックすると、組織学的にはリンパ球の浸潤を認めるものの内腔の閉鎖を認めず、線維組織の沈着も認めなかった。また局所のIL-17のmRNA量は有意に減少しており、浸潤リンパ球はTh17でないことが示唆された。この研究によりBOの発生にTh17が関与していることが示唆され、またIL-6をブロックすることによりBOの発生、つまり肺の慢性拒絶を予防できる可能性が示唆された。平成22年7月の移植法改正後、急激な臨床業務の増加(これまで年間56件程度の肺移植数が、法改正後半年で20件以上)により、今年度は当初計画していた抗IL6受容体抗体投与BOモデルの作成と、その結果の解析が行えなかったが、当大学免疫学教室との共同研究により、BOの発生におけるIL-6の関与の機序解明が、当科との共同研究という形で行われ、発表した。現在論文のreviseを作成中である。
教育倫理教育カリキュラムの開発に関する基礎的比較的研究

専門職者としての教員には高度な知識・教育技術とともに倫理的な責任が求められる。しかし、日本の教員養成課程の場合、教科内容の学習が中心であり、倫理的側面に関しては、せいぜい教育公務員の服務規定に関する法律上の知識が教えられればいい方であろう。学校教員がいかなる倫理的な問題に巻き込まれ、解決に向けていかなる対処法があるのかについて、実際に考えながら学習する機会はまったくないに等しい。こうした状況を打開するために、本研究は三つの課題を設定し、それぞれ次のように遂行した。【課題1】教育倫理教育の哲学的基礎の解明:教える者と学ぶ者との関係において生じる倫理問題と、教職の専門性から生じる社会的責任の問題を、とりわけ他者論の視点から考察し、教育倫理教育の哲学的基礎を明らかにした。【課題2】諸外国の比較による教育倫理教育の現状と課題に関する調査:国際学会に参加した際に行った教育倫理教育実践者および研究者に対する面談を中心に、教職の倫理綱領や教育カリキュラムなど各国の状況を調査した。【課題3】教育倫理教育の授業モデルの提示:課題1及び2から、他者への倫理的態度と実践的な倫理的判断力を涵養する教育倫理教育が求められること、そして、そうした指導法として、倫理的ジレンマケースのディスカッションを中心におくケースメソッド教授法が有効であることが判明し、一モデルを提示検討した。なお、こうした実践的な授業を中心とした教職倫理教育のプログラム化のためには、ケースメソッドのような指導上の工夫の他に、次の三点が課題となることが導かれた。(1)そうした授業に利用可能なケース教材の作成、(2)そうした授業にふさわしい評価法の導入、(3)そうした授業が実践可能な担当者の養成、である。本研究は次の三つの課題を立てており、それぞれについて進捗状況を報告をする。【課題1】教育倫理教育の哲学的基礎の解明【課題2】諸外国の比較による教育倫理教育の現状と課題に関する調査【課題3】教育倫理教育の授業モデルの提示【課題1】既に入手済みであった文献資料とともに新たに入手した内外の文献や最新資料利用して、丸山が他者論の立場から、坂越が教育関係論の立場から教育倫理の哲学的基盤を解明した。曽余田は、そうして得られた哲学的基盤を教師論の実践的立場から現在検証中である。成果の一部は、平成15年8月にトルコのイスタンブールで開催された世界哲学会議において発表された。また、別の一部が平成16年8月にスペインのマドリードで開催される教育哲学者国際連絡会にて発表の予定である(既に原稿は受理済)。【課題2】丸山が平成15年11月にニュージーランドのオークランドで開催された南太平洋州教育哲学会に参加し、教職倫理綱領や関連法規の内実と教育倫理教育実践の現状と課題について情報収集を行った。特にThe Ethical School(1998)の著者であるFelicity Haynes氏(オーストラリア)やThe Ethioal Teacher(2003)の著者Ivan Snook氏(ニュージーランド)とそれぞれ個別に会合をもって、当課題に関わる見解を求めた。【課題3】米国の教員養成課程で広く採用されているテキストThe Ethioal of Teaching(1985)の著者の一人であるKenneth Strike氏が平成15年11月に来広された折に当課題への助言を求めた。このテキストは、教師が倫理的に選択を迫られる事例を学生に提示しディスカッションさせる構成になっており、氏には丸山の授業時間において実際に教鞭を執ってもらうなど、授業方法とカリキュラムの内実を検討した。本研究は次の三つの課題を立てており、それぞれについて進捗状況を報告する。【課題1】教育倫理教育の哲学的基礎の解明【課題2】諸外国の比較による教育倫理教育の現状と課題に関する調査【課題3】教育倫理教育の授業モデルの提示

【課題1】ウィトゲンシュタインの他者論が、教える者の倫理的態度をいかに喚起するものであるかを、丸山がフロリダ州立大学のM.ドゥワイヤー氏の協力をえて、教育哲学者国際連絡会第9回隔年大会(平成16年8月マドリード)において発表した。また、第21回世界哲学会議(平成15年8月イスタンブール)において発表した論文が認められ近刊の論文集に収められることとなった。さらに、別の成果をEducational Philosophy and Theory誌に投稿中である。関連内容を含んだ論文が『応用倫理学講義6』に収められ岩波書店から出版された。【課題2】丸山が中心となって、坂越と曽余田とともにアメリカ、ドイツ、日本の教職倫理綱領や関連法規の内実と教育倫理教育実践の現状と課題について当地の関係者との面談および文献によって調査を行った。【課題3】教員養成・現職研修・管理職養成等において教育倫理教育を具体的に行う場合にありうる授業の内容と方法について情報収集を行った。米国の教員養成課程で広く採用されているテキスト『教授の倫理学』を参考にしつつ、著者K.ストライク氏に協力を仰ぎながら、教育倫理教育のカリキュラムと教授方法の開発を進めた。特に丸山と曽余田がケースメソッドの応用可能性を調査・検討した。本研究は三つの課題を立てており、それぞれについて本年度の実績を報告する。【課題1】教育倫理教育の哲学的基礎の解明:坂越が『教育哲学研究』(第91号、2005年)に「価値多様化社会における『規範』の問題:総括的報告」をまとめた。【課題2】諸外国の比較による教育倫理教育の現状と課題に関する調査:丸山が、ドイツ語圏の調査としてグラーツ大学およびドイツ国際教育研究所を訪れ、また英語圏の調査として香港で開催された南太平洋州教育哲学会年次大会に出席して、教職倫理綱領や関連法規の内実と教育倫理教育実践の現状と課題について関係者と面談調査を行った。【課題3】教育倫理教育の授業モデルの提示:丸山が代表して、日本教育学会第64回大会(東京学芸大学、2005年8月)において「教職倫理をケースメソッドで教える」という発表を行った。また、丸山が慶應義塾大学大学院経営学研究科で開講された「ケースメソッド教授法」研修に参加し、ケースメソッドの授業を行う際の諸問題について調査吟味するとともに、自らケースメソッドによる模擬授業を実践し評価を受けた。なお、教育哲学者国際連絡会第10回隔年大会(平成18年8月マルタ)において、成果の一部を発表予定である("Teaching the Professional : Ethics of Teaching with Cases")。本研究の成果からと次の点が示唆される。他者への倫理的態度と実践的な倫理的判断力を涵養する指導法として、倫理的ジレンマケースのディスカッションを中心におくケースメソッド教授法が有効である。そうした実践的な授業を中心とした教職倫理教育のプログラム化のためには、ケースメソッドのような指導上の工夫の他に、次の三点が課題となる。(1)そうした授業に利用可能なケース教材の作成、(2)そうした授業にふさわしい評価法の導入、(3)そうした授業が実践可能な担当者の養成、である。
言語障害患者のためのベッドサイド脳波信号AI解析による意思表示読み取り装置の開発

ディープラーニングで脳波を解析するのためのPC構成システムを検討し、LINAX仕様のコンピュータを使用しやすいwindows仕様に変更した。物理シミュレーション等で使用される「倍精度演算」の処理速度を犠牲にして、その分、人工知能で使用される「単精度演算」に特化させるため、人工知能向けGraphics Processing Unit(グラフィックスプロセッシングユニット「リアルタイム画像処理に特化した演算装置ないしプロセッサである」の適正な選択とwindows向けのセットアップを行い、ニューラルネットワークコンソールの使用が、容易にかつ高速にできるようチューニングを行った。ディープラーニングの使用の場合、Pythonのプログラミングが必要とされたが、このニューラルネットワークコンソールの使用によりコードで表現するしかなかったニューラルネットワークを、視覚的に、簡単に構築することができるようになった。レイヤーの繋がり方も直感的にわかりやすく、追加や組み替えドラッグアンドドロップで簡単にできるようになった。そして学習過程もリアルタイムでグラフ表示させることができ、また、学習後の評価結果も表形式にまとめて表示させることができるようになった。いままで、ディープラーニングの過程を確認するには、学習過程をログに出力して、そのログを解析して、そしてその解析結果をグラフ化するという作業が必要であったが、ニューラルネットワークコンソールの使用により簡単に確認できるようになった。1.人工知能の開発環境を整えるため、グラフィックスプロセッシングユニットを準備した。その結果ニューラルネットワークコンソールを高速にかつ容易に使用し、脳波を解析する環境が整った。一方、最も患者に負担が小さく、簡便に装着できる簡易脳波計の選択として、新しい簡易脳波計であるマインドウエーブ2の導入をきめた。この簡易脳波計を使用し、テスト的に実験者自身に各種刺激を付与し、様々な脳波がキャプチャできるかどうかを調べ、PC内にデジタルデータとしてキャプチャできることを確認した。一方、各種脳波を取得し、人工知脳を用いて解析することに対する倫理審査許可も取得しており、研究準備は整いおおむね順調に進展しているといえる。今後脳波データ収集のため健常ボランティアを募る前に、簡易脳波計であるマインドウエーブを用い、どのような刺激が取得しやすいか、あるいは、刺激に対してどの脳波の分別が最も簡単かを調べるために、まず、集中度を用いて調査する。これは、ディープラーニングによって、集中している時か集中していないときであるかを容易に分別できるかどうかを調査するものである。5ケタの足し算を計算している時を集中思考状態、1ケタの足し算を行っている時を集中していない時の思考状態とし、5ケタの計算と1ケタの計算をランダムそれぞれ100問行い、得られた脳波画像をあらかじめ集中思考状態または集中していない時の思考状態であるというラベルと共にニューラルネットワークコンソールを用いて登録し、教育する。その後、5ケタの足し算と1ケタの足し算をランダムに行い、その時の脳波画像をニューラルネットワークコンソールを用いて解析し、ニューラルネットワークコンソールによって入力した脳波画像は集中状態の脳波か、集中していないときの脳波かを判定させるという予備実験を行う。この予備実験を研究者2人で行い、良い結果が得られた場合、健常ボランティアを募り様々な刺激を与えたときの脳波を取得し、ニューラルネットワークコンソールを用い、どのような刺激を与えたときの脳波であるかを判定させる。しかし、脳波にはα、β、γ、θなど様々なものがあり、どのデータを用いると良い結果が出るか綿密に調査していく必要があるので、最も良いと思われる脳波の波を調査する。

これは、ディープラーニングによって、集中している時か集中していないときであるかを容易に分別できるかどうかを調査するものである。5ケタの足し算を計算している時を集中思考状態、1ケタの足し算を行っている時を集中していない時の思考状態とし、5ケタの計算と1ケタの計算をランダムそれぞれ100問行い、得られた脳波画像をあらかじめ集中思考状態または集中していない時の思考状態であるというラベルと共にニューラルネットワークコンソールを用いて登録し、教育する。その後、5ケタの足し算と1ケタの足し算をランダムに行い、その時の脳波画像をニューラルネットワークコンソールを用いて解析し、ニューラルネットワークコンソールによって入力した脳波画像は集中状態の脳波か、集中していないときの脳波かを判定させるという予備実験を行う。この予備実験を研究者2人で行い、良い結果が得られた場合、健常ボランティアを募り様々な刺激を与えたときの脳波を取得し、ニューラルネットワークコンソールを用い、どのような刺激を与えたときの脳波であるかを判定させる。しかし、脳波にはα、β、γ、θなど様々なものがあり、どのデータを用いると良い結果が出るか綿密に調査していく必要があるので、最も良いと思われる脳波の波を調査する。年度末近くにコンピュータ関連部品を購入しようとしたが、年度内に納入が間に合わないため、断念し残額となった。
新規バイオリソース確立の基盤技術としてのアカネズミ属齧歯類SPF化の試み

アカネズミ属齧歯類を新規実験動物として確立し、オープンリソースとするための微生物学的清浄化(SPF化)技術についてヨーロッパモリネズミ(Apodemus sylvaticus)を用いて検討した。マウスやラットにおいて一般的なSPF化法である「里親哺育方式」を検討した。具体的には、代理母にはICRマウスを用い、ICRマウスの産仔数を調節しながらヨーロッパモリネズミの産仔の哺育条件を調べた。その結果、ICRマウスの産仔の数に偏りが大きいと、ヨーロッモリネズミ産仔の離乳率が低下した。様々な哺育数を検討し、ICRマウス産仔6頭に対し、ヨーロッパモリネズミ産仔2頭の合計8頭の哺育条件が、最もヨーロッパモリネズミの離乳率が高いことが明らかとなった。また、巣材を入れることや、帝王切開摘出個体の体を拭くことも、里親哺育の成功率向上につながった。ヨーロッパモリネズミをSPF化するには、臨月に達した妊娠個体から無菌的に帝王切開し、SPFマウスに哺育させる必要がある。しかし、ヨーロッパモリネズミは妊娠期間のばらつきが大きく、帝王切開の時機の確定が難しい。そのため、代理母の出産との時機を合わせる上で、このばらつきが問題となる。既にラットでは、持続性黄体ホルモン製剤投与により出産時機の調節が可能との報告がある。同手法をヨーロッパモリネズミにおいて試行したところ、出産時機の調節が可能であることが明らかとなった。これにより、比較的容易に代理母の出産時機と合わせることができるようになった。ヨーロッパモリネズミの産仔に里親哺育方式を行うための技術確立は成功した。しかし、里親哺育方式の条件確立に予想以上の期間を要し、SPF環境での長期飼育には至っていない。今後は、SPF条件下でのモニタリングを継続していく。
半導体スピンカレントロニクス

最大の成果は普通の金属が半導体的になり、スピンカレント輸送を阻害するスピン軌道相互作用を大きく抑制できる新物性を発見できたことである。ポイントは金属を超薄膜化することと高密度キャリア蓄積を可能とするイオン液体ゲートを組み合わせることにあり、これによって電界効果トランジスタと同じ原理で金属の物性を制御できる。本研究では最もスピン軌道相互作用が大きくスピンカレント輸送に不適なはずのPtでさえ、スピン軌道相互作用の指標の1つである逆スピンホール効果を測定限界以下まで抑制でき、同時に素子抵抗も50%変調することに成功した。2番めの成果はトポロジカル絶縁体(TI)におけるスピン計測である。従来TI性がバルグバンドからの熱励起キャリアの寄与により150 K以上で失活していたのが問題であったが、巧妙な素子構造と計測技術を編み出しTI性が失活する室温でもTI性によるスピンカレント計測に成功しただけでなく、そのスピンカレントがTIのスピン軌道相互作用を介して電流に相互変換されることをオンサーガーの相反性を有する形で初めて実証することに成功した。やはり新奇半導体材料である遷移金属ダイカルコゲナイドを用いたスピン素子に関してはCVD成長された直接遷移半導体(バンドギャップ約1.6 eV)である単層MoS2に対するNiFeとの界面で最小ショットキーバリア35 meVを実現(従来の半分)した。界面ショットキーバリアの制御はTMDに面直方向に誘起され電荷の運動量と自動的にロックするスピン偏極由来のスピンカレント計測に極めて重要であり、意義深い成果である。他にBiをSiにドープすることによって人工的にスピン軌道相互作用を導入・制御することにも成功している(APL2018)他、スピンカレントを用いたXOR演算にも成功しており基礎から応用まで俯瞰的視野から幅広く研究を推進している。本提案では3つの目標を掲げて期間内での達成を目指しているわけであるが、極めて順調に研究が進展し、目標Iと目標IIについてはほぼ達成し、目標IIIもおおむね順調に研究が推移、一部当初予想を超えるよい成果も得た。目標Iでは(i)スピンカレント緩和機構を簡便高速に計測評価できる高周波法の確立、(ii)同手法の活用によるスピンカレント伝搬と素子化に好適な材料群の選択、(iii)熱的スピンカレントをSi中で生成することによる電気的、動力学的、熱的に生成されたスピンカレント物性を完全対応させることに成功、の3つをすべて実現した。目標IIでは、(i)ドーピング濃度とドーパント種によるスピンカレント緩和機構をスピンカレント伝搬に現状最も好適なSiにおいて詳細に検討し指導原理を得ることに成功、(ii)理論家との協同によるSiCを対象にしたスピンカレント緩和機構の検討と理解、(iii)Si中のスピンカレント緩和機構におけるフォノンと不純物の寄与の定量的評価と理解、(iv)Siスピントランジスタの動特性悪化の起源の解明、の4つをすべて達成した。目標IIIについてはTMDスピンカレント素子創出計画において当初目標どおりの進展をみせており、TIスピンカレント素子ではバルクキャリアの寄与でTI性が失活する室温でもTI性に基づくスピンカレントを電気的に計測することに成功しており、こちらも予測以上の進展をみせている。更に研究遂行後の将来構想となっているスピンカレントを用いた論理演算のデモンストレーションの実現、当初構想には全くなかったイオントロニクスとスピントロニクスの融合による、電界効果トランジスタと同じ動作原理で動作する金属超薄膜スピンカレント素子の創出と、コペルニクス的発想の転換による新奇スピンカレント物性現象の発見などがあり、上記評価とした。上記のように極めて順調に研究は推移しており、3つの目標のうち目標Iと目標IIはすでに達成できている、と言って良い。目標IIIも上述のアプローチで目標達成できることはほぼ確実と思われる。そこで、向こう2年の研究期間には、安全運転で残りの目標を達成することだけを目指すのではなく、当初構想を超えるような(既に一部でそのような成果も報告できたこともあるため)更なる「大ホームラン」を狙う、という挑戦的かつ果敢な気概を持って研究を推進したい。研究開始初年度は、ブロードバンドFMR法を用いた半導体中のスピンカレント輸送物性を精査するための測定系と強磁性体/半導体接合デバイス作製のための成長装置の立ち上げを行い、研究を円滑に推進するためのインフラの整備をと行った。研究面では、酸化物絶縁体界面(LaAlO/SrTiO)で誘起される2次元電子系への室温スピン注入とスピン輸送を様々な実験的・理論的アプローチから精査し、確実に室温でスピン注入されスピン輸送が実現されていること、そのスピン拡散長が300nm程度であることを明らかにできた。この成果はNature Materials誌に掲載され、プレス発表も行った(京都新聞などで掲載)。この系では大きなRashba場によりスピン緩和が促進される、というのが従来の理解であったが、この成果は従来の常識を打ち破る革新的なものである。背景にある物理は電子の移動度の高さやスピン緩和機構が想定されたものと異なることなどがあると予想されている。これについては今後、別の系などでも研究を進めることで明らかにしていく。また上記の酸化物スピンカレント研究のby-productとして、不純物濃度の異なるSiバルク結晶と強磁性金属(NiFe)接合系でブロードバンドFMRによるSi中のスピン緩和の定量的比較をNiFeのGilbert damping定数の変調から見積もることに成功した(Applied Physics Letters誌査読中)。