hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
マウスモデルを用いた甲状腺がん病態研究

当研究室で樹立した上記モデルや今後さらに目的に合わせた新規開発モデルを用いて;(i)逆作動薬を用いた新規治療法:逆作動薬効果を有する抗体及び低分子化合物による治療の可能性(ii)キナーゼ阻害剤の作用機序の解析:キナーゼ阻害剤の作用機序の解析とバイオマーカーの検索(iii)オートファジーの研究:オートファジーの生理学的機能と標的阻害の効果を問う。
核融合生成中性子量に対する半導体計測器X線感度特性依存性とその物理機構の解明

n型シリコンに比べ照射後の感度劣化の割合が少ないことが明らかとなったp型シリコンについて、種々の初期基板抵抗値をもつ半導体検出器に対し、前年度に続き総フルエンス量を増大した中性子照射を実施し、X線感度特性の中性子照射量依存性の評価を行った。(i)耐放射線特性に優れたp型半導体について、異なる種々の初期基板抵抗値(即ち、半導体基礎特性を決定する要素である不純物濃度)を持つ検出器に対し、前年度までと同様の手法により引き続き10^<14>n/cm^2以上の中性子照射を行った。これらの検出器について、(ii)シンクロトロン放射光(KEK)を用いたこれまでの研究で確立されたX線解析手法に拠る検出器量子効率変化の評価、また暗電流特性変化の評価を行った。これにより、(iii)初期特性の異なる半導体データの比較を行った。これらは、n型とp型半導体の差異でもある実効的不純物濃度の違いが、これまでの成果で述べた様な、両型が異なる中性子照射依存性示す物理機構の解明にも役立つ。(iv)検出器の空乏層厚の変化については、半導体静電容量-印加電圧特性計測に拠り評価した。以上より、中性子照射量に対する、電荷拡散長、並びに空乏層厚の系統的データセットを収集し特性を評価した。一方で、前年度に続き、(v)P型、並びに5×10^<15>n/cm^2までは使用可能であることを確認しているJETのn型(n型はp型に比べ一般に広く使用されている)について、更に照射量を増やし中性子照射積分量に対するその使用限界を評価することができた。本研究では、プラズマ閉じ込め装置で広く使用されている「シリコン半導体検出器」に対し、核融合生成中性子照射環境下での「中性子損傷に拠る半導体計測器検出効率の変化」を、我々が提唱し最近実証された「半導体検出器新感度理論」に、中性子照射効果を含める手法を用いて定式化することを目指している。これまでの予備実験では、半導体検出器新感度理論の2つのキー・パラメータである「信号電荷三次元拡散長」、並びに「空乏層厚」が、中性子損傷を受けた半導体感度に対しても主要な本質的パラメータであることが分かってきた。また、「p型並びにn型シリコン半導体の中性子照射量に対するX線感度特性変化の差異」が明らかとなってきた。この両型の異なる振る舞いを統一して解釈すべく、両型の特性を決める実効的不純物濃度変化に着目し、これにより生じる拡散長並びに空乏層厚の中性子照射量に対する変化を評価し、両パラメータを用いたX線感度の定式化を目指す。そのために今年度は、感度劣化の割合がn型シリコンに比べ小さかったp型シリコン半導体について、初期不純物濃度100-10000 Ohm-cmの異なる素子を準備し、初期不純物濃度の異なる半導体について中性子照射実験を行い、その後X線感度特性変化の比較解析をシンクロトロン放射光(KEK)を用いて行った。中性子照射フルエンス量(時間積分量)としては、まずは0.1-10×10^<13> neutrons/cm^2をDT核融合中性子源(原研FNS)に於いて照射した。以上、半導体感度変化と中性子照射量の関係の定式化の系統的データ収集を行った。
せん断ひずみの仮骨分化におよぼす影響

家兎脛腓骨を外固定する固定具を設計製作した。家兎を上半身下半身ともに伏臥位にして,固定用ハンモックに固定し,両脛腓骨に固定器具を装着した。我々が過去に開発した骨きり法(切開せずに糸ノコの微小振動できる方法,文部省科学研究費一般研究C (62570693)にて開発)で骨きりを行った。固定具のあそびを調節することによって,せん断量を0.05から0.25まで5段階に変化させ,それぞれ別々の家兎に1日2時間あたえた。なお,反対側は比較対照のため,同様の固定処置だけ行い,せん断をあたえなかった。治癒期間中,力センサからの出力,および変位計からのひずみ量をコンピュータに記録し,仮骨の変性程度を求めた。また力学的な測定結果とともに,1週に1度行ったレントゲン撮影の結果を用いて,仮骨部分の変性程度を定量した。8週の後家兎を屠殺し,HE,サフラニンO等を用いた組織学的検討,および可動域測定,摩擦測定などの生体力学的検討を行った。せん断ひずみの,仮骨形成,分化にあたえる影響を調べた。その結果,ひずみが0.1よりも大きくなると,骨折部分の剛性が上昇せず,治癒しなくなることが分かった。このことは,治癒期間中に撮影したレントゲンの結果,また屠殺後の組織学的検討結果からも確認された。ただし,この程度の小さなひずみをあたえたときは,骨の固定部分の緩みが結果に影響することが考察された。ひずみが0.1から0.20の間では,仮骨の量が増加し,骨幹中心部の仮骨が線維性の富む組織になることが組織学的検討によって分かった。ひずみが0.20よりも大きくなると,仮骨の量がさらに増加し,骨幹中心部の仮骨が線維性の富む軟骨状の組織になることが組織学的検討によって分かった。これらの結果は,骨折治療に対し重要な結果であると考えられた。
ニュース文の話題識別とその続報記事の自動抽出

本研究では言語的な特徴や機械学習を用いて英語ニュースの話題識別とその続報記事の自動抽出を行った.具体的には代名詞の照応処理と機械学習の1手法であるSupport Vector Machinesを用いてニュース文の話題識別と続報記事の自動抽出を行った.本研究でアピールする点,特に関連する研究との差異に注目した特長は以下の通りである.●話題識別や続報記事の抽出にはキーワードの頻度を調べることが重要であることが知られている.しかし実際にはキーワードは2回目からは代名詞に置き換えられる場合が多い.今まで代名詞の照応処理結果を使って話題識別,続報記事の自動抽出を行った研究はあまりなかったが,本研究では代名詞処理の結果を利用した話題識別,続報記事の自動抽出手法を提案した(論文1参照).●Support Vector Machines(SVM)は文書分類などで高精度の結果を得る事ができる手法であり,文書分類の研究で利用され始めている.本研究では続報記事の自動抽出にSVMを適用する手法を提案した(論文2参照).SVMを利用することにより続報記事の自動抽出の精度が上がることを実験により確認した.本研究の目的は,TVニュースから関連する通信社や新聞の記事の抽出,通信社や新聞の記事から関連するTVニュースの抽出するシステムを作成することである.本研究でアピールする点,特に関連する研究との差異に注目した特徴は以下の通りである.・今までの研究ではセグメンテーション処理のための窓は矩形窓を使っていたが,本研究では記事間のセグメンテーションを行なうために,窓関数を用い,セグメンテーション精度を上げている.(論文1参照)・高精度の単語頻度を基にした語の重み付けを行なうため,代名詞と名詞の対応づけを自動で行なっている(論文2参照).特にTVニュースではキーワードが2回目からは代名詞に置き換わることが多いが,今までの研究では代名詞と名詞の対応付けを利用していなかったために,語の重み付けの精度が上げられなかった.本研究では代名詞と名詞の対応付けを利用し,語の重み付けの精度を上げることに成功した.・通信社の速報などの短い記事から特徴を抽出し,関連するTVニュースを抽出するために,まず速報同士で類似している記事を抽出し,その抽出した記事を利用して関連するTVニュースを抽出している(論文3参照).本研究では言語的な特徴や機械学習を用いて英語ニュースの話題識別とその続報記事の自動抽出を行った.具体的には代名詞の照応処理と機械学習の1手法であるSupport Vector Machinesを用いてニュース文の話題識別と続報記事の自動抽出を行った.本研究でアピールする点,特に関連する研究との差異に注目した特長は以下の通りである.●話題識別や続報記事の抽出にはキーワードの頻度を調べることが重要であることが知られている.しかし実際にはキーワードは2回目からは代名詞に置き換えられる場合が多い.今まで代名詞の照応処理結果を使って話題識別,続報記事の自動抽出を行った研究はあまりなかったが,本研究では代名詞処理の結果を利用した話題識別,続報記事の自動抽出手法を提案した(論文1参照).●Support Vector Machines(SVM)は文書分類などで高精度の結果を得る事ができる手法であり,文書分類の研究で利用され始めている.本研究では続報記事の自動抽出にSVMを適用する手法を提案した(論文2参照).SVMを利用することにより続報記事の自動抽出の精度が上がることを実験により確認した.
グラフェンを用いた電子系の熱工学

グラフェンは電子の比熱および電子-格子相互作用が他の材料と比較して異常に小さいため、その電子系は温度が上昇しやすく、さらに格子温度とは独立に変化する。この性質を利用して、格子系を経由しない電子系を用いた熱伝達の制御技術を確立することが本課題の目的である。高温度のグラフェン電子系から近接する材料の電子系への直接の熱伝達を利用した熱制御、さらにグラフェン電子系からの輻射熱を用いた微小熱源の可能性を模索する。これらの技術は、市販品が殆ど存在しない波長15ミクロン以上の遠赤外・テラヘルツ光の光発生・検出機への応用が期待できる。
日本の建設産業関係資料及び複合的組織体制についての研究

日本の建築は、江戸時代初頭に到達点とともに転換点を迎える。巨大な建設が国家的に行われ、その後財政的に行われにくくなっていくが、建設修復がその後も行われ続けてきたのは、建築が自然環境に直接晒され、恒常的な建設修復が不可欠なことによっている。大きくは社寺と住宅に分けられるが、幕府関係のものは一連のものとして建設修復が行われていたから、どう行われていたか、新規的・実証的に明らかにしてきた。本年度は3年計画の1年目にあたっている。当初の研究目的・研究実施計画そのほかへ掲げておいたような複数のテーマのそれぞれについて個別に課題を設定してそのうえで研究の実践へ取組んできた。1年目ということもあってさまざまな機会の積極的な活用を図りつつ新規資料の開拓を進めるとともに可能なものについては撮影や複写を行いそれらと並行して研究成果の発表ということも行ってきた。入札町触史料・法制史料についてはこれまでにも複数回へわたって成果発表を行ってきたがそれらのあるいはそのほかの成果を踏まえたうえで新たな展開を図ったものである。工費基準についてもやはりこれまでにも複数回へわたって成果発表を行ってきたがやはりそれらのあるいはそのほかの成果を踏まえたうえで新たな展開を図ったものである。写真資料一般についてはこれまでに成果発表を行ってきたものの展開ということへ加えて新たな対象について研究発表を行った。模型資料一般についてもこれまでに成果発表を行ってきたものの展開ということへ加えて新たに複数の対象について成果発表を行った。いずれも既出の解説的・概説的・通説的・一般的なものへとどまらずにそれぞれ具体的な対象について基礎的な新知見の発掘ということを念頭へ置いたものとなっている。そのほか投稿済みのものあるいは発表予定のものについては次年度以降へ向けて準備を進めている。本年度は3年計画の2年目にあたっている。当初の目的あるいは計画そのほかへ掲げておいたような複数のテーマのそれぞれについて個別に課題を設定してそのうえで研究の実践へ取組んできた。本年度もさまざまな機会の積極的な活用を図りつつ新規資料の開拓を進めるとともに可能なものについては撮影や複写を行いそれらと並行して研究成果の発表ということも行ってきた。建築をめぐる入札と分業体制についてはこれまでにも複数回へわたって成果発表を行っており、それらのあるいはそのほかの成果を踏まえたうえで新たな展開を図ったものである。橋をめぐる役所間関係についてもこれまでにも複数回へわたって成果発表を行っており、それらのあるいはそのほかの成果を踏まえたうえで新たな展開を図ったものである。以上のようなものも広義には含まれてくる公的工事をめぐる基本体制についてもこれまでにも複数回へわたって成果発表を行っており、それらのあるいはそのほかの成果を踏まえたうえで新たな展開を図ったものである。模型資料一般についてはこれまでに成果発表を行ってきたものの展開ということへ加えて新たな対象について研究発表を行った。いずれも既出の通説的・概説的・融合的・統合的なものではなくそれぞれ具体的な対象について基礎的・実証的な新規的知見の発掘ということを念頭へ置いてきた結果となっている。3年計画の3年目で、当初の目的・計画のテーマごとに、新規開拓、撮影複写、成果発表そのほかを進めてきた。どこでどのようにデザイン資源として使っても、そもそもどういうものか自明・既出なものもあれば、明らかでないものもある。デザインの機能はどうあれ、デザインそのものは相対的なものであって、どう使われていたかは、個々の状況でどう使うかによって明らかとなるわけではない。歴史的なものをデザイン資源として使うことと、ものの歴史を明らかにすることとはそもそも異なったことである。あるものとあるものがどのような関係であったかは、個々の状況でどう関係付けるかによって明らかとなるわけではない。各論から総論へということを強調してきたのは、総論・モデル・システムデザインのデザインのためではなく、そもそも明らかになるかどうかすら明らかでなかった新規的・実証的な各論を前提としてきたからである。あるものがどのような方法でつくられたかは、個々の状況でどのような方法でつくるかによって明らかとなるわけではない。建築は一般に複数の素材からなっていることから、素材ごとの分業が行われてきた。この点は知られてきたが、さらにそれぞれの素材についてどのような分業が行われていたかを明らかにしてきた。日本においては近世初頭に到達点とともに転換点を迎える。巨大な建設が国家的に行われ、その後財政的に行われにくくなっていくが、その後も行われていったのは自然環境へ直接晒されることから恒常的な建設修復が不可欠なことによっている。大きくは住宅・寺社へ分けられ幕府関係のものは一連のものとして建設修復が行われてきたことから、それらがどのように行われていたかを明らかにしてきた。複写できなくなってしまったものは関係者への対応、そのほか投稿済み・発表予定のものは次年度以降へ向けて準備を進めている。
島状金属薄膜の特異な光学特性を利用する光デバイスの研究

本研究は、ナノメートルサイズの微細な金属粒子(ナノクラスター)から成る島状金属薄膜の特異な光学特性(共鳴吸収特性、光学異方性、等)を利用した新奇で高性能な光デバイスを実現することにある。その中でも特に(1)引き延ばし法による超薄型偏光フィルム、(2)プリズム型波長合・分波器、(3)追記型光ディスクメモリについて、理論検討・試作実験を行い、高性能なデバイスの実現を目指した。先ず、超薄型偏光フィルムについては、波長800ナノメートル用の素子の試作実験を行った。引きのばし処理を行う前の島状銀多層膜の共鳴吸収特性をより鋭いものとすることにより、挿入損失を低減化し、比較的性能の良い素子の実現に成功した。また、この超薄型偏光フィルムの光学的異方性が600°C以上の加熱により緩和される現象を利用し、炭酸ガスレーザ光を用いたレーザライティングにより自在に偏光子のパターンニングが可能であることを示した。波長合・分波器については、島状金属薄膜と誘電体の交互多層膜が直角プリズムに挟みこんだ構造の素子について理論検討を行い、偏光依存性が小さな素子が実現可能である事を示した。追記型光ディスクへの応用については、銀-金複合島状金属薄膜を用いることにより長期安定性に優れる追記型記録膜が、銀とアルミニウムの複合島状薄膜を用いることにより波長500nm用の追記型光記膜が得られることを見出した。また、銀-銅、銀-ニッケル等の複合島状金属薄膜についても加熱による光学特性変化について調べた。本年度は、特に(1)プリズム型波長合・分波器、(2)引き延ばし法による超薄型偏光フィルム、(3)追記型光ディスクメモリについて、理論検討・試作実験を行い、高性能なデバイスの実現を目指した。以下に、その各々について得られた成果の概要を示す。先ず、プリズム型波長合・分波器については、島状銀薄膜とガラス薄膜の交互多層膜を2つの直角プリズムに挟み込んだ構造の素子について理論的検討を行った。金属粒子の形状や密度、大きさが一様な薄膜を用いた場合、可視から近赤外領域で100ナノメートル程度の帯域の素子が実現可能で、また、一般に良く用いられている誘電体交互多層膜に比べ、より偏光依存性が小さな素子が実現できることが示された。また、原理確認のための素子の試作実験も行った。超薄型偏光フィルムについては、これまで波長1300ナノメートル用の素子で消光比35dB以上の実用レベルの素子の開発に成功しているが、今年度は、原理的に挿入損失が大きくなるため良い特性の素子が製作困難であった波長800ナノメートル用の素子の試作を試み、同様に消光比35dB以上の素子の実現に成功した。また、これまで試作された素子の測定された光学特性と素子を提案した時に理論的に予測された特性との間に定量的な差が大きかったが、その原因について検討し、実験結果をほぼ説明することができた。最後に、追記型光ディスクへの応用については、従来用いてきた島状銀薄膜に10から30%程度の銀を添加することにより、長期安定性に優れた記録膜が得られることを実験的に確認した。本年度は、特に(1)引き延ばし法による超薄型偏光フィルム、(2)追記型光ディスクメモリについて、理論検討・試作実験を行い、高性能なデバイスの実現を目指した。

また、新しい異方性薄膜として(3)2段階斜め蒸着法により形成された傾斜微粒子からなる島状金属薄膜についてもその基礎研究を行った。以下に、その各々について得られた成果の概要を示す。先ず、超薄型偏光フィルムについては、昨年度同様波長800ナノメートル用の素子の試作実験を行った。引きのばし処理を行う前の島状銀多層膜の共鳴吸収特性をより鋭いものとすることにより、挿入損失を低減化し、比較的性能の良い素子の実現に成功した。また、この超薄型偏光フィルムの光学的異方性が600°C以上の加熱により緩和される現象を利用し、炭酸ガスレーザ光を用いたレーザライティングにより自在に偏光子のパターンニングが可能であることを示した。追記型光ディスクへの応用については、銀とアルミニウムの複合島状薄膜を用いる事により、波長500nm用の追記型光記録媒質が得られることを見いだした。また、銀ー銅、銀ーニッケル等の複合島状金属薄膜についても加熱による光学特性変化について調べた。最後に、2段階斜め蒸着法による傾斜微粒子からなる島状金属薄膜については、種々の条件でその試作を行い、比較的大口径な光学異方性薄膜が容易に得られることを明らかにした。
プラズマブラスト解析に基づく再発寛解型多発性硬化症の病態分類

再発寛解型多発性硬化症には病態の多様性があり,末梢血プラズマブラストが病態形成に深く関与する亜群は既存治療薬に抵抗性の難治例であることを明らかにした.この亜群におけるプラズマブラストはインターロイキン6(IL-6)依存性を特徴としており,このサイトカインシグナルを阻害する抗IL-6受容体抗体治療の有効性が期待される.再発寛解型多発性硬化症(RR-MS)における標準治療インターフェロン・ベータ(IFN-b)抵抗性例では末梢血プラズマブラスト(PB)が増加していることを見出した.本研究は,この難治性"PB-high MS"のPB介在性病態の解明と,PBを標的とした新規治療を検討することを目的とする.本年度の実績の概要は次の通りである.フローサイトメトリーにより健常人末梢血におけるPBの総B細胞に占める割合(PB頻度)を測定し,その平均+2SDをカットオフ値としてRR-MS患者をPB-low MS,またはPB-high MSに分類した.ここで,後者におけるIFN-bノンレスポンダーの集積を確認した.PB-high MSでは,再発時PB頻度の上昇,及びExpanded Disability Status Scale (EDSS)にて評価した重症度も高い傾向が認められ,PB介在性病態の関与が疑われた.また,両RR-MS亜群では,脳MRIにおける病変分布,及びBioPlex解析での血清サイトカインプロファイルが異なり,病態の相違が示唆された.フローサイトメトリーによる末梢血PBの発現マーカー解析では,増殖マーカーKi-67の発現レベルには両亜群に差は認めず,RR-MS末梢血PBの増加における生存促進因子の作用の重要性が示唆された.さらに,IFN-b投与中の両亜群末梢血由来PBにおけるnCounterによる遺伝子発現プロファイルでは,PB-high MSでのIL-6シグナルの亢進が示唆され,類縁疾患である視神経脊髄炎(NMO)における自己反応性PBと同様にIL-6依存性生存を示す可能性が疑われた.前年度の研究により,再発寛解型多発性硬化症(RR-MS)を末梢血B細胞に占めるプラズマブラスト(PB)の割合(PB頻度)を指標にPB-low MSとPB-high MSとに分類すると,PB-high MSには第1選択薬であるインターフェロン・ベータ(IFN-b)ノンレスポンダーが集積し,臨床的障害度が高く,類縁疾患であるがIFN-b投与で増悪する視神経脊髄炎(NMO)と同様に病態におけるIL-6依存性PBの関与が疑われた.今年度の研究内容の概要は次の通りである.PB-high MSではPB-low MSに比して,末梢血PBにおける膜結合型IL-6受容体(sIL-6R),及びglycoprotein130 (gp130)の発現量が有意に高く,IL-6反応性が高いことが示唆された.前年度施行のIFN-b投与中のPB-low MSとPB-high MSの末梢血PBを用いた遺伝子発現解析でも同様の傾向を認めた.実際に,両MS亜群末梢血から分離したPBをIL-6存在下,非存在下で2日間培養し,propidium iodide染色を用いてフローサイトメトリーで生存率を比較すると,PB-high MSでのみIL-6存在下で有意な生存率の改善を認めた.さらに,両MS亜群由来の末梢血単核細胞(PBMC)を抗IL-6受容体抗体,あるいはアイソタイプコントロール抗体で前処理した後,患者血清含有培地で2日間培養し,フローサイトメトリーでPB頻度(B細胞に占めるPBの割合)を測定すると,PB-high MSでより高度な抗IL-6受容体抗体処理によるPB頻度低下を認めた.両MS亜群由来PBMCをIL-6で刺激した後,DNAマイクロアレイを用いて遺伝子発現を比較すると,PB-high MSでは,前年度のIFN-bで刺激した場合と類似した遺伝子発現パターンを呈し,より高度なIL-6シグナルの亢進が示唆された.これらの結果よりPB-high MSにおける抗IL-6受容体抗体治療の有用性が期待された.再発寛解型多発性硬化症には病態の多様性があり,末梢血プラズマブラストが病態形成に深く関与する亜群は既存治療薬に抵抗性の難治例であることを明らかにした.この亜群におけるプラズマブラストはインターロイキン6(IL-6)依存性を特徴としており,このサイトカインシグナルを阻害する抗IL-6受容体抗体治療の有効性が期待される.健常人血液サンプル,患者再発時血液サンプル,及び髄液サンプルの採取が目標数に達していない.神経内科学前年度の計画のうちサンプル数の不足している実験については,今年度も継続しつつ,計画に沿って実験を遂行する.PB-high MS由来PBのIL-6依存性を検証し,治療標的としての可能性を模索する.データの将来性を考慮し学会発表を見合わせたため,旅費分が余った.データをまとめて学会発表の旅費として有効に使用する予定である.
大質量星の重力崩壊に伴う磁気流体ジェットの加速メカニズム

大質量星の重力崩壊時に出現する相対論的ジェットの加速メカニズムは、宇宙物理学における解明すべき大きな謎の一つである。本研究はこのジェットの加速メカニズムの解明をテーマとする。三次元相対論的電磁流体シミュレーションを駆使し、ジェットの駆動領域および広域にわたる伝搬領域に至るまでジェット構造を無矛盾に解き、大質量星の重力崩壊に伴う磁気流体ジェットの力学進化を統一的に理解する。ジェットの相対論的な速度への加速条件を解明することで、大質量星の最終進化段階における分岐の起源に迫ることを目指す。
ヒッグス結合による素粒子模型の検証と新理論の構築

素粒子標準模型を超える新理論として、超対称性は当時最も有力な可能性であり、パラメタの超微細調整の必要のないnatural SUSYは最も期待される模型であった。私はnatural SUSY模型で、ヒグス粒子の質量を3次の量子補正まで満たしつつ、ヒグスの様々なチャネルへの崩壊幅を予言した。この予言をLHC実験の最新のデータと比較すれば、natural SUSY模型が実現されていないと結論される。この研究は超対称性は電弱スケールでは実現されていないことを明白に示す。新理論を構成する新しい数学的枠組みとしてFinsler幾何学に着目し、これを用いて統一模型構築を試みた。標準模型粒子とヒッグス粒子の結合定数について、自然さを満たす超対称標準模型を用いて詳しい解析、予言を行った。我々のグループで行ったヒグスボゾンの質量の詳細な解析結果から、スカラートップクォークの質量はすでに1TeV以上で当初期待された10%レベルでパラメタの自然さを満たす、祝わゆるNatural SUSY模型は否定されたが、1%レベルまで許容すれば依然としてSUSYの可能性も残されている。この修正された模型での上記のヒグス結合の予言値と標準模型とのずれは最大でも2ー3%程度であることが明らかとなった。欧州Large Hadron Collider(LHC)の現在の結果は大きな誤差を含み比較の段階にはないが、LHCの測定精度は楽観的にみつもってもせいぜい5%程度なので、LHCでのヒグス結合によるMSSMの検証は難しい状況であることが明らかになった。LHCによるMSSMの検証は今後のアップデートによる10TEV模型により、超対称粒子が直接生成されることが期待される。一方この結果から現在日本で計画中の国際線形加速器(International LinearColllider)建設の必要性が明瞭になった。ILCではヒグス結合定数が1%の精度で測定できるので、ヒグス結合を用いてMSSMno成否に結論を出すことができる。以上の結果はポーランド・アストロンで行われた素粒子物理国際研究会("Matter to the Deepest")で発表した。Large Hadron Collider (LHC)の1st Runのデータから得られたヒッグス・ボゾンの結合定数の測定結果から、これが標準模型の予言するヒッグスであり、標準模型を超える理論が予言するスカラー粒子である可能性は低くなった。当初目論んでいた超対称標準模型の予言するヒッグス粒子である可能性も完全に否定されたわけではないが、超対称性の完全に回復するエネルギースケールが数十TeVから百TeVに上がってしまい、LHCで検証可能な超対称性の存在する可能性は低いと考えられる。そのため第二の選択肢として高次元(余剰次元)模型を考えなければならなくなった。特にArKani-Hamedらの6次元トーラス模型の検証を行った。この模型では5,6次元の2次元をコンパクト化したトーラスを考え、そのサイズを物質場の零点エネルギーで安定化させる。安定化ポテンシャルのゆらぎを考えると陽子崩壊が起こる可能性があるが、その実験的制限から逆に模型の許されるパラメタの値に制限を加えようと試みた。特に角度方向のゆらぎの場の方程式を導いたが、目立った結果は得られなかった。一方、新しい素粒子模型を構築するためには新しい理論形式が必要であると考えられる。特に重力を含む模型を考える場合、微分幾何学の言語を用いてこれを考察する必要がある。Finsler幾何学は近年素粒子論、弦理論で応用が盛んに研究されるようになってきており、これを一般化した河口幾何学は場の理論の自然な拡張になっている。これが重力を含む統一模型の新しい枠組みを提供する可能性が明らかになってきており、この可能性に注目している。成果はまだないが、引き続きこの方向で研究を継続する予定である。素粒子標準模型を超える理論として当時最も有力であった超対称標準模型の検証を行うべく、研究初年度に質量125 GeV超対称Higgs bosonについての論文を出版した。発見されたヒッグスの質量について3-loopの量子補正を考慮して精緻な検討を行った。実験値125GeVをインプットにして超対称標準模型でのヒッグス粒子と他の素粒子との間の結合定数の詳細な予言と検討を行った。計算はパラメタの微調整問題のないNatural超対称性模型とよばれる模型で行ったが、結果を国際研究会で発表した。その後欧州共同体のLarge Hadron Collider (LHC)実験が進展し、ヒッグス結合定数の値が正確に測定された結果、ヒッグス粒子は標準模型のヒッグス粒子であり、超対称性標準模型に否定的な結論が得られた。研究計画の前半は予定通り達成されたと考える。LHC実験以前に標準模型を超える可能性について超対称模型と高次元模型の二つが現象論分野で考えられていたが、高次元模型について検討しなければならない。LHCでは未知の現象の兆候は得られていない。素粒子新理論は従来使われていなかった新しい数学を用いて作られるとの確信の下、修正重力理論の候補であるFinsler幾何学に着目し、それに基づく新しい統一模型の構築を目的とする研究を始めた。手始めに重力のエネルギー運動量についての古典的問題についての再解釈についての論文を最終年度に出版した。Finsler幾何学は全く新しい観点から時空の創生を含む素粒子の統一模型の枠組みとなりうることが分かっており、今後も研究を継続する。

素粒子標準模型を超える新理論として、超対称性は当時最も有力な可能性であり、パラメタの超微細調整の必要のないnatural SUSYは最も期待される模型であった。私はnatural SUSY模型で、ヒグス粒子の質量を3次の量子補正まで満たしつつ、ヒグスの様々なチャネルへの崩壊幅を予言した。この予言をLHC実験の最新のデータと比較すれば、natural SUSY模型が実現されていないと結論される。この研究は超対称性は電弱スケールでは実現されていないことを明白に示す。新理論を構成する新しい数学的枠組みとしてFinsler幾何学に着目し、これを用いて統一模型構築を試みた。LHC稼働前に新しい素粒子模型として最も有望視された超対称標準模型が、少なくともLHCでは検証不能であるように思われ、私自身の考えでは間違いであると結論せざるを得なくなった。そのため、高次元模型構築に進まざるをえず、これについては十分な知識を持っていなかったため、基礎的な部分から文献にあたって勉強しなければならなかった。また高次元模型の研究には微分幾何学の高度な知識が不可欠であり、これも数学の勉強を基礎から行わなければならず、そのために多くの時間が費やされた。素粒子理論引き続き新しい素粒子模型の構築のために研究を推進していく。前年度成果があがらなかったが着実に新知識を吸収しており、成果まで後一歩であったので、今後も新しい微分幾何学の習得とその素粒子論への応用の研究に取り組んでいく。特に今年度はLHCがエネルギー13TeVで再稼働することが決まっており、最新のLHCの結果を見ながら現実に即した模型を構築していく。高次元模型でも鍵になるのはヒッグスボゾンの性質をいかに自然に説明するかにかかっている。自然さを満たす超対称標準模型MSSMによるヒグス結合の詳細な予言をおこない、その結果を国際研究会で発表した。研究計画の通りであり、研究は順調に進展していると考える。このように超対称性模型は客観的に厳しい状況であり、自然さを満たす模型が実現不可能である以上、もうひとつの可能性である高次元模型を考えなければならない。Arkani-Hamedらによる6次元のM4*(S1*S1)/Z2模型は標準模型を超える有効模型として可能性が残されており、素粒子の3世代構造、陽子の安定性について説明を与える点で優れている。また素粒子標準模型を超える新理論を創造するには重力理論との融合が不可欠であり、より根本的な考察が必要になる。近年注目されてきたFinsler/河口幾何学を用いて場の理論を幾何学的に書き直すことが可能であり、この枠組みにより最初から理論をリパラメトリゼーション不変に作れることが知られている。この枠組みは時空間・場の統一理論の幾何学的に正当な背景となりうるものであり、この方向からも統一理論構成の可能性を探っていきたい。当初最終月3月末に学会出張3日を予定しており使い切る予定でしたが、体調不良で一日のみの参加となり、少額余りました。国内研究会、近距離出張等の旅費に当てる計画です。
植物生体電位応答を利用した植物工場内の環境管理・制御システムの開発

本研究では,植物生体電位応答を用いた植物工場などの施設栽培の環境管理,制御システムの開発を目的として,葉菜類や果菜類を対象として,さまざまな波長のLED光源の照射に対する生体電位応答と光合成活性との関連を明らかにし,植物の種類によって異なる最適波長の組み合わせを生体電位によって選定可能であることを示唆した。また,この関係をパラメータとした光強度制御システムを開発し,植物の状態に応じて変化する生体電位応答によって最適な光強度へと制御することで,光合成活性が向上するとともに,電力消費量も抑えられることを示唆した。平成24年度は,これまでに実験対象としてきた観葉植物の他,植物工場での実用的な栽培される植物として,ミニトマトの栽培,測定を行った。これまで,光照射,遮断に対する植物の生体電位応答について詳しく調べてきたが,それ以外の環境要因,例えば温度や水分量などの影響についての検討が不十分であったため,本年度は,光の照射,遮断を与えた時の生体電位応答を生理活性状態の指標として扱う場合に影響すると考えられる,周囲温度の違いおよび,水ストレス状態における生体電位応答について測定,データを収集し,これらのデータから,環境要因が生理活性および生体電位応答に及ぼす影響について検討した。このとき,時系列データから評価に最適な定量的評価を行うために必要な解析手法についても検討し,植物生理学的に実証されている,光合成速度に及ぼす周囲温度との関係が,生体電位応答の振幅にも表れる可能性が示唆された。さらに,周波数解析を行った結果から,水ストレス状態の植物を判別できる可能性を示唆した。これにより,植物工場における温度条件や,灌水条件を,植物生体電位応答の利用によって最適にコントロールできる可能性が示された。なお,当初イチゴを栽培・測定予定であったが,測定環境への耐久性や成長速度などから,導入としてミニトマトの栽培・測定を行ったため,平成25年度以降,本来のターゲットであるイチゴの栽培環境と生体電位の関係について詳細に検討していくことで,実用化に向けたシステム作りを進める予定である。植物工場などの施設栽培における環境制御を目的とした本研究について,平成25年度は,主に植物の水ストレスに対する植物生体電位応答に関する詳細な実験を行った。実験では,光照射と遮断を刺激信号として生体電位計測を行った。また,実用的な利用を考え,生体電位信号の解析結果を用いて光条件や空調などの環境要因をコントロールするための新たな測定システムを構築した。このシステムは,従来用いてきたシステムよりも小型で,PCを介さずに,手軽に生体電位の測定が可能とし,また測定データの解析と,その結果を光源や空調設備にフィードバックして用いられるようマイコンを搭載した。水ストレスに対する応答からは,水ストレス状態が進行するとともに生体電位信号の振幅と光刺激直後に見られるピークが現れる時間に変化があることが示唆された。今後は,水ストレス,温度,湿度,栄養状態などを評価可能な測定システムを構築するとともに,これらの評価情報を裏付けるため,従来手法との比較検討を行う。また,このシステムのアルゴリズムを確立し,施設栽培での活用の有用性を評価するため,小型の植物工場を導入し,生体電位測定結果からのフィードバック制御を試みる。平成26年度は,小型植物工場の導入,イチゴ栽培用光源の最適化に向けた光源シミュレーションと植物の生体電位応答の計測,植物生体電位応答を利用した光源自動制御システムの開発など,本研究の軸となる研究を着実に進展させる研究成果を残した。光源シミュレータの利用により,様々な栽培環境条件で,照射する光の強さ,場所によるばらつき,効果的な照射方法の検討を進めた。また,赤,青,緑の単色LEDを複数品種のイチゴに照射し,生体電位計測を行ったところ,品種によって各波長に対する応答が異なり,これが,それぞれの品種に有効とされる波長の特徴と相関があることを示唆した。また,光照射に対する生体電位応答が,植物の光合成速度と相関があるという関係を利用し,そのときの植物にとって有効な光の色や強度を生体電位応答の値によって自動的にコントロール可能なシステムを開発した。これらの成果は,国内外の学会で発表した他,展示会にも出展し,多くの注目と,高い評価を得た。今後は,水ストレスとの関係など,光以外の条件についての評価を進めるとともに,実際の植物工場において,イチゴや葉菜類を栽培しながら,生体電位測定を行い,植物の生長に応じた栽培環境コントロールシステムの開発を行うとともに,開発したシステムの有用性について詳細に評価を進める予定である。本研究では,植物工場における最適な栽培環境管理システムの開発を目的として,植物生体電位応答を用いた植物の生理活性状態モニタリング技術についての研究を行った。植物生体電位は,植物細胞内外で発生するイオン濃度差に起因する電気信号で,植物の生理活性状態をリアルタイムで観測することが可能である。これまでの研究によって,生体電位応答が光合成活性と相関があることを明らかにしており,この関係から,生体電位を用いた植物の生理活性モニタリングシステムの開発が可能であると期待されている。本研究における対象植物には,植物工場で一般的に栽培されている葉菜類のほか,周年での安定供給や機能性の向上が期待される果菜類を用いた。本研究で導入した小型植物工場で栽培した植物を実験に用い,マイコンを用いた植物生体電位応答による栽培光源制御システムを開発し,光合成活性の向上および,省電力化が可能であることを示唆した。また,イチゴ(品種:エラン)を対象とした実験では,赤,緑,青色単色光および,それらの波長を組み合わせて光照射したときの生体電位応答から,光合成活性の向上には赤色光が最も効果的で,さらに,緑色光を30%程度追加することで,さらに光合成活性が向上しており,生体電位応答によってその関係を明らかにできる可能性が示唆された。

以上の結果から,植物工場における栽培環境管理および評価のために,植物生体電位測定が有効であることが示唆された。本研究では,植物生体電位応答を用いた植物工場などの施設栽培の環境管理,制御システムの開発を目的として,葉菜類や果菜類を対象として,さまざまな波長のLED光源の照射に対する生体電位応答と光合成活性との関連を明らかにし,植物の種類によって異なる最適波長の組み合わせを生体電位によって選定可能であることを示唆した。また,この関係をパラメータとした光強度制御システムを開発し,植物の状態に応じて変化する生体電位応答によって最適な光強度へと制御することで,光合成活性が向上するとともに,電力消費量も抑えられることを示唆した。平成25年度までは,少し遅れ気味に進んでいたところがあったが,平成26年度は,植物工場の導入も完了し,簡易ではあるものの,生体電位応答による光源制御システムを構築することができた。また,懸案だった果菜類(イチゴ)の測定も開始し,果菜類においても,生体電位によって植物の生理活動を評価できる可能性を示唆することができたため。27年度が最終年度であるため、記入しない。生体計測工学最終年度に当たる本年度は,構築を進めている栽培環境制御システムの有用性の評価に十点を置き,実際の栽培環境において利用可能な技術としての確立を目指す。初年度に栽培予定であったイチゴの栽培,測定ができなかったことと,生体電位応答と生理活性との関連について,従来手法による評価との比較検討が十分に行えていないことから,やや遅れ気味であると考えられる。昨年度,植物工場を導入予定であったが,導入する植物工場の仕様などについての検討が遅れ,今年度の導入となった。今年度6月に導入予定であり,遅れを取り戻すために集中的にデータを収集する予定である。科研費で参加予定であった国際学会関連旅費分が,本学独自の制度である若手,女性研究者助成金によって支払われることが年度末になって決定したため,旅費,参加費等にあたる分が次年度使用額となった。植物を非侵襲で長期間測定可能な電極の検討と,照射光の組み合わせによる生育状態,生理活性状態と生体電位応答との関係についての詳細な検討を進める。今年度は,最終年度に向けて実用的な利用価値の評価に取り組む予定である。そのため,様々な環境変化に対する植物生体電位の応答評価をさらに進め,環境制御のためのアルゴリズムを確立するとともに,それを新しい測定システムおよび導入する植物工場に実装し,その有用性の評価を進める予定である。植物工場内で測定する環境を整えるために使用する。具体的には,植物工場内で,葉菜類や花菜類を測定するのに適した電極材料や測定機器を購入する。また,最終年度であり,学会での発表や論文投稿料として使用予定である。
マンガン酸化物における電荷・スピン・軌道秩序状態とベリー位相

巨大な負の磁気抵抗現象を示すマンガン酸化物は、高密度磁気記録読み取り用ヘッドとしての工業的応用の見地から大きな注目を集めているが、物性理論の立場からは、軌道自由度が本質的に重要な役割を果たす典型的な系として様々な角度から研究が行われてきた。負の磁気抵抗現象については、局在したt_<2g>スピンが強磁性的に揃うことによって遍歴的なe_g電子の散乱が抑えられて抵抗が減少するという、いわゆる「二重交換機構」によって概ね理解されてきたが、実際のマンガン酸化物の相図は非常に複雑であり、とりわけ、doping量xに応じてしばしば複雑な電荷・軌道整列が現れるが、それは単純な二重交換機構では理解することができない。この電荷・軌道整列現象が、マンガン酸化物における負の磁気抵抗を「超巨大」にする上で本質的に重要な役割を果たしているという可能性が考えられる。そのような観点から、本研究においては、ヤーンテラー歪みと強く結合した軌道縮退のある二重交換模型に基づいて、マンガン酸化物の電荷・軌道整列を系統的に研究してきた。主な成果は、x=0におけるA-タイプ反強磁性およびC-タイプ軌道整列の説明、x=0.5におけるCE-タイプ反強磁性相と電荷・軌道整列の説明および電荷積層構造の起源の解明、x=2/3や3/4における2種類の奇妙な電荷縞構造(「ウィグナー結晶」構造と「バイストライプ」構造)のトポロジカル不変量による説明、x=1/4や3/8における電荷・軌道整列と磁場誘起絶縁体・金属転移の説明、ヤーンテラー歪みとクーロン相互作用に対する平均場近似の定式化、などである。最近、中性子散乱実験において、キュリー温度近傍でストライプ型電荷整列を示唆する結果が得られているのだが、それによると、x=0.2付近では電荷がMn-0のボンドの方向に整列しているが、x=0.3以上になると、電荷は対角線方向に整列するようになり、しかもこのストライプ構造がそのままz-方向に積層するのである。これを理解するための第一歩としてまず、x=0.3近傍の「超巨大磁気抵抗領域」における電荷・軌道整列現象を2次元系で詳細に調べた。その結果、協力的ヤーンテラー効果をきちんと考慮することによって、実験結果と定性的に一致する対角線方向のストライプ電荷整列が現れることを見出した。これは、軌道の自由度を擬スピンに置き換えれば、ニッケル酸化物で見出されている対角線方向のスピン・電荷ストライプと完全に一致することから、遷移金属酸化物に共通の非一様電荷構造であると考えられる。
植物の多細胞体制進化の鍵となったゲノム進化の特定

1倍体の単細胞プロトプラストの最初の不等分裂時を濃縮した集団から抽出したRNAから、ベクターキャッピング法による完全長cDNAライブラリー(第一不等分裂ライブラリー)を作製し、若い2倍体から抽出したRNAからオリゴキャッピング法による完全長cDNAライブラリー(2倍体ライブラリー)を作製した。各ライブラリーについて、両端からEST解析を行い、第一不等分裂ライブラリーから1万1千、2倍体ライブラリーについては8千8百クローンについて配列を得て、既知の配列とともにクラスタリングした。2倍体ライブラリー8,805クローンは2,722種類の転写産物を含んでいた。2倍体ライブラリーに多く含まれる遺伝子には、真核細胞としての基本的な活動に関わる遺伝子の割合が大きいことがわかった。さらに、遺伝子ファミリーのメンバーの発現量比が胞子体ライブラリーで他のライブラリーと有為に異なっている例を見いだした。このことは、2倍体特異的な発現制御がなされていることを示唆している。一方、このライブラリーに特異的なクローンの割合は低く、約713遺伝子にとどまった。この中の多くは、ESTの出現回数が少なく、単純に特異的であると言えないので、より多くのタグを決定する必要がある。そこで、Serial Analysis of Gene Expression (SAGE)による発現解析を行うことをとし、橋本真一博士(東京大学医学系研究科)と共同でSAGEライブラリーを作成した。アメリカエネルギー省Joint Genome Institute (JGI)における全ゲノムショットガンシークエンスのデータは現在アセンブル中であるが、アセンブリー結果の公開に先立ち、raw dataに対してBLAST検索をおこない、重複して発見された遺伝子をアセンブルすることによって局所的なコンティグを生成し、遺伝子構造を予測するシステムを作成した。さらにJGIにおいてなされたイヌカタヒバの全ゲノムショットガンデータに対しても同様の処理を可能にした。これにより、陸上植物進化の初期に分岐した生物を含む遺伝子系統樹を構築する基盤が整った。
1950年代の中東と北アフリカにおける冷戦と脱植民地化

2018年度は、国際共同研究加速基金により、ロンドンに滞在して研究活動を行なった。研究計画ではスエズ戦争に関するイギリス政府の開戦動機を分析することを主眼においたが、昨年度は主にスエズ戦争後の分析を行なった。従来、スエズ戦争に関する外交史研究は主に戦争までに焦点が当てられ、戦後いかにして紛争が解決されたかはほとんど議論されることがなかった。そしてイギリスは戦争の結果として中東での影響力を大きく後退させてしまった、というのが通説出あった。確かに一見すれば、スエズ運河再開に向けた交渉はイギリスの外交的敗北のように見える。これに対して私は、主にイギリス公文書館の資料を用いて、イギリスがエジプトの一方的宣言を受け入れた理由は、ヨルダンやサウジアラビアなどのアラブ諸国の態度の変化にあると議論する。スエズ戦争までは親エジプトないしは反英的な姿勢を見せていたものの、戦後は大統領選挙を終えたアメリカがイギリスを支援する姿勢に傾いたこと、その結果サウジアラビアをエジプトから引き離し、ヨルダンへの経済援助を肩代わりする決定をした。また英仏イスラエルが占領したエジプト領と支配地域はすべて戦後に国連のUNEFが駐留することになり、これがエジプトの威信を大きく傷つけた。しかも、戦争の結果ヨルダンはチラン海峡通航の自由を獲得し、利益を得ることができた。このようにアメリカと国連の力を借りることにより、イギリスは戦後の中東における影響力維持に向けて軟着陸に成功したのだと言える。このような議論を、私は2018年8月にExeterで開かれたBIHG (British International History Group)の例会で報告した。スエズ戦争後にいかに外交的決着が図られたかという点に関心を払って研究を進めたが、これはスエズ危機後も通説とは異なってイギリスが中東における影響力を残存させたという私の議論の核心に関わる点である。2018年度の間にこの研究を大幅に進めることができ、イギリスで開催された学会においてもフロアから好意的な評価を得た。また、アメリカの公文書館(NARA)やフランスの外務省資料館(MAE)でも資料調査を進めることができた。できるだけ早期に、スエズ戦争後の交渉過程に関する論文をまとめ、ジャーナルに投稿する。また、引き続き、英米仏三国の資料館を訪問して資料収集を行う。現在、1956年のスエズ戦争後の運河再開に向けた交渉過程を、イギリス政府の資料に依拠しつつ分析している。従来のスエズ危機研究では、イギリスが判断を誤って戦争に踏み切った結果、国際世論の批判を浴びて停戦と兵力撤退を余儀なくされ、中東で威信を失墜したことのみが指摘されてきた。しかし、戦争後の国際交渉過程を一次史料に依拠して分析すれば、実際にはイギリスの影響力が大きく残る形で運河再開が合意されたことが理解できる。その際、エジプトは1957年4月に、西側諸国を中心とする利用国団体と係争が勃発した場合、裁定を国際司法裁判所の管轄を受け入れる宣言をおこなった。これは明らかにイギリスが戦前の交渉過程で主張していた、運河の国際統制に類似するものであった。従って完全には目標通りではなかったものの、やはりイギリスの意図通り、エジプトによる運河の国有化には一定の国際統制が課せられたことを意味する。同時にこれは、戦争に向かう過程でイギリスが運河の国際統制を強く主張していたことと一致する。故に、スエズ戦争が脱植民地化の潮流に抵抗し、運河奪還を目的としていたという伝統的な解釈にも疑問を呈さざるを得ない。この点は引き続き検討していきたい。また、運河地帯に駐留した英仏軍が撤退する際、国連緊急軍(UNEF)に任務を引き継ぐという形式が取られた。実はイギリスは開戦直後から国連に任務を引き継ぐことを明言しており、その主張通りの展開となったと言える。1954年10月のスエズ基地からの撤退合意以後、エジプト・イスラエル間では軍事衝突の可能性が高まっていたことを考えると、戦後にイギリスが行ってきた治安維持の任務を国連に継承させたのだと言える。つまりスエズ危機の収束過程は、第二次大戦後の過剰な国際的関与を国連に担わせることによって、戦前の植民地帝国を非公式帝国へと再編する過程の一部と捉えることができるのである。現在、イギリス政府史料を読み進め、その分析を進めている。上記の通り、従来の画一的なスエズ危機解釈とは大きく異なる、概ね私が以前から考えていた仮説が実証できるだろうと予測している。

また英仏イスラエルが占領したエジプト領と支配地域はすべて戦後に国連のUNEFが駐留することになり、これがエジプトの威信を大きく傷つけた。しかも、戦争の結果ヨルダンはチラン海峡通航の自由を獲得し、利益を得ることができた。このようにアメリカと国連の力を借りることにより、イギリスは戦後の中東における影響力維持に向けて軟着陸に成功したのだと言える。このような議論を、私は2018年8月にExeterで開かれたBIHG (British International History Group)の例会で報告した。スエズ戦争後にいかに外交的決着が図られたかという点に関心を払って研究を進めたが、これはスエズ危機後も通説とは異なってイギリスが中東における影響力を残存させたという私の議論の核心に関わる点である。2018年度の間にこの研究を大幅に進めることができ、イギリスで開催された学会においてもフロアから好意的な評価を得た。また、アメリカの公文書館(NARA)やフランスの外務省資料館(MAE)でも資料調査を進めることができた。今後は、フランスの外交政策を分析する。スエズ危機研究においてはフランス政策がほぼ分析されることがなかったため、英仏の政策の乖離が戦争につながり、かつ運河再開に向けた交渉過程にも表面化したことが全く議論されて来なかった。これらのことを念頭に置いて研究を進める。また、カナダの公文書館において、運河地帯に駐留したUNEF結成を主導したピアソン外相の文書を調査する予定である。できるだけ早期に、スエズ戦争後の交渉過程に関する論文をまとめ、ジャーナルに投稿する。また、引き続き、英米仏三国の資料館を訪問して資料収集を行う。
グラフェンの欠陥エンジニアリングと新機能探索

本研究では、グラフェンの新しい機能の発現やそれらを利用した次世代電子デバイス材料としての応用への可能性に関して調べている。本年度においては、ドープされたグラフェンへの環境汚染型ガスの吸着性と、それに対応した電子の輸送特性に関する研究を行った。すでに、前年度において窒素やホウ素ドープグラフェン上のガス吸着性に関する研究を行ない、ホウ素ドープグラフェンでは、大気雰囲気中で一酸化窒素分子や二酸化窒素分子が強く吸着することを報告した。本年度では、これら毒性の高いガス分子の吸着と電子の輸送特性との対応関係性を明らかにし、グラフェン型センサーに応用できる可能性を示唆する結果を得た。一酸化窒素分子が吸着した場合と二酸化窒素分子が吸着した場合では、グラフェンの電気伝導度の変化率が、大きく異なることが分かった。そのため、吸着分子の種類の違いに対応して伝導度の変化率が異なることから、一酸化窒素分子と二酸化窒素分子といった分子の種類を、分子のレベルで識別可能であることが期待される。以上の結果から、ホウ素ドープ型グラフェンは、電界効果型トランジスタなどの電子デバイスに用いられることで、環境汚染型ガスである窒素酸化物分子だけを、大気雰囲気中で選択的に検出可能な電子デバイス材料であることが期待される。なお、本研究結果は、学術雑誌論文として出版され(Jpn. J. Appl. Phys. 58, 015005 (2019))、応用物理学会英文論文誌(JJAP)のSpotlight paperに選ばれている。本年度では、グラフェンへの環境汚染型ガス分子の吸着と電気伝導性との対応関係を調べた。その結果、ホウ素ドープされたグラフェンを、電界効果型トランジスタなどの電子デバイスに用いて、その電気伝導度を調べる事で、大気中の環境汚染物質である窒素酸化物ガスを選択的に検出できる可能性があることを明らかにした。このように、ドーピングによるグラフェンの機能化とその性質を利用した電子デバイス応用に関する具体例を提示できた。そのため、当初の計画以上に進展しているものと考えられる。今後の方針として、グラフェンへのドーピングによる欠陥構造と安定性や電子物性との関連性を明らかにし、電子デバイス応用への可能性を調べる。グラファイトの一原子層であるグラフェンは、電荷の移動度が極めて高いことから、次世代の電子デバイス材料として注目されている。本年度においては、グラフェンへのホウ素ドーピングに関する研究を展開した。特に、ドープされたグラフェンへの環境汚染ガス吸着に関する研究を行った。ホウ素ドープ型グラフェンでは、一酸化炭素や二酸化炭素分子は、比較的弱くではあるが吸着し、吸着分子とグラフェンとの距離は比較的長い。また、酸素分子や窒素分子は、相対的に弱く吸着する。一酸化窒素分子や二酸化窒素分子に関しては、比較的強く吸着することが分かった。また、吸着分子とグラフェン間の距離は比較的短いことが分かった。そのため、大気雰囲気中において、一酸化窒素分子と二酸化窒素分子のみがホウ素ドープ型グラフェンに選択的に強く吸着することが分かった。さらに、一酸化窒素分子と二酸化窒素分子がホウ素ドープ型グラフェン表面の両面に吸着することも分かった。このことから、ホウ素ドープ型単層グラフェンは、より吸着性の高いガス吸着材料として応用できる可能性があることが分かった。一酸化窒素分子や二酸化窒素分子が、ホウ素ドープ型グラフェンに吸着すると、電荷の移動が生じる。また、吸着する分子の種類や数に依存して、電荷の移動する方向や、電子の移動量に違いが生じることも明らかになった。以上の結果から、ホウ素ドープ型グラフェンは、窒素酸化物分子を大気雰囲気中で選択的に検出するための有用な電子材料であることが期待される。本研究では、グラフェンに不純物などの欠陥を導入することにより、デバイス応用へ向けた機能性材料の探索と物性の解明を行っている。本年度では、ホウ素ドープされたグラフェンへのガス吸着に関して調べた。その結果、ドープされたグラフェンが機能化され、大気中で環境汚染ガスのみが選択的に検出できる可能性があることを明らかにした。そのため、順調に進展しているものと考えられる。