hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
細胞間シグナル伝達システムCD47-SIRPα系による免疫制御機構の解析

免疫グロブリンスーパーファミリータンパク質であるsignal regulatoryprotein α(SIRPα)は、主に樹状細胞(DC)やマクロファージに高発現しており、同じく免疫グロブリンスーパーファミリータンパク質であるCD47と相互作用することで細胞間シグナル伝達を行う。本研究ではDC特異的にSIRPαを欠損したマウスについて解析を行い、このマウスでは二次リンパ組織中のCD4陽性古典的DCや表皮ランゲルハンス細胞が顕著に減少していることを見出した。以上のことから、DC上のSIRPαは二次リンパ組織や皮膚においてDCの恒常性維持に必須であると考えられた。樹状細胞(DC)の機能制御、DCによるT細胞の活性化制御の詳細な分子メカニズムの理解は、自己免疫病を含めDCの機能異常に伴う疾患の発症機序や、それを克服する大きな手がかりを与えるものであると考えられる。これまでに研究代表者はチロシンホスファターゼSHP-1をDC特異的に欠損させたコンディショナルノックアウト(cKO)マウスが自己免疫病を発症することを明らかにしている。そこで本研究ではチロシンホスファターゼSHP-1の主な基質でありDCに高度に発現することが知られる1回膜貫通型分子SIRPαと、SIRPαのリガンドとして知られる5回膜貫通型分子CD47によって形成される細胞間でのシグナル伝達系(CD47-SIRPα系)の生理機能解析を通じてDCによる自己免疫病発症の制御とその分子機構の理解を目指した研究を行っている。本年度はDC特異的SIRPαcKOマウスについて詳細な解析を行った。これまでにDC特異的SIRPαcKOマウスの脾臓においてはCD11c強陽性DC(以下、cDC)、特にCD4陽性cDCの顕著な減少が認められることが明らかとなっていたが、さらに他の組織についても観察を行ったところ末梢リンパ節においてはCD4陽性cDCやmigratory DCの顕著な減少が認められ、表皮においてはDCの1つであるランゲルハンス細胞の減少が認められることが明らかとなった。以上の結果から、DCに発現するSIRPαはDCの恒常性の制御に重要な役割を果たしていることが示唆された。さらに、本年度はDCに発現するSIRPαと非DCであるストローマ細胞上のCD47によって形成されるCD47-SIRPα系の生理機能につき解析を行うことを目的としてストローマ細胞特異的CD47 cKOマウスの作製も進めた。本研究ではDCに高度に発現することが知られる1回膜貫通型分子SIRPαと、SIRPαのリガンドとして知られる5回膜貫通型分子CD47によって形成される細胞間でのシグナル伝達系(CD47-SIRPα系)の生理機能解析を通じてDCによる自己免疫病発症の制御とその分子機構の理解を目指した研究を行った。昨年度はDC特異的SIRPαコンディショナルノックアウト(cKO)マウスについて詳細な解析を行った結果、DC特異的SIRPαcKOマウスの脾臓においてはCD11c強陽性DC(以下、cDC)、特にCD4陽性cDCの顕著な減少が認められることを明らかにした。さらに、他の組織についても観察を行ったところ末梢リンパ節においてはCD4陽性cDCやmigratory DCの顕著な減少、表皮においてはDCの1つであるランゲルハンス細胞の減少が認められることを明らかにした。今年度はDCに発現するSIRPαとストローマ細胞上のCD47によって形成されるCD47-SIRPα系の生理機能につき解析を行うことを目的としてストローマ細胞特異的CD47 cKOマウスを作製し、解析を行った。その結果、このマウスでは脾臓のストローマ細胞の構成に異常が認められた(現在、この結果を再確認中)。この異常はDC特異的SIRPαcKOマウスの脾臓においても同様に認められており、以上のことからDCに発現するSIRPαとストローマ細胞上のCD47によって形成されるCD47-SIRPα系が脾臓の構築に重要な細胞間シグナル伝達系であることが示唆された。申請時に予定していた研究内容を順調に進めることが出来、研究成果については学会や論文での公表を行うことが出来たため。生化学・分子生物学DC特異的SIRPαcKOマウスの二次リンパ組織の詳細な解析を免疫染色法によって行う。この解析によって、二次リンパ組織内でのDCの局在や、二次リンパ組織の非DCから成る構造、DCを二次リンパ組織にリクルートする為のケモカインの局在等について明らかにしていくことで二次リンパ組織のDC-非DC間で形成されるCD47-SIRPα系の生理的役割を明らかにしていく。

さらに平成26年度に作製したストローマ細胞特異的CD47 KOマウスの解析により、DCに発現するSIRPαと非DCであるストローマ細胞上のCD47によって形成されるCD47-SIRPα系の生理機能につき解析を行う。研究の進捗状況に沿って物品等の購入を進めたところ差額が生じたため。次年度は持ち越し分を物品費(消耗品)に使用することで、本計画をさらに推進させる予定である。神戸大学大学院医学研究科生化学・分子生物学講座シグナル統合学分野
土中の熱伝達と水分・温度環境の形成に関する研究

土壌水分の移動現象を支配する物理法則は今日では知られており、これに含まれる土壌の移動係数がわかれば、さまざまの境界条件の下でシミュレーションを行い、現象を再現することができる。しかし、これらの移動係数は、含水量に強く依存し、測定が容易でないことが、土壌中の水分移動現象を研究する上での最大の問題である。本研究は、砂丘砂を対象に温度勾配下の水分移動を予測再現できるようにすることが目標であり、そのために(1)マトリックポテンシャルと含水量の関係(水分特性曲線)(2)透水係数と含水量の関係、(3)温度勾配に対する水蒸気の移動係数(含水量に依存する特性曲線)、をいくつかの実験で求めた。とくに、従来から測定の少ない温度勾配下の水蒸気移動係数を求め、温度勾配下の移動現象を調べるために、温度勾配を与えた閉鎖土壌カラムの温度分布、含水量分布、溶質濃度分布の変化を追跡する実験が本研究の中心の実験であった。カラムに詰めた土の両端に温度差を与えると高温側から低温側に水蒸気の移動が低温側に向かって生じ、続いて水分量差によって生じるサクション勾配によって高温側への逆向きの液状水移動が生じ、水に解けたNaClのような溶質は、液状水とともに高側に移動して蓄積される。カラム長12cm、両端の温度を14°Cと26°Cとした。試料の平均含水比を0.030.065の4段階に調節し、一つの含水量に対して45個の同一カラムを作り、実験開始後、順次切り出して含水比、水分ポテンシャル、NaCl濃度の分布を求めた。実験結果を解析して温度勾配による土中の水蒸気移動係数を求め、空気中の移動係数との比(β)で表わしたところ、βの大きさは体積含水率0.03以下では0.3以下であるが、含水率0.04以上では1.01.5の値となった。こうして求めた諸特性(特性曲線)を含水量と温度の関数とする実験式を定め、支配物理方程式を数値的に解いた。結果を実験と比較したところ現象を十分に再現できるという成果を得た。土壌水はマトリックポテンシャルの勾配で移動するとともに、温度勾配で主に水蒸気で移動する。カラムに詰めた土の両端に温度差を与えると高温側から低温側に水蒸気の移動が低温側に向かって生じ、続いて水分量差によって生じるサクション勾配によって高温側への逆向きの液状水移動が生じる。水に解けたNaClのような溶質は、液状水とともに高側に移動して蓄積される。低水分土の水移動特性を調べるために、庄内砂丘砂を用い、カラム長12cm(1cmのアクリルリングを12個重ねたもの)、両端の温度を14°Cと26°Cとして、この実験を行なった。試料の平均含水量を0.030.065の3段階に調節し、一つの含水量に対して45個の同一のカラムを作り、温度分布を測定するとともに実験開始後、順次切り出してカラム内の含水比、水分ポテンシャル、NaCl濃度の分布の時間変化を求めた。実験結果から、次の手順で不飽和透水係数と温度勾配による水蒸気移動係数を求めた。閉鎖カラムなのでNaCl存在量をカラム端から積分してのNaClの移動量を求め、これから液状水フラックスを求め、水の連続式から水蒸気フラックスを求めた。

液状と水蒸気のフラックスをそれぞれマトリックポテンシャル勾配、温度勾配で除して移動係数が含水量の関数として得られる。得られた不飽和透水係数は体積含水率0.06から0.03で10^<-3>cm/day10^<-8>cm/dayであった。また、温度勾配に対する水蒸気移動は主に飽和水蒸気密度の温度勾配によって生じ、土壌に固有の移動メカニズムは、空気中と多孔体中の見かけの水蒸気拡散の比を表わす無次元ファクタβで表わされる。実験結果から求められたβの大きさは体積含水率0.03以下では0.3以下であるが、含水率0.04以上では1.01.5の値をとなった。また、サイクロメ-タによる低水分のポテンシャル測定によって、マトリックポテンシャルと含水量の関係(水分特性曲線)の高水分から低水分までの曲線が得られた。このように、砂丘砂の基本的な水移動特性が得られた。土壌水分の移動現象を支配する物理法則は今日では知られており、これに含まれる土壌の移動係数がわかれば、さまざまの境界条件の下でシミュレーションを行い、現象を再現することができる。しかし、これらの移動係数は、含水量に強く依存し、測定が容易でないことが、土壌中の水分移動現象を研究する上での最大の問題である。本研究は、砂丘砂を対象に温度勾配下の水分移動を調べるのがひとつの目的であり、(1)マトリックポテンシャルと含水量の関係(水分特性曲線)(2)透水係数と含水量の関係、(3)温度勾配に対する水蒸気の移動係数(含水量に依存)、が必要である。昨年度は温度勾配下の閉鎖土壌カラムの水分と溶質分布を調べる実験によって、温度勾配に対する水分移動移動係数を求めることができた。今年度は、まず、(2)の透水係数と含水量の関係を低含水量について求めるために蒸発実験を行なった。高含水量の不飽和透水係数については、すでに定常法による測定を行なっていたが、低含水量は求められていなかった。蒸発実験は、長さ1cmのアクリルリングをつないだ長さ12cmの土壌カラムを用い、初期含水比が同じカラムを6本用意し、恒温恒湿チャンバー内で表面からの蒸発を起こさせ、カラムを順次切り出して、含水量分布を求めた。各カラムの蒸発速度が等しくなるようにカラムはターンテーブルの上に置かれた。初期含水比が8%と5%にのついて実験を行い、これからInstantenous Profile Methodによって不飽和透水係数と含水量の関係を求めた。この方法で、得られた透水係数は10^<-7>10^<-13>cm/secで水蒸気移動が卓越する領域までカバーしており、定常法による測定と合わせると、飽和(42%)から含水量1%まで、10^<-2>10^<-13>cm/secもの広い範囲で透水係数が得られた。このようにして得た、移動係数をつかって、蒸発実験と温度勾配下の水分移動実験のシミュレーションを行い、実験を再現できることが、確認された。
小児がん経験者の心理的成長メカニズムからみた医療PTSD予防介入モデルの構築

本研究における小児がん経験者の語りからみたPosttraumatic growth(以下,PTG)生起の主な特徴は,次の4点であった.1乳幼児期に治療を受けて当時の記憶がほとんどない小児がん経験者の外傷体験は【感覚的記憶】として残っていた.この感覚的記憶は【偶然に闘病時と類似する環境・状況に身を置く】ことで意識され,【身体・心理的症状の知覚】につながっていた.2PTG高群の小児がん経験者は,【生き残った理由に対する自問自答】を繰りかえしてもがきの時を過ごすが,【当事者経験を生かした成功体験】で自尊感情を回復させていた.これを機に【闘病の意味に気づく】ことで【小児がん経験への肯定的な解釈】が成され,PTG生起に至っていた.32の後,小児がん経験者は【価値観の変容を自認】し,【ストレスに対する脆弱性に対処】できるようになっていた.この対処にまつわる資源として<健康な他者からのサポート><コーピングの指標となる親の養育態度>が存在した.4患者会は重要なソーシャルサポートであったが,【同世代の小児がん経験者が二次がんを発症していた事実】は心理的ストレスを増強させ,【闘病後も繰り返し生じる外傷体験】のひとつとなっていた.前述より,小児がん経験者の医療PTSD予防介入モデル構築に対して,a.乳幼児期の小児がん患児が体験する苦痛・恐怖に対する心理的ケアを重視すること,b.適切なタイミングで当事者経験を生かした社会参加をサポートすること,c.ピアサポートでは当事者間で共有される情報に適した心理的準備と専門家の配置を検討し,外傷体験のリスクに対応する必要があること,d.親は子どものコーピングモデルとなる可能性があるため,小児がん患児を養育する親の心理・社会的支援,教育的支援を強化すること等が示唆された.平成27年度は、研究の第一段階として、闘病による心理的成長に関して言及している国内外の研究成果について文献検討を行った。また、当初の研究計画に加えて、一次研究(平成24年度科学研究費採択課題)で得られたデータに基づく、個別分析を追加した。個別分析の対象は、SOC尺度およびPTG尺度の両合計得点が高く、かつ、インタビューにおいて詳細に情緒的反応が語られている事例とした。この事例は、小児がん経験者のPosttraumatic growth(以下PTG)と強いSense of coherence(以下SOC)の形成に関する主なケースとも考えられたため、PTGと強いSOCがいかにして育まれているのかを分析することとした。次年度も、小児がん経験者が闘病以降に遭遇した出来事への対処行動とSOC機能の関係やPTG生起のプロセスに着眼して、PTGの下位概念、および、SOCの下位概念と照らし合わせながら比較分析をすすめていく方針である。また、一次研究の結果において、価値観・信念・自己像を再構築しようとする「もがき」の渦中がPTGとPTSDの岐路になると推察されたため、この「もがき」に関わる出来事、および、小児がん経験者の心的世界を変容させた出来事、対処資源、環境等の要因について分析をすすめていく。平成27年度は、研究計画に一次研究で得られたデータに関するより詳細な個別分析を追加した。この個別分析に時間を要し、新たなデータ収集に至らなかったため、進捗状況としては当初の計画よりも遅れている。本研究の目的は、小児がん経験者の語りを通して、Posttraumatic growth(以下PTG)が生起するメカニズムを明らかにし、小児がん体験によるPTSDに対する予防介入モデルを構築することである。当該年度は、昨年度に引き続き、一次研究の個別分析を実施した。小児がん経験者の語りをもとに発病時からのライフストーリーを構築し、発病から成人以降までの経過をデータとして、長期的な時間の中で繰り返されるストレスの契機を分析した。ストレスの契機として、【発病時の衝撃】【屈辱的な診察】【自己像の崩壊】【仲間の死】に直面したこと、治療は【仲間の死をうらやむほど辛い】と感じていたこと、自己の【存在意義の戸惑い】を抱え続けたこと、病気を伏せていたときは【嘘をついている・隠している罪悪感】に苛まれたこと、【体験したことのない感情の渦】の中で生きていたこと、治療後20年が経っても【日常につきまとう不安】を抱えていたことが明らかになった。小児がんを外傷的に体験したひとの情緒の実態は、幾重にも繰り返して押し寄せ、重なり合い、層を増す苦しみであり、これは、慢性的かつ反復的な心的外傷の様相だと考えられた。現在、このような情緒の実態をふまえ、看護における重要課題を抽出している。また、これに並行して、『幾重にも繰り返して押し寄せ、重なり合い、層を増していく苦しみ』と『もがき』について検討を重ねながら、トラウマだった小児がん経験がプラスの意味合いをもつまでの局面を分析している。一次研究で得られたデータに関する詳細な個別分析に時間を要し、新なデータ収集に至らなかった。個別分析により重要な示唆が得られていると考えるが、当初の研究計画よりも遅れている。本研究の目的は,小児がん経験者の語りを通して,Posttraumatic growth(以下PTG)が生起するメカニズムを明らかにし,小児がん体験によるPTSDに対する予防介入モデルを構築することである。当該年度は,研究協力者の発病年齢や治療状況,闘病以降の人的・物理的環境の相違などに着眼しながら,これまでに分析した典型例を参考に,類似例・逸脱例の追加分析を継続してきた。

また,当該年度までに,長期的に繰り返されるストレスの契機や,PTGが生起するまでの情緒(もがき)の実態が見出されつつある。PTGIーJ総得点の結果を参考にすると,PTG高群に含まれる小児がん経験者の語りには,主観的に区切りをつけている部分や「前の自分」「後の自分」を語る部分が存在していることが明らかになった。この部分に着眼して,それぞれの局面における生活史上の出来事との因果関係を詳細に分析することで,もがき以降の心理的成長メカニズムの要素として何が生起しているのか,長軸的な時間の中でPTGがどのように生起していくのかを示せるものと考えられた。さらに,これまでに得られた看護への示唆として,支援のタイミングのほか,闘病中のサポートに対する小児がん経験者自身の主観的評価を高めていくケア,PTG高群が体験していた生活史上の出来事にまつわるリソースの強化,もがきの渦中で小児がん経験者がとる「防衛の強化」を支持した関わり方などがある。PTG生起の全体的なプロセスを見通しながら,得られた知見を統合していく段階にある。本研究は研究参加者を得ることが極めて困難とされる,成人期の小児がん経験者を対象としており,典型例・類似例・逸脱例などのデータを得るまでに時間がかかったことが研究の進行に影響した。また,研究協力者が語る心理面を浮き彫りにしていく質的分析は,慎重に行う必要があることに加え,補助事業期間中に通常業務における欠員が継続したことによって,教育活動に多忙を極め,平成29年度中に分析結果の統合には至らなかった。本研究における小児がん経験者の語りからみたPosttraumatic growth(以下,PTG)生起の主な特徴は,次の4点であった.1乳幼児期に治療を受けて当時の記憶がほとんどない小児がん経験者の外傷体験は【感覚的記憶】として残っていた.この感覚的記憶は【偶然に闘病時と類似する環境・状況に身を置く】ことで意識され,【身体・心理的症状の知覚】につながっていた.2PTG高群の小児がん経験者は,【生き残った理由に対する自問自答】を繰りかえしてもがきの時を過ごすが,【当事者経験を生かした成功体験】で自尊感情を回復させていた.これを機に【闘病の意味に気づく】ことで【小児がん経験への肯定的な解釈】が成され,PTG生起に至っていた.32の後,小児がん経験者は【価値観の変容を自認】し,【ストレスに対する脆弱性に対処】できるようになっていた.この対処にまつわる資源として<健康な他者からのサポート><コーピングの指標となる親の養育態度>が存在した.4患者会は重要なソーシャルサポートであったが,【同世代の小児がん経験者が二次がんを発症していた事実】は心理的ストレスを増強させ,【闘病後も繰り返し生じる外傷体験】のひとつとなっていた.前述より,小児がん経験者の医療PTSD予防介入モデル構築に対して,a.乳幼児期の小児がん患児が体験する苦痛・恐怖に対する心理的ケアを重視すること,b.適切なタイミングで当事者経験を生かした社会参加をサポートすること,c.ピアサポートでは当事者間で共有される情報に適した心理的準備と専門家の配置を検討し,外傷体験のリスクに対応する必要があること,d.親は子どものコーピングモデルとなる可能性があるため,小児がん患児を養育する親の心理・社会的支援,教育的支援を強化すること等が示唆された.
小中学生の制裁的いじめ加担における恨み感情とシャーデンフロイデの役割

本研究の目的は、他者に対して怒り続ける「恨み」、他者の幸福に苛立ちを禁じえない「妬み」、他者の不幸を喜ぶ「シャーデンフロイデ」などの一連の感情がいじめ加担に果たす役割を明らかにし、いじめ予防につながる成果を提供することにあった。小中学生を対象とした調査では、「いじめ」という文言を直接用いることなく、過去にいじめに加担したかを測定する項目を用いて精度の高いデータ収集に努めた。仮想場面を用いた調査では、制裁的な理由によるいじめに誘われた際に、いじめの被害者をあらかじめ恨んでいた場合には加害者を支援する側にまわりやすいのに対し、被害者を妬んでいた場合には傍観者になりやすいことが明らかになった。本研究の目的は、特定の他者の不幸を企図する「恨み感情」と、他者の不幸を喜ぶ「シャーデンフロイデ」のメカニズムの解明を目指しつつ、制裁的な理由によって生じる「いじめ」に焦点を当てて、これらの感情がいじめの関与に及ぼす影響を明らかにすることにあった。今年度の発表した大学生を対象にした調査では、恨みを抱きやすい者は、恨みの対象とは無関係の(ただし、妬みの対象となっていた)他者の不幸を喜びやすいことがわかった。この調査によって、シャーデンフロイデが仕返しや復讐といった行動に関与している可能性が示唆された。一方、小中学生を対象とした大規模な調査では、約1700名を対象とした質問紙調査を通じて、いじめの被害者に対する感情(恨み、妬み)が、いじめ勧誘時における参加に及ぼす影響を検討した。いじめを目撃した場合に、いじめられていてうれしいと感じるのは恨んでいる者の場合が一番多く、逆に、同情するのは妬んでいる者の場合であることがわかった。また、いじめを目撃する前に、遊び仲間からいじめに勧誘された時の態度(いじめの賛否、意見表明・いじめ参加の有無)を問い、いじめの参加役割を示す5つのクラスタを抽出した。たとえば、妬んでいる者がいじめられている場合は「傍観者」になり、恨んでいる者の場合は積極的に関わろうとする。なお、妬みも恨みもなく、感情が統制されている場合は、いじめ参加の役割を構成する人数に偏りがないことも確認された。本研究の目的は、特定の他者の不幸を企図する「恨み感情」と、他者の不幸を喜ぶ「シャーデンフロイデ」の喚起メカニズムの解明を目指しつつ、制裁的な理由によって生じる「いじめ」に焦点を当てて、これらの感情がいじめの関与に及ぼす影響を明らかにすることにあった。今年度は、小中学生に対して、仮想場面におけるいじめ被勧誘時の態度に対する回答を求め、その得点に基づき彼らを類型化した成果を発表した。この類型といじめ被害者に対する感情との関連を検討したところ、回答者がいじめの被害者をあらかじめ恨んでいた場合には、制裁的な理由によるいじめに誘われた際に、加害者を支援するような役割を担う傾向にあった。しかし、被害者を妬んでいた場合には、いじめには積極的に関与せずに傍観者の立場をとりやすいことが明らかにされた。一方、同じく小中学生を対象とした別の調査では、いじめの被害者に対する妬み感情の質的な違い(良性妬みと悪性妬み)が、いじめ目撃時における感情(シャーデンフロイデと同情)の喚起に及ぼす影響を検討した。悪性妬みが喚起されている状況では、良性妬みもシャーデンフロイデを促進するが、逆に悪性妬みが低い場合には、良性妬みは同情を高める効果が認められた。このように、妬みの違いによって、いじめ目撃時の感情の喚起に果たす役割が異なることが示唆された。また、シャーデンフロイデの喚起メカニズムを探る一助として、大学生を対象に潜在連合テストを用いた実験も実施した。本研究の目的は,特定の他者の不幸を企図する「恨み感情」と,特定もしくは不特定の他者の不幸を喜ぶ「シャーデンフロイデ」に焦点を当て,こうした感情の喚起メカニズムを明らかにすることにある。具体的には,主に小中学生を対象とした大規模な調査から,恨み感情とシャーデンフロイデが学校で生じるいじめに及ぼす影響の解明を通じて,制裁的ないじめに加担する行為の抑止や,いじめの終息を早めるための効果的な介入に寄与する成果の提供を目指すものである。学級集団で発生するいじめの維持や助長に着目するならば,いじめを囃し立てたり,悪い噂を流す片棒を担ぐなど,結果としていじめに加担する観衆や,それに近い役割を果たす傍観者の存在は無視できない。いじめの取り巻きや傍観者の感情に着目すると,彼らの中には,シャーデンフロイデを感じている者も少なくないと考えられる。シャーデンフロイデとは,他者が不幸になるのを第三者的な立場から喜ぶ感情であり,いじめとの関連性が指摘されてはいるものの,実証研究はまだ少ない。

こうした点を踏まえて,23年度は,制裁を理由とするいじめを目撃した際に経験される感情と,過去にいじめに加担した経験に着目した調査を実施して一定の研究成果を得た。たとえば,小中学生1400名弱を対象とした質問紙調査では,シャーデンフロイデ,同情,いじめ加担経験に基づくクラスター分析を通じて,いじめの観衆と傍観者は大きく4タイプに類型化されることが明らかとなり,学年毎のその内訳から,いじめを哀れむ小学生と,いじめを楽しみつつ取り巻く中学生の様態が明らかにされた。研究の目的に記した通りに調査研究は進んでいる。ただし、その成果発表は十分ではないので次年度の課題として残されている。おおむね計画通りに順調に進展している。とりわけ,シャーデンフロイデといじめ加担経験に基づく小中学生の類型化が見出されたことは,今後の調査を進めていく上で基礎となる成果といえよう。ただし,恨み感情といじめ加担経験との関連については調査を予定していたものの実施することができなかったため,次年度以降の課題として残されている。次年度もいじめへの参加に焦点を絞った調査研究を継続して行う。ただし、近年、いじめの形態が多様化していることを受けて、さまざまないじめ目撃場面、たとえば「ネットいじめ」などの視点を加味した検討を予定している。また、今年度は、これまでの研究成果を関連学会で積極的に発表していく予定である。小中学生のいじめ加担経験とネガティブな感情(恨みだけではなく,関連する感情である妬みや憤りなども含む)の関連性の検討を行なう。本研究では質問紙による調査が主となるが,担任教師から関係性攻撃に関する行動評定や,いじめ量刑判断について成人で得られた知見に基づいた実験など,いじめにまつわる変数を多面的に測定していく。調査は,栃木県を中心とした公立小中学校に通う小中学生を対象としたものを計画しており,既に学校長より調査の内諾を得ている。また,恨み感情を含む社会的感情の喚起プロセスの解明にかかわる基礎的なデータ収集の必要性が高まってきたことから,並行して実施すべき課題として取り組んでいきたい。今後はデータ収集を慎重に進めていき,年度の後半からは成果発表にも努める。調査解析に用いるPCならびに成果発表に伴う旅費、また論文作成や調査補助のための謝金などに使用される予定である。平成23年度で得られた成果を積極的に関連学会で発表していくと同時に,いじめとシャーデンフロイデの関連について継続的に調査していく。研究費は,そのために必要な備品(ノートパソコン),データ解析とプレゼンテーションに必要な消耗品(各種統計ソフトなど),ならびに調査実施やデータ解析の補助に必要となる人件費,成果発表のための旅費などで使用される。
脊髄組織のSwelling構成則と細胞自己損傷予測

本研究の目的は、申請者らが基礎的検討を進めてきた固体相、液体相、圧電位相の相互作用によるTriphasic Theoryを発展させて、脊髄組織特有のSwelling(組織膨潤による自己圧力誘起)挙動も組み込んだ構成法則を開発し、その結果を利用して生体脊柱管内力学環境を有限要素法で推定することである。まず、Swelling挙動の実験装置を考案する。実験結果と有限変形連続体理論のTriphasicモデルにより、脊髄各組織の構成則を定式化する。次に、組織別構成則を三次元有限要素法に組み込む。これによって脊柱管内の力学応答を高精度に予測する。様々な外的負荷による応力・圧力状態と臨床データ等と照合し、本手法の妥当性と精度化を計る。以上の計画を2年間で遂行する。2年計画の最終年度である今年度は、以下の検討を行った。1.脊髄組織のTriphasic実験:脊髄組織試験片には、牛脊髄の白質と灰白質を用い、実験方法を検討した。組織を直径5mm、厚さ2mm程度に切りだし、軸圧縮負荷した。実験項目は、圧縮負荷実験、クリープ実験、応力緩和実験とした。実験の雰囲気環境は、液相と同一の食塩濃度を持つ0.15M NaCl生理的食塩水で、35-37°Cの体温環境で行った。2.Triphasic Theoryによる構成法則:有限変形連続体理論を用いた数学モデルにより、液相流動や固液相間相互作用を含めた固液混相状態の構成法則を定式化した。さらに、脊髄組織の特徴である外力によるSwelling現象も表現した。そして、実験により誘導可能な特性定数を整理した。3.Triphasic Theory有限要素法の定式化:以上得られた組織毎の構成則を三次元有限要素法に組み込んだ。これには、当然固液混相の特徴と材料異方性が考慮されている。4.損傷挙動のシミュレーション:上記で開発した有限要素法で、さまざまな損傷過程の解析を行った。得られた結果から、構成法則の各パラメータがどの程度巨視的挙動に関与するかを検討した。5.まとめと今後の研究展望:以上の結果をとりまとめ、脊髄バイオメカニクスの今後の展望を計った。2年計画の初年度である今年度は、実験装置・実験方法の開発・検討を行った。○Swelling挙動のための実験装置の考案:脊髄組織が外力を受けたときの液相内圧変化や浸透圧変化、また変形中における固相と液相の界面摩擦による相互作用を解明するため、様々な組織負荷試験が必要である。そのためには、液相が組織内外で自由流動可能な実験環境を実現しなければならない。本実験では、組織の外周方向変形を拘束した単軸圧縮負荷を考え、多孔質金属を用いた負荷治具で負荷中における液相の自由流動を保証する。この治具は生理食塩水の水槽内に設置した。負荷装置には微小圧縮試験機を用い、組織の変形量測定には申請のレーザー変位計を用いた。○脊髄組織のBiphasic実験:脊髄組織試験片には、牛脊髄の白質と灰白質を用い、実験方法の確立を計る。実験項目は、圧縮負荷実験と応力緩和実験を行った。実験の雰囲気環境は、液相と同一の食塩濃度を持つ0.15M NaCl生理的食塩水で、体温環境下で行った。

2.Triphasic Theoryによる構成法則:有限変形連続体理論を用いた数学モデルにより、液相流動や固液相間相互作用を含めた固液混相状態の構成法則を定式化した。さらに、脊髄組織の特徴である外力によるSwelling現象も表現した。そして、実験により誘導可能な特性定数を整理した。3.Triphasic Theory有限要素法の定式化:以上得られた組織毎の構成則を三次元有限要素法に組み込んだ。これには、当然固液混相の特徴と材料異方性が考慮されている。4.損傷挙動のシミュレーション:上記で開発した有限要素法で、さまざまな損傷過程の解析を行った。得られた結果から、構成法則の各パラメータがどの程度巨視的挙動に関与するかを検討した。5.まとめと今後の研究展望:以上の結果をとりまとめ、脊髄バイオメカニクスの今後の展望を計った。
生活困窮者の支援効果の指標開発と検証評価および社会的包摂の政策・実践モデルの構築

本事業の研究計画は、申請当初は平成2931(201719)年度の3か年での実施を予定していたものの、昨年度の研究実施状況報告書にも記したとおり、本事業の前に実施していた平成2628(201416)年度の科研費の研究事業(※)の期間を1年延長して平成29(2017)年度までとしたことから、前の事業と本事業の期間が重複することとなり、本事業への本格的な取り組みが予定より遅れることとなった。そのため、本事業の実施期間について、当初の平成2931(201719)年度(3か年)から、平成29令和2(201720)年度(4か年)への延長を見込んでいる。本年度(平成30(2018)年度)は、第1に、昨年度に引き続き、全国各地での生活困窮者支援策の取り組みについて訪問調査を重ね、最前線の動向や情報の把握とあわせて、研究課題の具体化や論点の抽出等を行った。第2に、本事業で重点的に掘り下げたいフィールドとして福岡県内の小規模都市に焦点を当て、生活困窮者支援実践の取り組みや事例に関する継続的な調査を行った。第3に、本事業の研究課題と重なり合うテーマで研究代表者が携わる別プロジェクトの一部について本事業にジョイントさせて位置付け、本事業のフィールドのウィングを広げつつ調査研究を推進した。具体的には、生活困窮者に対する就労準備支援の効果の評価指標開発、生活困窮者に対する居住支援における支援内容のタイムスタディ、ホームレス自立支援センターの全国調査がそれにあたる。第4に、それらの研究成果について、国内外の学会等で積極的に発表を行った。※科学研究費補助金番号:26380741平成26年度基盤研究(C)研究代表:垣田裕介研究題目:新たな生活困窮者支援策の検証と生活保護・ホームレス対策を含めた支援体系のあり方本年度(平成30(2018)年度)は、所属研究機関を大分から大阪へ移って1年目にあたるものの、大阪の複数のフィールドで調査を行うことができたとともに、重点的に掘り下げたいフィールドとして福岡県内の小規模都市での継続的調査を開始することもできた。さらに、本事業の研究課題と重なり合うテーマで研究代表者が携わる別プロジェクトの一部について本事業にジョイントさせて位置付けることができ、本事業のフィールドのウィングを広げつつ調査研究を推進することができた。研究成果についても、国内外の学会等で積極的に発表を行うことができた。4か年の本事業の前半部分の2年を終えたことから、今後は、研究成果の総合的な取りまとめを意識して、各地での調査の継続と、それをふまえた研究の深化、国内外の学会等での発表を行う方針である。本事業の研究計画について、申請当初は平成29年度から3か年を予定していたものの、本事業の前に平成26年度から29年度までの3か年計画で行っていた科研費の事業(※)の期間を1年延長して平成29年度までとしたことから、前の事業と本事業の期間が重複することとなり、本事業への本格的な取り組みが予定より遅れることとなった。そのため、平成29年度は、本事業として、各地での実態調査とそれをふまえた研究課題の抽出、中間的な研究成果の発表や今後の研究の論点提起などを中心に行った。なお、前の事業の期間を延長した理由は、事業の調査研究で検討する法制度の改正等のスケジュールとの調整によるもので、詳細については当該事業の実施報告に記載したとおりである。※科学研究費補助金番号:26380741平成26年度基盤研究(C)研究代表:垣田裕介研究題目:新たな生活困窮者支援策の検証と生活保護・ホームレス対策を含めた支援体系のあり方上記の通り、本事業の申請当初は平成29年度から3か年を予定していたものの、本事業の前に平成26年度から3か年計画で行っていた科研費の事業(※)の期間を1年延長して平成29年度までとしたことから、前の事業と本事業の期間が重複することとなり、本事業への本格的な取り組みが予定より遅れた。※科学研究費補助金番号:26380741平成26年度基盤研究(C)研究代表:垣田裕介新たな生活困窮者支援策の検証と生活保護・ホームレス対策を含めた支援体系のあり方本事業の研究計画は、申請当初は平成2931(201719)年度の3か年での実施を予定していたものの、昨年度の研究実施状況報告書にも記したとおり、本事業の前に実施していた平成2628(201416)年度の科研費の研究事業(※)の期間を1年延長して平成29(2017)年度までとしたことから、前の事業と本事業の期間が重複することとなり、本事業への本格的な取り組みが予定より遅れることとなった。

第2に、本事業で重点的に掘り下げたいフィールドとして福岡県内の小規模都市に焦点を当て、生活困窮者支援実践の取り組みや事例に関する継続的な調査を行った。第3に、本事業の研究課題と重なり合うテーマで研究代表者が携わる別プロジェクトの一部について本事業にジョイントさせて位置付け、本事業のフィールドのウィングを広げつつ調査研究を推進した。具体的には、生活困窮者に対する就労準備支援の効果の評価指標開発、生活困窮者に対する居住支援における支援内容のタイムスタディ、ホームレス自立支援センターの全国調査がそれにあたる。第4に、それらの研究成果について、国内外の学会等で積極的に発表を行った。※科学研究費補助金番号:26380741平成26年度基盤研究(C)研究代表:垣田裕介研究題目:新たな生活困窮者支援策の検証と生活保護・ホームレス対策を含めた支援体系のあり方本年度(平成30(2018)年度)は、所属研究機関を大分から大阪へ移って1年目にあたるものの、大阪の複数のフィールドで調査を行うことができたとともに、重点的に掘り下げたいフィールドとして福岡県内の小規模都市での継続的調査を開始することもできた。さらに、本事業の研究課題と重なり合うテーマで研究代表者が携わる別プロジェクトの一部について本事業にジョイントさせて位置付けることができ、本事業のフィールドのウィングを広げつつ調査研究を推進することができた。研究成果についても、国内外の学会等で積極的に発表を行うことができた。本事業の申請当初に、平成29年度から本格的に取り組む予定としていた調査研究等について実施する。4か年の本事業の前半部分の2年を終えたことから、今後は、研究成果の総合的な取りまとめを意識して、各地での調査の継続と、それをふまえた研究の深化、国内外の学会等での発表を行う方針である。本事業の研究計画について、申請当初は平成29年度から3か年を予定していたものの、本事業の前に平成26年度から29年度までの3か年計画で行っていた科研費の事業の期間を1年延長して平成29年度までとしたことから、前の事業と本事業の期間が重複することとなり、本事業への本格的な取り組みが予定より遅れることとなった。平成29年度は、本事業として実態調査や研究発表を実施したものの、当初に予定していた額の支出には至らなかった。この事情によって生じた次年度使用額については、当初は本年度に支出を計画していた調査等を次年度に実施することによって使用する予定としている。本事業の研究計画は、申請当初は平成2931(201719)年度の3か年での実施を予定していたものの、本年度の研究実績概要にも記したとおり、本事業の前に実施していた平成2628(201416)年度の科研費の研究事業の期間を1年延長して平成29(2017)年度までとしたことから、前の事業と本事業の期間が重複することとなり、本事業への本格的な取り組みが予定より遅れることとなった。そのため、本事業の実施期間について、当初の平成2931(201719)年度(3か年)から、平成29令和2(201720)年度(4か年)への延長を見込んでいる。この事情によって生じた次年度使用額については、本事業の3年目にあたる次年度と4年目にあたる次々年度使用する予定としている。
含窒素スピロ環状海産毒の全合成研究

近年、ピンナトキシン類やギムノジミンなど含窒素スピロ骨格をその骨格中に有する海産毒が貝や渦鞭毛藻から得られ、その強力な生物活性と特異な構造により注目を集めている。これらの化合物はいずれも、生体内では分子内Diels-Alder反応により生合成されていると推測され、エキソ付加で骨格構築されていることが特徴である。既にBCD環部位を立体選択的に構築する方法を見出し、さらにテトラケトン体をアセトニトリル中HF・Pyにて処理することで、5つの環状アセタール部位を一挙に構築する方法を見出した。今回、AG環部位に相当する含窒素スピロ骨格を光学活性として構築するために、不斉ルイス酸触媒によるα-メチレンラクタムと種々のジエンとのDiels-Alder反応を検討したtBuBOXと銅触媒による不斉Diels-Alder反応は、ジエノフィルがs-cis配座を経て進行することがEvansにより提唱されており、二座配位可能なN-カルバメート体を基質とすることで不斉構築できると期待した。実際、Cu(OTf)_2/(S,S)-tBuBOX存在下で種々のジエンとのDiels-Alder反応を検討したところ、高エナンチオ選択的かつエキソ選択的に望む含窒素スピロ化合物を与えた。しかし、ジエン置換基により反応の進行が遅く、低収率であった。そこで、銅触媒の対イオン効果を検討したところ、AsF_6^-, SbF_6^-を対イオンとすると反応が加速されるとともに原料の回収率も向上し、良好な収率で望む含窒素スピロ化合物を得ることができた。不斉リガンドなしの反応ではエキソ選択性が顕著に減少することから、本反応では銅錯体のtBu基とジエンの間に立体反発が生じる結果、エキソ選択性を生じたと考えている。また、光学活性なジメチルラクタムを誘導し、不斉Diels-Alder反応が進行することを見出した。
産学ELF（共通語としての英語）使用実態調査とグローバル人材育成英語教育への提言

H30年度はH31年1月27,28日に、第8回早稲田ELF国際ワークショップ・シンポジウムを開催、27日にウィーン大学ウィドウソン、サイドルホッファー両教授の応用言語学研究としてのELF研究とELF研究動向に関する基調講演後、マラヤ大ハシム、ブリテイッシュ・コロンビア大久保田、湖南大パーク、北京外国語大ウェン各教授をパネリスト、ウィドウソン、サイドルホッファー両教授を指定討論者とし応用言語学の将来でELF研究が果たす役割についてシンポジウムを開催、活発な意見交換が行われた。28日午前は、パラナ連邦大ジョルダオ教授のELFと応用言語学に関する基調講演後、ELF若手研究者による合計11件の個人発表を実施、招聘研究者7名がコメンテーターで参加、活発な質疑応答、意見交換が行われた。2日目午後後半には本科研の総まとめとし代表者、分担者、協力者がELF視点の応用言語学研究の現在と将来についてパネル発表、海外招聘者7名が指定討論者となり、会場参加者も交え、活発な意見交換を行った。出版面ではH30年9月に村田と分担研究者小中原、及び石川を編集者としWaseda Working Papers in ELF第7巻を発行、またEMIをELFの視点から考察した村田の編著書がルートリッジ社から2018年7月に刊行された。実態調査では、H30年1月末のバンコク拠点日系企業等勤務のビジネスピープルインタビューによる現地語や多言語環境の中でのELF使用実態調査結果一部をH30年7月ロンドンでの第11回ELF国際大会で村田・飯野・小中原・寺内で発表、また11月にはシンガポールの日系企業等に勤務のビジネスピープルのインタビューを実施、その結果は現在も分析中であるが、一連の研究成果はWaseda Working Papers in ELF第8巻として出版準備中である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。H26年度は久保田竜子氏のワークショップを7月に開催(第9回)、11月14,15日に、ウィーン大学のウィドウソン、サイドルホッファー両教授、テルアビプ大学ショハミ教授を招聘し第4回早稲田ELF国際ワークショップを開催し、ELF研究の現状把握と評価の視点も取り入れ、理解を進化させた。パネルではこの3名を指定討論者に、大学における英語を媒介とした授業(EMI)実践を検討すべく、中国のYing Wang博士を始めとして国内外5名の研究者の参加のもと、各大学での実践を中心に発表、討論を実施した。個人発表はELF研究への興味と裾野の広がり、理解の深まりが更に実感できるものとなった。ワークショップはELF研究に興味がある研究者や学生等にも公開され、多くの参加者があり質疑応答も活発で、ELFとELF研究への理解を深めるよい機会となった。ELFコミュニケーション現場での実態録音調査に関しては、高等教育現場で更に学生インタビュー及び分担者飯野の協力の下、授業録画を追加、この分析結果の一部をH26年6月にユベスキュラでのSS20、H26年9月、アテネでの第7回ELF国際学会,及びH27年3月、トロントでのAAALで村田・飯野で4回に亘り共同発表した。ビジネス現場での新しいデータ収集は研究分担者土屋がシンガポールで一部データ収集、また寺内を中心にタイでの新しい協力可能者とH27年度データ収集に向け、現在連絡調整中である。一連の研究成果は現在Waseda Working Papers in ELF第4巻として出版準備中である(6月末刊行予定)。また、この他にWorking Papers in ELF、1,2巻を中心にした編集本が現在国際的な出版社にて印刷中で、H27年7月に刊行予定である。H27年度はビジネス談話分析専門のマイク・ハンドフォード氏を招きワークショップを10月に開催、11月13日、14日には、ロンドン大学アレシア・コゴ氏、香港教育大学ワン、リシュン氏、ウィーン大学マリー・ルイーズ・ピッツエル氏を招聘、ELF研究方法論に焦点をあて第5回早稲田ELF国際ワークショップを開催、2日目パネルで上述3名を指定討論者に招き、方法論理解を深める為、文京学院大学リア・ギルナー氏がコーパス、松山大学野上陽子氏がナラテイブ、早稲田大学小中原麻友氏が会話分析の手法を自身の研究と関連付け紹介、また個人発表も更に充実したセッションとなった。H28年2月には第1回EMI-ELFワークショップも開催、EMIをELFの視点から検討する新しい試みになった。実態録音調査では、7,10,11月と平成28年2月に学生インタビューを追加、授業録画も分担者飯野の協力を得て更に追加、分析結果の一部をH27年8月に北京の第8回ELF国際学会招待シンポジウムで村田・飯野、及び飯野が発表、また11月のオークランドの言語・教育・多様性会議(LED)でも村田・飯野で共同発表した。ビジネス現場でのデータ収集は研究分担者土屋がH28年2月にシンガポールでデータ追加収集、また寺内を中心に新しい協力可能者とH28年度実施に向け再調整中である。一連の研究成果はWaseda Working Papers in ELF第5巻として出版準備中である(6月末刊行予定)。この他に、第3,4巻を中心に新たな編集本の出版も企画中である。計画は概ね順調で、特に高等教育で新たな授業録画やインタビューデータ等、の収集及びデータ分析も順調に進み、興味深い結果も出ており、随時国際学会等で発表している。H27年度には新たにEMIに関するアンケート調査も教員、学生対象に実施、研究に新たな側面を加えた。

一方、ビジネスデータはシンガポールでのデータ追加収集はしたが、予定していたタイでの収集がH27年度も調整がつかず、現在対象国も広げ、再調整中である。ビジネスデータ収集の難しさに改めて直面しているが、現在更に新しい協力可能者と調整中で、H28年度は新たなビジネスデータを収集・分析予定である。H28年度は11月11,12日に、ヘルシンキ大学モーラネン教授、ストックホルム大学クテイバ教授を招聘、ELFライテイングに焦点をあて第6回早稲田ELF国際ワークショップを開催した。2日目パネルでは上述の2名を指定討論者に招き、学術分野でのELFライテイング評価のあり方への理解を深める為、国際誌編集経験のある京都大学スチュワート准教授、中京大学ダンジェロウ教授に国際誌の編集方針、早稲田大学ライテイングセンター長佐渡島沙織教授にライテイング指導の在り方を紹介して頂いた後、活発な討論が行われた。個人発表も充実、ELF研究への興味と裾野の広がりが更に実感できた。12月には海外共同研究者の久保田竜子教授を招き、第11回ワークショップ、H29年2月には第2回EMI-ELFワークショップも開催、EMIをELFの視点から検討する試みに興味を示す研究者も確実に増え、活発な意見交換ができた。実態調査では、高等教育現場で数回に亘り学生インタビューを実施、授業録画も更に追加、分析結果の一部をH28年6月のスペインでの第9回ELF国際学会と9月のJACET国際大会で村田・飯野・小中原が発表した。ビジネス現場ではアンケート調査とインタビューを実施、成果の一部を11月の国際ワークショップで小中原・村田・飯野で発表、ビジネスインタラクションデータ収集については寺内を中心に協力可能者と調整中である。一連の研究成果は現在Waseda Working Papers in ELF第6巻として出版準備中である(6月末刊行予定)。計画は概ね順調で、高等教育では更に授業録画やインタビューを実施し、そのデータ分析も順調に進み、その結果を随時国際学会等でも発表してい社会言語学る。またH28年度もEMIに関するアンケート調査を教員、学生対象に実施、H28年度に実施されたカリキュラム改革などの効果がデータに一部反映されていることが判明したりの、興味深い結果が得られ、研究に新たな側面を加えている。一方、ビジネスELFの分野でもH28年度はアンケート調査、インタビューを実施、この結果の一部を、第6回ELF国際ワークショップ及び第2回EMI-ELFワークショップで発表した。ただ実際のビジネスインタラクションのデータの録画は関係者の調整が難しく、現在再調整中で、H29年度はビジネスパースン向けのアンケートとインタビューのさらなる実施に加え、ビジネスインタラクションのデータ収集、分析もする予定である。H29年度は11月10,11日にメルボルン大学マクナマラ教授、ロンドン大学ターナー名誉教授、ストックホルム大学ビョークマン准教授を招聘、第7回早稲田ELF国際ワークショップと第3回EMI-ELFワークショップの合同国際大会を開催した。EMI-ELFワークショップは2日目午前に、EMIでのELF使用に注目、ビョークマン氏の基調講演後、マクナマラ、ターナー両教授の指定討論で議論を深めた。
揺らぎを排した量子スケールMOSFETにおける物理現象の探究と集積化応用の研究

本研究の目的は、サイズ揺らぎを極力抑制したナノスケールMOSFETの物理現象の解明し、その物理現象の集積回路デバイスに積極的に応用することである。電子ビーム露光装置とエッチング技術により、10nm以下の極めて微細なナノデバイスを制御性良く作製する技術を確立した。この技術で作製したデバイスでは、室温のおいて明瞭に量子効果と単電子効果が現れる。量子効果は、電子の基底準位の上昇によるしきい値電圧の上昇という形で現れる。10nm以下にチャネルを狭窄化した狭チャネルMOSトランジスタでは,チャネル幅が狭いほどしきい値電圧が上昇する。この効果を利用して,ナノサイズのMOSトランジスタのしきい値電圧を制御する方法を提案した。また、計算の結果、チャネル幅10nm以下の狭チャネルMOSトランジスタにおいては、電子および正孔の移動度が上昇し、デバイス特性が向上することを明らかにした。一方、単電子効果はクーロンブロッケード振動として現れる。ソース・ドレイン間にシリコンドットが自然形成され、デバイスは単電子トランジスタとして振る舞う。単電子トランジスタでは、クーロンブロッケード振動により、ドレイン電流がゲート電圧の関数で振動する。振動の山谷比は室温において40以上、ドット系は約2nmである。この振動はシリコン系の単一ドット系単電子トランジスタとしては、世界最大である。また、シリコンドット中の量子効果により共鳴トンネルに起因する負性微分コンダクタンスも室温において観測された。これらの物理現象を利用して、単体の単電子トランジスタを用いて室温で2入力の論理動作を行うこと世界で初めて成功した。サイズ揺らぎを極力抑制したナノスケール狭チャネルMOSFETを試作し,室温において量子効果の観測に成功するとともに,量子効果を利用したデバイス制御および特性向上の検討を行った.デバイスの作製には,分子量の少ないレジストによる電子ビーム露光とドライエッチングを用い,チャネル幅が10nm以下のMOSFETを制御性よく作製した.1つのデバイスでn型とp型のソース・ドレインを有する特殊なデバイス構造を採用した.これにより,電子と正孔の量子輸送現象を同時に観測することができる.チャネル幅が10nm以下になると,キャリアの量子閉じ込め効果によるしきい値電圧の上昇がNMOSとPMOSの両方で観測された.これらの結果は,チャネル内の量子効果を取り入れたシミュレーションの結果と良い一致を示した.この効果を利用して,ナノスケールMOSFETのしきい値電圧を調整する新しい方法を考案した.ナノスケールのMOSFETではチャネル中の不純物の絶対量が少なくなり,不純物によるしきい値調整が困難であるので,極めて有力な方法である.また,ナノスケール狭チャネルMOSFETでは,チャネル方向が<110>方向のデバイスより,<100>方向のデバイスの方が移動度が大きくなることをシミュレーションにより初めて明らかにした.これは,シリコンの伝導帯の異方性に起因する効果である.これらの結果は,将来のナノスケールMOSFETの設計にあたっては量子効果を考慮することが必須であり,また量子効果によって特性制御および向上が可能であることを示している.サイズ揺らぎを極力抑制したナノスケール狭チャネルMOSFETを,シリコンドットメモリに応用し,量子効果による保持時間の改善を達成することに成功した.デバイスの作製には,分子量の少ないレジストによる電子ビーム露光とドライエッチングを用い,チャネル幅が10nm以下のシリコンチャネルを制御性よく作製した.このナノスケール狭チャネルを有し,ゲート酸化膜中にシリコン量子ドットを埋込んだシリコンドットメモリを試作し,そのメモリ特性と保持時間を評価した.シリコン量子ドットは低圧CVDで形成し,その直径は約8nmである.この量子ドットに電子が注入されメモリの記憶ノートとして働く.実験の結果,チャネル幅が20nm程度以下になると,しきい値電圧シフトが大きく,保持時間も長くなることが実験にぶり実証された.このメモリ特性改善の理由を調べるため,量子効果を考慮したメモリ特性のシミュレーションを行った.シミュレーション結果と実験結果を比較することにより,しきい値電圧シフトの増大はナノスケール狭チャネルにおける古典的なボトルネック現象,保持時間の増大はナノスケール狭チャネル中における電子の量子化に起因することが明らかとなった.

シリコンドットメモリは,既存の不揮発性メモリであるフラッシュメモリを置き換える可能性のあるナノデバイスであり,チャネル幅をナノスケールにすることによりメモリ特性が改善するという本研究の結果は,本メモリの有効性を高めるとともに,ナノ構造の積極利用が将来的に極めて重要であることを示すものである.サイズ揺らぎを極力抑制したナノスケールMOSFETの研究を行っている。今年度はまず、ナノスケール狭チャネルMOSトランジスタを、シリコン微結晶メモリに応用し、そのチャネル幅依存性とチャネル長依存性を実験により系統的に評価した。シリコン微結晶(量子ドット)は低圧CVDで形成し、その直径は約8nmである。この量子ドットに電子が注入されメモリの記憶ノートとして働く。このMOSトランジスタでは、しきい値電圧の絶対値は量子効果により上昇し、一方、しきい値電圧のシフトはボトルネック効果により大きくなることが期待される。実験により、両者のチャネル幅およびチャネル長依存性の実験結果が異なることから、量子効果とボトルネック効果の両方が予想通り働いていることを明らかにすることができた。一方,シリコンチャネルをナノスケールまで薄膜化した完全空乏型SOI MOSトランジスタの伝導特性を実験により詳細に調べた。薄膜中の量子効果により、基板バイアスを印加したときのしきい値電圧可変範囲が拡大することを明らかにした。また、膜厚が4nmから10nmと極めて薄いSOIにおけるキャリアの散乱機構を評価した結果、膜厚が10nm程度あれば、支配的な散乱機構はフォノン散乱であり、界面ラフネス散乱はほとんど無視できることを明らかにした。以上の結果から、サイズ揺らぎを抑制したナノスケールMOSFETでは、量子効果等の新しい物理現象が室温で発現し、これらの効果を積極的に利用することはMOSFETの性能向上に大きく寄与することを明らかにした。