hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヘテロエピタキシャルダイヤモンド薄膜の合成と新規半導体化プロセスの開発

マイクロ波プラズマCVDを用いて、シリコン(100)上でのヘテロエピタキシャルダイヤモンド薄膜、及び、ダイヤモンド単結晶上でのホモエピタキシャルダイヤモンド薄膜を合成した。また、作成したダイヤモンド薄膜の半導体化について検討した。ヘテロエピタキシャルダイヤモンドの品質は初期核の配向率に大きく依存する。この初期核の析出機構を詳細に検討し、新規なプロセスである「2段階バイアス処理法」の提案を行った。また、CH_4/H_2とC_2H_4/H_2の反応系の比較を行い、原料ガスにC_2H_4を用いた方がダイヤモンド核の配向性が向上することを見い出した。以上の条件の最適化により、通常40%程度であるダイヤモンド微結晶の生成率を60%まで増大させることに成功した。ダイヤモンド薄膜の半導体特性は、ドーパント及びド-ピング源により大きく影響を受ける。通常はホウ素源にB_2H_6、リン源にPH_3が用いられるが、毒性と爆発の危険性がある。我々は毒性が低く、取り扱いが容易なホウ素源、及び、リン源として、トリメチルホウ素(B(CH_3_3、以下TMB)、及びトリエチルリン(P(C_2H_5)_3、以下TEP)を導入し、ダイヤモンド〔100〕、〔111〕方向の成長速度の基板温度依存性、メタン濃度依存性、ドーパント濃度依存性等を検討した。また、単結晶ダイヤモンド上へホモエピタキシャルドープ膜を作成し、高分解能SEMによる表面形態の観察、ラマン分光による結晶性の評価、RHEEDによる表面の平滑性の評価、2次イオン質量分析による膜中のホウ素、リンの定量を行った。また、ホール効果の測定を行い、電気特性について検討した。TMBを用いた(100)及び(111)ホモエピタキシャルホウ素ドープ膜は平滑であった。SIMS分析の結果、B原子は膜中に均一に取り込まれていた。TMBによって作成したホウ素ドープ膜は、キャリア濃度が3×10^<13>cm^<-3>の時に、300cm^2・V^<-1>・s^<-1>というホール移動度であり、また、200Kから293Kの温度範囲における電気電導率の活性化エネルギーは0.2eV程度の値であった。これらの値は、B_2H_6によって作成した膜と比較していずれも小さな値であった。TEPを用いた(100)ホモエピタキシャルリンドープ膜は750゚Cから850゚Cまでは平滑であったが、その他の温度範囲、及び(111)ホモエピタキシャルリンドープ膜は多結晶化した。SIMS分析の結果、リン原子は膜中に均一に取り込まれており、ラマン分光の結果、天然ダイヤモンドと同一の半値幅であった。なお、作成したリンドープダイヤモンドは高抵抗であったが、成長条件の最適化によって改善されると思われる。TEPを用いた(100)ホモエピタキシャルリンドープ膜は750゚Cから850゚Cまでは平滑であったが、その他の温度範囲、

及び(111)ホモエピタキシャルリンドープ膜は多結晶化した。SIMS分析の結果、リン原子は膜中に均一に取り込まれており、ラマン分光の結果、天然ダイヤモンドと同一の半値幅であった。なお、作成したリンドープダイヤモンドは高抵抗であったが、成長条件の最適化によって改善されると思われる。気相合成ダイヤモンドを薄膜として電子工業において応用するためには、結晶性、形態および電気的特性が良く制御された単結晶に近い完全性を持つ膜を、安価な基板上に生成させる技術が不可欠である。特に、電子デバイスとして利用するためには、必要な不純物をドープして半導体化しなければならない。現在、ドープ源として多用されているジボランやホスフィンは、毒性、爆発性が極めて高い物質である。そこで、これらの危険物質以外のドープ源を用いる半導体化技術も必要である。本研究では、鏡面研磨したシリコン単結晶基板上に、高度配向ダイヤモンド膜を合成する技術を確立する。また、安全性、膜のモルフォロジ、ならびに膜の電気特性に優れたドープ源を検索する。本年度は、炭素源としてメタンを用い、バイアス処理の条件をはじめとする反応条件を広範に変え、ダイヤモンド膜の結晶性と配向性を調べた。その結果、多段階バイアス処理を行えば、極めて良い特性の膜を製造できることを見出した。さらに、ダイヤモンド核の成長速度の方位依存性を測定した。これらの反応条件を最適化することによって、高度に平滑かつ配向したダイヤモンド薄膜を製造する技術を確立した。また、トリメチルホウ素をホウ素源として用い、ダイヤモンドの成長速度、ホウ素の膜内の取り込み等を調べた。これによって、ホモエピタキシャルp型ダイヤモンド膜を製造することができた。マイクロ波プラズマCVDを用いて、シリコン(100)上でのヘテロエピタキシャルダイヤモンド薄膜、及び、ダイヤモンド単結晶上でのホモエピタキシャルダイヤモンド薄膜を合成した。また、作成したダイヤモンド薄膜の半導体化について検討した。ヘテロエピタキシャルダイヤモンドの品質は初期核の配向率に大きく依存する。この初期核の析出機構を詳細に検討し、新規なプロセスである「2段階バイアス処理法」の提案を行った。また、CH_4/H_2とC_2H_4/H_2の反応系の比較を行い、原料ガスにC_2H_4を用いた方がダイヤモンド核の配向性が向上することを見い出した。以上の条件の最適化により、通常40%程度であるダイヤモンド微結晶の生成率を60%まで増大させることに成功した。ダイヤモンド薄膜の半導体特性は、ドーパント及びド-ピング源により大きく影響を受ける。通常はホウ素源にB_2H_6、リン源にPH_3が用いられるが、毒性と爆発の危険性がある。我々は毒性が低く、取り扱いが容易なホウ素源、及び、リン源として、トリメチルホウ素(B(CH_3)_3、以下TMB)、及びトリエチルリン(P(C_2H_5)_3、以下TEP)を導入し、ダイヤモンド【100】、【111】方向の成長速度の基板温度依存性、メタン濃度依存性、ドーパント濃度依存性などを検討した。また、単結晶ダイヤモンド上ヘモホモエピタキシャルドープ膜を作成し、高分解能SEMによる表面形態の観察、マラン分光による結晶性の評価、RHEEDによる表面の平滑性の評価、2次イオン質量分析による膜中のホウ素、リンの定量を行った。また、ホール効果の測定を行い、電気特性について検討した。
胃癌・大腸癌の進展において重要な染色体異常をDNA分子雑種法によって同定する試み

CGHの技術的な側面に関しては、コピー数変化のprofileの再現性を高めるためには、直接標識が間接標識よりもすぐれていることが分かった。胃癌細胞株MKN7を用いた検討では、CGHで推定されるコピー数がおおよそFISHのシグナル数と一致し、その場合、CGHによるコピー数の推定には、ploidyの情報が必須であり、腫瘍内の染色体構成のheterogeneityがあまりないことが必要であった。また、CGHのpfrofileの評価には、正常DNAどうしでCGHを行った場合のprofileをコントロールとして用いることが必要であった。ゲノムの倍加を経た進展末期の腫瘍では、進展において重要な染色体異常を、ゲノムの倍加に伴う非特異的な染色体変化から区別することが困難である。diploidの時期からみられる初期進展に伴う変化の方が評価しやすいと考えて、早期の印環細胞癌の粘膜病巣の新鮮組織を収集し、DNA-diploidの腫瘍成分でCGHを試みた。検索が未だ少数例であることから、具体的な初期変化の部位についての結論は出せないが、false negativeを減らすためには、いかに間質成分の混入を最小にしてデータを出すかという点で、更なる工夫を要する。大腸癌の新鮮材料の顕微蛍光側光によるDNA ploidyの決定とFISHによる主要な染色体のcopy数の同定を進め、7番、18番染色体の増減とploidyとの対応づけを行った。また複数サンプリングした箇所のploidyおよび染色体構成のheterogeneityを検討し、clonal evolutionの過程を推定した。その結果、trisomy 7とmonosomy 18が大腸癌の進展のかなり早期(DNA-diploidの時期)から見られるものがあること、aneuploidの成分では、これらの染色体変化が、倍加して見られることが多いことから、aneuploidyはゲノムの倍加を経て生じることが推定された。1.あらかじめC-mycの増幅がわかっている大腸癌細胞株Colo320と、N-mycのわかっている神経芽細胞腫の培養株(C-mycの増幅が25倍及び50倍)を用いて、CHGを試みた。腫瘍から抽出したDNAをbiotin標識してprobeとし、それを単独で、あるいはdigoxygenin標識したcompetitor DNAの存在下で、正常リンパ球の染色体展開標本に対してhybridizeさせ、腫瘍DNAをFITC、competitor DNAをTRITCで検出した。その結果、神経芽細胞腫のN-myc50倍増幅のある株で、2番染色体の短腕に、Colo320では8番染色体の長腕に濃いFITC優位のバンドが見られた。また、神経芽細胞腫のlineにはlp-が核型から分かっているものがあり、それでCGHを行うと、lpのtipに近い部分のFITC蛍光が減弱しているのが確認できた。ただし、蛍光強度の比からコピー数の推定を定量的におこなうための、プログラムは現在は引続き開発中である。CGHからlp-のパタンがみれた神経芽細胞腫のcell lineで、lp36とcentromereを認識するrepetitive probesを組み合わせてdual color FISHを行ったところ、centromere signalのsize polymorphismのみられた一例でLOHが確認できた。この方法を胃癌・大腸癌の新鮮組織に応用してこれらの癌で高頻度に異常の見られる染色体(の部分)の同定を試みるために、この一年間で、大腸癌23例、早期胃癌8例の同一病巣から複数箇所の新鮮材料とAmex固定材料を収集した。正常細胞のDNAの混入を最小限にするように、50μm程度の厚切り切片から実体顕微鏡下で腫瘍部分のみをmicrodissectした組織から細胞浮遊液を作ってDNAを抽出した。

その際、どのくらい小さな組織からDNAを抽出できるかを検討するため、suspensionの限界希釈法を用いて、DOP-PCRを行った。その結果、腫瘍細胞核10から100個あればprobeにできる程度のDNAが得られることが分かった。次年度はこの方法で、いよいよ採取した原発腫瘍例でCGHの検索を重ねて行く予定である。1。本年度も前年度に引き続き、共焦点レーザ顕微鏡システムでCGHのデータ解析を行うためのプログラムづくりを進めたが、今年度中の完成はできなかった。しかし、染色体領域の25-50倍程度の増幅に関しては、特に定量化しなくてもCGHで検出できることが昨年度にわかっていたので、遺伝子増幅が検出された胃癌症例でCGHを試みた。c-metまたはk-samの増幅の検出された未分化型胃癌症例は進行期であったため、腫瘍間質が多く、microdissectionとDOP・PCRを用いて、十分な量のDNAを回収すべく努力した。前年度、培養細胞の限界希釈法で10-100個の核からでもDOP-PCRでprobeにできる程度のDNAが得られることが明らかになっていたが、実際に細胞種を同定しながら、組織から少数の核を採取するためには、通常の顕微鏡下では困難で、本格的なmicromanupulatorが必要であることがわかった。2.凍結材料での試行錯誤が続いているため、ホルマリン固定材料からDOP・PCRでCGHに十分量のDNAを回収できるかどうかに関しては、今年度は検討することができなかった。3.N-myc遺伝子の増幅が示された神経芽細胞腫の症例で、N-mycのcosmidprobeを用いて、FISHを行い、増幅が実際に起こっていることが、形態的にも裏付けられた。大腸癌の新鮮材料の顕微蛍光測光によるDNA ploidyの決定とFISHによる主要な染色体のcopy数の同定を進め、7番、18番染色体の増減とploidyとの対応づけを行った。また複数サンプリングした箇所のploidyおよび染色体構成のheterogeneityを検討し、clonal evolutionの過程を推定した。その結果、trisomy7とmonosomy18が大腸癌の進展のかなり初期から見られるものがあることがわかった。
島弧域のダイナミックトモグラフィーと地殻・上部マントルのレオロジーの研究

最近地震学の進歩により,島弧下のサイスミックトモグラフィーが確立されつつある。そのダイナミックな効果は,地殻・上部マントル内の密度不均一による内部荷重問題として取り扱うことが可能である。本研究において,外部・内部荷重による密度成層した粘弾性地球モデルの各々緩和時間及び緩和モードを,粘性構造及び荷重のスケールの関数として評価した。その結果,下部地殻ガリソスフェアとして振る舞う場合と,島弧のようにアセノスフェアの一部として振る舞う場合において,上部マントル内の内部荷重による地殻・マントルのダイナミックスは有意に異ることが判明し,現在Geophysical Journal Internationalに投稿中である。地殻下部を含めて地殻ガリソスフェアとして振る舞う場合は,単に表面の隆起が起こり,もし定常的内部荷重を考えるなら,表面変形を含めてマントルの運動は10^3-10^4年で定常に達する。しかし下部地殻が上部マントルと同程度の粘性率(10^<26>Pas)をもち延性的に振るまう時には,定常的なマントル内の内部荷重(たとえばマントルプリューム)に対し次のような現象がおこる。初期には下部クラストもリソスフェアの一部として振るまい,表面地形の隆起が起こる。次に上部マントル(密度3.3g/cm^3)と下部クラスト(密度2.8g/cm^3)の密度差のため力学的カップリングが両層間で1Ma後(下部地殻と上部マントルの粘性率による)に起こる。この結果,内部荷重直上部の下部地殻物質が周辺部に押し流され,地殻の薄化及び表面の沈降がおこる。以上が本研究の主な結果であるが,今後この現象とリフティング・背弧海盆の拡大及び造山運動との関係という観点から研究を進めて行きたい。又研究費用の一部は西九州の海面変動によるマントルレオロジーの推定の研究にも使用させて頂き,データ採集及びその解析に役立てることができた。1。最近地震学の進歩により,島弧下のサイスミックトモグラフィ-が確立されつつある。そのダイナミックな効果は,地穀・上部マントル内の密度不均一による内部ロ-ディングとして取り扱うことが可能である。本年度は,外部・内部ロ-ディング及び任意の境界条件による密度成層した粘弾性地球モデルの各々暖和時間,及び暖和モ-ドを評価するプログラムの開発を行った。現在任意の深さに,内部ロ-ドをおいた時の変位・応力場の評価が可能になった。平成4年度は,各々緩和モ-ドの粘性構造及び密度構造依存性を定量的に評価する予定である。その応用として,東北日本島弧下のサイスミックトモグラフィ-により推定される。密度不均一による表面の地穀変動及び地形,上部マントル内の流れのパタ-ンの評価を行う。地表における地形・応力等の観測値と理論値を比較することにより,島弧下上部マントルのレオロジカルな構造がある程度推定されると思われる。2.外部ロ-ディングの例として,島弧域の氷河性海水準変動に基づく地穀内の応力場を評価した。島弧域のように実質的なリソスフェアの薄い地域においては,100m程度の海水準変動により発生する差応力は10MPa程度になりうることが判明した。又氷期から間氷期に移る時期には差応力の変化は,島弧中心域で15MPaになり,火山活動のトリガ-になりうると思われる。将来第4紀の火山活動の年代のデ-タが十分集まると,氷期サイクルと島弧火山活動の関係がはっきりする可能性がある。その結果よい相関が得られると,テクトニック応力の絶対値の評価も可能と思われる。

最近地震学の進歩により、島弧下のサイスミックトモグラフィ-が確立されつつある。そのダイナミックな効果は、地殻・上部マントル内の密度不均一による内部荷重問題として取り扱うことが可能である。本年度は、昨年度に引き続き、内部荷重による密度成層した粘弾性地球モデルの各々緩和時間及び緩和モ-ドを粘性構造及び荷重の大きさ、位置の関数として評価した。その結果下部地殻がリソスフェアとして振るまう場合と、島弧のようにアセノスフェア(延性的)の一部として振るまう場合において、上部マントル内の内部荷重(マントルプリュ-ム)に対する地殻・マントルのダイナミックスは異なることが判明した。この理由は、両層の密度差(0.5g/cm^3)による。下部地殻がリソスフェアとして振るまう時は、地学的に新しい知見はないが、下部地殻が延性的な時は、非常におもしろい現象がマントルプリュ-ムに対する地殻・上部マントルのレスポンスの結果として生じる。つまりマントルプリュ-ムによって励起される上部マントル内の対流は下部地殻と力学的にカップリングを行う。又大きな両層間の密度差のため、両層はまざりあうことはない。この力学的カップリングにより、1Maから数Ma(下部地殻と上部マントルの粘性率による)後、マントルプリュ-ム直上付近の下部地殻は数kmから10km程度薄化する。当然薄化に伴い表面地形の沈降が起こる。当然これから推定される地学現象は時間及び空間スケ-ル・条件に強く依存するはずである。今後は時間・空間スケ-ルを考慮しながら実際の地学デ-タを取り扱い、マントルプリュ-ムを介在した地殻・上部マントルのダイナミックスを考察する予定である。
坑井掘削音を音源とする速度構造推定法の開発

本研究は,坑井の掘削時に発生する弾性波を音源として利用し,掘削と同時にビット近傍の速度構造を推定する技術に関するものである。本年度の研究成果は以下の通りである。1.掘削音の解析による速度構造情報抽出法の検討坑井内で3軸1点計測した掘削音の3次元粒子運動軌跡を時間-周波数領域で解析することにより,速度構造情報を抽出する方法を検討した。シミュレーションにより本方法の性能を評価した結果,3次元粒子運動軌跡の周波数領域での偏波方向に着目して解析を行なうことにより,実用的な精度で速度構造情報を抽出できることを明らかにした。また,坑井内3軸ダブルゾンデを用いて計測した掘削音の時間-周波数領域でのコヒーレンス解析により,速度構造情報が検出可能か検討した。2.速度構造推定法の検討掘削にともない連続的に記録される掘削音を用いて,その偏波方向解析を行なうことにより,ビット近傍の速度構造を逐次推定する方法を検討した。ここでは,水平層構造モデルおよび,放射状モデル,連続型モデルについて,偏波解析に基づくモデル同定法を検討した。シミュレーションにより本方法の性能を評価した結果,水平層構造については比較的高い信頼性で速度構造を同定できることを明らかにし,具体的な信号処理,逆解析法を検討した。3.実データの解析による性能評価電力中央研究所,雄勝HDRフィールドで,坑井掘削音計測実験を行い,本研究のためのデータを取得した。フランス,ソルツHDRフィールドで坑井内3軸弾性波検出器により記録された掘削音を解析し,本手法による速度構造推定の実用性能について検討した。本手法の問題点,特に雑音の影響について明らかにし,研究課題1,2へフィードバックした。(1)掘削音の解析による速度構造情報抽出法の検討-坑井内3軸1点計測した掘削音の3次元粒子運動軌跡を時間-周波数領域で解析することにより,速度構造情報を抽出する方法を検討した。シミュレーションにより本方法の性能を評価した結果,3次元粒子運動軌跡の偏波方向に着目して解析を行なうことにより,実用的な精度で速度構造情報を抽出できることを明らかにした。(2)速度構造推定法の検討-掘削にともない連続的に記録される掘削音を用いて,その偏波方向解析を行なうことにより,ビット近傍の速度構造を逐次的に推定する方法を検討した。ここでは,水平層構造モデルおよび,放射状モデルについて,偏波解析に基づくモデル同定法を検討した。シミュレーションにより本方法の性能を評価した結果,水平層構造については比較的高い信頼性で速度構造を同定できることを明らかにした。(3)実データの解析による性能評価-フランス,ソルツHDRフィールドで記録された掘削音を解析し,速度構造を推定可能であることを実証するとともに,本手法の問題点,特に雑音の影響について明らかにし,研究課題(1),(2)ヘフィードバックした。(4)坑井掘削音計測実験-秋田県雄勝地域で坑井掘削音計測実験を実施した。電力中央研究所雄勝HDRフィールドにおいて高感度坑井内3軸AEゾンデを用いて掘削音を検出し,それを記録した。本データについて,周波数特性,偏波方向等に着目し,基礎的な解析を行い,本信号の品質を評価した。1.掘削音の解析による速度構造情報抽出法の検討-平成11年度に引き続き,坑井内3軸1点計測した掘削音の3次元粒子運動軌跡を時間-周波数領域で解析することにより,速度構造情報を抽出する方法を検討した。

シミュレーションにより本方法の性能を評価した結果,3次元粒子運動軌跡の周波数領域での偏波方向に着目して解析を行なうことにより,実用的な精度で速度構造情報を抽出できることを明らかにした。また,坑井内3軸ダブルゾンデを用いて計測した掘削音の時間-周波数領域でのコヒーレンス解析により,速度構造情報が検出可能か検討した。2.速度構造推定法の検討-掘削にともない連続的に記録される掘削音を用いて,その偏波方向解析を行なうことにより,ビット近傍の速度構造を逐次推定する方法を検討した。ここでは,水平層構造モデルおよび,放射状モデル,連続型モデルについて,偏波解析に基づくモデル同定法を検討した。シミュレーションにより本方法の性能を評価した結果,水平層構造については比較的高い信頼性で速度構造を同定できることを明らかにし,具体的な信号処理,逆解析法を検討した。3.実データの解析による性能評価-フランス,ソルツHDRフィールドで坑井内3軸弾性波検出器により記録された掘削音を解析し,本手法による速度構造推定の実用性能について検討した。本手法の問題点,特に雑音の影響について明らかにし,研究課題(1),(2)へフィードバックした。
緊急調査:20世紀を日本統治期朝鮮半島で生活した民衆のライフヒストリー調査

(1)平成17年度の調査は、植民地期の朝鮮半島を生活の拠点としていた日本人に関する「ネットワーク」を解明することに主眼を置いた。ここで用いる「ネットワーク」とは、この朝鮮半島に在住していた日本人間での交流組織を意味する。具体的には、(1)日本植民地期の交流組織(例えば、学校の同窓会、職業団体など)、(2)日本の敗戦後の交流組織(例えば、朝鮮半島各地で組織された日本人世話会など)の2種類を指す。このネットワークを活用しながら、引揚者三十数名を対象にオーラルヒストリー調査を実施し、画像資料と共に音声資料として録画した。(2)定例研究会を4回(2005年5月・7月・12月、2006年1月)開催し、さらに国際シンポジウム「植民地研究の展望-日本統治期朝鮮半島を中心として」「日本統治期朝鮮半島関連アーカイブ研究の展望」を主催して、アメリカ・韓国などから専門家を招聘し、意見交換、情報交換、資料交換に努めた。論文数10本。そこでは、これまでの植民地「収奪と開発」論から脱却することの提唱と、理論研究の深化に努めた。(3)全羅北道群山市には、通り・家屋・井戸・電柱・港湾施設・樹木・防空壕・神社関連施設の「日本人街」などがワンセットとなって残存されている。この残存調査を十知ると共に、例えば誰が、どこに住み、何をして遊び、何を食べ、家の中には韓国式オンドルがあったかどうか、どの程度の韓国語を解していたのか、年中行事、儀礼、冠婚葬祭、昔話、通婚圏、神社参拝、木浦駅前における出征兵士、朝鮮人との交流、朝鮮人に対する接し方など、多くの設問項目を準備して、できる限り多くの情報提供者から、良質な情報の入手に努めた。論文数10本。本年度の研究実施計画に基づき、植民地期の朝鮮半島を生活の拠点としていた日本人に関する「ネットワーク」を解明することに主眼を置いた。植民地期に朝鮮半島に在住経験のある日本人は、年々高齢化が進むからである。より具体的には、(1)日本植民地期の交流組織(例えば、学校の同窓会、職業団体など)、(2)日本の敗戦後の交流組織(例えば、朝鮮半島各地で組織された日本人世話会など)の具体的解明に努め、各種のデータベースを作成した。第2の研究成果として、韓国木浦市を中心として調査研究を展開して、日本統治期木浦関係データベース構築の試みに着手した。その手始めに、「木浦写真館」を作成して、それをHP上に公開した(http://matsu.rcks.kyushu-u.ac.jp/)。日本統治期木浦府の町並みを再現するに成功したと自負している。第3の研究成果は、近現代東北アジア史研究会・全北大学校などと共催して、「国際シンポジウム」を開催して、世界における日本植民地研究の最高権威であるStanford大学のPeter Duus教授の基調講演「Jihad or McWorld?American Perspectives on the Japanese Colonization of Korea."」によって、日本植民地研究に関するまったく新たな視点が提供された。オートラリア国立大学Ken Wells教授の最新の見解を公表して頂き、さらには日韓から招聘した中堅・若手約60名の研究者の研究発表を主管した。本年度の研究成果として、「朝鮮半島引揚者との座談会」を企画して、日韓のみならずアメリカからの研究者に、オーラルヒストリー調査の重要性を示した。今後共に、このオーラルヒストリー調査は継続するつもりである。

具体的には、(1)日本植民地期の交流組織(例えば、学校の同窓会、職業団体など)、(2)日本の敗戦後の交流組織(例えば、朝鮮半島各地で組織された日本人世話会など)の2種類を指す。このネットワークを活用しながら、引揚者三十数名を対象にオーラルヒストリー調査を実施し、画像資料と共に音声資料として録画した。(2)定例研究会を4回(2005年5月・7月・12月、2006年1月)開催し、さらに国際シンポジウム「植民地研究の展望〓日本統治期朝鮮半島を中心として」「日本統治期朝鮮半島関連アーカイブ研究の展望」を主催して、アメリカ・韓国などから専門家を招聘し意見交換、情報交換、資料交換に努めた。論文数10本。そこでは、これまでの植民地「収奪と開発」論から脱却することの提唱と、理論研究の深化に努めた。(3)大韓民国全羅北道群山市には、通り・家屋・井戸・電柱・港湾施設・樹木・防空壕・神社関連施設の「日本人街」などがワンセットとなって残存されている。この残存調査を十知ると共に、例えば誰が、どこに住み、何をして遊び、何を食べ、家の中には韓国式オンドルがあったかどうか、どの程度の韓国語を解していたのか、年中行事、儀礼、冠婚葬祭、昔話、通婚圏、神社参拝、木浦駅前における出征兵士、朝鮮人との交流、朝鮮人に対する接し方など、多くの設問項目を準備して、できる限り多くの情報提供者から、良質な情報の入手に努めた。
HD-DOTとfMRIを用いた社会脳における感情の生成・制御の神経メカニズム解明

社会脳とは、空気を読んだり、がまんしたりなど、人間関係や社会の営みの中で必要とされる脳機能を意味している。人と付き合う中で感情が生じ、その感情を制御することも社会脳とみなすことができる。ひきこもりなどでは、社会脳に不調があると思われるが、その脳内メカニズムは不明である。本研究では、機能的核磁気共鳴画像法を用いて対人関係から生じる負の感情の生成・制御の神経メカニズムを明らかにした。また、このような感情研究に近赤外線スペクトロスコピー(NIRS)は有望なアプローチであるが、従来のNIRSが抱える頭皮血流影響の問題を解決するために、高密度拡散光トモグラフィ(HD-DOT)システムを構築した。ひきこもりやキレやすい人などでは、社会脳に不調があると思われるが、その脳内メカニズムは不明である。本研究は、(1)従来の近赤外線スペクトロスコピー(NIRS)が抱える頭皮血流影響の問題を解決する高密度拡散光トモグラフィ(HD-DOT)システムの構築と, (2)HD-DOTと機能的核磁気共鳴画像法(fMRI)を用いて対人関係から生じる感情の生成・制御の神経メカニズムを明らかにし、社会脳の機能不全に対する教育的・医療的介入進展のための脳科学的エビデンスの取得を目的とする。H26年度は、既存の多チャンネルNIRS計測装置でHD-DOTを行うために、異なる照射ー受光間距離に対応できるように受光部のダイナミックレンジを拡大する作業を行った(6 bitから24 bitへ拡大)。また、社会生活の中で生じるネガティブ感情誘発刺激を考案して(就職試験の場面を想定して将来の夢を作文し、それに対する否定的なコメントを連続的にあるいは肯定的コメントと組み合わせて呈示する)、不快感情が消褪していく過程の脳活動をfMRIで検討した。その結果、ネガティブ感情からの脱却には,前頭極,右腹外側前頭前野,左側頭・頭頂接合部からの扁桃体活動抑制が重要であることが明らかになった.また、腹外側前頭前野と縁上回はreappraisal(事象に対する解釈を変える)による感情制御に関与していることが示唆された。1皮膚血流のNIRS信号に対する影響NIRS信号には、脳内ヘモグロビン(Hb)信号だけでなく、頭皮Hb信号も重畳されており、それを取り除くために様々なsuperficial regression法が提案されている。この方法では皮膚血流変化は頭皮・顔面皮膚で一様であるという前提が必要であるが、まだ実証はされていない。そこで、健常成人16名を対象に、言語流暢性課題遂行時の皮膚血流変化についてマルチチャンネルNIRS計測システムを用いて調べた。送受間隔5 mmと40 mmの光ファイバを前額部に装着することによって、前額部の頭皮Hb信号と通常のNIRS信号を計測した。すべての被検者に対して、NIRS信号は、いくつかのチャンネルの頭皮Hb信号と強く相関した。また、前額部の頭皮Hb信号の各チャンネル間の相関係数の空間分布パターンは、被検者によって、大きく異なっており、15 mm離れた位置でさえ、異なった時間波形を示した。よって、一般的に、言語流暢性課題における前額部の頭皮Hb変化において、少なくとも15 mm以上の範囲において、空間的均一性は仮定できないと考えられた。2他者からの否定的・肯定的評価による脳賦活部位の検討他人からの評価はヒトの精神状態に大きな影響を与える。特に否定的評価は強い負の感情を引き起こすが、通常は非意識下に制御される。一方、メンタルヘルス不全では制御障害が認められることがある。その制御機構を明らかにするために、まず、就職活動を模擬して将来の夢などを15名の被検者に作文してもらい、それに対するコメントを正・負の感情誘発刺激とした。マルチチャンネルNIRS装置を用いて前頭部を計測して統計的仮説検定を行い、それぞれの感情に関連する脳領域を同定した。これらの結果から、肯定的評価で生じる正の感情に前頭極が、否定的評価で生じる負の感情に腹外側前頭前野が関与していることが示唆された。NIRS計測における皮膚血流問題を、光ファイバ高密度配列を用いるsuperficial regression法とCW-DOTによって解決する予定であったが、前者に必用な「空間的に一様な皮膚血流変化」という前提を否定する結果が得られたため断念した。一方、NIRS計測から計測部位を前頭前野に限局して計測することが可能であることが判明した。また、CW-DOTに加えてより精度の高いタイムドメインのDOTも開発しており、次年度はこのDOTを用いて感情制御機構解明を目指す。また、既に2年目以降に予定していたfMRI計測は完了しているため、おおむね順調に進行しているとみなした。拡散光トモグラフィ(DOT)の画像再構成アルゴリズムとして、拡散方程式に基づく線形化画像再構成アルゴリズムの開発を行った。空間感度分布については、Dartmouth Collegeが一般公開しているソフトウェアパッケージ(NIRFAST)を用いた。また、我々が独自に開発している非線形逐次画像再構成法を用いて、アルゴリズムの検証を行うことにした。高密度拡散光トモグラフィ(HD-DOT)を実施するために、倍密度用ホルダーキットを用いて、光ファイバホルダーを作成した。

HD-DOTは、皮膚血流の影響を取り除き、より選択的に脳に由来するHb変化を検出するために用いるが,まず、構築した画像再構成アルゴリズムの性能を評価する必要がある。そこで、通常のホルダーと倍密度ホルダーを用いて、フィンガータッピング遂行時に計測を行い、光トポグラフィ(脳外組織と脳内組織の信号を区別することなく、Hb濃度変化と光路長の積の分布を画像化)とHD-DOTによる画像再構成(脳内Hb変化の分布を画像化)にどのような違いがあるのかを確認する実験を行った。しかし、倍密度ホルダーは通常のホルダーに比べて柔軟性を欠き、手指の知覚運動野を覆う頭皮上に密着させることが困難で、様々な工夫を凝らしたが、一部の送・受光ファイバペアにおいてS/Nが低く解析に用いることができなかった。そこで、認知課題遂行時に前額部(前頭極、背・腹外側前頭前野)で計測を行い、本アルゴリズムに課題遂行に伴う皮膚血流除去効果があることを確認した。しかし、受光部のダイナミックレンジに限界があり、用いることができる光ファイバの送・受光ペアが少なく、皮膚血流除去効果はまだ完全ではない。フィンガータッピングに対する知覚運動野の反応の検出精度でDOT画像再構成アルゴリズムの性能評価を試みたが、CW-DOT用に特別に開発された装置ではなく、通常のマルチチャンネル近赤外線イメージング装置を一部改造した装置を用いたため、ダイナミックレンジに限界があり、光ファイバ配列でこの問題を解決することを試み、計測に予想以上の時間を要した。前額部での計測から皮膚血流除去効果については確認できたが、光ファイバの破損事故が発生し、新規作成に時間がかかり研究の遅延が生じた。高密度拡散光トモグラフィ(HD-DOT)システムを構築するために、従来の照射ー受光間隔(SD)=30 mmに加えて、15 mm, 33.5 mm, 42.5 mmの組み合わせを持つホルダー(倍密度ホルダー)を作成し、脳波電極設置法の10-20方式によるC3を中心にホルダーを設置して、指タッピング試験による脳活動の変化に伴う脳血流変化を酸素化Hbを指標として計測した。指タッピングは、20秒間の安静をはさんで左手で20秒間タッピング(1ブロック)を行い、合計5ブロック行った後、右手でもタスクを5ブロック行った。第1ブロック開始1分前から第10ブロック終了20秒後まで、連続して多チャンネル連続光型近赤外線装置(FOIRE, Shimadu)で計測し、通常のSD = 30 mmの場合と倍密度計計測の場合のトポグラフィと、後者によるトモグラフィ結果を比較した。トポグラフィでは皮膚血流の影響が大きく計測部位全体で血流増加を認めたが、トモグラフィではより限局した領域で血流増加を認め、トモグラフィの有用性を確認した。これまで、報告者らは同側の指タッピングの脳賦活部位が、対側の場合と比較してやや前方腹側であることを確認しているが、今回はトポグラフィでもトモグラフィでも確認することができなかった。トモグラフィは、正則化因子によって再構成画像が大きく異なるが、今回は2つの正則化因子の場合でのみ逆問題を解いており、より適切な正則化因子を見出す必要があることが示唆された。
行政権に対する憲法上の保護請求権の理論的可能性

本研究は、行政権に対する保護請求権について、憲法上の基本権から直接導出することができるかを考察することを目的としている。ドイツの判例・学説において認められてきた保護義務が、わが国においても-賛否は別にしても-理論的に一定程度浸透している今日、保護請求権まで視野に広げて考察することにはとりわけ意義がある。研究の結果として、連邦憲法裁判所制度を持たない日本においても、憲法上の保護請求権を論じる意義は高く、またその導出可能性は認められるという結論に至った。昨年度は当初、最近の(目安として2000年以降の)運邦憲法裁判所判例の整理・分析をする計画であったが、時代を遡って判例の歴史的展開を検討し、その成果を公表した。これまでの業績と関連させて研究を進めたこともあって、歴史的考察が中心となり、初期判例の中でも、特に夫婦合算課税違憲決定・リュート判決における客観的価値秩序論を整理・分析した。これらの判例はこれまでも少なからず議論されてきたところであるが、考察の前提として、第二次世界大戦後の全州議会評議会における基本権論を眺め、客観的価値秩序論と関連する手がかりを示すことができたのは有意義である。さらに、初期判例で説かれた客観的価値秩序論が、ヴァイマル期の基本権論に繋がることを提示することも今後の広がりの手がかりとなる。すなわち、ヴァイマル期や基本法制定段階の議論との関連性を示すことで、研究目的の一つである「保護義務・保護請求権と主観的公権論との関わり」に繋がる筋道を立てることができた。2009年度の研究は、直接には価値秩序論の考察に限定されたが、連邦憲法裁判所は保護義務を導出するにあたって、基本法の客観法的価値秩序を根拠としており、その限りでこの考察は保護請求権と密接に関連するものである。今後、最近のドイツの判例・学説を整理・検討するにあたっても、歴史的な展開を踏まえることには重要な価値があるといえる。昨年度から継続して連邦憲法裁判所判例の流れを検討した。昨年度は最初期の判例であるリュート判決までの検討が中心であったため、それ以降を対象とした(そこには原発設置と住民の基本権保護義務という事例も含まれる。3・11以降の原発事故を経験したわが国においては、別の視点からも再検討の余地があることを指摘しておきたい)。また、本研究の主たるテーマは「理論的可能性」ではあるが、わが国におけるこれまで理論・議論に対して保護請求権論が持つ-特に憲法訴訟との関連を中心とした-実践的可能性についても検討した。そもそもの理論的可能性の探究の意義を示すためである。連邦憲法裁判所は、基本権の客観的内容から保護義務を導出するという論理を現在に至るまで踏襲してきた。連邦憲法裁判所と憲法異議手続が存在するドイツの憲法訴訟制度においてはとりわけ、憲法異議において個人の基本権侵害が要件とされている限りで、保護請求権の導出可能性を論じる実践的な意義がある。これは日本でも異ならない。むしろわが国においては「保護義務→保護請求権」と考えるよりも、「保護請求権→保護義務」という論理構成の方が馴染みやすいと考えられる。これによって保護請求権を憲法訴訟の訴訟要件的役割に限定することなく、従来の基本権理論に加えて「保護」に着目した主張可能性をもたせることができる。さらに基本権の客観的内容について改めて説かれる機会が増えているわが国において、保護請求権をきっかけとして、客観的内容の意義を更に活かすことができると考えられる。以上の成果については平成23年度中にまとめ公表する予定である。
摂食嚥下機能を高めるギャッチベッド背上げ姿勢の解明

ベッド背上げ姿勢位は,寝たきりの虚弱な患者が,日中のコミュニケーションや摂食の際に用いる姿勢であり,ファーラー位と呼ばれている.我々はこれまで,循環器機能に着目し負担の少ない姿勢を探索してきた.本研究では摂食時に安楽な状態を探索するため,嚥下がしやすい姿勢,消化管活動を抑制しない姿勢について,それぞれ検討を行った.嚥下のしやすい姿勢の探索では,誤嚥との関連が指摘される頭頚部の姿勢,体幹の傾きに着目し,水を命令嚥下にて飲水した時の舌骨上筋群の筋活動を評価した.体幹部の傾きは90°,60°,30°とし,頭頚部前屈30°と中立位を組み合わせ,若年者15名・高齢者20名を対象に測定した.その結果,健常者若年者とも,舌骨上筋群の筋活動は体幹の傾きによる影響は受けないことがわかった.また頭頚部前屈位で筋活動は小さくなることがわかった.消化管活動については体幹部の姿勢の違いに着目し,若年成人10名を対象に,胃電図を用いその影響の有無を検討した.姿勢は体幹全体を60°とした姿勢(以下60°姿勢)と上部体幹60°・下部体幹30°(以下,提案姿勢)とし,200mlのミネラルウォーターを飲水した時の胃電図の活動電位を抽出し比較を行った.なお,提案姿勢はこれまでの我々の研究で循環器機能にとっては負担の少ない姿勢であったが,体幹が屈曲しており消化管活動への影響が不明であった.胃電図のベイズ分析の結果,提案姿勢の消化管活動は60°姿勢よりも低くなることはないことが確認され,提案姿勢が循環器機能にとって負担が少なく,消化管活動にも影響を及ぼさない可能性が示唆された.以上の一連の研究より,ファーラー位での摂食環境では,頭頚部軽度前屈により嚥下が行いやすくなり,上部体幹を屈曲させた姿勢を用いることで循環器系への負荷を減らしつつ消化管活動を阻害することのない環境を提供できることが示唆された.ファーラー位は体幹を3060°に起こした状態の座位姿勢で,身体機能が著しく低下した患者が日中を過ごしたり,食事の時に起こすため用いられることがある.このような患者の中には,嚥下障害のため,姿勢や食形態等に注意が必要となることがある.そこで,我々は,ファーラー位中の姿勢の違いが嚥下機能に及ぼす影響を検討し,ベッド上での摂食における適切な姿勢を探索することとした.対象は,健常若年成人15名とした.体幹はベッド傾斜角度30°,60°,90°と頭頸部中立位と屈曲位を組み合わせ(全6通り),ランダムに各5試行ずつ実施した.1試行につき5mlの水を嚥下し,筋電図にて舌骨上筋群の活動電位を記録した.飲み込み易さはVASで測定した.筋電図は,RMSの最大値(RMSmax)と平均値(RMSmean),筋活動時間に分けて解析した.その結果,全てのベッド傾斜角度において,RMSmaxとRMSmeanが頭頸部中立位で有意に高くなった.筋活動時間は,ベッド傾斜角度30°,60°では中立位の方が有意に長かったが,90°では有意差はみられなかった.VASより,飲み込みやすさは,ベッド傾斜角度30°,60°では頭頸部屈曲位が有意に飲み込み易く感じており,ベッド傾斜角度90°では有意差はみられなかった.全ての評価指標で,頭頸部位置に関わらず,ベッド傾斜角度の違いによる影響はみられなかった.以上の結果から,頭頸部屈曲位では,中立位よりも嚥下時の舌骨上筋群の活動が低くなり,このことが飲み込み易さに繋がっている,と考える.また,若年者では,ファーラー位での摂食の場合,ベッドの傾斜角度に関係無く,頭頸部の前屈が嚥下時の筋活動を小さく抑え,嚥下しやすい姿勢であることが示唆された.実験条件の整理のための準備に時間を要した.特に,嚥下反射惹起の確認のための喉頭挙上の動きを測定するセンサ選定と貼付位置の決定に時間を要した.しかし,その後は順調に進み,28年度前半には高齢者の嚥下機能測定が完了する見込みである.臥位から体幹を3060°で起こした座位姿勢(ファーラー位)は,虚弱な高齢者が,摂食を行う時に用いられることがある.我々は,ファーラー位における適切な摂食姿勢を明らかにすることを目指し,健常高齢者20名を対象に姿勢の違いが嚥下反射惹起時の筋活動に及ぼす影響を検討した.ファーラー位中の姿勢は昨年度の若年者を対象とした実験と同様の条件とした.体幹の傾き角度を90,60,30°,頭頚部は中立位と軽度屈曲位とし,これらを組み合わせた全6通りの姿勢について,飲水時(命令嚥下)の筋活動を記録した.また,測定は6つの姿勢についてそれぞれ5回繰り返し全30回行った.また各姿勢は順序効果を排除するためにランダムに行われた.頭頸部の屈曲姿勢は,第7頸椎棘突起を起点として傾斜角度30度の枕を用いた.頭頚部の姿勢について検討した先行研究は散見されるが,最大の屈曲角度に近い状態で検討を行っており,臨床での応用を考慮すると現実的でない姿勢であった.

そのため本研究では,枕を用いた現実的な角度で検討を行った.ミネラルウォーターを嚥下したときの舌骨上筋群の活動電位(EMG)を記録した.EMGから,実効値の最大値(RMS_MAX)を求めた.その結果すべての体幹の傾き角度で頭頚部屈曲位で,有意にRMS_MAXが低くなった.一方で,リクライニング角度の違いによるRMS_MAXへの影響は認められなかった.この結果は,昨年度我々が実施した若年者を対象とした検討と同様の傾向であった.若年者・高齢者共に,頭頸部屈曲姿勢とすることで,嚥下時の喉頭挙上距離が短くなり,筋活動を小さくなったためRMS_MAXが小さくなったと考える.以上より,体幹角度に関係なく頭頸部屈曲姿勢で摂食を行うことは,嚥下時の筋活動を小さくできることが示唆された.健常な高齢者のリクルートに時間を要したため,研究実施に遅れが生じている.昨年度までに実施した、ファーラー位中の頭頸部の姿勢が嚥下時の舌骨上筋群に及ぼす影響を検討した研究結果の統合と解析を行った。また、ファーラー位における体幹部の姿勢の違いが、消化管活動に及ぼす影響を検討するため、胃電図の活用方法について検討を行った。嚥下時の舌骨上筋群の筋活動の分析では、若年者・高齢者ともに、嚥下時の舌骨上筋群筋活動実効値の平均値は体幹部の傾き角度に関係なく、頭頸部の30°前屈姿勢で有意に減少した。このことから、頭頸部の軽度の前屈であっても、嚥下時の筋活動を小さくできることが示唆された。体幹部の姿勢の変化による腹部の変異を考慮した電極貼り付け位置と、測定時に摂食するための試料、測定時間の検討のために、予備実験を行った。体幹部の姿勢変化に伴って、消化管の位置が変化していることが予測され、電位の大きさに影響が生じる可能性が考えられた。そのため、胃電図のスペクトル解析では、3cpm、6cpm付近の中央周波数の変動抽出による解析とトータルパワーを用いて、3cpm、および6cpmのパワーを正規化した上での解析が必要であることが示唆された。また測定には、経腸栄養剤による短期間での経口摂取がノイズの混入防止と再現性の保障のために最適であると判断された。データは1hz程度のサンプリング周波数であり、分解能を考慮する必要があるため、スペクトル解析は、高速フーリエ変換よりも最大エントロピー法が適切であることも明らかとなった。これらを考慮し、次年度は健常成人を対象に2種類のファーラー位(体幹60°の傾斜角度または上部体幹60°、下部体幹30°)で、胃電図、心電図、呼吸、連続血圧の測定を行っていき、姿勢による消化管活動の違いを分析していく予定である。経腸栄養剤の選定と試料の温度コントロール方法について検討を行っているが、試料の味によっては被験者に不快感が発生する可能性があるため、慎重に検討しており、時間を要している。また、被験者のリクルートを始めているが、長時間の拘束となるため、日程調整に時間を要している。しかし、その他の環境は整っているため、7月までには実施できる見込みである。ベッド背上げ姿勢位は,寝たきりの虚弱な患者が,日中のコミュニケーションや摂食の際に用いる姿勢であり,ファーラー位と呼ばれている.我々はこれまで,循環器機能に着目し負担の少ない姿勢を探索してきた.本研究では摂食時に安楽な状態を探索するため,嚥下がしやすい姿勢,消化管活動を抑制しない姿勢について,それぞれ検討を行った.嚥下のしやすい姿勢の探索では,誤嚥との関連が指摘される頭頚部の姿勢,体幹の傾きに着目し,水を命令嚥下にて飲水した時の舌骨上筋群の筋活動を評価した.体幹部の傾きは90°,60°,30°とし,頭頚部前屈30°と中立位を組み合わせ,若年者15名・高齢者20名を対象に測定した.その結果,健常者若年者とも,舌骨上筋群の筋活動は体幹の傾きによる影響は受けないことがわかった.また頭頚部前屈位で筋活動は小さくなることがわかった.消化管活動については体幹部の姿勢の違いに着目し,若年成人10名を対象に,胃電図を用いその影響の有無を検討した.姿勢は体幹全体を60°とした姿勢(以下60°姿勢)と上部体幹
表面原子反応におけるアモルファス氷の触媒効果

星間分子雲における水素原子の係わる表面原子反応を新たに開発した実験装置を用いて包括的に調べ,水素分子,水,二酸化炭素,ホルムアルデヒド,メタノールなど重要な星間分子の生成機構を解明した.水素原子のアモルファス氷への付着係数の測定に成功し,反応速度定数を求めることが可能になった.種々の反応において,アモルファス氷が存在する時には高温での反応性が著しく増すことを定量的に示した.星間分子雲における水素原子の係わる表面原子反応を新たに開発した実験装置を用いて包括的に調べ,水素分子,水,二酸化炭素,ホルムアルデヒド,メタノールなど重要な星間分子の生成機構を解明した.水素原子のアモルファス氷への付着係数の測定に成功し,反応速度定数を求めることが可能になった.種々の反応において,アモルファス氷が存在する時には高温での反応性が著しく増すことを定量的に示した.星間分子雲にはアモルファス氷星間塵が存在し,アモルファス氷中には,ホルホルムアルデヒド(H_2CO),メタノール(CH_3OH)などが含まれている.これらの分子は,より大きな有機分子に進化しうる重要な先駆体である.私たちは,これらの分子が,低温(10K)でのCO分子(固体)への水素原子逐次付加反応:で生成されたことを実験的に明らかにした.さらに,反応(1)の温度依存性,ならびに氷組成依存性(純粋なCO, H_2O-CO混合物)に関する実験を行った,その結果,アモルファスH_2O氷に触媒効果があることを見出した.そこで,本研究計画では,アモルファスH_2Oがある場合とない場合について,反応(1)の各ステップの反応速度定数を測定することにより,アモルファスH_2O氷の触媒効果を定量的に評価する.さらに,アモルファスH_2O氷の表面構造の解析,アモルファスH_2O氷表面への分子/原子の吸着状態の解析もあわせて行う.初年度である平成17年度は,実験装置の立ち上げを中心に研究を進めた.超高真空容器(10^<-10>Torr)の金属基盤を冷凍機で8-20Kに冷却し,その表面に純粋なCOまたはH_2O-CO混合物の薄膜を作製する.それに低温(30-100K)の水素原子を照射する.水素原子を照射中の薄膜の組成変化をフーリエ変換型の赤外線分光計で測定する.この装置を用いて,種々の組成や異なる構造の氷でCO→HCO, H_2CO→CH_3Oの反応速度の温度依存性を測定した.分子雲に存在するアモルファス氷星間塵上における分子進化の研究は,太陽系の起源を研究する上でも極めて重要である.アモルファス氷星間塵は10K程度の極低温であるため,熱的な化学反応は極めて起こりにくく,そこでの分子進化プロセスには不明な点が多い.私たちは分子進化プロセスとして極低温特有のトンネル反応に着目し,(1)始原的有機分子であるホルムアルデヒド(H_2CO)やメタノール(CH_3OH)は極低温アモルファス氷表面におけるCO分子と水素原子のトンネル反応により効率よく生成されること,(2)アモルファス氷表面は触媒的な働きを持つことを明らかにした.本研究計画では,CO分子・水素原子トンネル表面反応における反応速度定数を測定することにより,アモルファスH_2O氷の触媒効果を定量的に評価する.2年目である平成18年度は,昨年度に立ち上げた実験装置を用いて以下の研究を行った.1030Kの低温基板に作製した純CH_3OH固体およびアモルファス氷表面にCH_3OH分子を吸着させた試料にD原子を照射し,実効的な反応速度定数を求めた.その結果,アモルファス氷表面では純CH_3OH固体表面に比べ,反応性がより高温(30K)まで維持されていることが分かった.今回の実験結果は,吸着係数の減少(D原子の表面密度の減少)があってもなお反応速度を維持するという,これまでに例のない著しい触媒効果を表している.化学・物理的見地からだけでなく,分子雲における分子進化を考える上で極めて重要な発見である.15Kで作製したアモルファス氷および140Kで作製し15Kに冷却した結晶氷表面にCO分子を吸着させ,H原子を照射し,CO分子-H原子反応の実効的な反応速度定数を測定した.その結果,アモルファス氷表面の方が結晶氷に比べ反応速度が大きいことが分かった.分子雲に存在するアモルファス氷星間塵上における分子進化の研究は,太陽系の起源を研究する上でも極めて重要である.アモルファス氷星間塵は10K程度の極低温であるため,熱的な化学反応は極めて起こりにくく,そこでの分子進化プロセスには不明な点が多い.私たちは分子進化プロセスとして極低温特有のトンネル反応に着目し,(1)始原的有機分子であるホルムアルデヒド(H_2CO)やメタノール(CH_3OH)は極低温アモルファス氷表面におけるCO分子と水素原子のトンネル反応により効率よく生成されること,(2)アモルファス氷表面は触媒的な働きを持つことを明らかにした.本研究計画では,CO分子・水素原子トンネル表面反応における反応速度定数を測定することにより,アモルファスH_2O氷の触媒効果を定量的に評価する.3年目である平成19年度は,以下の研究を行った.