hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヒストンシャペロンによるクロマチンのダイナミック制御

TAF-I KO ES細胞は野生型に比べて細胞増殖が著しく低下し、初期胚を模した胚様体の形成が遅延する様子を示した。培養細胞を用いた解析から、TAF-IはヒストンH1を介してインターフェロン誘導性遺伝子の転写制御に関わることが明らかとなった。生化学的解析から、TAF-Iの分子内相互作用によるヒストンH1シャペロン活性制御機構を明らかにした。TAF-Iをプローブとした感染細胞におけるアデノウイルスゲノム動態解析法を確立した。本年度はクロマチン構造変換に基づく遺伝子制御機構(実験計画3)について、TAF-IがヒストンH1を介してインターフェロン誘導性遺伝子の正常な転写活性化ダイナミクスに関わることを明らかとし、この研究成果は既に論文として報告した。またTAF-IはN末端の数十アミノ酸配列のみが異なるαとβの2つのサブタイプが存在し、細胞によってその発現量比が異なる。TAF-Iαとβは異なるヒストンH1シャペロン活性を示し、これが細胞ごとの異なる遺伝子発現パターンの形成に重要な役割を果たすと考えられるが、その分子メカニズムは明らかでなかった。これについて我々は、TAF-IαのN末端アミノ酸領域が、TAF-IのヒストンH1シャペロン活性に必要なC末端酸性アミノ酸領域に分子内相互作用することで、自身のヒストンH1シャペロン活性を負に制御することを明らかとした。この成果についても現在投稿準備中であり、当計画について進捗状況は十分であると考えている。またTAF-I KOマウスを用いた生理機能解析(実験計画1)についても、TAF-I KOマウス胚からのES細胞の樹立に成功し、また胚様体形成の遅延という表現型が出ることを明らかとした。このKO ES細胞の胚様体分化に付随する遺伝子発現パターンを解析することで、TAF-I KOマウスの胎生致死表現型の原因解明につなげることが出来ると考えており、こちらも進捗状況はおおむね順調であると考えられる。27年度が最終年度であるため、記入しない。分子生物学(1)TAF-I KOマウスを用いた生理機能解析:TAF-I KO ES細胞の胚様体分化における遺伝子発現プロファイルをcDNAマイクロアレイにより解析し、野生型と比較する。これより、胚様体分化の遅延の原因となる遺伝子を探索する。これら遺伝子の分化に伴うクロマチン構造の変化にTAF-Iがどのように関わるかを明らかにするため、クロマチン免疫沈降法により明らかにする。また実際にTAF-Iのもつどの機能がこれらの過程に関わるかを明らかにするため、各種変異体を用いたレスキュー実験を行う。(2)精子クロマチンの細胞型クロマチンへの変換機構:マウス受精卵においてTAF-Iの機能阻害あるいは発現抑制を行うため、第一減数分裂期の卵子へのTAF-IのmRNAに対するアンチセンスオリゴ、あるいはsiRNAをインジェクションし、試験管内受精後の胚発生および精子クロマチン動態への影響を解析する。
日本古代における詩文表現の展開に関する基礎的研究

本年度は、まず【文献調査】として、昨年度に引き続き、智積院に所蔵する運敞自筆本『性霊集便蒙』を調査する機会を得た。調査に当たった出典考証班を中心に、書誌情報を各巻ごとに抽出し、一覧可能な形でひとまず集約した。これにより、運敞を中心とする学僧集団による総合研究の成果として、『性霊集便蒙』を位置づけていくことの可能性を見出すこととなった。【出典考証】班は、前年度に引き続き、『性霊集便蒙』に引用される出典の、その出典ごとに妥当と判断される原典にあたり、引用箇所との異同を確認しながら、直接的な引用なのか、類書からの引用なのかについても、注意を向けて「出典考証一覧」の作成を継続して行っている。【比較研究】班は、他の研究プロジェクトと共同して、公開シンポジウム(2018年8月、奈良女子大学古代学・聖地学研究センター主催第14回若手研究支援プログラム「仮名文字」、奈良女子大学)、また合同研究会(2019年3月、平成30年度奈良女子大学大和・紀伊半島学研究所一般共同研究「空海の漢文書簡にみられる書儀及び正倉院文書表現の受容実態の解明」、日本女子大学)を開催した。さらに合同研究会を都合6回開催し、『性霊集』の詩の表現分析を進めた。六朝や唐代の詩文は当然ながら、「大日経疏」といった真言宗関係の経典など、仏典も対象として、譬喩表現や対句表現との関係性、平仄、韻律の問題など、多面にわたって検討を加え、考察を深めることとなった。研究代表者、分担者それぞれが、研究班ごとに研究を分掌し、計画に沿っておおむね進めることができている。2019年度は、最終年度を迎えるため、本研究課題の主たる目的である『性霊集便蒙』の「出典考証一覧」のひとまずの完成をみるべく、取り組みたい。わが国における中国文学受容の実態は、詩文と詩文との関係だけでなく、詩文と歌との関係というジャンルを超えた広がりを有する。なおかつそうした関係は共時的な面に留まらず、上代から平安朝へという時間軸においても、通時的な継承とあらたな展開という面を示している。かかる複雑な様相を呈する、中国文学受容の総合的な把握のためには、いまだに課題の多い空海の詩文について、その緻密な検証を率先して行う必要がある。当該研究は、空海の『遍照発揮性霊集』(10巻)の文献調査(書誌的研究)、出典考証、表現研究をもって、総合的把握のための基盤を確固たるものにしてゆくものである。本年度は、第一に、『性霊集』の研究において最も重要な注釈書である『性霊集便蒙』の諸本間の異同ならびに出典考証に有益となる書き込みなどの確認のため、『性霊集便蒙』の運敞自筆本(智積院所蔵)をはじめとする諸本(大正大学所蔵、高野山大学所蔵)の調査を実施した。第二に、出典考証として、『性霊集便蒙』に引用される出典の原典にあたって、本文の異同を確認しながら、「出典考証一覧」の作成を進展させた。その際、原典からの直接的な引用なのか、類書からの引用なのかについても、注意を向けていった。第三に、比較研究として、『性霊集』韻文作品の韻律調査に着手した。また合同研究会において、性霊集の詩の表現分析を進めつつ、空海の作詩における平仄への配慮、対句の意識、寓喩的表現の意味を考察した。研究代表者、分担者それぞれが、研究班ごとに研究を分掌し進めることができている。当初の研究計画に沿って推進する。

2019年度は、最終年度を迎えるため、本研究課題の主たる目的である『性霊集便蒙』の「出典考証一覧」のひとまずの完成をみるべく、取り組みたい。理由としては、(1)購入予定の図書が入手困難であったこと、(2)調査が年度をまたがったこと、(3)公務のために予定していた研究会に参加できなかったこと、があげられる。(1)(2)については、次年度中に速やかに執行できる予定であり、(3)についても、次年度の分担範囲を調整することで執行可能である。理由としては2点挙げられる。(1)当該年度中に資料の入手を試みたが、所蔵図書館の都合により困難であった。(2)校務により、予定していた調査や研究会に参加できない分担者がいた。(1)については、次年度にすみやかに執行の予定である。(2)については、これまで同様、分担者間で担当範囲を変更するなど、柔軟な対応をとることとする。
高精度全球放射収支推定のための雲のミクロ・マクロ物理量の衛星・地上同時観測研究

本研究は、放射収支精度向上のために、雲の内部構造を含むミクロ・マクロなパラメータを、衛星観測・地上観測の双方から求め、比較検討した。その結果、雲の3次元的な構造が、その光学的厚さの推定精度に大きな違いを与えることを明らかにした。また、SKYNET沖縄辺戸岬観測施設で行われた集中観測では、これまでの多様な雲・エアロソル計測器材に加え、新たに雲レーダを用いて観測を行った。これによって、レーダによる有効粒径と衛星計測の結果が水雲では比較的良く一致することを示した。しかし、氷晶雲では必ずしも十分でなかった。また、同時計測されたエアロソル散乱係数や雲水量との関係を解析すると、エアロソルの間接効果が認められた。2006年度は以下の研究成果を得た:1全球放射収支の高精度推定の要は、衛星データから推定される雲の光学的性質に強く依存する。こうした雲情報の解析は、従来軌道衛星を中心に用いられてきたが、雲や地表面状態等の日変化の調査には高い時間分解を必要とすることから静止衛星の解析が欠かせない。しかし、静止衛星の解析では利用チャンネルが軌道衛星に較べて限られることから得られる情報に一定の誤差が含まれることが避けられない。そこで、本研究では軌道衛星(Terra MODIS)と静止衛星(GMS-5)のほぼ同一場所、同一時刻における衛星画像を利用して、解析結果の違いとその原因を調査した。2003年3-4月、日本の南西海域を中心に行われたAPEX-E3(Asian Atmospheric Particle Environmental Change Studies)集中観測時のデータをもとに解析した結果、ケースによって両衛星の解析結果にかなり相違のあることが明らかとなった。その原因は3つに大別される;(1)雲の位相(氷雲、水雲)の違いによるもの、(2)GMS解析時の雲粒径の仮定によるもの、(3)雲の非均質性(雲頂の形状)に由来すると予想されるもの。(1)は雲頂温度の計測によって分類可能である。GMSは有効粒径を推定する3.7umチャンネルを持たないことから、解析時の仮定が極めて重要であることが示された。しかし、(3)は衛星観測角や太陽高度角によって変化することから、こうした雲の高精度推定には従来の並行平面大気の仮定から3次元の放射伝達を考慮した解析手法の導入が期待される。2雲の光学的性質の高精度推定の一貫として、衛星による雲パラメータの推定とこれに対応する雲の内部構造とその変動の関係を明確にすることを試みている。初年度は、千葉大学で開発したFM-CW型95GHz雲レーダの千葉大学構内での常時運用を開始した。また観測雲データの相対感度を向上させる手法として、レーダ反射強度の時間に関するコヒーレンス積分を検討した。その結果、1msecで収集する雲情報の時間積分でも必ずしもS/Nの改善が図られないことが判明し、雲内の変動が著しいことが分かった。今後、雲の性質や状態を加味しながらマクロな雲情報と、雲の内部構造を表すミクロな雲情報の相互の関係を明らかにする予定である。地表面放射収支に寄与する雲の性質把握のために、千葉大学構内でFMCU雲レーダを連続運用した。これに伴い国立環境研究所の協力の下に2波長偏光ライダを同時に同一場所で塚働させ,これまでのSKYNETデータと併せて幅広く雲エアロソル、放射量データを収集した。第一段階としと,放射収支に影響を与える雲パラメーターの一つである雲底情報について考察した。雲底を比較的確実に確認出来るライダーデータを基準にして,雲レーダから独立に求めた雲底を比較した結果,高度3km以上で安定して計測されるのに対して,それ以下では相互の計測にずれが見られることが明らかとなった。これは,雲レーダの解析に幾つかの解決すべき問題のあることを示しており,雲レーダのハードウェア及び解析アルゴリズムの両面から検討中である。Bi-static方式の雲レーダでは,一定高度以下で送信と受信の光学系に視差が生まれ,低高度でのS/Nの劣化が予想される。また,低周波数側でのノイズも相対的に大きくなることが分かって挙り,これらが低層雲の観測の安定性を損ねている可能性が指摘された。低層雲の正確な把握は放射収支に影響を与えることから重要であり,地上設置の赤外放射計との対応を現在検討中である。2008年2月半はから,SKYNET沖縄辺戸岬観測サイトにおいて,上記田FMCW雲レーダを設置して春季の当該地域の雲、エアロソルの集中観測を行った(2008年4月末まで連続計測)。これはエアロソルの間接効果を含むエアロソルと雲の相互関係を多様なエアソル、雲計測暑罰オを用いて計測し,解析しようとするものである。

本集中観測では,愛知学院大学右坂教授の協力により,雲核の計測も行われている。これらのデータは,データ集としてまとめ,一次テータとして公開されると同時に,並行して解析が行われる予定である。2008年2月半ばから実施していたSKYNET沖縄辺戸岬における本研究グループで開発した雲レーダを用いての雲・エアロゾルの集中地上観測を、4月末まで行った。本観測では、当初の目的に沿って、雲の内部構造を含む立体構造の把握と、関連する雲・エアロゾル・放射のデータを収集した。また、雲レーダはその後千葉大学に移して同種の観測を開始し、都市域における同様のデータ収集を継続して行った。これらのデータは、(1)雲レーダによる立体構造が、ライダーデータ、衛星データ(MODIS)と雲頂・雲底高度、有効粒径などで整合性があるか、(2)エアロゾルと雲の有効粒径にどのような関係(エアロゾルの間接効果)があるか、等を中心に解析された。その結果、マクロな物理量解析ではレーダとライダーの雲底で良い一致が得られる一方、輝度温度から推定される雲頂高度には充分な一致が得られていない。また、衛星から推定される有効粒径とレーダから推定した対応量にも違いが見られ、雲の非均質性の影響など、衛星による雲観測との違いをさらに厳密に検討する必要のあることが新たな課題となった。並行して観測しているエアロゾルパラメータ(粒子濃度、散乱係数等)と、雲レーダから推定される雲粒径との相関を詳細に検討した結果、エアロゾルの増大と雲粒径の減少に一定の関係が見られることが分かった。これはエアロゾルの間接効果を示唆する結果であり、雲レーダによる結果として、雲の立体構造との関係を加味した新しいものである。
ナノ液体薄膜による潤滑技術確立に向けた力学モデルの構築に関する研究

ナノ厚さ潤滑薄膜の力学モデル構築に向けて,摺動時における液架橋形状と力学応答との同時計測を実現することを目的とした.力学応答の測定には従来研究で開発したファイバーウォブリング法(FWM)を用いることとした.FWMでは先端を球形に加工した光ファイバーを摺動子として用いる. FWMで測定された力学応答から力学モデルの構築に必要な物性値(粘性係数や弾性係数)を得るには,摺動子先端と潤滑膜との接触面積を精確に同定する必要がある.そのために試料下側より摺動子先端表面を顕微鏡観察することとした.微分干渉法を用いることによりバックグラウンドノイズを低減する方法を着想し,数μmオーダの接触面積の観察に成功した.構築した測定法を用い,ナノ厚さ液体潤滑膜の粘性係数を定量評価することに成功した.ナノ厚さ潤滑薄膜の力学モデル構築に向けて,摺動時における液架橋形状と力学応答との同時計測を実現することを目的とした.力学応答の測定には従来研究で開発したファイバーウォブリング法(FWM)を用いることとした.FWMでは先端を球形に加工した光ファイバーを摺動子として用いる. FWMで測定された力学応答から力学モデルの構築に必要な物性値(粘性係数や弾性係数)を得るには,摺動子先端と潤滑膜との接触面積を精確に同定する必要がある.そのために試料下側より摺動子先端表面を顕微鏡観察することとした.微分干渉法を用いることによりバックグラウンドノイズを低減する方法を着想し,数μmオーダの接触面積の観察に成功した.構築した測定法を用い,ナノ厚さ液体潤滑膜の粘性係数を定量評価することに成功した.ナノ厚さ潤滑薄膜の力学モデル構築に向けて,摺動時における液架橋形状の測定法を確立し力学応答との同時計測を実現することを目的とした.力学応答の測定には従来研究において開発したファイバーウォブリング法(FWM)を用いることとした.透明かつ高さ数nmの液架橋形状を測定するために,試料下側よりプローブ先端表面を顕微鏡観察することとした.プローブ表面での光の反射率は,液体に接触すると約65%低下する.すなわち,液架橋とプローブとの接触領域は周囲に比べ暗部として観察される.これにより液架橋の形状や大きさを知ることができる.しかし明視野による観察では,基板下面等からの反射光が背景ノイズとなり,高精度な測定が困難であった.そこで,微分干渉法の光学系を利用したノイズ低減を着想した.FWMと微分干渉顕微鏡を組み合わせた同時計測系を構築し,液架橋の形成過程を観察した.プローブを潤滑膜に接近させていくと,プローブ最下点を中心に円形の暗部が観察され,液架橋の形成を観測することができた.観測から得られたプローブと液架橋の接触面積は,幾何形状から見積もられる理論値と概ね一致し,観測の妥当性を確認した.また,単分子厚さ潤滑膜(膜厚2nm)との接触により形成される直径1ミクロン程度の液架橋の可視化にも成功した-これは,本法が高さ数nmの液架橋を1ミクロンオーダの面内分解能でリアルタイムに可視化できることを示している.開発した観測法を用いて,液架橋形成と粘弾性の同時計測を試みた.粘弾性計測においては,プローブを加振しながら摺動隙間を狭小化し,プローブ先端の振動振幅と位相変化を測定した.膜厚5nmの潤滑膜を試料として測定した結果,隙間15nm付近で液架橋の形成を確認し,同時に潤滑膜の粘性抵抗力による位相遅れを検出した.測定結果から薄膜の粘弾性を試算し,粘度がバルク状態の数倍に増大することを明らかにした.ナノ厚さ潤滑薄膜の力学モデル構築に向けて,摺動時における液架橋形状の測定法を確立し,力学応答との同時計測を実現することを目的とした.力学応答の測定には従来研究において開発したファイバーウォブリング法(FWM)を用いることとした.FWMでは先端を球形に加工した光ファイバーを摺動子として用いる.先端で潤滑膜を摺動したときのファイバーのたわみを高感度に検出してせん断力を測定する.FWMで測定された力学応答から力学モデルを構築するには,摺動子先端と潤滑膜との接触面積を精確に同定する必要がある.とくに液体膜は摺動子先端に濡れ広がり液架橋を形成する.透明かつ高さ数nmの液架橋形状を測定するために,試料下側より摺動子先端表面を顕微鏡観察することとした.前年度までは固液界面における反射率の減少を利用し,微分干渉顕微法によって接触領域の観察に成功した.ただし,観察が可能な基板は光学的に透過性の高い石英ガラス基板のみであった.そこで今年度は,実際の機械システムで想定される硬質炭素膜をガラス基板上に厚さ数十ナノメートルで成膜し,その上に塗布された潤滑膜の観察を試みた.光の透過性が低下するために観察には冷却型の高感度CCDカメラを用いた.また,多光束干渉モデルによる数値解析によって,観察に最適な炭素膜の厚さについて検討した.その結果,ガラス基板の場合と同様に硬質炭素膜上での観察が可能となった.力学計測においては,摺動の速度が実際の機械システムで想定されるものより,12桁遅いという問題があった.そこで,摺動子の共振を利用した高速化を着想し,最高0.1m/s以上を実現した.これによって高せん断率領域での力学計測が可能となり,摺動速度の増加と共に潤滑膜の粘性が指数的に減少することを見出した.これはナノ厚さの液体潤滑膜に特有の現象であり,潤滑設計において基盤的な知見となりうるものである.当初計画していた測定法を確立し,その有効性を確認することが出来た.

従って概ね順調に進展していると考える.24年度が最終年度であるため、記入しない。実際の潤滑においては,液架橋の形成が平衡状態に至る前にせん断されることや,大変形によって摺動面と液架橋の接触面積が動的に変化することが想定される.本研究の第二段階として,平成23年度までの研究において構築したモデルを拡張し,このような状況に適用可能な力学モデルを構築する.液架橋形成の過渡状態を実験において実現するために,プローブを共振振動させ,振幅数マイクロメートルオーダの大振幅で摺動する.共振の大振幅の場合,プローブ先端は振り子のような軌道を描くため,半周期の間に液架橋の形成→破断の過程を経る.この過程をモデル化するために,テーマ1では一定とした液架橋とプローブの接触領域や,前進・後退接触角を時間の関数として表現し,実験結果との比較によりモデルの改良を行う.さらに,三重点が移動することによるエネルギー散逸もモデルに取り入れる.24年度が最終年度であるため、記入しない。
会計利益と課税所得の差が有する情報の有用性に関する実証的研究

本研究は、確定決算主義が採用されている日本において会計利益と課税所得の差(BTD)がいかなる情報を提供しうるのかを理論的に検討し、この差が持つ有用性について実証研究を通じて明らかにするものである。研究前期である平成18年度は、(1)日本におけるBTDの傾向とその決定要因を明らかにし、(2)BTDと利益の持続性との関連性についての研究をおこなった。研究後期にあたる本年度は、昨年度に引き続きBTDと利益の持続性との関連性についてより精緻な検証を行った。その結果、日本でもBTDが利益等の持続性低下の指標として有用であることが確認された。また、2006年の申告所得情報の公示制度廃止に伴い、日本でも実際の申告所得を用いてBTDを測定することができなくなったため、他のデータを用いて、申告所得を推定する必要が生じた。そこで、従来用いられている推定モデルに加え、いくつかの課税所得推定モデルの構築を行い、推定モデルによって得られた推定値と実際の申告所得を比較することで、モデルの精度について検討を行った。その結果、統計モデルも非統計モデルも推定誤差は小さく、その差に大きな違いが見られないことから、実用面を考えると非統計モデル(法人税等を法人税・住民税・事業税の合算税率で除す方法、および法人税等調整額を実効税率で除し税引前利益から控除する方法)が推定モデルとして優れていること等が明らかになった。さらに、課税所得推定モデルによって推定された課税所得の有用性を確認するために、非統計モデルを用いて計算したBTDを上記(2)の検証に適用し、この結果と、実際の申告所得を用いた場合の結果との比較を行った。その結果、どちらも同様の傾向を示しており、推定された課税所得が実際の申告所得の代替値として、この種の検証に対して用いることができることが明らかになった。本研究は、確定決算主義が採用されている日本において会計利益と課税所得の差(BTD)がいかなる情報を提供しうるのかを理論的に検討し、この差が持つ情報の有用性について実証研究を通じて明らかにするものである。本年度は、(1)日本におけるBTDの傾向とその決定要因および(2)BTDと利益の持続性との関連性についての研究を行った。(1)では、BTDを測定(推定)する方法として、(1)税効果会計により算出される法人税等調整額を用いる方法、(2)会計利益と実際の申告所得との差異を直接的に計算する方法、および(3)課税所得を納税額から推定した上で会計利益との差異を計算する方法をとりあげ、それぞれのBTDの年次動向などを詳細に分析することにより、日本企業のBTDが平均的に負であること、また3つの方法によって測定されるBTDが概して同じような傾向を示していること等を明らかにした。さらに日本企業で正のBTDが生じる理由および3つのBTD指標の間に乖離が生じる理由も検討した。最後に3つのBTDの決定要因について多変量分析を行い、BTDが単に制度的要因のみ生じるのではなく、ガバナンス要因やノイズ要因等によっても生じることを明らかにした。また(2)では上記(2)の方法を対象とし、調査年度の拡大や業種別分析の追加により先行研究を発展させた。その結果、BTDが利益等の持続性低下の指標として有用であること、業種別に若干傾向が異なること等が明らかになった。さらにノンパラメトリック手法である決定木モデルをこの問題に適用し、BTDの規模がどの程度大きくなった場合に持続性低下の危険信号となるのかを示す方法を提案した。来年度は、(2)についてより発展させていくとともに、2006年の申告所得

情報の公示制度廃止に伴い(2)の測定方法が利用できなくなるので,これまでの研究成果を基礎としてより良い課税所得推定モデルを構築していきたいと考えている。本研究は、確定決算主義が採用されている日本において会計利益と課税所得の差(BTD)がいかなる情報を提供しうるのかを理論的に検討し、この差が持つ有用性について実証研究を通じて明らかにするものである。研究前期である平成18年度は、(1)日本におけるBTDの傾向とその決定要因を明らかにし、(2)BTDと利益の持続性との関連性についての研究をおこなった。研究後期にあたる本年度は、昨年度に引き続きBTDと利益の持続性との関連性についてより精緻な検証を行った。その結果、日本でもBTDが利益等の持続性低下の指標として有用であることが確認された。また、2006年の申告所得情報の公示制度廃止に伴い、日本でも実際の申告所得を用いてBTDを測定することができなくなったため、他のデータを用いて、申告所得を推定する必要が生じた。そこで、従来用いられている推定モデルに加え、いくつかの課税所得推定モデルの構築を行い、推定モデルによって得られた推定値と実際の申告所得を比較することで、モデルの精度について検討を行った。その結果、統計モデルも非統計モデルも推定誤差は小さく、その差に大きな違いが見られないことから、実用面を考えると非統計モデル(法人税等を法人税・住民税・事業税の合算税率で除す方法、および法人税等調整額を実効税率で除し税引前利益から控除する方法)が推定モデルとして優れていること等が明らかになった。さらに、課税所得推定モデルによって推定された課税所得の有用性を確認するために、非統計モデルを用いて計算したBTDを上記(2)の検証に適用し、この結果と、実際の申告所得を用いた場合の結果との比較を行った。その結果、どちらも同様の傾向を示しており、推定された課税所得が実際の申告所得の代替値として、この種の検証に対して用いることができることが明らかになった。
導電性酸化物半導体を用いた新規ELシステムの開発

本研究では、次世代無機ELデバイス材料となる発光素子材料の探索を目的としている。昨年度までの研究で、逆スピネル構造を持つMgIn_2O_4に希土類イオンをドープすると強い電気化学発光を示すことを見出した。今年度は、このMgIn_2O_4のMgを一部Caと置換して、Mg_<1-x>Ca_xIn_2O_4固溶体を合成し、構造変化の電気化学発光へ与える影響を調べた。Ca濃度を変化させると、Mg_<1-x>Ca_xIn_2O_4のX線回折図形の反射のシフトが観測され、固溶体が形成されていることが明らかになった。希土類をドープしたMg_<1-x>Ca_xIn_2O_4は明るい電気化学発光を示し、Ca濃度25%時に、2倍以上電気化学発光効率が改善されることが明らかになった。電子導電性はCaの添加により、大きな減少は見られなかった。電気化学発光では、高エネルギーを持った電子が発光中心に衝突することにより発光中心の励起が行われるため、電子導電性は発光特性を得るためには重要な物性である。Mg_<1-x>Ca_xIn_2O_4では、電子導電パスを形成するインジウムのネットワークを切断することなく、母体の構造を変化させることが出来るため、発光効率が改善したものと思われる。また、本材料のさらに広い範囲での応用を目指して、電子線励起発光(CL)を測定した。CLもELと同様、電子により発光中心を励起するため、蛍光体材料に電子導電性が求められる。Er,EuをドープしたMgIn_2O_4のCLを測定したところ、母体に由来すると思われるブロードな発光の他に、希土類由来の明るいシャープな発光が観測された。以上のことより、本材料がCL発光を利用した表示デバイスであるフィールドエミッションディスプレイ用の蛍光体として応用可能であることが明かになった。本研究では、透明導電性材料として知られているMgIn_2O_4に、希土類イオンをドープすることで電界発光(EL)特性を付活し、新規EL材料を開拓すること及びその構造と発光効率との相関を明らかにすることを目的とした。発光の評価は、ELと類似の励起機構を持つ電気化学発光(ECL)により行った。ECLはペレット状の焼結体をそのまま用いて評価できるので、容易な上、組成や構造と発光特性の相関を調べるのに適した方法である。様々な希土類イオンをドープした試料MgIn_2O_4:REを合成し、ECL特性の評価を行った。MgIn_2O_4:RE電極はn型半導体特性を示し、アノード高電位分極下で、希土類イオンのシャープな発光が観測された。粉末X線構造解析より、希土類イオンはMgIn_2O_4構造の六配位位置を占めるIn^<3+>を置換する。合成法の比較から、希土類イオンの固溶の均一さがECL強度に影響を与えることが明らかとなった。MgIn_2O_4:REはフォトルミネッセンス(PL)をほとんど示さなかったが、希土類濃度の増大に伴ってPL強度が向上した。局所的歪みにより希土類イオンのf-f遷移の禁制が一部許容されたためと考えられる。しかし、ECL強度は、希土類濃度が2%の試料までは強度の向上が見られたが、4%の試料では低下した。PL強度は向上していることから濃度消光とは考えられない。そこで、試料電極の電気特性を評価するために電気伝導度の測定を行った。希土類濃度の増大に伴い、伝導率が急激に低下した。これは、MgIn_2O_4の優れた伝導性を担うIn^<3+>の電子の広がりにより形成される伝導経路を、希土類イオンが遮断するためと考えられる。希土類濃度の増大に対する伝導率及びECL強度の変化を比較すると、ECLの発光効率を保つにはある程度の伝導性が必要であると示唆される。本研究では、次世代無機ELデバイス材料となる発光素子材料の探索を目的とする。今年度は、このMgIn_2O_4の構造と発光特性の相関をより明らかにするための研究を行った。希土類イオン濃度を変化させると、MgIn_2O_4のX線回折図形の反射のシフトが観測され、MgIn_2O_4と希土類イオンは固溶体を形成していることが判る。X線および中性子回折図形のリートベルト解析により構造の最適化を行った。その結果、ドープした希土類イオンはMgIn_2O_4の16dサイトのインジウムイオン位置に置換されていることが明らかになった。希土類イオンのドープ濃度を変化させると、光励起による発光(PL)強度は濃度に比例して増加したのに対して、電気化学発光は約2%にピークを示した。PLの結果より、この希土類イオン増加による電気化学発光の減少は、濃度消光ではなく母体のMgIn_2O_4:REの物性変化に起因すると考えられる。母体の電子導電性は希土類の添加により大きく減少している。

MgIn_2O_4は8aサイトと16dサイトのインジウムイオンのネットワーク中を通過してきた電子が希土類イオンに衝突することにより発光すると考えられる。そのため、16dサイトのインジウムイオン濃度が過剰になると、電子導電性が低下して、希土類イオン励起効率が低下すると思われる。また、MgIn_2O_4のマグネシウムを一部カルシウムに置換すると、電気化学発光強度が大きく増加することも明らかになった。本研究では、次世代無機ELデバイス材料となる発光素子材料の探索を目的としている。昨年度までの研究で、逆スピネル構造を持つMgIn_2O_4に希土類イオンをドープすると強い電気化学発光を示すことを見出した。今年度は、このMgIn_2O_4のMgを一部Caと置換して、Mg_<1-x>Ca_xIn_2O_4固溶体を合成し、構造変化の電気化学発光へ与える影響を調べた。Ca濃度を変化させると、Mg_<1-x>Ca_xIn_2O_4のX線回折図形の反射のシフトが観測され、固溶体が形成されていることが明らかになった。希土類をドープしたMg_<1-x>Ca_xIn_2O_4は明るい電気化学発光を示し、Ca濃度25%時に、2倍以上電気化学発光効率が改善されることが明らかになった。電子導電性はCaの添加により、大きな減少は見られなかった。電気化学発光では、高エネルギーを持った電子が発光中心に衝突することにより発光中心の励起が行われるため、電子導電性は発光特性を得るためには重要な物性である。Mg_<1-x>Ca_xIn_2O_4では、電子導電パスを形成するインジウムのネットワークを切断することなく、母体の構造を変化させることが出来るため、発光効率が改善したものと思われる。また、本材料のさらに広い範囲での応用を目指して、電子線励起発光(CL)を測定した。CLもELと同様、電子により発光中心を励起するため、蛍光体材料に電子導電性が求められる。Er,EuをドープしたMgIn_2O_4のCLを測定したところ、母体に由来すると思われるブロードな発光の他に、希土類由来の明るいシャープな発光が観測された。以上のことより、本材料がCL発光を利用した表示デバイスであるフィールドエミッションディスプレイ用の蛍光体として応用可能であることが明かになった。
プラズマ中の散逸力オスの発生と拘束条件

プラズマ中には乱れた状態にある多くの不安定波動が存在する。この場合、波動は分散関係に従った振る舞いをするために他の媒質に比べてプラズマ中の不安定系のカオスヘの発展には厳しい制限がある。本研究は、プラズマ中の基本的な静電不安定性(イオンビーム・プラズマ不安定性とフルート不安定性)に起因する散逸カオスの発生を拘束条件との関係から明らかにすることを目的としている。1.ダブルプラズマ装置を用いて、イオンビーム・プラズマ不安定系における散逸カオスの発生と拘束条件について実験を行い、以下の成果を得た。(1)イオンビームのエネルギーを高くして(ビーム速度>>イオン音波速度)、イオンビーム・プラズマ不安定性が一次元から三次元に遷移するかどうかを、イオンネルギー分布関数の二次元的測定により確認した結果、一次元的であることが分かった。(2)散逸カオスヘのルートと拘束条件との関係を調べるため、メッシュグリッドのある場合に、テスト波を伝播させ、波形を測定した。その結果、メッシュグリッドがある場合には、テスト波の振幅が大きくなると振幅振動が観測された。このことは、メッシュグリッドが系の次元を低くさせ、粒子捕捉が起きていることを示唆している。(3)乱れたプラズマに拘束条件を課した場合のシュミレーションを行った結果、系が少数自由度のカオスに至ることが分かった。2.ECR磁化プラズマ中で観測されるフルート不安定性に起因する乱流状態に、プラズマの周囲を永久磁石籠で囲ったところ、系が乱流状態から周期的状態に遷移した。カオス解析を行ったところ、時系列は間欠的な振る舞いを示し、相関次元は非整数(フラクタル性)であった。この場合も、永久磁石籠が拘束条件を系に課したことことに対応していものと考えられる。以上、プラズマ中の基本的な不安定性について小数自由度の散逸カオスの発生と拘束条件との関係を実験及びシミュレーションにより調べた結果、カオスの発生には拘束条件が必要であることが明らかになった。この場合、波動は分散関係に従った振る舞いをするために他の媒質に比べてプラズマ中の不安定系のカオスへの発展には厳しい制限がある。本研究は、プラズマ中の基本的な静電不安定性について散逸カオスの発生と拘束条件との関係を実験及び数値解析により明らかにすることを目的としている。先ずダブルプラズマ装置を用いて、両プラズマ間に電圧を印加することによりターゲットプラズマ中にイオンビームを入射し、一次元のイオン・イオン不安定性を励起した。(1)ドライバープラズマの密度を上げ、イオンビームの密度を高くすることにより不安定性の成長率を大きくし、系が乱れた状態を実現した。この場合、不安定性はプローブで受信し、周波数スペクトル及び時系列データを周波数分析器及ディジタルオッシロスコープにより測定した。(2)次に、ターゲットプラズマ中にメッシュグリッドを挿入し、これに直流パイアス電圧を加えた結果、系が周期性を持つ条件を見出した。すなわち、不安定性に拘束条件を課すと系がカオス的振る舞いをすることが見出された。(3)メッシュグリッドを挿入した場合、イオンビームのエネルギー分布関数および不安定波動のパワースペクトルの軸方向および直角方向分布を測定し、系が変わらないことを確認した。(4)メシュグリッドを挿入した時の時系列データから、埋め込み法により相空間の軌道を求めた。また、系の相関次元が非整数のフラクタルであることから、系はカオス状態にあることが確認された。(5)乱れた系に境界条件を課すと系がカオス的振る舞いをすることが数値的に確かめられた。(6)テスト波の伝播により系を支配している非線形機構は粒子捕捉であることが見出された。今後は、カオスにおけるメッシュグリッドの役割を実験及びシミュレーションにより明らかにする必要がある。

以上、プラズマ中の基本的な不安定性について小数自由度の散逸カオスの発生と拘束条件との関係を実験及びシミュレーションにより調べた結果、カオスの発生には拘束条件が必要であることが明らかになった。
ステント再狭窄形成のバイオメカニクス

ステント再狭窄の原因は、ステントによる血管壁の障害および血管壁の壁面せん断応力による内膜新生が考えられる。これらの力学的因子が相互に関連する再狭窄形成のプロセスを明らかにした。臨床現場で使用されている冠状動脈と脳血管のステントを対象に、力学的解析を行った。その結果、再狭窄は、ステント拡張によってストラット付近での応力集中と低せん断応力領域形成と関連があることが見いだされた。臨床現場で使われる数値解析の手法として、ボクセル法に関しても検討を行った。冠状動脈の狭窄をステントにより拡大して、血流を改善する血管内治療が広く行われているが、半年以内に再狭窄が生じるので、再狭窄の回避が必須となっている。本研究では、再狭窄のバイオメカニカルなプロセスを明らかにすることにより、再狭窄を回避するステントの実現を目指す。再狭窄の原因として、ステント拡張時にステントによる血管壁の応力負荷による血管壁の障害および血管壁の壁面せん断応力が誘発する内膜新生が考えられる。本研究では、これらの力学的因子が相互に関係して再狭窄が生じると考え、両者の影響を統合的に捉えて再狭窄の力学的な原因を明らかにすることが目的である。再狭窄との関連を効果的に調べるために、臨床現場で使用されて臨床成績が明らかになっているステントに着目して、それらの形状や材料の性質を考慮して、血管内の応力分布と血流によるせん断応力の分布を定量的に評価し、ステントデザインと再狭窄との関連について検討を行った。解析の対象としたステントは、臨床現場で使用されている4種類のステントモデルを採用した。その結果、ステント拡張によってストラット付近では、応力集中と低せん断応力領域が見いだされた。再狭窄はステントストラット付近において低せん断応力による内膜増殖と損傷部における血小板の付着によって再狭窄の初期段階が生じ、数ヶ月して半径方向の応力による平滑筋細胞の増殖、収縮性リモデリングの影響によって後期の再狭窄が生じる可能性がある。これらの成果を基に、平成24年度では、病変血管における血流解析を臨床現場で活用出来るようにするため、格子状のメッシュを対象とするボクセル法の適用の妥当性を検討した。これらの結果、再狭窄と関連する因子は力学的な要因が支配的で、血管や血流のバイオメカニクスが臨床応用の際に重要となる事が明らかになった。まず有限要素法を用いて、血管内のステントの拡張を解析し、ステント拡張時の血管壁の変形と応力分布を調べた。次に数値流体力学を用いて、有限要素法で調べた血管形状の流れを解析し、壁面せん断応力の分布を調べた。これらの再狭窄と関連する因子はステントデザインによって大きく影響を受ける事から、再狭窄を軽減するステントデザインが考えられる。研究目的としては、再狭窄が内膜の過形成に原因があり、内膜の過形成のバイオメカニカルな要因との関連を明らかにする事であった。現在広く使用されている冠状動脈ステントが血管内にどのような力を与えて留置されるのかをin vitroリアリステイクモデルと計算機シミュレーションによって検証する。前者では、摘出された動物の冠状動脈を使用してステント拡張の実験を行い、血管壁の変形や歪みを測定し、計算機シミュレーションと連携して、応力集中と血管壁面での血流によるせん断応力分布を求め、再狭窄に関わるバイオメカニカルな要因を明らかにする事が出来た。

ただ、これらの結果は、再狭窄が生じた実際の臨床実績をもつステントに着目して得られたものだが、再狭窄と力学的パラメータとの因果関係をより明らかにするためには、さらなる検討が必要である。当初の23年度における研究計画に対する達成度という点では、かなりの部分まで達成できたと言える。今後は、力学的パラメータの再狭窄に対するメカニズムをさらに検証する事が必要である。23年度における知見を踏まえて、再狭窄を回避するステントデザインを検討して、血管壁面でのせん断応力低下と血管壁内の応力集中の回避を実現できるデザインパラメータを明らかにする。即ちこれまでに得られたステントのバイオメカニクスに基づいてステントデザインプロトタイプを決定し、それに基づいてステントを製作する。ステントデザインの形態データにより、直径2-4mmのニッケルチタン製パイプをレーザーによる微細加工により、ステントのストラットが形成される。高柔軟性ステントは、カテーテルに挿入する事が容易で、臨床応用の可能性が大きい。このようにして加工されたステントプロトタイプをin vitro実験により、血管内留置の状態を実験的に明らかにする。in vitro実験では、血管内留置により血管内面にかかる壁面せん断応力と血管壁内での応力分布をモデル血管と実際の血管によって評価する。計算結果と実験結果を総合的に評価して、再狭窄を誘起するバイオメカニカルな要因の妥当性を明らかにし、再狭窄を回避するステントデザインを確立する。24年度は、本研究の最後の年であるので、再狭窄に関する力学的要因の妥当性を検証する段階が中心となる。さらに最後の年であるので、研究のまとめに力点を置く。そのため、動脈血管壁の生物化学的分析、血管モデル流路の作成、流体力学的計測などの実験に関する経費が考えられる。旅費は、成果発表が中心で、謝金は、当該研究のための実験補助、データや資料整理である。その他での中心は論文投稿料、英文論文の校閲に対する費用となる。残額が出た理由と24年度の使用計画:23年度では、医療現場で使われているステントを購入する予定であったが、研究でお世話になっている医学部循環器教授のご好意により、形状データを頂いたため、不要になった。24年度では、研究の仕上げと論文投稿、国際会議での発表に使用する予定。
小児難治性てんかんの原因究明のための遺伝子解析技術を駆使した多角的研究

本邦のてんかんの有病率は約1.0%で、その70%は小児期に罹患する頻度の高い疾患である。小児難治性てんかんの中で、先天性脳形成障害を原因とするものは少なくない。本研究で対象とする大脳皮質形成異常(FCD)と片側巨脳症(HME)は大脳皮質の一部分に形成異常がみられる疾患で、当施設で管理している病理標本と凍結組織、同一患者血液からDNAを抽出し、次世代シークエンサーを用いてゲノムレベルでの原因遺伝子解析を行った。その結果、28症例を解析し、HME1例に病巣部の遺伝子異常を約15%の割合で病変部の体細胞変異を、FCD4例で胚細胞のヘテロ接合体異常を明らかにした。平成25年度の研究課題は、小児難治性てんかんの代表的疾患である大脳皮質形成異常(FCD)の病巣神経細胞DNAと同一患者血液由来DNAのCGHアレイ解析とエキソーム解析である。これに対して、研究計画にしたがって実験を行なった。当施設内倫理問題検討委員会の承認と患者及び患者家族のインフォームドコンセントのもと、50例のFCD症例の手術検体脳組織よりDNAを抽出した。はじめに、Cell sorterによる神経細胞由来DNAの定性、定量を検討した。その結果、回収効率は10%以下であり、組織全量からのDNAと定性的にわずかな違いしかないことから、当初予定していたCell sorterによる神経細胞由来DNAによらず、組織全量のDNAを用いることとした。本年度は、エキソーム解析を中心に展開し、そこで異常がみつかった際にはサンガー法による検証を加えた。また、患者血液DNAがある症例のみCGHアレイ解析を行なった。その結果、エキソーム解析から4例に遺伝子異常が確認された。また、CGHアレイ解析は17例を行い、有意な異常はみいだせなかった。今後、遺伝子異常がみつかった症例について、血液DNAでの検証を行ない、病因性を明らかにする。また、解析症例を増やすして検討する。平成26年度の研究は、前年度に引き続き、大脳皮質形成異常(FCD)および片側性巨脳症(HME)の病巣部神経細胞のゲノムDNAと同一患者の血液由来DNAによるエキソーム解析を進めた。50例の解析の結果、特定の遺伝子変異が約15%の変異アレル出現頻度で見つかった。この変異について、発現ベクターを構築し、HeLa細胞での解析を行った結果、gain-of-funtionであることがわかった。小児難治てんかんの多くは行動異常や知的障害を合併し、しばしば家庭生活や学校生活を困難にする。本研究で対象とする大脳皮質形成異常(FCD)と片側巨脳症(HME)は大脳皮質の一部分に形成異常がみられる疾患である。近年の遺伝子解析技術はゲノムレベルでの網羅的解析を可能にした。当施設は年間約100例のてんかん外科手術を有する国内有数の施設であり、臨床データのみならず病理標本や凍結組織を管理している。こうした環境を基に、外科的切除組織から神経細胞のDNAだけをcell sorting法により取り出し、CGH(Comparative genomic hybridization)アレイ法と次世代シークエンサーによるターゲットシークエンス解析を用いてFCDとHMEの原因遺伝子を解析した。研究参加の承諾を得た28症例を解析した結果、HME1例に病巣部の遺伝子異常を約15%の割合で見出し、病変部の体細胞変異を明らかにした。また、FCD4例で胚細胞のヘテロ接合体異常を明らかにした。さらに、その病原性について遺伝子異常発現ベクターを作成し、HeLa細胞への移植とマウス子宮内胎仔脳内移植により、Gain-of-functionによる機能障害が神経細胞の異常化をもたらすことを明らかにした。現在、in vivo研究のためのモデルマウス作成とそれを用いた原因遺伝子産物の機能回復による治療法の開発を展開している。前年度で明らかにした、cell sortingによらない遺伝子解析法を行った結果、比較的容易で早い遺伝子解析を行うことができた。さらに、pyrosequence技術を導入したことで、正確に変異アレル出現頻度を測定することができるようになった。発達病態学平成27年度は、遺伝子変異の発現ベクターを胎生マウス脳室内に導入し、FCDやHMEの再現をはかり、てんかん源性を明らかにするとともに、小児期に起こる難治性てんかんの発症機序を明らかにする。当初予定していた研究計画を概ね遂行できた。Cell sorterによる神経細胞由来DNAの回収は、想定していた以上に複雑な工程を必要とし、その間のDNA等の喪失が少なくないことが分かった。

このことは、実験開始より短期間に判明し、全量から得られたDNAと定性的に違いが極めて少なかったことと量的に十分な確保が出来たことから、実験方法を修正した。それにより、予定していた症例のエキソーム解析とGCHアレイ解析を終えることが出来た。50症例の検索から4例の遺伝子異常がみいだされたことは、検出率8%であり、想定した数字より少ないものであった。この原因に解析感度といった技術的な問題と対象組織の質的問題が影響している可能性がある。前者においては、解析方法を変えて再度エキソーム解析をおこない、後者においては、可能な症例において再度のDNA抽出を行なう必要がある。さらに、今後新たな症例の解析追加を行ない、現在みつかっている遺伝子異常の診断的意義について検討する。
超強磁場発生装置を用いた幾何学的フラストレート磁性体の磁気相探索

幾何学的フラストレート磁性体は、超強磁場環境で新奇な磁気現象を発現すると考えられており、興味が持たれている。しかし、超強磁場極限環境(100T以上)においてフラストレーションがもたらす物性の解明には、実験の困難さから未開拓の分野となっている。そこで、磁気光学的手法を用いることにより幾何学的フラストレート磁性体の超強磁場物性を調べた。平成23年度においては、電磁濃縮法を用いた600T級の磁気光学分光測定システムを構築し、ZnCr204において新奇な磁気相を観測した。この磁気相がクロムスピネル酸化物において普遍的に存在するのか調べるために、平成24年度では、CdCr204の飽和磁化近傍の振る舞いを調べた。この物質では、ファラデー回転測定によって過去に磁化曲線は得られていたが、飽和磁化近傍に明瞭な異常は観測されていなかった。今回、結晶構造を反映するd-d遷移と磁気構造を反映するエキシトン-マグノン遷移の光吸収強度変化に着目することによってZnCr_2O_4と同様に新奇な磁気相が存在することを明らかにした。また、ボソン描像で捉えることにより、この新奇な磁気相は磁気的な超流動相に対応すると推測した。飽和磁化近傍では磁気構造の対称性は良くなると考えられるので、アンブレラ型の磁気構造もしくはスピンネマティック相が実現する可能性を提案している。また、結晶格子と結晶の次元を変え、スピン_格子結合の寄与がある物質群において類似の磁気相が存在するのか調べるため、クロムイオンが三角格子を形成する反強磁性体CuCrO_2に着目し、試料合成及び超強磁場下磁気光学測定に取り組んだ。現在のところ、80Tと130T近傍で光吸収強度の異常を観測しているが、詳細な研究は今後の課題である。3次元フラストレート磁性体ZnCr_2O_4において観測された新奇な磁気相が類似物質のCdCr_2O_4においても観測することができた。この磁気相は、スピン-格子結合の強弱によらずクロムスピネル酸化物の系では普遍的に存在すると考えられる。また、結晶格子や次元を変えた時に強磁場磁気相がどのように変化するか調べるため三角格子反強磁性体CuCrO_2の合成と超強磁場下磁気光学測定を行った。詳細な研究は今後の課題である。クロムスピネル酸化物で観測された多彩な磁場誘起相は、スピン-格子結合に起因していると考えられている。そこで、結晶格子や次元を変えた時にこれらの磁場誘起相がどのように変化するのか明らかにしたい。具体的には、2次元三角格子やカゴメ格子を組む物質においてスピン-格子結合の寄与がある場合に、プラトー相を含む多彩な磁気相が現れるのか明らかにしたい。現在のところ三角格子反強磁性体CuCrO_2の合成と超強磁場下磁気光学測定を行い、80Tと130Tのところで光吸収強度に異常を観測している。この物質を含め詳細な研究が今後の課題である。幾何学的フラストレート磁性体は、超強磁場環境で新奇な磁気現象が発現すると考えられており、興味が持たれている。しかし、超強磁場極限環境(600T級)での物性測定は、実験の困難さから未開拓となっている。そこで、超強磁場下での物性測定技術の開発と幾何学的フラストレート磁性体への応用を進めた。平成23年度においては、ファラデー回転測定を様々な温度で行えるようにし、熱揺らぎによる効果を調べた。その結果、温度上昇により、共線的な磁気構造をした磁気相が安定化するのを観測した。これは、熱揺らぎが共線的な磁気構造を安定化させる働きをしているといえる。また、磁気光学分光測定により磁気相転移を明確に検出することが可能であるため、電磁濃縮法を用いた600T級の磁気光学分光測定システムを立ち上げた。そして、幾何学的フラストレート磁性体として典型的な物質であるZnCr_2O_4に対して12Kで550Tまでの光吸収スペクトルを得ることに成功した。その結果、強磁性相の低磁場側に従来のスピン-格子結合を考慮した理論では説明できない磁気相が存在することを明らかにした。そして、スピン系をボソン描像で捉えることにより、磁気構造を^4He等で観測されている量子相と比較した。両者には、対称性の破れ方に類似性があることから、ZnCr_2O_4において観測された新奇な磁気相は、アンブレラ構造をした"超流動相"に対応していると推定した。超強磁場極限環境での磁気光学分光測定は、磁化には顕著に現れない異常を検出できるため、有意な測定手法であるといえる。

この物質では、ファラデー回転測定によって過去に磁化曲線は得られていたが、飽和磁化近傍に明瞭な異常は観測されていなかった。今回、結晶構造を反映するd-d遷移と磁気構造を反映するエキシトン-マグノン遷移の光吸収強度変化に着目することによってZnCr_2O_4と同様に新奇な磁気相が存在することを明らかにした。また、ボソン描像で捉えることにより、この新奇な磁気相は磁気的な超流動相に対応すると推測した。飽和磁化近傍では磁気構造の対称性は良くなると考えられるので、アンブレラ型の磁気構造もしくはスピンネマティック相が実現する可能性を提案している。また、結晶格子と結晶の次元を変え、スピン_格子結合の寄与がある物質群において類似の磁気相が存在するのか調べるため、クロムイオンが三角格子を形成する反強磁性体CuCrO_2に着目し、試料合成及び超強磁場下磁気光学測定に取り組んだ。現在のところ、80Tと130T近傍で光吸収強度の異常を観測しているが、詳細な研究は今後の課題である。超強磁場下でのファラデー回転測定及び誘導法による磁化測定の技術開発を計画していたが、それ以外の測定手法として磁気光学吸収分光測定が磁気相転移の検出に適していることを見出し、600T級の超強磁場下で測定を行えるようにした。その応用として、ZnCr_2O_4の超強磁場下で観測された新奇な磁気相に関する知見を得ることに成功している。3次元フラストレート磁性体ZnCr_2O_4において観測された新奇な磁気相が類似物質のCdCr_2O_4においても観測することができた。この磁気相は、スピン-格子結合の強弱によらずクロムスピネル酸化物の系では普遍的に存在すると考えられる。また、結晶格子や次元を変えた時に強磁場磁気相がどのように変化するか調べるため三角格子反強磁性体CuCrO_2の合成と超強磁場下磁気光学測定を行った。詳細な研究は今後の課題である。今回、磁気光学吸収分光測定を試みて、磁気相転移の検出に適していることを見出した。特に、磁化曲線に明瞭に現れない磁気相転移に対しても明確に異常を捉えることができている。類似物質であるCdCr_2O_4において得られた磁化曲線は、従来のスピン-格子結合を考慮した理論で説明できると考えられている。しかし、磁化以外の測定が行われていないのが現状であり、磁気光学吸収分光測定により、ZnCr_2O_4と同様に強磁場下に従来の理論では説明できない新奇な磁気相が現れるか試みたいと思う。クロムスピネル酸化物で観測された多彩な磁場誘起相は、スピン-格子結合に起因していると考えられている。そこで、結晶格子や次元を変えた時にこれらの磁場誘起相がどのように変化するのか明らかにしたい。具体的には、2次元三角格子やカゴメ格子を組む物質においてスピン-格子結合の寄与がある場合に、プラトー相を含む多彩な磁気相が現れるのか明らかにしたい。現在のところ三角格子反強磁性体CuCrO_2の合成と超強磁場下磁気光学測定を行い、80Tと130Tのところで光吸収強度に異常を観測している。この物質を含め詳細な研究が今後の課題である。