hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
機能ナノクラスター単層膜の複合界面制御とその電子物性の解明

本課題では、機能ナノクラスター単位の創製研究として金属内包シリコンクラスターと希土類金属ー有機分子サンドイッチクラスターの物性評価、および芳香族分子を単層膜化した秩序化分子膜の電子物性、の2つに取り組んだ。機能ナノクラスター単位の創製では、本課題で開発したマグネトロンスパッタリング(MSP)法を用いて、16個のシリコン原子(Si)が5族の金属原子であるバナジウム、ニオブ、タンタルのいずれか1原子を内包した金属内包シリコンクラスターについて、超原子としての挙動を解明する研究を進めた。MSP法で合成した金属内包シリコン超原子の正イオンをフラーレン薄膜上にサイズ選択的に単層状にソフトランディングさせ、その電子状態をX線光電子分光法(XPS)で観測した。どの5族の金属原子の場合も、金属原子は+1価、シリコン原子は0価の単成分の電子状態であり、金属内包ケージ構造をもつことがわかった。この膜に酸素分子気体を曝露することによって、酸化してケージが崩壊する過程をXPSを用いて追跡したところ、ニオブの場合に最も反応性が高く、その要因はケージ外周への電子の染み出しであることを量子化学計算を併用して明らかにした。ユウロピウム希土類金属原子(Eu)の有機金属クラスターの創製では、単環有機配位子の電荷と環の大きさによる配位子制御によって、+2価のEuの発光波長を紫から赤まで変化させることを可能とした。前年度までに物性測定を展開したアントラセン分子を単層膜化した秩序化分子膜について、表面光電子分光と気相光電子分光との測定結果の比較を行い、有機薄膜内の電子伝導に伴うポーラロンの電子準位について、その分子数、および基板との相互作用を含めて定量的に解明した。この構造秩序性のアントラセン単層膜をナノクラスター固定に用いると、電子移動の点から超原子を単分散状態で安定化できる優位性をもつことを明らかにした。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本課題では、機能ナノクラスター単位の創製研究と光電子の高感度顕微計測手法の開発に取り組んだ。ナノクラスターの生成手法として、パルスマグネトロンスパッタリング(HiPIMS)法による気相合成法、およびシングルマイクロメートルまで微細化させたマイクロ混合器、を開発した。これらを用いて、ナノクラスター超原子の単離蒸着研究、ならびに、光電子顕微鏡によるナノクラスター単層膜の電子物性評価の高感度顕微計測を行った。HiPIMS法におけるナノクラスターの生成機構を速度論的解析を用いて評価した。その結果、高イオン濃度では、正イオンと負イオンの中和過程がナノクラスター生成に寄与することを明らかにした。また、HiPIMS法を用いて、16個のシリコン原子が1個のタンタル金属原子を球状に包み込む金属内包シリコンクラスター(Ta@Si16ナノクラスター)を超原子として気相合成することに成功した。このTa@Si16超原子をグラファイト基板上に蒸着し、化学的特性をX線光電子分光法(XPS)を用いて評価したところ、Si原子とTa原子のいずれも化学的環境が単一で、その両者の組成比は16:1であることがわかった。これは、Si原子16個がTa原子1個を中心原子として取り囲むように球状になっていることを示している。また、Ta@Si16超原子が、シリコン単体よりも酸化されにくく、400°C程度まで安定であることを明らかにした。さらに、電子物性評価の高感度顕微計測として、グラファイト上に形成されたフラーレンの島状構造をモデルとして、フェムト秒レーザーを光源とした2光子光電子放射顕微鏡を用いて局所電子励起ダイナミクスの計測を行った。励起電子の寿命はその島状構造の局所形態に依存することが示され、有機分子薄膜における局所励起電子の実空間イメージング、ならびにその時間発展を追跡することに成功した。機能ナノクラスター単位の創製研究、ならびに光電子の高感度顕微計測手法の開発のそれぞれについて、計画に沿って研究が進められた。ナノクラスターの生成手法として、パルスマグネトロンスパッタリング(HiPIMS)法による気相合成法、およびシングルマイクロメートルまで微細化させたマイクロ混合器、を開発できた。これらを用いて、ナノクラスター超原子の単離蒸着研究、ならびに、光電子顕微鏡によるナノクラスター単層膜の電子物性評価の高感度顕微計測を進めることができた。これらの研究の中からTa@Si16超原子の化学的特性をX線光電子分光法を用いて評価することを達成し、その超原子の優れた特性は今後の材料創成に期待が持てるものであり、この一連の研究は国際学術誌において高く評価された(J. Am. Chem. Soc.誌のSpotlightsでハイライト掲載)。また、新たに開発、導入したマイクロ混合器の性能評価から、新たなナノクラスター創製の道筋ができつつある。本課題では、機能ナノクラスター単位の創製研究として金属内包シリコンクラスターと遷移金属ー有機分子サンドイッチクラスターの電子物性評価、および表面光電子分光による有機分子薄膜内での電荷分離過程、の2つの課題に取り組んだ。また、前年度に開発した超微細マイクロ混合器を用いて、金属クラスターの選択的化学合成手法の構築を進めた。機能ナノクラスター単位の創製研究では、本課題で開発したパルスマグネトロンスパッタリング(HiPIMS)法を用いて、16個のシリコン原子が1個のタンタル金属原子を包み込む金属内包シリコンクラスター(Ta@Si16ナノクラスター)の超原子の研究を進めた。

HiPIMS法で気相合成したTa@Si16超原子をC60基板上に蒸着し、化学的特性をX線光電子分光法(XPS)を用いて評価した。蒸着によってTa@Si16超原子が、C60と1:1錯体を形成し、高い熱的安定性と耐酸化反応性を有することがわかった。また、マンガン金属原子(Mn)とベンゼン分子(Bz)の有機金属クラスターの創製では、MnとBzとが交互に積層した屈曲サンドイッチ構造体を形成し、さらに量子化学計算によってMn-Bzが18量体でリング構造を形成して、強磁性相互作用による電子スピン配列を示すことを明らかにした。表面光電子分光を用いてC60分子薄膜をモデルとして、光励起後の電荷分離過程を観測した。光励起された電子が最低非占有準位に収容され、C60分子間を伝導しながら基板に緩和する過程について、時間分解計測によってその速度定数を決定した。マイクロ混合器による金属ナノクラスターの精密化学合成では、流路幅を5ミクロンまで超微細化したことで均一な金属イオン還元反応が実現できる。金ナノクラスター合成をモデルとして、このマイクロ混合器による速度論的制御を評価したところ、最小サイズの金ナノクラスターを選択的に生成できた。機能ナノクラスター単位の創製研究、ならびに光電子の高感度顕微計測手法の開発のそれぞれについて、研究計画に沿って研究が進んだ。Ta@Si16超原子、有機金属ナノクラスターの創製とその電子物性の解明は、国際学術誌において高く評価された。また、表面光電子分光による有機薄膜の電子物性研究、ならびに超微細マイクロ混合器を用いた金属ナノクラスターの液相合成では、それぞれ新しい表面物理や物質創製を可能としている。本課題では、機能ナノクラスター単位の創製として金属内包シリコンクラスターと希土類金属ー有機分子サンドイッチクラスターの物性評価、および芳香族分子を単層膜化した秩序化分子膜の表面光電子分光、の2つの課題に取り組んだ。機能ナノクラスター単位の創製では、本課題で開発したパルスマグネトロンスパッタリング(HiPIMS)法を用いて、16個のシリコン原子(Si)が1個のタンタル金属原子(Ta)もしくはチタン(Ti)を包み込む金属内包シリコンクラスター(Ta@Si16とTi@Si16)の超原子の研究を進めた。HiPIMS法で合成した金属内包シリコン超原子を直接液体中に捕捉する手法の構築を行い、得られた液体を溶媒の極性の違いを少しずつ変えた3段階の化学単離を経て、Ta@Si16およびTi@Si16超原子の粉末を得た。得られた超原子について、質量スペクトル、ラマンスペクトル、シリコン29の核磁気共鳴スペクトル、X線光電子スペクトルを測定し、金属内包シリコンケージ構造を確定した。また、ユウロピウム希土類金属原子(Eu)の有機金属クラスターの創製では、単環9員環のシクロノナテトラエンを配位子にすることによって、Eu単核のサンドイッチクラスターを合成した。軌道相互作用を量子化学計算から考察して、青緑色の発光を示すはじめての+2価のEu化合物としての物性を解明した。芳香族分子を単層膜化した秩序化分子膜を、金基板上の自己組織化膜として形成させ、その構造と電子状態を、走査トンネル顕微鏡、反射赤外分光、表面光電子分光で明らかにした。芳香族分子にアントラセン分子を用いたところ、ヘリングボーン構造のアントラセンの単層膜を室温で形成できた。
ゼロエミッション化へ向けた有機性廃棄物からのバクテリアセルロースの合成

本研究では、有機性廃棄物の利用と環境保全上重要である森林資源の保全を絡め、微生物を利用して廃棄物からセルロース合成を行うことを試みる。バクテリアセルロースの生合成に関しては、酵素あるいは遺伝子レベルの詳細な研究が酢酸菌を中心にしてすでに行われているが、本研究では蛋白質系あるいはその他の有機物質を基質とした時のセルロース合成の特性を検討した。同時に、有機性廃棄物を基質とする微生物によるセルロース合成の有効性を推定しその評価を行なうために、紙資源リサイクルにおけるマスフローを解析した。その結果、紙の流通経路においては、古紙の利用率は段ボールなどを含む板紙では約85%にも達し現状においても上限に近いのに対し、印刷・情報用紙等を含む紙への利用率は約25%であり、今後は後者の紙への利用を目的とした古紙の質の上級化が有効であると考えられた。微生物によるセルロース合成ではGluconasetobacter xylinusを用いてセルロース合成能を調べた。本菌は窒素系の成分を高濃度に含有する培地であっても、高いセルロース合成を示した。さらに、大豆ペプトン、窒素成分や塩類を豊富に含む肉エキス培地においても、高いセルロース合成能を示すことが明らかとなった。従来、工業製品化を目的としたバクテリアセルロースの合成では、セルロース生合成の直接の素材である糖質系物質を含む培地を用いて合成条件の最適化が検討されてきた。しかし、蛋白質系の素材を原材料とし、しかも高濃度に含有する条件下であっても、本菌によるセルロース合成は促進された。このようにして作られたバクテリアセルロースは、劣化の進んだ古紙に混合することにより、その質の向上に寄与することが期待される。
社会的認知における潜在記憶の役割

本研究の目的は、「処理の流暢性の誤帰属」というプロセスが、様々な認知的/社会的判断に関与しているという仮説を検証することであり、またそれを通して、潜在記憶が社会的認知に果たす役割を探求することである。これに関連して本年度行った実験は、昨年度から継続して行ってきたものである。これは、異なる背景のもとで発展してきた3つの現象(有名性効果、単純接触効果、対人認知の文脈効果)を、同一刺激や同一手続きを用いた実験で検証するというものであり、これにより、表面的には異なって見える現象が、「処理の流暢性の誤帰属」という共通のプロセスのもとに成り立っていることを確認する。実験では、人物の顔写真を刺激として用い、実験参加者が、その写真に予め接触する回数を変化させることで、刺激に対する処理の流暢性を操作した。そしてその後、実験参加者には、その人物の有名性、好意度、知性のいずれかの評定を行わせ、刺激の事前接触がこれらの評定値にどう影響するかを調べた。もし、「処理の流暢性」が誤帰属過程を通して、こうした判断に関与しているのなら、写真刺激への接触回数が多いほど(すなわち、処理の流暢性が高いほど)、評定値が高くなると予測できる。結果は仮説を支持するものであり、すべての評定において同じ結果が得られた。ただし、効果量は有名性の評定でもっとも高く、次いで好意度、知性という順であった。また、評定に要した時間(反応時間)と評定値との関係は評定の種類によって異なっており、本実験の結果が、「処理の流暢性の誤帰属」というプロセスだけでは完全に説明できないことも示唆された。ここまでの結果は、2005年1月にアメリカで行われたSociety for Personality and Social Psychologyの第6回大会で発表を行った。さらにその後、追加実験を実施または計画しており、現在、研究論文の投稿に向け、準備中である。本研究は、認知的・社会的判断に「処理の流暢性の誤帰属」というプロセスが関わっているという仮説を通して、社会的認知における「意識」の役割を検討するものである。「処理の流暢性の誤帰属」という仮説は、従来、単純接触効果、対人認知の文脈効果、有名性効果といった領域において検討されることが多かったことから、本年度は当初、そうした実験を通して、仮説の再検証とそのプロセスの詳細を検討する予定であった。しかし、文献を精査する中で、その前段階として、「処理の流暢性の誤帰属」仮説が、より幅広い領域の問題に有効であることを示す必要性を感じた。そこで、本年度はまず「幼児期の記憶と幸福度の判断」という、これまでにほとんど検討されていないより現実的な判断課題を用いて、仮説の一般化可能性を検討する実験を行った。実験では、大学生50名に対し、半数の者には自分が510歳の時の出来事を4個、残りの半数の者には12個を想起させた。その結果、「処理の流暢性の誤帰属」仮説を支持する方向の結果が見られた。すなわち、実際には幼児期の出来事を数多く思い出している参加者の方が、少ししか思い出していない参加者より、幼児期のことを覚えていないという一見逆説的な判断をし、また、幼児期は幸せな時期ではなかったという回答をした。これは、幼児期の出来事を想起する際に経験した「主観的困難さ(処理の非流暢性)」が、記憶の乏しさや不幸さに誤帰属されたことによると考えられる。こうした結果が、自身の内面的変化に目を向けやすい「私的自己意識」の高い参加者に顕著であったこともその傍証である(日本社会心理学会第43回大会にて研究発表)。このように、「処理の流暢性の誤帰属」という仮説が、幅広い認知的・社会的判断の説明に有効であることが示されたことから、今後は当初の計画通りプロセスの検討に移行する予定であり、現在、実験の準備中である。本研究は、様々な認知的/社会的判断に「処理の流暢性の誤帰属」というプロセスが関与しているという仮説を通して、社会的認知における「意識」の役割を検討するものである。この仮説の検証のため、本年度は二つの実験を行った。一つ目は、昨年度に実施した実験を拡張するもので、「幼児期の記憶と幸福度の判断」における処理の流暢性の役割を検証した。手続きは昨年度のものとほぼ同じであるが、実験参加者に想起させる幼児期の出来事をポジティブ、もしくなネガティブなものに限定するという操作を付け加えた。その結果、処理の流暢性という主観的経験は、処理内容の感情価と相互作用するかたちで誤帰属を生じさせ、それが最終的な記憶判断や幸福度判断に影響していることが示唆された。この結果は第44回日本社会心理学会(於:東洋大学)で発表した。二つ目の実験は、「処理の流暢性の誤帰属」という同じ仮説によって説明が試みられつつも、異なる研究背景のもとに発展してきた3つの現象(単純接触効果、対人認知の文脈効果、有名性効果)を、同一条件のもとで検証するというものである。これにより、表面的には異なる現象が、同一プロセスによって導き出されているかを確認できる。今回の実験では、3つの現象のいずれにも適用可能な判断刺激として人物の写真を用い、実験参加者には、3つの現象に対応する判断として、好意度、特性、知名度のいずれかの判断をさせた。判断に先立ち、写真刺激の一部は一度または繰り返し提示されており、それによって処理の流暢性が操作されている。

こうした操作がが3つの判断課題に与える影響を検証することが主たる目的であるが、判断プロセスをより詳細に調べるため、昨年度来、注目している個人差変数や、既知刺激に対する記憶との関わりも検討している。こちらの実験については、現在、予備調査を終え、本実験の2/3が終了したところであり、来年度も継続する予定である。本研究の目的は、「処理の流暢性の誤帰属」というプロセスが、様々な認知的/社会的判断に関与しているという仮説を検証することであり、またそれを通して、潜在記憶が社会的認知に果たす役割を探求することである。これに関連して本年度行った実験は、昨年度から継続して行ってきたものである。これは、異なる背景のもとで発展してきた3つの現象(有名性効果、単純接触効果、対人認知の文脈効果)を、同一刺激や同一手続きを用いた実験で検証するというものであり、これにより、表面的には異なって見える現象が、「処理の流暢性の誤帰属」という共通のプロセスのもとに成り立っていることを確認する。実験では、人物の顔写真を刺激として用い、実験参加者が、その写真に予め接触する回数を変化させることで、刺激に対する処理の流暢性を操作した。そしてその後、実験参加者には、その人物の有名性、好意度、知性のいずれかの評定を行わせ、刺激の事前接触がこれらの評定値にどう影響するかを調べた。もし、「処理の流暢性」が誤帰属過程を通して、こうした判断に関与しているのなら、写真刺激への接触回数が多いほど(すなわち、処理の流暢性が高いほど)、評定値が高くなると予測できる。結果は仮説を支持するものであり、すべての評定において同じ結果が得られた。ただし、効果量は有名性の評定でもっとも高く、次いで好意度、知性という順であった。また、評定に要した時間(反応時間)と評定値との関係は評定の種類によって異なっており、本実験の結果が、「処理の流暢性の誤帰属」というプロセスだけでは完全に説明できないことも示唆された。ここまでの結果は、2005年1月にアメリカで行われたSociety for Personality and Social Psychologyの第6回大会で発表を行った。さらにその後、追加実験を実施または計画しており、現在、研究論文の投稿に向け、準備中である。
日本近世期における礼楽研究―朱子学派と徂徠学派の楽律研究を中心として―

本研究では、日本近世期における礼楽研究、とりわけ朱子学派と徂徠学派の楽律研究について、検討を行なった。徂徠学派の楽律書としては、荻生徂徠『楽律考』がよく知られているが、本研究では太宰春台『律呂通考』に着目し、同書が『楽律考』の入門書としての役割を担っていたことを解明した。また、朱子学派では、同学派の中でも最も体系的に楽および楽律研究を行なった蟹養斎について検討した。その結果、養斎が『律呂新書』等の文献を読むだけではなく、日本の宮廷音楽や俗楽についても研究を行なっていたことを明らかにした。本年度は本研究の主たる分析対象である太宰春台『律呂通考』および蟹養斎の楽および楽律関連の文献を収集し、内容の分析を行なった。太宰春台『律呂通考』については、東京芸術大学附属図書館・東京大学駒場図書館・筑波大学附属図書館・名古屋市鶴舞中央図書館・西尾市岩瀬文庫・関西大学図書館・龍谷大学図書館・島根県立図書館・九州大学附属図書館などにおいて資料調査を実施した。同書は写本のため、各写本間において若干の文字の異同が認められるが、内容分析に支障が生じるような程度ではない。ただし、底本の選定については、未見の版本が数点あるため、それらの収集を待って判断したい。内容については、基本的に師である荻生徂徠の『楽律考』の内容と大きく相違することがないことが確認できた。蟹養斎については、中村惕斎に端を発する朱子学派の楽律研究を継承しつつ、より一般的な楽学を確立すべく、様々な著作をあらわしていたことが明らかになった。惕斎においては、楽の研究は楽律学という極めて専門的なものであったが、養斎に至ると楽学の振興を目指すべう、楽学の重要性が主張されることとなった。このような背景には、礼の実践にも積極的であった養斎が、学問としての楽だけではなく、実践することも可能な楽を求めた結果であるといえる。以上のように、本年度は太宰春台『律呂通考』の内容分析を行なうとともに、蟹養斎の楽研究の様相とその特徴の解明を行うべく研究を実施した。本年度に収集を予定していた資料のうち、太宰春台『律呂通考』についてはほとんどの版本を収集することができたが、一部の版本については所蔵先の事情(改修工事等)により収集できなかったため、次年度も継続して収集していきたい。また、蟹養斎に関する資料については、予定していた資料をすべて収集することができた。収集した資料の内容分析についても、おおむね順調に行なうことができた。太宰春台『律呂通考』については、収集した版本間で大きな相違がなかったため、比較的早い段階で内容分析を行なうことができた。しかし、内容自体は独創的な部分が少なく、この資料だけでは太宰春台の楽研究に見られる特徴を明らかにすることができないため、今後は関連する資料と比較・検討することにより、内容の充実を図りたいと思う。また、蟹養斎については、当初想定していた通り、楽の実践的な研究を行なっていることが確認できた。本年度に得られた成果については、2016年12月に中国人民大学において開催された「国際儒学フォーラム2016」において「日本近世礼楽研究ー以楽的実践為中心」という論題で報告した。以上のことから、今年度の研究はおおむね順調に進展したといえる。本年度は、前年度までに収集した太宰春台『律呂通考』の内容分析を行ない、荻生徂徠『楽律考』との関係性について検討するとともに、朱子学派において礼楽および楽律研究についてまとまった著作を残した蟹養斎に着目し、養斎を中心として徂徠・春台との比較を行なった。太宰春台『律呂通考』は、楽律学に関する基礎的な知識(「五音定数」「十二律」「隔八相生」「十二律相生算法」「五声六律十二管還相為宮」)の紹介を行なったうえで、徂徠の楽律論の簡単な解説(「日本十二調」「人声十二等」「古譜」)が行なわれていることから、同書は徂徠の『楽律考』の入門書としての役割を担っていたのではないかと考えられる。蟹養斎については、これまでに入手していた資料に加え、新たに名古屋市蓬左文庫へ赴き入手した資料を使用することにより、蟹養斎の礼楽および楽律研究に関する体系的な検討を行なった。その結果、養斎は二学四座の「久学」において『儀礼経伝通解』や『律呂新書』を通して楽を学ぶとともに、日本に伝わる唐楽(雅楽)にも親しむべきだと述べており、実際に『日本楽説』や『猿瞽問答』「猿楽論」などを著わし、日本の雅俗双方の楽を分析していたこと、そして、礼楽の普及を通して、修己にのみ心を尽くす当時の儒者たちに、治人の重要性を認識させようとしていたことが判明した。日本の宮廷音楽(雅楽)については、徂徠学派が積極的に評価していたのに対して、朱子学派は当初「隋唐燕楽」として雅楽ではないとの見解を示していたが、養斎は「雅楽」も少しは伝来しているとの見解を示しており、徂徠学派と同様、日本の宮廷音楽を積極的に活用しようとしていた点において共通性が見出せる。

このように、日本の宮廷音楽を儒者が理想とする「雅楽」として利用しようとしたからこそ、日本の宮廷音楽の儒教化・雅楽化が生じたのであろう。本研究では、日本近世期における礼楽研究、とりわけ朱子学派と徂徠学派の楽律研究について、検討を行なった。徂徠学派の楽律書としては、荻生徂徠『楽律考』がよく知られているが、本研究では太宰春台『律呂通考』に着目し、同書が『楽律考』の入門書としての役割を担っていたことを解明した。また、朱子学派では、同学派の中でも最も体系的に楽および楽律研究を行なった蟹養斎について検討した。その結果、養斎が『律呂新書』等の文献を読むだけではなく、日本の宮廷音楽や俗楽についても研究を行なっていたことを明らかにした。次年度は、今年度に収集することができなかった太宰春台『律呂通考』の収集を行うとともに、同書の底本を選定する。また、春台『律呂通考』の特徴とその意義を明らかにするため、春台の書簡(「答田安公問」など)や、『楽律考』に対する各種注釈(荻生北渓・山県大弐・蒔田雁門など)との比較・検討を行なう。蟹養斎については、楽律学から楽学への変化の理由を探るため、徂徠学派からの影響の有無について検討する。これにより、日本近世期における楽および楽律研究の中に見られる相互関係を明らかにしたい。また、本研究課題は次年度が最終年度となるため、学会での口頭発表ならびに学術誌への論文投稿を行ない、成果を報告する。29年度が最終年度であるため、記入しない。日本思想史29年度が最終年度であるため、記入しない。
難治性神経変性疾患の細胞移植療法における統合創薬からの展開

パーキンソン病(PD)、アルツハイマー病(AD)などの難治性神経変性疾患は、著しい神経細胞の脱落が生じ、原発部位に特有の神経症状を呈する。これらの神経変性メカニズムの全容は未だ明らかにされておらず、有効な治療戦略もないのが現状である。近年、治療薬が開発されているが、これらの薬物は基本的には対症療法にしか過ぎない。理想的な根治治療法は、障害を受け死に行く神経細胞を保護し、生き残った神経細胞を修復・再生させること、さらに神経細胞を補充・移植再生し神経ネットワークを再構築することである。17年度実施した研究は、パーキンソン病モデルとして6-hydroxydopamine(6-OHDA)投与ラットモデルにマウス胚性幹(ES)細胞から分化誘導した神経様細胞を部位別移植し、行動薬理学的および免疫組織学的解析を行った。その結果、ES細胞をそのまま移植するより分化誘導した後に移植した方がより行動改善が認められたこと、また複数の部位に移植した方がより行動改善が認められることが明らかとなった。さらに、ミクログリアの機能と神経障害との関連性に注目し、in vivo脳におけるミクログリアの神経障害に対するより直接的な役割を検討するため、神経変性疾患モデルラット脳へのミクログリア移植を行った。その結果、脳梗塞モデルラットの脳室内に同じ系統のラット胎児から調製したミクログリアを移植すると虚血性神経細胞死の抑制および運動機能障害の改善することが明らかとなった。このミクログリアの神経保護作用にはグリア細胞由来と考えられる神経栄養因子が関与していることが示唆された。このように、難治性神経変性疾患における、細胞移植療法の有用性が推定された。
日本産陸上哺乳類における微量元素汚染の影響および動態解明

1.試料収集状況本年度は,ツキノワグマ,ホンドギツネ,ニホンザル,ニホンイタチ,チョウセンイタチを採取した.また,現冬期にテン,アライグマ,ニホンジカも別途保存した.本研究全体の成果として計10種(ホンドダヌキ,ニホンイノシシを加え)の野生哺乳類試料が採取できた.2.化学分析3.ニホンイノシシ肝臓,腎臓,筋肉の微量元素蓄積分析した62元素中,肝臓で45,腎臓で33元素が検出限界以下であった.肝臓はAl,V,Zn,Y,Mo,La,Ce,Pr,Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Hoが,腎臓はNi,Se,Sr,Nb,Cd,Cs,Tb,Uが高値であった.これまで報告された種(件数は少なく海生種に偏る)と比較すると,Ti,Rb,Csが高く,Zrが低かった.この特徴は,食性(植物や菌類および同時に摂取される土壌)の関与が推察された.4.日本産陸上哺乳類における微量元素汚染の,これまで得られた状況本研究と同時に行った沿道環境,甲殻類および野生鳥類の結果も併せると,現在も日本には産業由来の微量元素汚染が存在することが明らかとなった.本研究は,ニホンザルおよびニホンイノシシの蓄積状況を明らかにした.その結果,陸上哺乳類の元素蓄積にも種特異性があることが推察され,今後は,進行する汚染がどの種に鋭敏に顕在化するか,更なる研究の必要性が示された.1.ニホンザルの微量元素蓄積山梨県のニホンザルから、脳、肝臓、腎臓、脾臓、肺、精巣、心臓、筋肉、毛、尻ダコなどの組織を供試した。東京農工大学で、マクロウエーブ加熱分解法を耐圧フッ素樹脂容器の作成と併せ検討し、出力などの処理条件を確立した。微量元素は、重金属類を含むAg,Al,As,Ba,Be,Bi,Ca,Cd,Co,Cr,Cu,Cs,Fe,Ga,Hg,In,K,Li,Mg,Mn,Na,Ni,Pb,Rb,Se,Sr,Tl,V,Zn,Th,Uを選択し、山梨県環境科学研究所の誘導結合プラスマ質量分析(ICP-MS)により測定した。(1)体内分布:肝臓が、最も多くの元素において高濃度であった。しかし、各組織は特有の蓄積を示し、脳や腎臓、肺は数種の元素が高かった。また、硬組織である毛はアルカリ土類金属などを極めて高濃度で蓄積し、かつ軟組織とは異ったパターンが認められた。(2)雌雄差:オスは毛にCuを高濃度で蓄積していたが、軟組織ではSe,Rb,Sb,Pbといった元素がメスで高かった。この雌雄差は、メスの生理現象が関与している可能性も考えられ、詳細な解析の必要性が示唆した。(3)成長に伴う変動: Cdは様々な組織で加齢に伴う濃度上昇が確認され、この元素の潜在的危険性が日本の大型陸上哺乳類においても示唆されていた。また、肺においてVおよびBaの年齢蓄積が確認され、化石燃料や自動車走行の伴う大気汚染の関与が推察された。2.試料収集および新たな分析対象元素の検討1.試料収集状況本年度は,ツキノワグマ,ホンドギツネ,ニホンザル,ニホンイタチ,チョウセンイタチを採取した.また,現冬期にテン,アライグマ,ニホンジカも別途保存した.本研究全体の成果として計10種(ホンドダヌキ,ニホンイノシシを加え)の野生哺乳類試料が採取できた.2.化学分析3.ニホンイノシシ肝臓,腎臓,筋肉の微量元素蓄積分析した62元素中,肝臓で45,腎臓で33元素が検出限界以下であった.肝臓はAl,V,Zn,Y,Mo,La,Ce,Pr,Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Hoが,腎臓はNi,Se,Sr,Nb,Cd,Cs,Tb,Uが高値であった.これまで報告された種(件数は少なく海生種に偏る)と比較すると,Ti,Rb,Csが高く,Zrが低かった.この特徴は,食性(植物や菌類および同時に摂取される土壌)の関与が推察された.4.日本産陸上哺乳類における微量元素汚染の,これまで得られた状況本研究と同時に行った沿道環境,甲殻類および野生鳥類の結果も併せると,現在も日本には産業由来の微量元素汚染が存在することが明らかとなった.本研究は,ニホンザルおよびニホンイノシシの蓄積状況を明らかにした.その結果,陸上哺乳類の元素蓄積にも種特異性があることが推察され,今後は,進行する汚染がどの種に鋭敏に顕在化するか,更なる研究の必要性が示された.
小児期のリポ蛋白異常と将来の動脈硬化性心疾患発症に関する研究(HDL機能とHDL機能関連遺伝子変異及び多型性からの検討)

私達は高比重リポ蛋白(HDL)の抗動脈硬化作用として血液中でのコレステロールエステル(CE)産生調節作用を提唱している。小児に於ては血中HDLレベルはCE産生能と逆相関し、CE産生能は更に低比重リポ蛋白(LDL)粒子サイズと逆相関していた。本年度の研究では低HDL血症患児と虚血性心疾患(CHD)を伴う低HDL血症成人患者のHDL機能及び他の脂質・アポ蛋白レベルを比較し、小児のHDL血症のCHD危険度を総合的に検討した。更に、成人に於ける血中HDLレベルの調節因子であるCE転送蛋白(CETP)の遺伝子異常の頻度及びHDLとの関連を平成9年度に引き続き検討した。その結果、低HDL、血症患児のHDL機能(粒子サイズやCE産生能)は成人のCHDを伴う低HDL血症患者と殆ど差が認められなかった。しかし、CE産生量は成人に比べ小児患児で明らかに亢進していた。この事はCE産生を司るLCAT(lecithin:cholesterol acyltransferase)の基質となるアポB含有リポ蛋白に小児と成人で違いがある事を意味している。CHDの危険因子である低HDL血症を持つ小児ではアポB含有リポ蛋白の変化を防止する事で将来のCHD発症を回避できる可能性が示唆された。CETP遺伝子異常は、最近の報告によればCHDの促進因子とされている。本研究では小児に於ける、CETP遺伝子異常の頻度を調べると共に、HDLとの関連についても検討した。いくつかの遺伝子異常が既にわが国で報告されているが、イントロン14スプライスドナー部位の変異(Intl4A)とエクソン15のミスセンス変異(D442G)の頻度が高く遺伝子異常の90%以上を占めている。そこで、この2つの遺伝子異常について検討した。此れ迄にInt14Aはまだ発見できていないが、D442G変異の頻度は高く、ヘテロ接合体ではあるが7.2%の対象児に認められた。成人と異り、ヘテロ接合体ではHDLレベルは正常児と同程度で高値を示す児は一人も発見できなかった。少なくとも、小児に於てはCETPはHDLの調節因子とは考えられなかった。小児では血中HDLレベルはCE産生能と逆相関し、CE産生能は更に低比重リポ蛋白(LDL)粒子径と逆相関していた。本年度の研究では虚血性心疾患患者(CHD)を対象に同様の検討を行った。更に、成人に於ける血中HSL濃度の調節因子であるCE転送蛋白(CEIP)の遺伝子異常の頻度及びHDLとの関連を検討した。その結果、CE産生能はCHD患者でも小児と同様HDL濃度、HD粒子径、LDL粒子径と逆相関を示した。これらの知見はCE産生能を測定することで、小児のみならず、CHD患者でもHDL粒子サイズ、LDL粒子サイズが予測可能である事を示している。今後、各種小児疾患に於ける、CE産生能を測定することで、将来のCHD発症危険度を検討していく予定である。CEIP

遺伝子異常は、最近の報告によればCHDの促進因子とされている。しかし、その動脈硬化促進機序についてはまだ解明されていない。本研究では小児に於ける、CEIP遺伝子異常の頻度を調べると共に、HDLとの関連についても検討した。此迄に、いくつかの遺伝子異常が既にわか国で報告されているが、イントロン14スプライスドナー部位の変異(Int14A)とエクソン15のミスセンス変異(D442G)の頻度が高く遺伝子異常の90%以上を占めている。そこで、この2つの遺伝子異常について検討した。210名の小児て検討したが、Int14Aはまだ発見できていないが、D442G変異の頻度は高く、ヘテロ接合体ではあるが7%の対象児に認められた。成人と異り、ヘテロ接合体ではHDLレベルは正常児と同程度で高値を示す児は一人も発見できなかった。今後対象児を増やし、HDLとの関連を検討していく予定である。私達は高比重リポ蛋白(HDL)の抗動脈硬化作用として血液中でのコレステロールエステル(CE)産生調節作用を提唱している。小児に於ては血中HDLレベルはCE産生能と逆相関し、CE産生能は更に低比重リポ蛋白(LDL)粒子サイズと逆相関していた。本年度の研究では低HDL血症患児と虚血性心疾患(CHD)を伴う低HDL血症成人患者のHDL機能及び他の脂質・アポ蛋白レベルを比較し、小児の低HDL血症のCHD危険度を総合的に検討した。更に、成人に於ける血中HDLレベルの調節因子であるCE転送蛋白(CETP)の遺伝子異常の頻度及びHDLとの関連を平成9年度に引き続き検討した。その結果、低HDL血症患児のHDL機能(粒子サイズやCE産生能)は成人のCHDを伴う低HDL血症患者と殆ど差が認められなかった。しかし、CE産生量は成人に比べ小児患児で明らかに冗進していた。この事はCE産生を司るLCAT(lecithin:cholesterol acyltransferase)の基質となるアポB含有リポ蛋白に小児と成人で違いがある事を意味している。CHDの危険因子である低HDL血症を持つ小児ではアポB含有リポ蛋白の変化を防止する事で将来のCHD発症を回避できる可能性が示唆された。CETP遺伝子異常は、最近の報告によればCHDの促進因子とされている。本研究では小児に於ける、CETP遺伝子異常の頻度を調べると共に、HDLとの関連についても検討した。いくつかの遺伝子異常が既にわが国で報告されているが、イントロン14スプライスドナー部位の変異(Int14A)とエクソン15のミスセンス変異(D442G)の頻度が高く遺伝子異常の90%以上を占めている。此れ迄にInt14Aはまだ発見できていないが、D442G変異の頻度は高く、ヘテロ接合体ではあるが7.2%の対象児に認められた。成人と異り、ヘテロ接合抹ではHDLレベルは正常児と同程度で高値を示す児は一人も発見できなかった。少なくとも、小児に於てはCETPはHDLの調節因子とは考えられなかった。
産業クラスター・産業集積におけるイノベーションミックスの探究

中国における産業クラスター/集積の育成政策に焦点を置いて研究を行った。2009年8月の西安市、2010年8月、成都市、2011年青島/武漢等の「高新技術園区」における調査を通じて、中国の地方政府と開発区管理委員会、現地中国企業、日系企業など各アクターによるイノベーションを生み出す活動が、産業クラスター/集積を生み出すメカニズムを明らかにした。イノベーションミックスという計画当初の視点は、地域間競争を軸とした開発区モデルが、地域経済の「重層的ガバナンス構造」を形成していることを明らかにした。平成21年度は、6回の研究会、5回にわたる国外・国内調査(国外2回)、2回の講演、1回の学会報告を行った。以下時系列的に報告する。4月27日には、研究代表者、分担者・連携研究者が一堂に集まり、代表が研究テーマについて解題を行うとともに、一年間の研究の進め方について打ち合わせをした。5月27日には、「アカデミックベンチャーの創出と現状-独立行政法人産業技術総合研究所の事例-」、7月6日(月)には、「中国から見たインド:中国とインドの比較」、7月21日(火)には、「産業革新の源泉:シリコンバレーのイノベーション・エコシステム」の研究会を開催した。この間、6月24目には、アジアITビジネス研究会にて研究代表が「デジタル家電企業の競争モデル」について講演を行い、さらに8月23-28日には、中国西安市にてソフトウェアのオフショア開発企業に対して調査を行い、10月27日には、YKK(東京)にて中東における事業展開をテーマにヒヤリング調査を行った。11月3日-5日には、沖縄におけるIT関連企業の調査を「ニアショアの発展」として行い、11月30日には、西安における調査結果を報告する研究会を開催した。12月9日には、インドにおけるITオフショア事業、BPOについて研究会を開催した。2010年2月3日-6日には復旦大学において「長江周辺の情報産業の実態」について研究会を開催するとともに、再び上海近辺のIT企業に対する調査を行った。2月22日から24日までは札幌市におけるIT産業に対し、「ニアショア事業の展開」として調査を行った。最後に3月24日には、沖縄調査の成果を沖縄県庁主催のシンポジウムにて研究代表者が「ニアショアの可能性」について講演し、3月27日には、進化経済学会において、丹沢、久保両名がそれぞれ報告を行った。●中国において現在の産業集積・クラスターを形成している各地域の「開発区による成長モデル」を調査するために、「成都におけるソフトウェアオフショアリングとBPOの展開・イノベーションミックスの実態調査」(2010年8月9日-13日)を実施した。●また、下記研究会を開催し、イノベーションミックスの視点からの情報収集を行った。(1) 2010年5月17日(月)18:30-20:00、場所中央大学駿河台記念館580号室、報告者:幸地司氏(アイコーチ株式会社代表取締役)、報告テーマ:「中国IT技術者人口ピラミッド分析と成都Outsourcing service組織の提言」(2) 2010年6月21日(月)18:30-20:00、場所中央大学駿河台記念館510号室、報告者:安間裕氏(アクセンチュア株式会社執行役員ビジネス・プロセス・アウトソーシング本部統括本部長)、報告テーマ「成長するBPO市場とアクセンチュアの優位性」(3) 2010年6月23日(水)18:30-20:00、場所中央大学駿河台記念館320号室、報告者:新宅純二郎氏(東京大学・経済学研究科・准教授)、報告テーマ「新興国市場開拓に向けた日本企業の課題と戦略」(4) 2011年1月24目(月)18:30-20:00中央大学駿河台記念館510室、報告者中村輝雄氏(日立製作所・情報・通信システム社・経営戦略室事業戦略本部・クラウド担当本部長)、報告テーマ「クラウドを活用した新しいオフショア開発」●「武漢・長沙におけるソフトウェアオフショアリングとBPOの展開・イノベーションミックスの実態調査」を実施した。(2011年8月6日-13日)●下記研究会を開催し、研究・調査成果報告及びイノベーションミックスの視点からの情報収集を行った。1.2011年4月25日(月)、第1報告者小池清仁氏(JETRO北京センター)報告テーマ「中国の知財活用戦略と知財流通事業」第2報告者尹昌来氏(北京天正創智信息技術有限公司、代表取締役社長)報告テーマ「2011年中国のビジネス注目点と欧米企業仕掛け戦略-シーメンス、GE等中国での販売機能と研究開発機能の強化-」2.2011年5月10日(火)、報告者丹沢安治(中央大学・戦略経営研究科・総合政策学部・教授)、久保知一(中央大学・商学部・准教授)報告テーマ

「中国市場における日系販売企業の垂直統合度と社会的正当性」3.2011年7月12日(火)、報告者:孫仲涛氏(中共中央党学校国際戦略研究所教授)報告テーマ「中国における金融制度改革」4.2011年11月8日(火)、「青島・武漢におけるソフトウェア・オフショア開発の展開-ハイテクパークの誘致優遇策を中心として-」報告者(敬称略)丹沢安治(中央大学)、北島啓嗣(福井県立大学)、室勝弘(大明(株))/潘若衛((株)ビッグハンズ)、近藤信一(機械振興協会経済研究所)、西崎賢治(愛知淑徳大学)
固体振動による耐慣性型近接通信ネットワーク

本研究では振動通信の高速化と安定化を実現するため,多段階振幅変調とパルス位置変調を組み合わせたハイブリッド振動通信方式を提案し,その性能を評価した.これにより,振動を発生させるモータや振動を検出する加速度センサの仕様に依存しない高性能な振動通信の実現が実証された.具体的には,多段階振幅変調を用いた場合は伝送速度6.3bpsかつ通信精度96.0%で,また,パルス変調を用いた場合は伝送速度3.2から5.5bpsかつ通信精度98.7%で振動通信が可能であることを明らかにした.本年度は,振動通信ネットワークの構成に必要な送受信モジュールについて検討を行った.当初は,センサレベルで最適な送受信デバイスを選定する予定であった.しかしながら,特殊なセンサを用いるとそのようなセンサが存在しない環境では通信自体ができず,実用的ではないという結論に至った.そこで,ユーザが普段持ち歩くスマートフォンを用いて振動通信を実現することとした.具体的には,スマートフォンのバイブレーション機能によって振動を生成し,同じくスマートフォンに内蔵されている加速度センサによって振動を検出し,各々を送受信モジュールとして機能させることとした.スマートフォンのバイブレーション機能と加速度センサを持ちいた振動通信に関しては,先行研究が存在した.しかし,スマートフォンを2台重ねて振動を送受信しているだけであり,固体媒体を通した振動通信ではない.また,通信速度も極めて低速であり,実用的な段階まで進んでいない.関連研究を調査した結果,上記のようなことが分かったため,本研究ではスマートフォンのみを用い,固体媒体を通した振動通信の高速化手法について検討した.高速化手法として,多段階デジタル振幅変調の実現手法を提案した.デジタル振幅変調において高速化を実現するには,多段階の異なる振幅を得るための振動生成手法が必要である.本研究では,スマートフォンのバイブレーション機能を振動生成に用いるが,通常のスマートフォンではその振動の強さをプログラミングによって自動制御する仕組みがない.そこで,バイブレーションを生成する振動モータの慣性に着目し,振動の生成と振動の停止のタイミングを調整することにより,多段階デジタル振幅変調を実現した.上記提案手法により,先行研究と比べて振動通信速度を約1.5倍に引き上げることに成功した.振動通信ネットワークの実現に関して,関連研究の調査,振動特性実験,そして,送受信モジュールの選定・製作を予定通り達成した.当初の予定では,市販されているセンサのうち本研究に最も適したものを選択し,それを送受信モジュールとして利用するためのハードウェア製作を行うこととしていた.しかし,スマートフォンのバイブレーション機能と加速度センサを送受信モジュールとして実現したため,それらの製作にかかる時間を短縮することができた.そこで,振動通信の高速化を実現するため,次年度行う予定としていた変調方式の検討を前倒しで行った.これにより,当初の計画以上に進展している,という結果となった.本年度は,昨年度検討したスマートフォンを用いた振動通信方式において,安定した振動信号の生成に着目した研究を行った.本研究における振動信号生成方式は,振動モータをフル稼働させることによって行うだけではなく,フル稼働させる前に振動モータを停止させ,そのタイミングよって複数パターンの振幅をもつ振動信号も生成する.振動モータを停止させるタイミングはプログラム制御で行うが,スマートフォンのハードウェア割り込みタイミングが一定ではなく,結果として生成される振動信号振幅が安定しない.このため,得られる振動信号を受信デバイスで検出する際,正しく検出できない場合がある.この問題を克服するため,連続する振動信号に疑似的なクロック信号を付加し,各振動信号の切れ目を明確化する手法を提案した.これによって,受信デバイスにおける振動信号検出精度を向上させることに成功した.さらに,本研究における受信デバイス側の問題点として,受信モジュールとして使用している加速度センサのデータサンプリングレートの問題がある.高速な振動通信を行うには高サンプリングレートを用いた振動生成・検出が不可欠であり,スマートフォンで設定可能な最高サンプリングレートを採用している.しかし,最高サンプリングレートを用いた場合,スマートフォンのハードウェア性能の限界からサンプリングのためのクロックが安定せず,検出される振動信号において時定数がシフトする(遅延が発生する)という問題点がある.この問題を克服するため,受信デバイスで振動信号復調を行う際,一定の信号数を受信したら検出する信号の時間スロットのリフレッシュを行い,時定数シフトが起こらないような工夫を実装した.これによって,振動信号の復調時におけるエラービットレートを削減することに成功した.安定した振動信号の生成のために,多くの検討と実験に時間を費やした.特に,「研究実績の概要」において述べたように,疑似クロックという新しい提案を実現するには,多くの困難があった.しかしながら,本研究の計画段階において,振動信号の変調方式の検討にはかなりの時間を要すると考え,予期せぬ事態への対応も含めて研究時間を多めに算定していた.このため,本研究の進捗は,2年目終了時点でおおむね順調に進んでいる.本研究課題の最終年度である本年度は,振動通信の高速化と安定化の両方を実現すべく,多段階振幅変調とパルス位置変調とを組み合わせたハイブリッド振動通信方式の提案を行い,その性能を評価した.具体的には,高速化を実現するために何段階まで振動による振幅変調が可能であるかを明らかにし,また,安定化を実現するためにパルス位置変調のパルス間隔をどの程度まで小さくできるかを確認した.振動通信においては高速化と安定化はトレードオフの関係にあるので,両者をどのように使い分けるか,また,切り替えるかが重要である.しかしながら,スマートデバイスのバイブレーション機能を用いて生成された振動は機種によって異なるため,4種類のスマートデバイスを用いてそれぞれの組み合わせについて検証した.多段階振幅変調においては伝送速度6.3bpsかつ96.0%の精度で,また,パルス位置変調においては伝送速度3.25.

2bpsかつ98.7%の精度で振動通信が可能であることが明らかになった.パルス位置変調においては高精度な通信を達成できたが,伝送速度を著しく減少させることがなかったという点は大きな成果である.以上の結果をまとめると,大きな振動を生成することができるスマートデバイスでは多段階振幅変調を用い,若干通信の精度は劣化するが高速通信が実現可能である.一方,大きな振動を生成することができないスマートデバイスではパルス位置変調を用い,若干通信速度は落ちるが高精度な通信が実現可能である.本年度はこれらの成果をまとめ,パルス位置変調に関する内容を電子情報通信学会モバイルネットワークとアプリケーション研究会にて発表した.また,ハイブリッド振動通信方式に関する内容をJournal of Computer and Communicationsに投稿し,採択された.本研究では振動通信の高速化と安定化を実現するため,多段階振幅変調とパルス位置変調を組み合わせたハイブリッド振動通信方式を提案し,その性能を評価した.これにより,振動を発生させるモータや振動を検出する加速度センサの仕様に依存しない高性能な振動通信の実現が実証された.具体的には,多段階振幅変調を用いた場合は伝送速度6.3bpsかつ通信精度96.0%で,また,パルス変調を用いた場合は伝送速度3.2から5.5bpsかつ通信精度98.7%で振動通信が可能であることを明らかにした.本年度において,来年度に行うこととしていた研究計画の一部を前倒しで行った.しかしながら,この部分に関しては解決すべき大きな課題が存在する.具体的には,多段階デジタル振幅変調において,3段階は実現できたものの,それ以上の段階での実現には至っておらず,新たな技術提案が必要である.解決策として,振動信号のノイズ除去と整形,振動モータの振動生成と振動停止タイミングに関する最適化が考えられる.来年度は,この点に関して深く検討し,スマートフォンへの実装と伝送実験に向けて取り組む.特に,固体媒体を通した振動通信は,その媒体の素材や大きさによって振動の減衰傾向が大きく異なる.伝送実験に多くの時間を費やし,より一般的な環境で振動通信の高速化を実現するシステムを検討する.本年度においては,振動通信の高速化を実現するために不可欠である,安定した振動信号生成に着目した検討を行った.来年度は,本提案方式をベースに高速化のための変調方式について検討を行う.具体的には,多段階デジタル振幅変調において4段階振幅生成を達成するための方法を明確化する.また,位相変調の導入も検討し,さらなる高速化を目指す.最終的には実証実験環境を整え,本研究の有効性を定量的に評価する.さらに,これまでの研究成果を纏め,論文誌へ投稿を行う.
非極性窒化物半導体の選択成長と発光デバイスへの応用に関する研究

本研究では、MOVPE法により非極性窒化物半導体の選択成長技術を用いて、新規デバイスを実現することを目的とする。今年度は無極性、半極性自立基板上にホモエピ成長し、InGaN/GaN多重量子井戸を成長し、自発選択成長で形成したマイクロファセットの発光特性に関する研究を行い、以下のことを明らかにした。HVPE法による高品質な厚膜結晶より切り出された無極性面、半極性面結晶を用いた。成長条件(温度、リアクタ圧力、V/III比)を調整することで、無極性と半極性自立基板上でのマスクレスのマイクロファセット(50pm以上)成長に成功した。レーザー顕微鏡を用いて、無極性面であるm面GaN基板上成長したファセット面の特定を行い、それぞれ(10-10),(1-100),(0-11O),(10-11),(01-11),(1-101),(10-1-1)と(10-1-2)面であることがわかった。さらにその上での多重量子井戸構造の試料では、低温でのCL発光の測定を行った結果、すべてのファセット面に多重量子井戸が関与した発光が観測された。試料表面に対して、傾斜を持つファセット面では、ファセットの上部と下部では、異なる波長の発光が観測され、上部が下部より長波長側での発光が確認された。波長が異なることから、Inの取り込みが異なっていることが予想される。それは質量拡散が起因する表面拡散が主な原因であると思われる。試料表面と平行しているファセットでは、中心部分と端部を比較した結果、端部のほうが長波長側での発光が観測された。それは端部が(10-10)、{10-11}面と接していて、拡散係数差に起因するものだと考えられる。今年度は非極性窒化物半導体の選択成長と高品質化に関して、a面GaNの選択成長に関する成長条件の検討とa面GaNの応力分布に関する研究を行い、以下のことを明らかにした。(1)無極性a面GaNの選択成長は結晶の高品質化あるいはデバイス化に有効であると考えられている。成長条件(温度、圧力)を変化させてa面GaNの選択成長を行った結果、ファセット面の制御が成功した。CLによる表面及び断面観察を行い、ファセット面を制御技術より、転位の進行方向をコントロールでき、a面GaNの転位低減することができた、高品質化に貢献できる。(2)r面サファイア上に成長したa面GaNの結晶学的な面内の異方性に加えて,下地との格子定数と熱膨張係数の違いから,その応力分布は非常に複雑である。応力分布を解明することによって、歪み制御に繋がると考えられる。r面サファイア上に成長したa面GaNの応力分析した結果:その場観察により、特に平滑な表面が形成された後に,c軸とm軸方向で反り量の異方性が生じて、c軸方向に大きく反る。成長後の基板冷却過程で反りは減少し室温では下に凸となるが,c軸方向がm軸方向に比べて大きく反っている。成長時はc軸の引っ張り応力が大きく、室温ではc軸の圧縮応力が大きい。よってa面GaNにおいて、c軸方向の熱応力がm軸方向熱応力より大きいと考えられる。無極性、半極性及び極性の自立基板を用いたLEDは緑領域の発光が確認されている。しかし、その物性などが検討されていない。今年度は無極性、半極性及び極性の自立基板のラマン分光に関する研究を行い、以下のことを明らかにした。(1)本研究はHVPE法による高品質な厚膜結晶より切り出された無極性面、半極性面、極性面の結晶を用いた。試料のX線半値幅は100arcsec以下で、例えば(10-10)面のGaNの半値幅は85arcsecであり、結晶性が非常に優れている。(2)ラマン散乱分光により全ての試料においてE_2(low),E_2(high),A_1(TO),E_1(TO),LOPCモードが観測された。結晶の面方位を無極性面である(10-10)面から極性面である(0001)面を変えることによって、730cm^<-1>から760cm^<-1>付近でLOPCモードが観測された。一般的に知られているように、LOPCモードのラマンスペクトルのピークはキャリア濃度に比例してシフトしている。それに加えて、ラマン選択則によりLOPCモードが面方位と対応していると考えられる。シミュレーションで面方位によってキャリア濃度が変化しているときのLOPCモードのラマンスペクトルのピーク位置を算出した。ホール測定で得られたキャリア濃度と理論計算を比較し、0.4×10^<17>cm^<-3>の誤差でほぼ一致していることがわかる。上記(1)と(2)により、今年度は非極性GaNバルクの光物性ラマン振動モードにおいてピーク位置を定め、そして非極性GaN基板のLOPCモードピーク位置でキャリア濃度の算出を提案し、その誤差を見極めた。