hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
咀嚼筋筋受容器としてのjuxtaoral organの生後発達

生後1021日齢および10週齢のウイスター系ラットを用い、個体の生長過程におけるjuxtaoralorganの閾値および静的感度の変化を検索するとともに、これらの機能的発達に関連する形態的変化を調べた。麻酔下に摘出したjuxtaoral organにランプ波状伸張刺激を付加し、単一感覚単位からの求心性放電をairgap法により導出したところ、生後1012日齢のjuxtaoral organには2秒以上の持続性応答を示すものは見られなかった。持続性応答は生後2週から出現し、その発現のための閾値は生後10日から3週にかけて急激に低下し、生後5週でほぼ成熟個体のものと同様になった。一方、静的感度は生後24週で急上昇し、その後著しい変化はみられなかった。形態的検索によると、持続的応答発現の閾値が低下する時期は、軸構造周囲のコラーゲン線維や弾性線維が発達する時期と一致した。一方、静的感度が上昇する生後24週には内嚢と外嚢が分化し、両嚢の間隙に広い嚢腔が発達した。また同時期に、軸構造周囲のaxon terminalが膨大し、内包するmitochondriaやneurofilamentsの密度が増した。しかし、感覚単位の支配領野の大きさには著しい変化はみられなかった。免疫組織化学検索から、生後2週以降のjuxtaoral organの嚢腔にはヒアルロン酸が存在し、その量は生長とともに増加することが明らかになった。外嚢を切除し、嚢腔のヒアルロン酸を酵素で除去すると、juxtaoral organの静的応答が消失した。Locke液で洗浄後、外液を6mM-KClを含むLocke液に置換すると静的応答が出現した。これらのことから、ヒアルロン酸によるaxon terminalの周囲のイオン組成の変化が、juxtaoral organの静的応答の成熟に寄与する一要因であることが推察された。個体の生長過程におけるjuxtaoral organの形態的および機能的発達を検索し、以下の成績を得た。胎生15日生後21日齢および10週齢のWistar系ラットを麻酔し、咬筋前縁表面よりjuxtaoral organを採取して、メチレンブルー生体染色およびH-E染色による光顕的観察、および電顕的観察を行った。その結果、juxtaoral organの軸構造は胎生16日齢の頬部で初めて認められ、嚢の原形は胎生18日齢で確認された。内嚢は生後13日で、外嚢は生後1014日で完成し、嚢腔は生後21日でほぼ成熟期のものと同様になった。軸構造周囲の神経終末は出生直後から生後5日にかけて著しく増加した。電気生理学的検索には生後1221日齢および10週齢の個体を用いた。麻酔下に摘出したjuxtaoral organにランプ波状伸張刺激を付加し、単一感覚単位からの求心性放電をair-gap法により導出した。生後10週齢のjuxtaoral organは、初期長から611%の伸張で遅順応性の応答を開始し、2024%伸張時における147272i/sの最大応答頻度に達するまで、伸張度と応答頻度との間には正の相関関係がみられた。一方、生後1214日齢の受容器の閾値は初期長の1524%と高く、最大応答頻度は3145%伸張時に2344i/sであり、持続性応答は刺激開始から0.72.1秒で消失した。

生後21日齢の受容器の閾値および最大応答頻度は、成熟個体と生後1214日齢のものの中間値を示し、受容器の感受性は未だに低いことが明らかになった。生後10日10週齢のウイスター系ラットの頬部に存在するjuxtaoral organの応答特性の生後発達を検索し、静的応答発現の閾値および静的感度の発達と、いくつかの形態的変化の関連を検討した結果、以下の成績を得た。Juxtaoral organの静的応答発現の閾値は、生後10日から3週にかけて急激に低下し、生後5週でほぼ成熟個体のものと同様になった。一方、静的感度は生後24週で急上昇し、その後著しい変化はみられなかった。静的応答発現の閾値が低下する時期は、軸構造周囲のコラーゲン線維や弾性線維が発達する時期と一致することから、受容器自体の物性の変化が閾値の変化と関係するものと推察された。静的感度が上昇する生後24週には内嚢と外嚢が分化し、両嚢の間隙に広い嚢腔が発達した。また同時期に、軸構造周囲のaxon terminalが膨大し、内包するmitochondriaやneurofilamentsの密度が増した。しかし、感覚単位の支配領野の大きさには著しい変化はみられなかった。免疫組織化学的検索から、生後2週以降のjuxtaoral organの嚢腔にはヒアルロン酸が存在し、その量は生長とともに増加することが明らかになった。外嚢を切除し、嚢腔のヒアルロン酸を酵素で除去すると、juxtaoral organの静的応答が消失した。外嚢を部分的に切除し、外液にhyaluronidase(0.1mg/ml)を滴下し、嚢腔のヒアルロン酸を除去すると、2030分後に静的応答が消失した。Locke液で洗浄後、外液を6mM-KC1を含むLocke液に置換すると静的応答が出現した。これらのことから、ヒアルロン酸によるaxon terminalの周囲のイオン組成の変化が、juxtaoral organの静的応答の成熟に寄与する一要因であることが推察された。
平和と繁栄の回廊創設を目指したヨルダン川西岸・東岸におけるオリーブ産業育成研究

本研究では、2015年と2016年に、ヨルダン川西岸ジェニン県のオリーブ農家調査を実施し、農家の生産性を分析した。収集した2015年のデータを用い、確率論的フロンティア生産関数を推計し、技術効率性を推計した。同分析によれば、灌漑年数の増加と集約的栽培が技術効率性を高めることが明らかとなった。また、2015-2016年のパネルデータを基に、DEAによる効率性分析を行った。同分析によれば、技術効率性に加え、規模の非効率性が全体の効率性を低下させることが明らかとなった。研究全体を通じて、オリーブ農家の効率性水準についてベンチマークを作り、非効率性の要因解明に一部貢献できた。本研究は、2006年に日本政府が「平和と繁栄の回廊」創設構想によるイスラエルとパレスティナの和平交渉への貢献を提唱し、ヨルダン渓谷における農産業団地の設置と物流の促進を推進する中、同回廊地帯において雇用創出の鍵となるオリーブ産業の発展メカニズムをミクロレベルで実態的に解明するものである。具体的には、ヨルダン川東岸(ヨルダン)及びヨルダン側西岸(パレスティナ)において、オリーブ農家とオリーブ油精油工場を対象にミクロ経済調査を行い、オリーブ農家と精油工場の生産性・技術効率・技術進歩に関する実証分析・地域比較分析を行うことで、ヨルダン川東岸・西岸におけるオリーブ産業の競争力強化と雇用創出のメカニズムを検証し、平和と繁栄の回廊創設構想の実現に向けた産業育成研究を展開することを目的とする。平成26年度においては、ヨルダンおよびヨルダン川西岸で現地調査を行い、オリーブ農家とオリーブ油精油工場を対象とするミクロ経済調査の準備を整えた。特に、平成26年12月から平成27年1月に、ヨルダン川西岸地区のパレスティナ水利協会、パレスティナ農業協同組合、パレスティナ農業救援委員会等を訪問し、オリーブ農家および精油工場に対する調査目的、調査スケジュール、調査対象、サンプリング方法、質問票内容等について検討した。また、西岸地区北部のラマッラーのオリーブ農家地帯を視察し、生産者(農家、製油工場)に対して聞き取り調査を行った。同時に、パレスティナ自治政府農業省によるオリーブ産業調査や統計資料を入手し、ミクロ経済調査の基礎準備を行った。具体的には、ヨルダン川東岸(ヨルダン)およびヨルダン川西岸(パレスティナ)において、オリーブ農家とオリーブ油精油工場を対象にミクロ経済調査を行い、オリーブ農家と精油工場の生産性・技術効率・技術進歩に関する実証分析・地域比較分析を行うことで、ヨルダン川東岸・西岸におけるオリーブ産業の競争力強化と雇用創出のメカニズムを検証し、平和と繁栄の回廊創設構想の実現に向けた産業育成研究を展開することを目的とする。2015年度においては、ミクロデータ及びマクロデータを用いて、ヨルダン川西岸のオリーブ農家とオリーブ精油工場の生産性と効率性を分析した。また、その成果の一部を2016年2月に、日本・チュニジア科学技術学術会議(TJASSST)において発表した。2016年3月に、ヨルダン川西岸北部のオリーブ農家と精油工場を訪問し、聞き取りを中心とした現地調査を行った。また、パレスティナ統計局、パレスティナ水利協会、パレスティナ農業協同組合等を訪問し、追跡調査の計画について協議した。同時に、パレスティナ自治政府農業省によるオリーブ産業調査やパレスティナ統計局によるミクロ統計(農家家計調査やオリーブ油精油工場調査)を入手した。今後は、西岸地区のオリーブ農家において追跡調査を行い、パネルデータを構築する予定である。ヨルダン川西岸地区ジェニン県におけるオリーブ農家調査の結果(クロスセクションデータ)を分析し、その成果の一部をシンポジウムにて報告することができた。本研究は、2006年に日本政府が「平和と繁栄の回廊」創設構想を提唱し、ヨルダン渓谷における農産業団地の設置と物流の促進を推進する中、同回廊地帯において雇用創出の鍵となるオリーブ産業の発展メカニズムをミクロレベルで実態的に解明するものである。具体的には、ヨルダン川西岸(パレスティナ)において、オリーブ農家とオリーブ油精油工場を対象にミクロ経済調査を行い、オリーブ農家と精油工場の生産性・技術効率・技術進歩に関する実証分析・地域比較分析を行うことで、ヨルダン川西岸のオリーブ産業の競争力強化と雇用創出のメカニズムを検証し、平和と繁栄の回廊創設構想の実現に向けた産業育成研究を展開することを目的とする。2016年度においては、ヨルダン川西岸北部ジェニン県のオリーブ農家において追跡調査を行い、パネルデータを構築した。また、2016年11月に、ジェニン県のオリーブ農家を訪問し、聞き取り調査を行った。また、パレスティナ統計局、パレスティナ水利協会、パレスティナ農業協同組合等を訪問した。同時に、パレスティナ統計局によるミクロ統計(農家家計調査やオリーブ油精油工場調査)を入手した。本調査によるオリーブ農家ミクロデータを用い、確率論的フロンティア生産関数を推計し、技術効率性を評価した。また、同分析によれば、灌漑年数の上昇と集約的栽培が技術効率性を高めることが明らかとなり、同成果を国際ジャーナルに投稿し、掲載された。また、追跡調査によるパネルデータを構築し、DEAによる効率性解析を行った。同分析によれば、技術効率に加え、規模の非効率が全体の効率性を低下させていることが明らかとなり、この成果は2017年5月開催の国際中東経済学会にて報告予定である。

研究期間全体を通じて、ヨルダン川西岸のオリーブ農家の効率性についてベンチマークを作ることができ、非効率性の要因を解明することに一部貢献することができた。本研究では、2015年と2016年に、ヨルダン川西岸ジェニン県のオリーブ農家調査を実施し、農家の生産性を分析した。収集した2015年のデータを用い、確率論的フロンティア生産関数を推計し、技術効率性を推計した。同分析によれば、灌漑年数の増加と集約的栽培が技術効率性を高めることが明らかとなった。また、2015-2016年のパネルデータを基に、DEAによる効率性分析を行った。同分析によれば、技術効率性に加え、規模の非効率性が全体の効率性を低下させることが明らかとなった。研究全体を通じて、オリーブ農家の効率性水準についてベンチマークを作り、非効率性の要因解明に一部貢献できた。ヨルダン側西岸地区のオリーブ農家調査および製油工場調査について、2014年12月およい2015年1月に基礎調査を実施し、現地カウンターパートとの打ち合わせが順調に進んでいる。ヨルダン川西岸地区ジェニン県において、オリーブ農家の追跡調査を実施し、パネルデータを構築する。また、オリーブ製油工場調査については、統計局より工場調査のミクロデータを入手し、生産性を分析する。開発経済学ヨルダン側西岸地区のオリーブ農家調査および製油工場調査を実施する。2015年度秋にヨルダン川西岸地区の治安情勢が悪化し、当該年度の調査を見送ったため。シリア・イラク情勢の悪化による治安上の理由から、ヨルダン北部におけるオリーブ製油工場調査の実施を見送ったため。昨年度の残額とあわせて、2016年度にヨルダン川西岸地区ジェニン県のオリーブ農家の追跡調査を実施する。ヨルダン北部におけるオリーブ製油工場調査の実施が難しい場合には、未使用額はヨルダン川西岸におけるオリーブ農家および製油工場の調査に充てる予定である。
古墳時代鉄製武具類の基礎資料整備と総合的編年の構築

古墳出土の鉄製武具類について可能な限りデータを集成し、一覧表の体裁で整理した。報告書の刊行されているものについてはその記載をベースとし、調査が必要なものについては所蔵機関のご配慮をいただき、適宜資料調査を実施した。ただし、校務との関係で十分に資料調査の時間を確保することができず、当初の思惑のとおりには資料調査をおこなうことができなかった。一覧表は、短甲・挂甲などの甲や衝角付冑・眉庇付冑などの冑については各形式ごとに、頸甲・肩甲・籠手・草摺・臑当などの付属具については、各装具ごとに作成した。各表の行には各出土例をあて、列には各出土例の内容を示す項目を並べた。項目は大別して、出土古墳にかかわるデータと、各形式・装具についてのデータからなる。前者は所在地・墳形・墳丘長・埋葬施設・出土位置など、後者は各形式・装具ごとに設定した分類指標・それに基づいて認定した型式・セット関係などである。また、そのほかの項目として所蔵機関や文献がある。現状では一覧表となっているが、各出土例ごとのカード形式とし、画像や実測図などともリンクさせたい。なお、こうした作業については日本列島出土例のみならず、朝鮮半島出土例についてもおこなう必要があるが、現状では不十分なものにとどまっている。こうして収集・整理したデータを基礎として、各形式の甲冑を基軸とし、各装具までも含めた総合的な編年の構築を試みた。その結果、編年の大枠については展望を得ている。しかしながら、データの収集・整理に多大な時間を要したこと、必要な資料調査を消化できなかったことなどのため、公表しうる水準にまでは至っていない。平成16年度は、基礎資料整備と総合的編年構築という研究上の二つの柱のうち、前者に重点を置いて研究活動を進めた。科学研究費補助金の交付を受ける以前から作成していた、古墳出土の各型式の甲冑・付属具など鉄製武具類のデータベースについて、データそのものの更新・追加と、その表示形式の検討・改良を進め、より実用性・汎用性のあるデータベースを目指した。しかし、まだ十分とはいえず、さらなる資料検索や改良の余地がある。とくに画像データとのリンクなどについては、今後の課題である。また、昨今の大規模な市町村合併による行政区分の変化が、出土地のデータに与える影響は非常に大きい。データベース作成の過程で、新たな出土資料や、編年作業をおこなう上で鍵となる重要資料については、関係各機関のご協力を得て、資料調査を実施した。鳥取県鳥取市倭文6号墳・岐阜県池田町中八幡古墳などが、その代表例である。これらのうち、三重県伊賀市石山古墳出土の小札革綴冑と長方板革綴短甲については、関係機関のご協力のもと、成果を「石山古墳出土甲冑の概要と意義」として公開することができた。その中に、小札革綴冑(13例)と長方板革綴短甲(53例)の集成表を掲載し、作成中のデータベースに蓄積している内容の一端を公表した。また、編年作業に取りかかるための前提的な作業として、古墳時代中期以降には甲冑との共伴例が多く、また朝鮮半島の古墳編年との整合性を図る上でも欠かすことのできない馬具について、その研究史の整理を目指し、関連文献の目録を作成した。
自己形成メサ上に作製した単一量子ドット中の多重励起子からの相関光子対発生

現在、通信の秘匿性の重要性が増し、量子力学の原理に基づいて安全が保証される量子暗号通信の実現が強く求められている。量子暗号通信用の光源として、現在は減衰させたレーザー光が利用されているが、光子数の揺らぎのためビットレートを高くできない問題がある。そこで、光子数状態と呼ばれる光子数揺らぎのない半導体光源の作製を検討した。光子数状態の発生には、離散的状態密度の存在が必要であり、安定性、加工精度、集積性の観点から最適であると判断した半導体零次元系を用いて研究を行った。半導体材料としてはSi-APD単一光子検出器との波長整合の観点からInAlAsを選択し、自己組織化量子ドットを成長後、微細加工技術によりメサ加工を施した。メサ領域に存在する量子ドットからの発光を顕微光学系に入射させたところ、単一量子ドットに起因する半値全幅約200μeV程度の鋭いピークが観測され、その起源を時間分解分光による強度減衰、また励起光強度依存性により検討したところ、単一量子ドット内に存在する励起子、あるいは励起子分子起源の発光線であると確認した。この内の一本の発光線、例えば励起子発光による光子数状態光の発生、更には単一光子発生の検証実験を、HBT setupと呼ばれる強度の二次相関関数を測定する光学系を用いて行った。結果として、励起子発光がアンチバンチングと呼ばれる状態を示すことを確認した。これは、単一量子ドットから生成した光子が光子数状態と呼ばれる光子数の確定した状態にあり、かつその光子数が1であることを示しており、本研究により盗聴の対象となる光子の複数個発生が強く抑制されていることが示された。また、引き続き励起子分子発光線と励起子発光線を用いて光子相関測定を行った。結果、単一量子ドット内の励起子分子発光→励起子発光→基底状態という連続的な発光再結合プロセスによる相関光子対の発生が明瞭に示された。これまで半導体零次元構造を利用して制御された光子(対)を発生させる研究はいくつかあるが、対象となる系はほとんどInAsやInGaAsに集中している。単一光子や相関光子対発生は励起子間相互作用が強い系においてより顕著に発現すると期待され、当該研究は、励起子間束縛エネルギーのより大きいZnCdSやCdSといったワイドバンドギャップ半導体を研究対象として単一光子(対)発生を目的とするものである。本研究では、ワイドバンドギャップ半導体の小さな励起子半径による局在のしやすさを利用し、零次元準位として混晶半導体のポテンシャル揺らぎにより形成される局在準位に束縛された励起子を利用した。通常、混晶半導体は不均一性が大きく、ブロードな発光しか示さないが、自己形成メサ構造を選択成長により形成し、光学特性に寄与する領域を絞り込むことによって原子様のシャープで離散的な発光ラインを観測することに成功した。混晶半導体中に形成される局在準位を零次元準位として利用することが出来れば、平均組成の自由度が導入可能となり、光共振器との結合を考える上で有利となる。また、量子ドットの場合に比べて面方位による異方性が低減されるのではないかと期待しており、円偏波光の保存が可能な系としても注目される。混晶半導体を用いてこのような原子様準位が形成されるメカニズムについての検討を行った。結果として、局在準位を形成するポテンシャル障壁間の結合を増大させ、より高速な励起子拡散を促進することにより空間的に孤立した発光センターへの効率的な励起子分布が形成されることを確認した。また、顕微時間分解分光系を設計し、単一の局在準位への励起子分布の形成・発光寿命等、励起子ダイナミクスの検討を行った。その結果、光パルス励起後約40ps程度で局在励起子発光が観測され、高速かつ効率的な局在準位への励起子分布生成が確認された。新規な原子様準位として、高い潜在性を有するものである。

これは、単一量子ドットから生成した光子が光子数状態と呼ばれる光子数の確定した状態にあり、かつその光子数が1であることを示しており、本研究により盗聴の対象となる光子の複数個発生が強く抑制されていることが示された。また、引き続き励起子分子発光線と励起子発光線を用いて光子相関測定を行った。結果、単一量子ドット内の励起子分子発光→励起子発光→基底状態という連続的な発光再結合プロセスによる相関光子対の発生が明瞭に示された。
光応答性超分子複合システムの創生

我々は、光照射により表面に光生成した化合物の結晶を成長させる方法を利用した機能性膜の作成を行ってきた。ハスの葉は、直径10ミクロンの突起に覆われ、その各々が直径0.1ミクロン、長さ数ミクロンのワックスのチューブで覆われたダブルラフネス構造をしている。この構造をまねて、フォトクロミック結晶を用い、大きなロッド型結晶表上を小さな針状結晶で覆ったダブルラフネス構造を作製したところ、ハスの葉と同様に、水滴を弾き返す表面を作成できた。この表面のロッド型結晶の間隔、サイズ、針状結晶の長さなどを制御し、水滴をはじき返す目安であるラプラス圧をコントロールできることを明らかにした。一方、紫外光照射でバラバラに砕け散る(フォトサリエント効果)についても研究し、中に穴が開いた中空結晶を見出した。この結晶サイズは、長さが100ー500ミクロン程度のサイズで、穴の大きさも縦横とも数十ミクロンで、長さは結晶長さより少し短い程度であった。これに直径1ミクロンの蛍光ビーズを詰め、紫外光を照射するとビーズを散逸させながら、自らも砕け散る様子が観察された。さらに、表面形状変化の研究のための誘導体探索中に、第二のフォトサリエント現象を示す中空結晶を生成する誘導体を見出した。この誘導体を用いて、より激しいフォトサリエント現象を示し、内包物を光で放出するシステムを作製した。また、サリエント現象の学理の解明のため、分子構造のお互いに類似したジアリールエテン誘導体を合成し、それらの結晶の光応答性を比較した。分子の配向方向と光により歪がかかる方向が異なることで、結晶が破砕する様式が異なることを示した。また、光照射により屈曲する針状結晶を基盤表面に並べて成長させ、光照射により針状結晶が協調的に屈曲し、その上に置いた物体を移動するシステムを作成した。これによりプロジェクト当初の目的を達成した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、基板表面に結晶を並べて成長させ、これらが光で屈曲するシステムの作成等、分子が複合的に協調して機能するシステムの創生を目標としている。我々は、光の照射でフォトクロミック色素の薄膜表面に針状結晶を成長させる技術と光照射で屈曲する結晶を作成してきた。これらを併せもつ材料を作成し、表面でのマニピュレーション機能や結晶を整然と並べフォトニック結晶の作成を目指している。光で曲がる結晶の解析については、分子間水素結合ネットワークをもつジアリールエテン結晶をSPring 8にて解析した。この昇華で作成される結晶は厚みが数ミクロンと薄いため、市販のX線解析装置では回析不能であった。現在、測定データを解析中であるが、結晶格子の光照射による変化を用いては、結晶の屈曲現象の説明はできた。光により微結晶表面に結晶成長を引き起こす研究に対しては、新たに合成した誘導体を用いて、今までの粒状、針状結晶に加え、板状結晶も成長させることができた。これらについてもガラス転移温度以上であることが結晶成長に必要であることを確認した。ジアリールエテン微結晶表面上で発現したロータス効果とぺタル効果について、閉環体の針状結晶を円筒に見立てたモデルを用いて理論的な考察を行い、水滴の自重と円筒のピン止め力の関係から半定量的に説明できることを論文発表した。さらに、光で可逆的に表面形状が変わる面での細胞脱着能力を検討する目的でMDCK細胞を用いた実験を行ったところ、光照射でジアリールエテンが細胞死を誘起することを確認した。この細胞死の要因は、2タイプあり、スルホン基をもつジアリールエテンの場合は、光照射で二酸化硫黄ガスが発生するためであり、チアゾール環をアリール基にもつジアリールエテンの場合は、閉環体がDNAなどにインターカレーションしてカスバーゼカスケードが活性化され、細胞死(アポトーシス)が誘起されたのを確認した。本研究の目的は、分子設計から出発しマクロスコピックな機能を有する光応答系を構築することである。つまり、結晶内にある分子に光異性化反応を起こさせ、自己組織化を伴う協調現象の結果、新たな光応答機能機能をもった薄膜表面を作成、および配向した複数の超分子からなる協働的分子異性化システムを創成する。具体的には、(1)ジアリールエテン結晶表面の形状変化の研究および(2)分子集合体の協調的分子異性化の研究を行う。ジアリールエテンの薄膜表面の結晶成長により、水滴の接触角が150°を超える超撥水性を示すロータス効果を示すことは既に報告していた。今回、先ず天然のハスの葉の構造を調べた。ダブルラフネス構造という直径10ミクロン程度の突起が、さらに直径0.2ミクロン、長さ1ミクロン程度の円筒形の植物ワックス柱で覆われた構造をしている。このワックスを洗い落とすとロータス効果が消失し、ダブルラフネス構造の重要性を確認した。我々は、あるジアリールエテンを用い、このダブルラフネス構造を表面にもつ微結晶膜を作成した。このダブルラフネス結晶膜は、落下する水滴に対しても、天然のハスの葉同様に水滴のバウンシング(跳ねる)現象が見られ、ダブルラフネス構造の重要性が再確認された。また、新たに合成したイオン性液体の構造を分子の両側にもつジアリールエテンは、光によりカタツムリの殻の様に超親水性を可逆的に発現する微結晶膜を与えた。

さらに、光により凸凹を生成する膜上での細胞の吸脱着を試みたところ、細胞死が誘起された。その原因を探ることで、光を照射すると二酸化硫黄を発生するジアリールエテンや、カスパーゼ経路を活性化し細胞のアポトーシスを誘起するジアリールエテンを見出し、分子生物学への寄与も期待できる結果を得た。光で屈曲する結晶を研究する過程で、光照射により結晶が粉々に砕けるフォトサリエント効果を示す誘導体を見出した。当初、基板平面上に光で屈曲する結晶を並べて成長させ、紫外光照射により、これらすべての結晶を屈曲させて物質輸送を行う光マニピュレーターを作る計画は、用いた新ジアリールエテン誘導体が、液滴を転がせるような広い面積にわたって結晶成長しなかった。一方で従来のジアリールエテン誘導体を用いてハスの葉の表面構造をまねたダブルラフネス構造を作成する条件が明らかになった。閉環体針状結晶を成長させた表面を暗所で温度を上げて保持すると、オストワルド熟成が進行し、先の針状結晶がより大きな棒状結晶に変換される。この表面に紫外光を照射することで棒状結晶の間の表面に生えた針状結晶は、続くオストワルド熟成で棒状結晶に取り込まれ、棒状結晶を更に大きく成長させることができた。この操作を繰り返すことで棒状結晶のサイズを制御できることがわかった。可視光を照射すると、この大きな棒状結晶表面を開環体のキュービック結晶が覆った凸凹状態に変換でき、ここに紫外光を照射するとダブルラフネス構造ができることを見出した。この構造表面は、フラクタル解析法の一つであるボックスカウンティング法によって解析すると、粗さ分布が天然のハスの葉に類似しており、さらに落下する水滴に対しても非常に似通った性質があることが判明した。このことから、天然のハスの葉のもつダブルラフネス構造の重要性が再確認できた。光による表面形状変化を利用して細胞の光脱着を試みた結果、二種類のジアリールエテン薄膜状で細胞死が観測された。一つは、分解により二酸化硫黄を発生することで細胞死(ネクローシス)を引き起すジアリールエテンであった。光分解しないチアゾール環をもつジアリールエテンでも細胞死が観察されたが、これは閉環体がDNAにインターカレートすることでアポトーシスを誘起することが分かり、「光応答性細胞殺傷剤および光線力学療法用薬剤」として特許出願した。A03班では、分子構造・集合体構造の変化に基づく機能開拓と機構解明を目的として研究を進めている。我々は、光照射によりジアリールエテンのフォトクロミズムによって表面に結晶成長を誘起するシステムを用いた表面機能創製について研究を行ってきた。今年度は、光照射により超親水性表面を形成するジアリールエテン誘導体の合成と、それを用いた可逆的な超親水性発現とその機構解明に成功した。この成果は、イギリス化学会(RSC)のChem. Commun.誌に掲載され、そのバックカバーを飾った他、朝日新聞(2016年7月28日朝刊大阪本社版)、京都新聞(2016年6月9日(Web版),10日(朝刊))で報道された。一方、ハスの葉は、その表面が直径10数ミクロンの突起で覆われ、その各々が直径0.2ミクロン、長さ数ミクロンの油脂のロッドで覆われたダブルラフネス構造をしていることが、その超撥水性、セルフクリーニング特性として知られるロータス効果の元になっている。そのダブルラフネス構造をジアリールエテンの光誘起結晶成長を利用して模倣し、この人工の微結晶膜がハスの葉と同様のロータス効果を示すことを確認した。
ヘルペスウイルスの潜伏感染におけるアンチ・センスRNAの役割

単純ヘルペスウイルス(HSV)が潜伏感染した知覚神経節で、α遺伝子であるICPOの一部を含む領域が活発に転写されていることが最近明らかにされた。この転写物(LAT)ICPOとは逆方向に転写されている。LATが潜伏感染神経節においてアンチセンスRNAとして、ICPOの発現を調節している可能性を検討を行い以下の結果を得た。1.LATを発現する細胞株を用いた解析。(1)HSV 1型F株のLAT遺伝子を含むBamHI B断片をpSV2neoと共にVero細胞に導入し、G418耐性細胞を選択した。その中から、LAT遺伝子を組み込んだ細胞を一株(V24)得た。V24は細胞当り約10コピ-のB断片を組み込んでいた。(2)組み込まれたB断片から転写されているRNAをノ-ザン方で検討した。従来報告されている3種のLATのうち主成分を多量に発現していた。しかし、ICPO RNAは転写されていなかった。(3)V24にHSV 1型及び2型のウイルスを感染させたたところ、LATを発現していない細胞に比べて、ウイルスの増殖が抑制されることが明らかになった。2.再発を容易に起こす潜伏感染系の解析。我々は過去に、HSV 1型HF株を4週齢のBALB/Cマウスに接種することにより作成した潜伏感染マウスは、HSVの再活性化に基ずくと思われる病変を頻発することを見いだした。今回、この現象の追試を行った。その結果、対照マウスでは全く発症しない体表部の病変が、ウイルス接種マウスでは高率に出現することを確認した。病変部からウイルスの分離とウイルスDNAの検出を試みたが、成功してない。HF株は完全なLAT遺伝子を欠いていることは既に明らかになっているので、この再発を容易に起こす潜伏感染系はHSV潜伏感染機構の解明に有用と考え、今後もその解析を進める。
IVR医療スタッフの水晶体被ばく防護のより良い最適化方法に関する研究

インターベンショナルラジオロジー(IVR)等に携わる医療スタッフの被ばく線量と防護策、その被ばく低減への有用性と可能性を目的として研究を進めた。初年次には、先行研究に関する文献や国内外での規制動向等を調査するとともに、実際の臨床現場でのIVR診断・治療における照射条件、線量評価方法、特に、国際放射線防護委員会(ICRP)において2011年に新しい等価線量限度が勧告された水晶体の被ばくに着目し、検討を行った。また、IVRの臨床現場での医療スタッフの線量測定やファントム実験方法について検討を行った。次年度には、初年度の検討を踏まえ、実験及び線量測定を実施した。併せて防護具の有用性を検討した。最終年度には、さらなる情報を得るため、臨床現場やファントム実験を継続するとともに、実験や測定により得られたデータを、臨床現場での防護の最適化に有効利用できるよう教育プログラム(データ提供のためのツール)の作成を試みた。教育プログラム作成には、データ集計等でよく利用されているマイクロソフトEXCELを使用した。試作では、CT透視下で実施する腎生検におけるCT周辺の水平・垂直方向の線量分布データをデータベース化して入力するとともに、これまでに臨床現場で得られた医療スタッフの立ち位置の情報や防護具による医療スタッフの被ばく低減率等の情報を利用した。マクロ機能を利用して、シート状に医療スタッフの立ち位置、防護具の有無を選択できるような機能を持たせ、医療スタッフの線量を表示して可視化した。このプログラムを利用することにより、医療スタッフが簡単に操作して自らの年間線量や防護具の有効性を把握することができ、自主的な被ばく低減を促すことができるものと考えられる。医療スタッフの利用向上のためには、今後、このプログラムを他の手技にも適用し、さらに利用しやすく開発することが必要である。1情報収取: 2016年5月に南アフリカで開催された国際放射線防護学会(IRPA14)に参加し、IRPAのタスクグループが実施した各国(日本含む)の水晶体線量評価、モニタリング、防護方法の検討状況等に関するアンケート結果及びそれらを取りまとめた報告書についての情報等、各国の動向等を収集するとともに、意見交換を行った。また、国内の日本放射線技術学会や日本保健物理学会研究発表会に参加し、研究内容を発表するとともに、関連研究の情報収集を行った。このほか、文献調査により、日本及び各国のインターベンショナルラジオロジー(IVR)の医療スタッフの被ばくに関する過去研究情報を収集した。2高精度線量評価手法の確立:実際の臨床現場において、Cアーム型(X線管球は患者用ベッド下側)の装置を用い、循環器内科の医師に防護眼鏡の左右、内外、左頸部、左胸部、左腰部にOSL(光刺激ルミネッセンス)線量計を装着し、線量測定を実施した。1日ごとに線量計を取り換えて測定した結果、主に第一術者位置に立つ場合には、1日当たりの線量が、数十μGyから数百μGyとなり、十分な評価が可能なことが確認できた。合わせて、このときの線量計装着位置による線量の違い、防護眼鏡内外の線量の違いに関する知見を取得した。また、左胸部に装着した電子線量計で測定した結果等から、手技の時間、術者立ち位置、照射時のX線管球位置、術者の身長等が、線量に影響を与える要因となることが明らかとなった。実際の臨床現場に設置したCアーム型の装置を用い、第一術者位置において、CdZnTe検出器を用いた散乱X線のエネルギースペクトル測定を実施した。この結果、特定方向から入射した散乱X線のエネルギースペクトルを得ることができた。この結果を簡易計算結果を比較したところ、両者がほぼ等しいことが確認できた。平成28年度実施計画に記載した、1海外・国内の線量評価手法・IVR医療スタッフの被ばくの最新情報収集及び2IVR医療スタッフに対する高精度線量評価手法の確立の2項目について、記載内容と照らし合わせ、いづれの項目についても、計画書に従い、概ね計画通りに情報収取、実験・測定、分析等が実施されているとともに、成果が得られている。このことから、概ね順調に研究が進展しているといえる。1情報収集、:文献調査として、意見公募中であったICRU/ICRP共同刊行予定の新しい実用量に関するレポートより、今後の水晶体の線量評価法に対する知見を得るとともに、ICRPが2011年に勧告した水晶体の等価線量限度の各国の規制取入れ状況を各国の規制機関のweb情報を調査した。2高精度線量評価法の確立:平成28年の心臓カテーテル検査・治療に携わる循環器内科医師の防護メガネ内外、頸部及び胸部の線量測定結果及び本年度に追加的に実施したTACE(肝動脈化学塞栓術)やステントグラフト等に携わる放射線科医の防護メガネ内外、頸部及び胸部の線量測定結果、合わせて実施したファントムを用いた模擬実験による異なる線量計の結果の比較検討を行った。これらの結果から頸部、胸部に比べメガネ外側の線量は低く、防護メガネ未着用時には頸部線量で評価の可能であること、防護メガネの下部より散乱線が入射することにより、防護メガネの防護効果は公称値を十分満足できない場合があること等を明らかにした。また、患者からの散乱線のエネルギースペクトルの測定・評価に関しては、林ら(2017)の学会発表及び文献より、直接線のスペクトルと散乱線のスペクトルの違いに関する情報を入手し、これまで使用してきた線量計(OSL)では評価できなかった3mm線量当量(水晶体の等価線量)の評価を可能にした。

3線量への影響要因の解明では、2で得られた結果から、撮影回数が術者の線量を高めるものの、透視時間が長くなると、透視の術者の線量への寄与が無視できないこと、管球方向については、密度の高い組織が照射に入るLAO方向において高くなること等が明らかとなった。平成29年度に実施を予定していたIVR術者(放射線科医等)の水晶体等の線量測定及びファントムを用いた実験を概ね計画通りに実施した。測定結果の解析についても、取りまとめ、日本保健物理学会において発表した。本研究と関連のある最新の国際動向、線量計特性、モニタリング方法等に関する文献等を調査し、知見を収集した。インターベンショナルラジオロジー(IVR)等に携わる医療スタッフの被ばく線量と防護策、その被ばく低減への有用性と可能性を目的として研究を進めた。初年次には、先行研究に関する文献や国内外での規制動向等を調査するとともに、実際の臨床現場でのIVR診断・治療における照射条件、線量評価方法、特に、国際放射線防護委員会(ICRP)において2011年に新しい等価線量限度が勧告された水晶体の被ばくに着目し、検討を行った。また、IVRの臨床現場での医療スタッフの線量測定やファントム実験方法について検討を行った。次年度には、初年度の検討を踏まえ、実験及び線量測定を実施した。併せて防護具の有用性を検討した。最終年度には、さらなる情報を得るため、臨床現場やファントム実験を継続するとともに、実験や測定により得られたデータを、臨床現場での防護の最適化に有効利用できるよう教育プログラム(データ提供のためのツール)の作成を試みた。教育プログラム作成には、データ集計等でよく利用されているマイクロソフトEXCELを使用した。試作では、CT透視下で実施する腎生検におけるCT周辺の水平・垂直方向の線量分布データをデータベース化して入力するとともに、これまでに臨床現場で得られた医療スタッフの立ち位置の情報や防護具による医療スタッフの被ばく低減率等の情報を利用した。マクロ機能を利用して、シート状に医療スタッフの立ち位置、防護具の有無を選択できるような機能を持たせ、医療スタッフの線量を表示して可視化した。このプログラムを利用することにより、医療スタッフが簡単に操作して自らの年間線量や防護具の有効性を把握することができ、自主的な被ばく低減を促すことができるものと考えられる。医療スタッフの利用向上のためには、今後、このプログラムを他の手技にも適用し、さらに利用しやすく開発することが必要である。平成29年度は、計画書記載の平成29年度以降の計画に従い、以下の内容を実施する。2高精度線量評価法の確立:平成28年度に得られた基礎データをもとに、本格的な線量測定及び評価を実施し、高精度線量評価法を確立する。特に、眼(水晶体位置ででの3mm線量当量)と頸部位置での線量(現行法令において、通常、水晶体の等価線量を評価するための位置。1cm及び70μm線量当量。)の関係性を明らかにする。さらに、従来評価法で評価した場合の不確かさを明らかにする。このほか、手技内容、手技にかかる時間、立ち位置、測定位置と線量との関係について、詳細な分析を実施、最適な評価法を探る。
異常気象の出現確率を考慮した将来的な斜面崩壊危険度の確率論的評価

地震作用の確率論的評価を実施するため,防災科学技術研究所が公開している強震加速網のデータを用いて,データ分析を実施した.具体的には,最大加速度,最大速度,気象庁計測震度,エイリアスインテンシティを指標として,統計的解析を実施して,地震データベースを構築した.整理したデータベースを用いて,地表面地震動のハザード評価を実施した.斜面の崩壊解析手法について検討した結果,広域領域を対象とするとニューマーク法による変形解析が現実的に計算可能であったことから,斜面崩壊危険度評価に用いる指標として,ニューマーク法による地震時残留変位量を採用した.また,高さと地盤の強度定数を変化させた補強盛土と無補強盛土のモデルを設定して,モンテカルロ法により,盛土のフラジリティ評価を実施した.作用力の確率論的評価結果と抵抗力の確率論的評価結果を用いて,オンデマンド方式の斜面崩壊危険度評価マップの作成方法を提案した.提案法の妥当性の検証には,林野庁から提供された「森林域における航空レーザ計測業務報告書(平成28年9月)」のデジタルデータ(熊本地震発生後に撮影された熊本県と大分県の航空写真や航空レーザ計測結果と共に,熊本地震で発生した斜面崩壊位置に関するデジタルデータ)を用いた.検討した結果,地盤の強度定数にピーク強度と残留強度を適切に考慮することで,実際の斜面崩壊に関する災害状況図を説明できることが分かった.一方、地盤の強度定数に一定の値を用いた場合,前震と本震による斜面崩壊が説明できないことが判明した.作用力の確率論的評価を実施するため、地球温暖化予測情報、レーダーアメダス解析雨量、アメダス年報、アメダス10分値、気象観測月報、月刊統計データを購入し、フォーマットの確認や変換等のデータ整理を行った。これらの気象データを用いて、極値統計解析(AMS解析)とPOT解析を実施するため、統計解析プログラムの開発を実施した。解析地点を任意に選択し、開発した統計解析プログラムにより、AMS解析ならびにPOT解析を実施して、解析手法の妥当性を検証した。また、解析地点を任意に選択し、防災科学技術研究所が公表している強震観測網を用いて、地表面加速度のPOT解析を実施し、地表面加速度の確率値を求めた。上記の処理は、最終成果物となる斜面崩壊危険度評価マップにおける作用力を評価するための重要な処理である。抵抗力の確率論的評価を実施するため、国土交通省国土政策局調査・編集の20万分の1土地保全図シームレスデータをダウンロードし、Generic Mapping Tool (GMT)で読み込むために、フォーマットの修正を行った。植生情報は、公開されている自然環境保全基礎調査植生調査結果のシェープファイルをダウンロードし、Generic Mapping Tool (GMT)で読み込むために、フォーマットの変換を行った。上記の処理は、最終成果物となる斜面崩壊危険度評価マップにおける抵抗力を適切に評価するための重要な処理である。さらに、2004年新潟県中越地震で発生した斜面災害を対象に、地震作用のみを考慮した斜面崩壊危険度評価マップを作成し、本研究課題における最終成果物への道筋を明らかにした。この研究成果は、英文ジャーナルのLandslidesに投稿し、掲載が確定している。計画通りに研究は進んでいる。作用力の確率論的評価を実施するため,地域気象観測所と地上気象観測所の観測データを用いて,観測データの蓄積に伴うある再現期間における確率降水量の変動を調べた.地域気象観測所の観測データを用いた統計解析から,確率降水量が増加する地域が推定できた.さらに,地上気象観測所データを用いた統計解析から,特定の地点における確率降水量の増加が判明した.また,再現期間に応じた確率降雨量を用いた降雨履歴モデルを提案した.提案法を用いて,気象庁が採用しているタンクモデルを用いて,土壌雨量指数の推定を行った.この土壌雨量指数を用いて,降雨時の斜面内の地下水位の推定を行った.この手法により,降雨作用時の斜面の安定性評価が可能となった.さらに,降雨作用後の地震作用や,地震作用後の降雨作用などシナリオベースでの斜面の作用モデルの構築が可能となった.抵抗力の確率論的評価を実施するため,樹木根系の抵抗力を加味した地盤強度定数を広域的に推定した.この推定にあたっては,地震で発生した実際の斜面崩壊結果に合致するように推定した.広域的な地盤の抵抗力評価のため,地質毎に地盤強度定数をばらつかせて,災害状況図との合致率が最も高い地盤強度定数を推定することとした.以上の情報を基に,斜面崩壊危険度評価マップ作成のための分析結果の整理を実施した.2016年熊本地震で発生した斜面災害を対象に,降雨作用と地震作用を考慮した斜面崩壊危険度評価マップを作成して,実際の被災状況と比較した.その結果,災害状況図と推定結果が概ね合致していることを確認した.計画通りに研究は進んでいる.地震作用の確率論的評価を実施するため,防災科学技術研究所が公開している強震加速網のデータを用いて,データ分析を実施した.具体的には,最大加速度,最大速度,気象庁計測震度,エイリアスインテンシティを指標として,統計的解析を実施して,地震データベースを構築した.整理したデータベースを用いて,地表面地震動のハザード評価を実施した.斜面の崩壊解析手法について検討した結果,広域領域を対象とするとニューマーク法による変形解析が現実的に計算可能であったことから,斜面崩壊危険度評価に用いる指標として,ニューマーク法による地震時残留変位量を採用した.

また,高さと地盤の強度定数を変化させた補強盛土と無補強盛土のモデルを設定して,モンテカルロ法により,盛土のフラジリティ評価を実施した.作用力の確率論的評価結果と抵抗力の確率論的評価結果を用いて,オンデマンド方式の斜面崩壊危険度評価マップの作成方法を提案した.提案法の妥当性の検証には,林野庁から提供された「森林域における航空レーザ計測業務報告書(平成28年9月)」のデジタルデータ(熊本地震発生後に撮影された熊本県と大分県の航空写真や航空レーザ計測結果と共に,熊本地震で発生した斜面崩壊位置に関するデジタルデータ)を用いた.検討した結果,地盤の強度定数にピーク強度と残留強度を適切に考慮することで,実際の斜面崩壊に関する災害状況図を説明できることが分かった.一方、地盤の強度定数に一定の値を用いた場合,前震と本震による斜面崩壊が説明できないことが判明した.平成29年度には、引き続き、抵抗力の確率論的評価を実施する。具体的には、樹木根系のすべり抵抗力評価、クリギング等により広域的な抵抗力の推定を実施する。平成28年度に実施した作用力の確率論的評価結果と抵抗力の確率論的評価結果を用いて、斜面崩壊危険度評価法を構築する。対象領域が広範囲に渡るため、計算速度の速い近似解法を採用し、破壊確率を算出する。さらに、オンデマンド方式斜面崩壊危険度評価マップを作成するため、国土地理院提供の基盤地図情報の数値標高モデルと各種情報の関連付けを実施し、データベースを構築する。現在までのところ、研究はおおむね順調に進展しているため、研究計画の変更は予定していない。平成30年度には,オンデマンド方式斜面崩壊危険度評価マップの作成を実施する.具体的には,斜面崩壊危険度マップの作成と過去の被害事例を用いた検証を実施する.現在までのところ,研究はおおむね順調に進展しているため,研究計画の変更は予定していない.当初の計画では、電子計算機+液晶表示装置を8セット、外付けハードディスクを8台購入予定であったが、設置スペースが不足していたことから、高性能な電子計算機4台、液晶表示装置を5台、内蔵ハードディスクを4台と高速製表印字装置に変更したため、差額が若干生じた。土木学会論文集への投稿費用として,94,140円を充当する予定だったが,次年度に請求されることとなったため,次年度使用額が生じた.当初の平成29年度の使用計画は、設備備品費として、Adobe Illustrator CCと地盤情報データベース関連図書と旅費を計上した。平成29年度には、米国コロラドで開催する第6回地盤工学における安全性とリスクに関する国際会議に出席予定のため、この旅費にあてたい。
半導体多層膜結合共振器構造による二波長レーザ発振とテラヘルツ波発生の研究

テラヘルツ波発光半導体素子の実現に向けて、半導体多層膜結合共振器構造による二波長レーザ発振のための要素技術の確立を図った。GaAs(001)基板上において1.3μm近傍で発光する高品質な量子井戸中InAs量子ドットを活性層材料として得ることができ、二次非線光学効果のあるGaAs(113)B基板とのウエハ貼り合せを用いて多層膜結合共振器構造を作製した。共振器構造と二波長発光特性との関係を定量的に明らかにするとともに、光励起により二波長レーザ発振を確認し、また電流注入による二波長レーザ発振のための課題を明らかにし、その要素技術を確立した。本研究では簡便なテラヘルツ波発生素子に向けて、差周波発生可能な半導体多層膜結合共振器構造による二波長面発光のレーザ発振を実現することを目的とし、広帯域の利得スペクトル幅をもつレーサ活性層、非線形分極の制御が行える結合共振器構造、および電流注入による二波長発光の制御の三つの要素技術に関する研究を実施した。平成25年度は広帯域の利得スペクトル幅を持つInAs量子ドットをレーサ活性層とし多結合共振器構造を作製し、二つの共振器層の等価性と二波長発光スペクトルの関係を明らかにし、テラヘルツ差周波発生において二つの共振器層膜厚の等価性が重要であることを示すとともに、その作製における定量的条件を明らかにした。さらに、GaAs(100)基板上において室温で光励起により等しい強度で二波長発振する結合共振器構造を実現した。非線形分極の制御については、二次非線形性を有するGaAs(113)B基板上の多層膜共振委構造と、利得媒質となる量子井戸中InAs量子ドットを含むGaAs(100)基板上の共振器構造を貼り合せることにより結合共振器構造を作製した。この貼り合せによる結合共振器構造において光励起により二波長発光を確認した。電流注入による発光制御に向けては、GaAs(100)基板上の量子井戸中InAs量子ドットを活性層とした二波長面発光レーザ構造を作製し、電流注入による発光特性を調べ、二波長の発光を確認した。十分な電流注入ができずレーザ発振には至らなかったが、その原因が電極の接触抵抗によるものでなくDBR膜構造の抵抗によるものであることを明らかにし、DBR膜構造の改良により電流注入による二波長発振の実現の見通しを明確にすることができた。本研究では簡便なテラヘルツ波発生素子に向けて、差周波発生可能な半導体多層膜結合共振器構造による二波長面発光のレーザ発振を実現することを目的とし、広帯域の利得スペクトル幅をもつレーサ活性層、非線形分極の制御が行える結合共振器構造、および電流注入による二波長発光の制御の三つの要素技術に関する研究を実施している。平成24年度は広帯域の利得スペクトル幅を持つレーサ活性層の実現のために、InAs量子ドットに着目し、GaAs(100)基板上において1.3μm近傍で発光する高品質な量子井戸中InAs量子ドットを得た。その量子井戸中量子ドットを共振器層に含んだ結合共振器構造を分子線エピタキシーにより作製し、光励起により室温での二波長レーザ発振を確認した。非線形分極の制御については、二つの共振器層の二次非線形分極が互いに相殺しないようにするため、二次非線形性を有するGaAs(113)B基板上に作製した多層膜構造と、GaAs(100)基板上に作製した二次非線形性を有しない多層膜共振器構造を、貼り合せることにより結合共振器構造を作製することを試みた。GaAs(100)基板上の共振器構造には利得媒質となる量子井戸中InAs量子ドットを含む構造を作製し、GaAs(113)B基板上の多層膜構造とを、ウエハ接合法により貼り合せを行い、結合共振器構造ができることを確認した。電流注入による発光制御に向けて、まずp型およびn型のGaAs層の作製のためのドーピングの基本条件を確認し、上記のGaAs(100)基板上の量子井戸中InAs量子ドットを活性層としたストライプ型レーザを試作した。その結果として、電流注入によるレーザ構造の作製の基本プロセス技術としてのPN接合作製と電極形成技術の構築をするとともに、この量子井戸中InAs量子ドットがレーザ発振可能な十分な利得がある活性層材料となりうることを確認した。目標とする二波長面発光レーザに向けて、幅広い利得スペクトルを持つ活性層媒質を量子井戸中InAs量子ドットによって実現できることを確認し、また結合共振器構造によって二波長発振が可能なことを光励起による室温レーザ発振によって検証することができた。

さらに、ウエハ接合による結合共振器構造の作製が可能なことを確認するとともに、PN接合を持つ多層膜の結晶成長、およびと電極形成技術を確立し、電流注入による面発光レーザの実現のための技術基盤を整備できた。以上の成果は当初計画を順調に達成したものである。今年度に引き続き広帯域利得スペクトルをもつレーサ活性層の高品質化、結合共振器構造の非線形分極の制御、二波長発光の制御に関して研究を推進する。広帯域利得スペクトル幅のレーサ活性層の高品質化においては、GaAs(001)基板上においてより利得の高いInAs量子ドットの作製条件の探求を行うとともに、GaAs(113)基板上での量子ドットの高利得化を目指して作製条件を探求する。結合共振器構造の非線形分極制御としては、GaAs(001)基板上多層膜共振器構造とGaAs(113)B基板上多層膜共振器構造のウエハ接合プロセスによる結合共振器構造の作製を引き続き行い、デバイス構造作製のプロセスの改善を図る。さらにまた、共振器層の非線形感受率の向上のための材料として、歪緩和バリア層に埋め込んだInAs量子ドットについて検討し、その特性の評価と結合共振器構造作製を行う。電流注入による二波長発光の制御については、まずGaAs(100)基板上で単一共振器による面発光レーザを作製し、プロセス技術の確認をおこなう。次に、GaAs(100)基板上の活性層を含む多層膜構造と、GaAs(113)B基板上の非線形媒質を有する多層膜とのウエハ融着により結合共振器構造を作製する。GaAs(113)B基板上での量子ドットで十分な利得が得られた場合はGaAs(113)B基板上の多層膜同士でのウエハ貼り合せによる結合共振器構造を作製する。これらの結合共振器構造試料に電流狭窄構造や電極構造を加工し電流注入型面発光レーザを試作する。試作した素子の電気的特性を計測するとともに、発光特性の評価を行い、二波長でのレーザ発振動作を確認するとともに、発振モードの制御のための素子構造の適正化を図る。次年度使用額は8034円であり、そのうち内8000円は3月に行われた学会の学会参加であるが、事務手続きの関係上4月支払として処理されているため次年度使用額欄に計上されているものである。経費は主に物品費として使用したが、計画額との差額が生じたものである。これはH25年度物品費1,100,000円と合算して使用する計画である。H25年度物品費の使用計画としては、主に試料作製のための原材料、寒剤、プロセス材料の購入、ならびに、測定系構築にかかる部品、特性測定のための治具、消耗品の購入に充てる。物品費以外には学会参加のための旅費、学会参加費としてその他経費を計画している。