hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
電流ストレス印加CVDおよびアニールによるグラフェン配線の低抵抗化

多層グラフェン(MLG)は、ナノサイズの微細配線材料として期待されているが、低温で結晶性の良い膜を成膜する方法の確立が、MLG配線実現のための最大の課題である。本研究では、加熱(温度)以外に電流の作用を用いて、MLG膜形成の低温化と膜質向上を実現し、その作用メカニズムを明らかにした。本研究によって、電流印加という新たな手段で膜質の良いMLG膜を低温で形成でき、ナノサイズ配線の低抵抗化につながることが期待できる。本研究は、集積回路等のデバイスに用いるグラフェン配線応用のため、電流ストレス印加という新しい手法で、配線の低抵抗化につながる多層グラフェン膜の膜質向上を図るものである。初年度に当たる今年度は、CVDによるグラフェン成膜において電流ストレスによる膜質向上効果の確認と、CVD温度や印加電流などのプロセス条件依存性実験を行った。また、新たにCVD以外のグラフェン形成法として、アニールによるグラフェンの固相析出への電流ストレス印加効果の検証実験を行った。電流ストレス印加CVDでは、予備検討で行ったCVD温度と異なる温度でも、電流ストレスの印加によって、グラフェンの膜質が大きく向上する結果が得られた。また、印加電流の増加とともに膜質が向上し、それぞれの電流条件でジュール加熱による温度上昇分を加えた温度(電流ストレスなし)でのCVDと比較すると、電流ストレスがある場合には、大きく膜質が向上した。また、グラフェン膜質にCo触媒の粒径が影響することが知られているため、膜質向上の要因解明の一環として、Co触媒の粒径と膜質との相関を調べた。その結果、電流ストレスの有無によるCo粒径の差は顕著には見られす、同じCo粒径でも、電流ストレスの有無によって、大きく膜質が異なることがわかり、電流ストレスによるCo触媒粒径への作用以外の作用が膜質向上に効いている可能性が示唆される。その電流ストレスの作用について、今後詳細な解析を行う予定である。電流ストレス印加アニールによるグラフェン固相析出の実験では、電流ストレスによるジュール加熱分を加えた温度でのアニール(電流ストレスなし)と電流ストレスありを比較して、条件によっては電流ストレスによる膜質向上効果が見られたが、CVDの場合に比較すると効果が小さかった。今後、さらに温度や電流条件を変化させ、効果のプロセス条件依存性を調べる予定である。多層グラフェン(MLG:multilayer graphene)は電子材料として、電荷キャリアの散乱が少ないことによる低抵抗の可能性や、融点が高く熱的に安定なことから、大電流に対する高い耐性が期待されている。このようなMLGを、デバイスに応用するためには、MLGの特徴である低抵抗を引き出すための膜質(結晶性)の向上と、デバイス作製上必要になるプロセス温度の低温化という相反する要求(トレードオフ)を解決する新しいMLG成膜プロセスが必要である。本研究は、電流ストレス印加という新規のアプローチで、従来の熱エネルギー以外の電流の作用により、このトレードオフを解決するものである。昨年度までに、熱CVDによるMLG成膜において、基板温度を変化させて、電流印加の有無による膜質比較を行い、電流によるジュール加熱効果以上に、膜質が向上できることを確認できた。今年度は、電流のどういう作用によって膜質向上が実現されたのかを明らかにするため、CVDに用いるコバルト(Co)触媒に電流が与える影響と、MLG成長速度(粒径)に電流が与える影響を調べた。その結果、予測に反してCo触媒への電流の影響は明確に見られない一方で、MLGの粒成長の活性化エネルギーに差が見られた。また電流印加を行ったCVDでは、MLG成長の活性化エネルギーとして、Co上の炭素の表面拡散の活性化エネルギーとほぼ等しい値が得られた。以上の結果から、電流印加CVDにおけるMLG膜質の向上では、MLG成長の反応過程に電流が作用して、MLGの粒成長促進につながったと考えられる。また本年度は、Co触媒からの固相析出法によるMLG形成において、CVDと同様に電流印加によって、ジュール熱以外の効果により析出するMLGの膜質が向上することがわかった。今後、MLG固相析出における電流の作用を明らかにし、さらに膜質の改善につなげることが課題である。2年目の今年度は、当初の予定通り、電流を印加した熱CVDについて、電流の作用を明らかにする実験を行い、当初の予測に反して、電流がMLG成長の反応過程に作用していることを明らかにした。その結果を、国内および国際学会で発表し、さらに論文誌に投稿し、採択掲載された。また、電流印加アニールについても、熱CVD同様に、電流印加によって、固相析出により形成されるMLGの膜質(結晶性)が向上できることを示し、その結果を国内および国際学会で発表し、論文誌に投稿した。このように、おおむね順調に進展している。多層グラフェン(MLG)は、電子散乱が少なく、融点が高いという特徴から、集積回路の微細配線やパワーデバイスの配線など、銅などに代わる低抵抗・高信頼配線材料として期待されている。MLG配線実現のためには、低温で結晶性の良いMLG膜を形成する必要がある。従来、結晶性の良いグラフェン形成には1000°C程度の高温プロセスが用いられている。本研究では、配線応用に必要なプロセス温度の低温化のため、熱以外のエネルギーによるMLG形成促進をねらって、CVDや固相析出(アニール)中に、電流を印加する効果を調べている。今までにCVDにおいて電流印加により、結晶性を表すラマンピーク強度比(G/D比)が4倍程度に向上でき、電流による成長促進効果をに明らかにした。

さらに、絶縁膜上に直接MLG膜を形成できる固相析出プロセスにおいても、電流印加により、同温度でMLG膜の膜質向上を明らかにした。本年度は、電流印加固相析出法の課題として明らかになったMLG膜の均一性の劣化を解決するため、不均一性の原因となるコバルト(Co)触媒の凝集を抑制するため、Co触媒の上に蓋の役割をする銅(Cu)膜を堆積する新しい構造を用いて電流の効果を調べた。その結果、この新構造により、凝集が抑制され、膜の均一性が改善したが、従来の電流印加方法では、結晶性の改善があまり見られなかった。その理由として、低抵抗のCu膜をCo触媒上に堆積したことで、Co触媒を流れる電流が減少し、電流による反応促進効果が低減されたと考察し、Co層に電流が流れるように、従来、Cu/Co層の水平方向に流していた電流を、垂直方向に流す改良を行った。その結果、垂直方法に流した場合に、3.5倍程度にG/D比が向上し、かつ均一なMLGが形成できた。この結果から、電流印加固相析出法で、従来より低温で結晶性と均一性の良いMLG膜を絶縁膜上に直接形成できることがわかった。本研究では、電流印加による、CVDおよび固相析出(アニール)法において、配線応用に必要な低温化を実現するため、熱以外の反応促進手段として、電流印加の効果を調べている。その結果、当初の計画どおり、CVDと固相析出(アニール)において電流印加による結晶性の大幅な改善が得られた。またCVDにおいては、電流による結晶性改善の作用メカニズムについて解析し、触媒の粒径拡大ではなく、グラフェン形成の反応素過程に作用していることを明らかにした。また、電流印加アニールでは、結晶性の改善効果が得られた一方で、Co触媒の凝集という新たな問題が発生したが、Cuキャップ構造の導入、電流印加方向の変更などの改善を行い、問題を解決した。このように、低温で、均一性や結晶性の良いMLG膜の形成に、電流印加が有効であることがわかり、おおむね順調に進展していると考えている。なお、電流印加アニールに関する成果に関して、JJAPに2件論文が掲載され、IEEEの国際会議(査読あり)において1件の発表を行った。多層グラフェン(MLG)は、電子散乱が少なく、電流密度耐性が高いという特徴から、ナノサイズの集積回路の低抵抗配線や、高電流が流れる電極・配線の材料として期待される。一方、低抵抗配線を実現するためには、MLG膜の結晶性改善が重要であり、従来は1000°C程度の高温プロセスを必要としてきた。デバイス適用に向けてプロセスの低温化が望まれ、本研究では、加熱と同時に電流を印加することで、低温で結晶性の良いMLG膜を実現する新プロセスを検討している。昨年度までに、Co触媒を用いた電流印加CVDにおいて、結晶性向上への電流の作用について、電流がMLG生成反応に作用していることを明らかにした。さらに、電流印加プロセスを固相析出にも適用した。固相析出法では、絶縁基板上に直接MLG膜を形成でき、よりデバイスへの適用に適している。炭素(C)を添加したCo(Co-C)からのMLG固相析出では、加熱中の電流印加により結晶性が改善したが、同時にCoの凝集が生じ、均一な膜にならない問題が生じた。
新物質相の創製・表面低温相転移と熱測定

1K以下の極低温領域の表面構造および物性の測定が出来る装置を開発し、それを用いてまだ測定例のない極低温領域で発現が期待できる表面に特徴的な現象をとらえようとするものである。液体窒素と液体ヘリウムで2重に遮蔽した空間内に、液体^3Heで減圧冷却できるクライオスタットのついて試料ホルダー、低速電子回折、電子エネルギー損失分光、紫外光電子分光の2次元測定が可能な大門式エネルギー分析器と、マイクロチャンネルプレート、位置敏感検出器を組み合わせた低速電子の2次元検出系を組み込む。2重の冷却シュラウドの外部から、LaB_6陰極と磁場型レンズ系の微小焦点の平行性のよい低速電子線および希ガス放電管からの真空紫外光が入射する。オージェ電子分光も測定可能にする。このような装置の各部分の設計・製作がほぼ完了し、これからいよいよ組立に取りかかる所である。。一方、この装置の完成を待たずにこれと平行して、Si上のAg、Auでの低温領域での伝導度の測定を行うなど超高真空下ではないが、物性測定を行っている。また、物理吸着系であるがグラフォイルに吸着したCOの単分子層以下の領域での熱容量の測定で5.4Kに相転移を見出している。また、超高真空下では最低到達温度は15Kであるが、Si(001)表面での2×1→c(4×2)の相転移に伴う表面準位の変化を角度分解電子分光と低速電子回折でのストリークパターンの強度分布を測定し、相転移における非対称ダイマー列の変化についての有用な知見を得ている。しかし、Nb-Mo合金の(001)表面での低温域での相転移の発現を期待した実験を行ってきたが、今の所成功していないなど、低温域での表面新物質相の創製には苦労をしている。これらとは別に、極低温領域から試料の清浄化に必要な温度である2000°Cまで使用可能な温度計として、Pt-Pt(Rh)が良いことを確かめたなど周辺も整ってきた。。
骨親和性ペプチドを付与した、生体適合性骨髄止血材料の開発

骨切開を伴う手術では骨切断面から多くの出血を伴うため、ボーンワックスで骨切断面にパッキングすることによる物理的な止血法が用いられている。心臓手術の胸骨正中切開においてもボーンワックスが用いられるが、ボーンワックスは非分解・吸収性であるため、残存による骨癒合阻害や術後感染等の合併症を助長する可能性がある。さらに骨癒合・再生の遅延は術後の社会復帰を妨げ、患者のQOLに著しく影響を及ぼす。従って、新たな骨切断面に用いる止血材料の開発は多くの患者に有益である。本研究では、生体温度領域柔軟性を持つ生体吸収性材料を用い、早期骨再生を誘導する新たな止血材料の創出を試みる。当初の予定通り計画を遂行し、有用な結果を得たことから、順調に進展していると考える。心臓手術では、胸骨正中切開など骨切開を伴う手術が多く、現在でもボーンワックスを用いて止血する場面が多い。従って、動物実験においても胸骨正中切開モデルを用いて評価する必要があると考え、今後はウサギを用いた胸骨正中切開モデルを用いて評価する。また、前臨床研究としてイヌもしくはブタなど大動物を用い、胸骨正中切開における止血および骨再生について評価する。計画通りに進まない時の対応として、骨再生に関する検討で有効性が低い場合には、ペプチド探索同定にフィードバックし、骨芽細胞接着や分化能がより高いペプチドをPIASPAC法にて再考する。また、In vivoにおいては経時的評価時期を4週以上にするなど可変して再考する。ボーンワックスは生体温度域で柔らかくなる物性であるため、手指操作で骨切断面にパッキングしやすく手術時の操作性に優れている。一方、従来の生体吸収性高分子は、弾性率が数百MPaと硬い物質であり、操作性は不良である。PCLの分子量、分岐数、ポリDL-乳酸(PDLLA)との共重合化などにより設計することで、融点・力学的特性・生分解性を制御し、60:40の比率が生体温度域において柔らかくなる物性特性が得られた。しかし、得られたポリマーは粘着性が高く操作性に乏しかったため、ボーンワックスと同じような「触感・練りやすさ」を再現する必要が生じた。キネティックサンドなどの塑性流体の現象を応用し、PCL-PDLLAに対し、ハイドロキシアパタイト粉体との混合化を行った結果、ボーンワックスと同等の操作性を持つ新規ポリマー基材:PCL-PDDLAーHapの創出に成功した。新規骨髄止血材の骨再生能を高めるため、骨分化に関るタンパクとしてBMPsのアミノ酸配列に着目し、PIASPAC法による骨再生促進ペプチドの探索を行った。骨の再生促進に必要な細胞(骨芽細胞、間葉系幹細胞)に対して選択的に増殖・骨分化を促し、再生促進を阻害する細胞(線維芽細胞)に対しては増殖を抑制する「細胞選択的な骨化促進ペプチド」として、新たなペプチド配列を発見・取得した。当初の計画通り、ボーンワックスと同等の操作性を持つ新規ポリマー基材の創出および骨再生促進ペプチドの同定に成功したため。In vivoでの検討として、ウサギを用いた実験動物モデルにて、コントロール(sham)群、ボーンワックス群、P-(CL-DLLA)群、ペプチド含有P-(CL-DLLA)群の4群による比較検討を行う。また、有効性および安全性を確認したのち、前臨床研究としてイヌもしくはブタなど大動物を用い、胸骨正中切開における止血および骨再生について評価する。

計画通りに進まない時の対応として、骨再生に関する検討で有効性が低い場合には、ペプチド探索同定にフィードバックし、骨芽細胞接着や分化能がより高いペプチドをPIASPAC法にて再考する。また、In vivoにおいては経時的評価時期を4週以上にするなど可変して再考する。(理由)旅費を予定より使用しなかったため。(使用計画)in vivo検討に進むため、必要な消耗品や動物購入費、飼育費に補填する。概ね順調に進んでいるが、3点折力学的試験やCT画像を扱った評価が多く、タンパク発現解析など多くの試験試薬やディスポ用品を必要とする物品費購入が予定より少なく、費用を抑えることができたため、次年度使用額が生じた。今後は、心臓外科手術を想定し、動物実験で胸骨正中切開モデルを用いて評価する必要があると考え、そのための動物購入費や飼育管理費に使用する。加えてタンパク発現解析等に必要な試験試薬、ディスポ用品費に使用する。
食餌誘導性非アルコール性脂肪肝炎ラットモデルの開発と汎用化に向けて

非アルコール性脂肪肝炎(NASH)の病態を解明するために、高脂肪・高コレステロール食投与による食餌誘導性NASH発症ラットモデルを用い、肝臓重量や睾丸周囲脂肪重量、組織学的な肝脂肪沈着や炎症、ballooning、線維化の程度、血清ALT、AST、中性脂肪、総コレステロール、遊離脂肪酸、レプチン、アディポネクチン濃度、血糖値、肝臓内の脂質含量、NASH発症に関連する遺伝子発現などを検討することにより、ラットの系統や飼育開始週齢の違いによってNASHの発症・進展に差があるか、その進展機序、想定される機序に効果のある物質を与えてNASHの発症予防・治療効果を検討する。
知的障害者雇用支援のための学校と関係機関のアフターフォローの在り方について

特別支援学校高等部卒業後、一般就職する生徒が増加する一方、離職をする生徒も増加傾向にある。本研究では、学校と関係機関のアフターフォローの在り方について、企業、卒業生、関係機関の立場からの現状と課題を整理し学校としての関わり方を明らかにすることを目的とする。本校卒業生が一般就労するために力をつける場所として大学内に設置された鳥取大学ファーストジョブ支援室は、学校卒業後の育ちを継続してみることができ、在学中の教育やアフターフォローの在り方について検証することができる。そこで、ファーストジョブ支援室に就労支援員を雇用し、過去5年間の卒業生の進路先を訪問し、卒業生、企業、関係機関への聞き取り調査を行った。聞き取り調査の結果、企業からは、「生活面を含めた配慮事項等必要な情報を教えてほしい。」「アフターフォローでは、学校と関係機関が連携して、企業の困っていることに具体的な方策を提案してほしい。」ということなどがあった。本校では、個別の移行支援計画を作成し移行支援会議で引き継ぎを行っているが、就職後、個別の移行支援計画が活用されていない実態があり、その様式や作成・活用方法などを検討していく必要性が明らかになった。卒業生や関係機関の聞き取りからは、卒業後1年目は学校が卒業生と関係機関のつなぎの役割をしていく必要があることが再認識できた。また、企業から、「学校の進路指導で適切なマッチングをしてほしい。」「在学中に身につけておいてほしいことなど、企業のニーズを把握してほしい。生徒が働き続けるために、働くことの理解、基本的生活・労働習慣、自己理解などを在学中に身につけておくことが大切だと感じた。卒業生が働くことに喜びを持ち、社会の一員として豊かに生きていけるよう、ファーストジョブ支援室をモデルとしながら在学中のキャリア教育の在り方についても引き続き研究していきたい。
シリコン基板上ＩＩＩ－Ｖ族半導体光デバイス集積技術の開発

採用第1年度においては,InP/Si基板上において発光層に量子ドット構造を用いたLEDの集積を行い,InP/石英基板上に量子井戸構造を発光層としたLEDを集積した.また,本手法によるInP/Si基板上へのレーザ構造の集積も試みており,年度末には低温環境下ではあるが発振動作を確認した.しかし,光配線技術に本研究が貢献できる可能性を示すには,集積されたレーザが室温環境下において発振動作することを示す必要があった.そのため,今年度はInP基板上に集積されたレーザを室温環境下において安定的に発振させることと,InP/Si基板を電気的にも機械的にもInP基板と等価に扱えるようにすることで,上述目標の達成を試みてきた.具体的には,レーザ構造の結晶成長条件出しを行うと同時に,Si基板上薄膜InP層のドープ量をInP基板のドープ量と等価な値まで増やし,電流電圧特性,及び発光効率を評価することで電気的な側面から薄膜InP層に改善を施した.また,InP-Si間の熱膨張係数差に起因する熱応力がレーザ構造を構成する結晶内部に欠陥を生じさせ,デバイスの発光効率及び寿命の低下を引き起こすことも懸念された.そこで,薄膜InP層に超格子構造と呼ばれる応力緩和層を導入し,薄膜InP層に機械的側面から改善を施した.そして,InP基板上において確立された成長条件を用いて,電気的,及び機械的に改善されたInP/Si基板上にレーザ構造を成長することで,InP/Si基板上のレーザから室温発振動作を確認した.このことは,本手法が,光デバイスの高密度集積化という点から光配線技術の進展に貢献できる可能性を示したことに相当する.そのため,学会誌にLetter論文,及びPaper論文を投稿中である.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。薄膜化したInP層をSi基板と貼合わせ、この貼合わせ基板上に有機金属気相成長(MOVPE)法を用いてInP系半導体結晶を成長する技術を提案してきました。これに対し、昨年度は貼合わせ基板の接合界面における物性の調査及び光デバイス集積の検討を行いました。物性の調査は、主にInP-Si基板間の接合界面における電気特性の評価及び、加熱処理中に生成されるH2Oによる未接合界面の低減が目的です。これらの調査は光デバイスを作製した際の低歩留まり、信頼性低下を防ぐものであり、本テーマにおいて非常に重要です。これに対し、電気抵抗を下げるためには加熱温度を上昇させる必要があることを確認しました。また、未接合界面は加熱処理時の昇温時間を長時間化することで大幅低減に成功し、学会誌にて報告を行いました。その他、本テーマは選択MOVPE法と呼ばれる選択的に異なるバンドギャップエネルギーを持つ結晶を成長させる技術を異種基板上で実現できる特色があるため、InP/Si基板及びInP/ガラス系材料基板に対し再現実験を行いました。その結果、選択成長によるバンドギャップエネルギーの制御に成功し、国際学会にて報告を行いました。デバイス集積に関しては、InP/Si基板上に量子ドット構造を用いたLEDの集積を行ったことと、InP系レーザの集積を行ったことが挙げられます。量子ドットLED構造には電流注入を施し、EL発光を確認しました。この結果は世界初であったため、学会誌及び国際学会、国内学会にて報告を行いました。今後の課題としては、主に発光強度の改善が挙げられます。また、InP/Si基板上へのレーザ構造の集積実験では、測定条件に制限はあるものの、発振動作を確認することができました。今後は薄膜InP層及びレーザ構造のそれぞれに対して最適化を行い、デバイスの高性能化、高信頼化に繋げる方針です。採用第1年度においては,InP/Si基板上において発光層に量子ドット構造を用いたLEDの集積を行い,InP/石英基板上に量子井戸構造を発光層としたLEDを集積した.また,本手法によるInP/Si基板上へのレーザ構造の集積も試みており,年度末には低温環境下ではあるが発振動作を確認した.しかし,光配線技術に本研究が貢献できる可能性を示すには,集積されたレーザが室温環境下において発振動作することを示す必要があった.そのため,今年度はInP基板上に集積されたレーザを室温環境下において安定的に発振させることと,InP/Si基板を電気的にも機械的にもInP基板と等価に扱えるようにすることで,上述目標の達成を試みてきた.具体的には,レーザ構造の結晶成長条件出しを行うと同時に,Si基板上薄膜InP層のドープ量をInP基板のドープ量と等価な値まで増やし,電流電圧特性,及び発光効率を評価することで電気的な側面から薄膜InP層に改善を施した.また,InP-Si間の熱膨張係数差に起因する熱応力がレーザ構造を構成する結晶内部に欠陥を生じさせ,デバイスの発光効率及び寿命の低下を引き起こすことも懸念された.そこで,薄膜InP層に超格子構造と呼ばれる応力緩和層を導入し,薄膜InP層に機械的側面から改善を施した.そして,InP基板上において確立された成長条件を用いて,電気的,及び機械的に改善されたInP/Si基板上にレーザ構造を成長することで,InP/Si基板上のレーザから室温発振動作を確認した.

このことは,本手法が,光デバイスの高密度集積化という点から光配線技術の進展に貢献できる可能性を示したことに相当する.そのため,学会誌にLetter論文,及びPaper論文を投稿中である.本テーマにおける最大の技術課題のひとつは、直接貼付InP/Si基板上にInP系半導体結晶を成長する手法を用いて、Si基板上にInP系の光デバイスを集積することにあります。そのためにはInP-Si接合界面での電気抵抗が十分に低いこと、さらにSi基板上に貼合わされた薄膜InP層が十分に平坦で未接合箇所が少ないことが必要条件になります。これに対し、昨年度は界面での電気抵抗を下げること及び界面の未接合箇所の低減によるInP層の平坦性向上に成功しました。これによりInP/Si貼合わせ基板をInP基板と大差なく扱えるようになったため、従来の半導体前工程をそのままInP/Si貼合わせ基板に適用できるようになりました。その結果、選択MOVPE成長技術の実現や量子ドットLEDの集積が可能となり、投稿論文の作成及び国際学会における発表を行うことができました。また、これまで本研究室では半導体レーザの作製手法に関して全く技術的なノウハウがない状態でしたが、実験を通してレーザ構造の作製条件を絞り込み、InP/Si基板上においてデバイスとして動作させることに成功しました。この結果は本年度の国際会議で発表することが決定しています。その他、結晶成長されるInP系導波路の断面形状と薄膜InP層の結晶方位依存性、作製したInP/Si基板の機械的な接合強度の測定、InP-Si間の共有結合発生温度推定に関する実験等、InP/Si基板の物性的な調査も順調に進展しています。今後の課題として、デバイスの高性能化、高信頼化及び作製歩留まりの向上といったことが挙げられますが、InP/Si基板上に作製された半導体レーザの動作を確認できたことは、本テーマにおける最大の技術課題のひとつを達成したことに等しく、テーマが当初の計画以上に進展したと考えています。27年度が最終年度であるため、記入しない。主な課題として半導体レーザの高性能化・高信頼化が挙げられます。これに対し、今後は結晶成長時の成長条件出し及び蒸着や露光といった半導体プロセスのプロセス条件出しをこれまで以上に推進することで作製条件の最適化を行う方針です。また、半導体レーザとして完成はしていないものの、発光が確認できるデバイスに対して、測定結果を積み上げ、InP基板上に作製した場合との発光強度や波長、寿命等の差を調査したいと考えています。特に、寿命測定は我々が提案したSi基板上InP系光デバイスの作製手法が産業的に確立しうる技術であることを示すという点から非常に重要な項目だと考えています。同時に、接合界面での発熱及び電気特性のシミュレーションを行うことで、InP/Si基板の接合界面における抵抗成分が集積されたデバイスに与える影響を調査し、結果に基づいてInP/Si基板の最適化を図りたいと考えています。その上で十分な信頼性や依存性をまとめ、投稿論文の作成及び国際会議での発表を行いたいと考えています。そして、最終的には最適化されたInP/Si基板上に選択MOVPE結晶成長技術を用いることで、多波長光源の集積を実現することと、半導体レーザを初めとする複数種の光デバイスが一度の結晶成長とその後のプロセスのみでSi基板上に集積できるということを実証したいと考えています。このことは、多種多様な光デバイスを容易に高密度集積できるという、従来の集積方法にはない本テーマの特色を示すことに相当し、論文発表を行うことができると考えています。
数感覚の本質に関する理論的・実証的研究

現在、小学校第2学年では2位数の加法、減法、さらにそれらの筆算形式について学習する。また、それらの学習を通して十進位取り記数法についても理解することが目標とされている。しかしながら近年、筆算形式の学習が必ずしも十進位取りの理解を促進しておらず、さらには、子どもの数感覚の発達を妨げているなど、筆算アルゴリズムを教えることの弊害を指摘した研究が発表されてきている。また一方では、情報化の進展やテクノロジーの発達に伴い、計算指導の再検討がきわめて重要な課題とされている。よって本研究では、数概念の発達の様相や位取り記数法の理解、筆算形式の学習などに関し、先行研究をもとに考察を深めるとともに、現在の子ども達の状態を調査し、計算指導における問題点について議論した。調査の概要は以下の通りである。まず、小学校第2学年における筆算形式の学習場面を観察し、計算上の手続きや表記方法を子ども達がどのように意識、理由付けし、それらを活用しているかについて、筆記調査とインタビュー調査とを実施した。また得られたデータの分析をもとに、児童達の計算学習に影響していると考えられるいくつかの原因について考察を行い、計算指導に関して議論を進めるための示唆を得た。今後は引き続き調査を実施し、計算指導のあり方に関して議論を深めるとともに、数感覚の発達についても理論的考察を進め、さらには数感覚育成のための指導法の開発に関して研究を進めたい。今年度はまず、小学校・低学年において事例の収集を行った。具体的には、金沢大学教育学部附属小学校・2年1組において、「2位数のたし算」の授業(計19時間)を参観し、子どもの活動を観察した。また「2位数のたし算」の学習後に筆記調査およびインタビュー調査を実施した。その際特に、児童の数や計算に対する意識やインフォーマルな知識、児童が用いた計算方法、児童の学習に対する姿勢と教師の支援の在り方との関連などに焦点を当てて調査を実施した。その結果、子どもたちは、教師により計算方法を教えられなくとも自身で計算のやり方を創り出していけることが観察された。また、自分自身で方法を探求したり、計算の意味を考えたりすることの重要性を理解することが、その後の学習の進み方に対して極めて重要な意味を持つ可能性があること、さらには、それらの態度の育成には、教師の関わり方が極めて大きく関与する可能性があることが観察された。また、学校で教えられる計算のアルゴリズムが、子どもの数の理解を促進する場合と、悪影響を及ぼす場合とが観察された。上記の事例収集・分析と平行して、主として先行研究をもとに、数概念の発達の様相や位取り記数法の理解、筆算形式の学習、計算の学習におけるアルゴリズムの影響、暗算指導の在り方などに関して考察を進めた。また同時に、今後ますます情報化が進む中での計算指導の在り方、さらには子どもたちに育成すべき数感覚に関して考察を進めた。次年度は引き続き事例の収集を行い、同時に数感覚の記述枠組みを用いてそれらの事例を分析し、記述枠組みの情緻化を行う。なお事例の収集に際し、設定する課題に関しても十分に検討を加え、子どもの数感覚が観察しやすい課題設定となるよう配慮する。
ナノサイズ超伝導体におけるボルテックスの極低温走査トンネル顕微鏡観察

本年度は、超高真空の蒸着システムを用いて横方向の直径が100-200nm、膜厚が9原子層程度のPbナノアイランド構造を作製し、走査トンネル顕微鏡(STM)で昨年度に観察に成功したアイランド中の渦糸状態を、STM探針を用いて操作する実験を行った。これまでに渦糸の微小な超伝導体への侵入・排除の際には表面エネルギーバリア(Bean-Livingstonバリア)によって渦糸侵入・排除の磁場にヒステリシスを伴うことが知られており、我々が作製したPbアイランドにおいてもその様子を観測することができる。この表面バリアが渦糸の侵入を阻害していることを考慮すると、ヒステリシス中の渦糸侵入直前の磁場でのマイスナー状態は準安定状態にあると考えられる。そこで、筆者はSTM探針による電流注入により、熱力学的に安定な渦糸状態へ転移させることが可能ではないかと予測し、実験的にそれを実証した。さらに渦糸励起のための瞬間的な電流注入時間や電流量、探針の場所依存性を詳細に調べ、励起には一定の電流量と時間を必要とすること、外側に電流注入をした方が効果的に渦糸状態に励起できることを見出した。そして、時間に依存したGinzburg-Landau方程式の下で理論的にシミュレートした結果と実験結果を比較した。その結果、STM探針からの電流が臨界電流密度を超えることで探針直下に常伝導領域を形成し、表面バリアを低減させることにより、渦糸励起が生じていることを明らかにした。この研究により精密に渦糸を制御することが可能になり、例えば渦糸励起の際にマイクロ波を組み合わせることで、酸化膜を用いない理想的な量子ビットの作製が可能になると期待される。本年度は、超高真空の蒸着システムを用いて横方向の直径が50-200nm、膜厚が9原子層のPbナノアイランド構造を作製し、そのアイランドの渦糸状態を極低温超高真空走査トンネル顕微鏡を用いて実空間で観察した。作製したアイランドは原子層オーダーで平坦な表面を有しており、横方向のサイズは蒸着時の基板温度を調節することで制御可能である。そして、横方向のサイズの異なるアイランドにおいて渦糸状態の観察とそれぞれのアイランドでの臨界磁揚の比較を行うことによって渦糸侵入磁場のサイズ依存性について明らかにし、渦糸形成には臨界サイズが存在することが分かった。これまでにも微小超伝導体中の渦糸状態については電気伝導測定によって間接的に研究されており、渦糸状態への不純物や欠陥などの影響が示唆され曖昧な点が多く残されてきたが、本研究においてはそれらがないことを確認した上での評価が可能であり、そのうえ試料作製から観察に至るまでの一連のプロセスを超高真空で行うことで酸化膜の影響が除外されており、これまでの研究と比較して精度が飛躍的に高まっている。さらに、渦糸状態の空間分布を観察した上でのサイズ依存性が明らかにされており、これまでにない説得力を有しているという点において本研究の意義は大きい。また、渦糸の侵入・排除の際には表面エネルギーバリアによって渦糸侵入・排除磁場にヒステリシスを伴うことが知られているが、その観測にも成功した。さらにヒステリシス中の渦糸侵入直前の磁場で)状態は準安定状態であること力弐予想されるため、STM探針によるトンネル電流注入による渦糸状態励起を試みた。その結果、励起可能であることが分かった。この結果は渦糸状態の制御やデバイスへの応用を考える上で非常に重要な成果であると考えられる。
在宅終末期がん患者を看取る家族のグリーフケアに関する看護師の教育プログラムの開発

在宅終末期がん患者を看取る家族へグリーフケアを実施する訪問看護師の困難とは、病状理解への支援の難しさ、家族の気持ちを聞けないジレンマ、死の受容への支援の戸惑い、意思決定支援や家族間の調整への悩み、グリーフケアの理解や知識不足、看護師自身の辛さ、実施方法への戸惑い、ケア評価の難しさ、体制が不十分であることが明らかになった。そこで、グリーフケア教育プログラムを実施した結果、グリーフケアへの興味や理解度、予期悲嘆・グリーフへのケア実施意欲や訪問看護師の役割であるという認識、必要性の認識、そして、家族が十分介護を行ったことを伝えることや手記や本、遺族会などを紹介することが実施前よりも高くなっていた。グリーフケアは患者が亡くなってから始まるのではなく、死を意識した時から始まる。本研究の目的は、在宅で終末期がん患者を看取る家族へのグリーフケアを行う時に訪問看護師が抱いた困難感を明らかにすることとした。本研究の研究デザインは、質的記述的研究とした。対象は、在宅で終末期がん患者とその家族へのケアを実践した経験のある者のうち、研究協力に同意の得られた訪問看護師とした。データ収集方法は、半構成的面接ガイドラインと個人特性調査票に基づいて面接を行い、データを収集した。面接は、1人1回40分程度とする。データ分析方法は、研究協力者のインタビューの逐語録から、グリーフケアに関する困難感について該当する内容を文脈単位ですべて抽出し、抽出したものを意味内容が損なわれないように名称をつけてコード化し、意味内容の類似したものを集めてサブカテゴリー化、カテゴリー化を行った。研究の信頼性、妥当性を確保するため、在宅看護の実践経験のある研究者と訪問看護師により検討を重ねた。研究期間は、平成25年11月平成26年3月末とした。本研究は大阪府立大学看護学研究倫理委員会による承認を得て実施した。研究協力者は、在宅終末期がん患者への看護の経験が518年の5名の看護師であった。全員が女性で、年齢は3950歳であった。<声かけの難しさ>、<死の受容への関わりの戸惑い>、<意思決定支援への苦悩>、<情報や時間の不足>、<制度の限界>、<家族の問題>の6つのカテゴリーが抽出された。在宅で終末期がん患者を看取る家族のグリーフケアに関して、家族と訪問看護師の信頼関係の構築と、家族への予後告知について病院看護師と訪問看護師との連携が影響していることが考えられた。そのため、看護師に心理的そして教育的支援を行うことが特に重要であることが示唆された。今年度は訪問看護師を対象としたグリーフケアにおける「教育プログラムの開発」を行うために、昨年度に実施した研究をまとめ、学会に発表した。本研究の目的は、在宅で終末期がん患者を看取った家族へのグリーフケアを行う際に訪問看護師が抱いた困難を明らかにすることである。対象は、在宅で終末期がん患者とその家族へのケアを実践した経験のある訪問看護師のうち研究協力に同意した者である。半構成的面接ガイドラインと個人特性調査票に基づいた面接によりデータを収集し、データを逐語録にして死別後のグリーフケアに関する困難に該当する内容を文脈単位で抽出し、これを意味内容が損なわれないように名称をつけてコード化し、意味内容が類似したものを集めてサブカテゴリー化、カテゴリー化して分析した。対象は、13名で全員が女性、平均年齢は44.5±4.7(3651)歳であった。在宅終末期がん患者への看護の経験は10.8±5.6(420)年であった。訪問看護師が死別後のグリーフケアを行う上で感じた困難として、<グリーフケアをしていない>と<グリーフケアの知識がない>、<グリーフケアの方法がわからない>、<グリーフケアの評価ができない>、<グリーフケアを行う体制が整っていない>、<技術や能力が未熟でグリーフケアができない>、そして、<看護師の精神的不安定さ>の7つのカテゴリーが抽出された。看護師はグリーフケアの教育を受けたことがないために、知識不足や実施・評価方法がわからずグリーフケアを提供できていなかった。そのため、グリーフケアを教育するプログラムの開発が必要であると考える。今年度は、開発したグリーフプログラムの実施とその評価を行うために、「グリーフケア」研修会に参加した訪問看護師を対象に、研修会参加前後におけるグリーフケアに関する認識と実践の変化を明らかにすることを目的とした研究を実施し、発表を行った。近畿圏内に勤務する訪問看護師を対象に「グリーフケア」研修会を実施した。データ収集方法は、無記名自記式質問紙調査法で、研修会の1開始前、2終了後に実施した。調査内容は年齢、性別、経験年数、勤務形態、資格、グリーフケアの教育経験とした。2アンケート内容は、グリーフケアの興味・理解度、実施意欲、訪問看護師の役割への認識、必要性、困難度とした。データ分析方法は対応のあるt検定を行った。研究参加者は、60名で全員が女性であった。訪問看護経験年数の平均は6.8±5.6年、看護師経験の平均は20.4±7.5年であった。

研修会前後において、有意な差がみられた項目は、グリーフケアへの興味(p=0.007)、グリーフケアの理解度(p=0.000)、グリーフケアへの実施意欲(p=0.000)、予期悲嘆へのグリーフケア実施意欲(p=0.000)、グリーフケアが訪問看護師の役割であるという認識(p=0.000)、予期悲嘆へのケアが訪問看護師の役割であるという認識(p=0.000)、グリーフケアの必要性の認識(p=0.000)であった。グリーフケア研修会を実施することで、グリーフケアへの興味や理解度が増し、グリーフケアや予期悲嘆へのケア実施意欲や役割、必要性への認識が高まった。これらのことから、グリーフケア研修会は効果的であったと言える。しかしながら、これらの結果は研修会直後の認識の結果で比較しているため、今後は認識のみではなく、実際の実施にどのように変化が見られたのかみていく必要があると考える。平成27年度は、教育プログラムを開発し、開発したプログラムを実施、評価し、学会発表を行い、当初の予定どおり終えることができた。発表テーマは「在宅終末期がん患者を看取る家族へのグリーフケアに関する看護師の教育プログラム実施後の看護実践の変化」であった。本研究の目的は、在宅終末期がん患者を看取る家族へのグリーフケアに関する看護師の教育プログラムを実施することでその後の看護実践の変化を明らかにすることである。近畿圏内に勤務する訪問看護師を対象とした「グリーフケア」研修会を開催し、無記名自記式質問紙調査を研修会前と終了後1か月に実施した。データ分析方法は対応のあるt検定を行った。研修参加者は25名全員女性であった。参加者の平均訪問看護経験年数は11.0±6.8年、平均看護師経験年数は22.2±8.3年であった。研修会前後において、看護実践の頻度に有意な差が見られた項目は、家族が十分に介護を行ってきたことを伝える(p=0.001)、悲嘆や死別に関連する手記や本、遺族会などを紹介する(p=0.002)であった。グリーフケア研修会を実施することで、グリーフケアに関する看護実践の頻度が増えたことが明らかになった。しかしながら、有意な差が見られなかった項目もあるため、今後さらに検討を行い、よりよいプログラムに修正する必要があると考える。今後は、論文投稿も行っていく予定である。在宅終末期がん患者を看取る家族へグリーフケアを実施する訪問看護師の困難とは、病状理解への支援の難しさ、家族の気持ちを聞けないジレンマ、死の受容への支援の戸惑い、意思決定支援や家族間の調整への悩み、グリーフケアの理解や知識不足、看護師自身の辛さ、実施方法への戸惑い、ケア評価の難しさ、体制が不十分であることが明らかになった。そこで、グリーフケア教育プログラムを実施した結果、グリーフケアへの興味や理解度、予期悲嘆・グリーフへのケア実施意欲や訪問看護師の役割であるという認識、必要性の認識、そして、家族が十分介護を行ったことを伝えることや手記や本、遺族会などを紹介することが実施前よりも高くなっていた。平成26年度は、昨年度に実施した「在宅で終末期がん患者を看取る家族へのグリーフケアの困難死別後の家族への支援を通して」について、分析を行い、学会発表を行った。死別前と死別後の家族への支援について、研究と地域看護と在宅看護専門看護師(CNS)を対象としたインタビューの結果から、訪問看護師が行う在宅で終末期がん患者を看取る家族のグリーフケアに関する「教育プログラムの開発」を行った。
ばい煙発生施設常設用PM2.5排出濃度モニタリングシステムの開発

固定発生源のPM2.5排出濃度測定法ISO13271(JIS Z 7152)が確立され、環境省では排出規制の導入に向けた検討が開始された。規制の導入にあたっては、煙道内に常設でき、規格に基づく測定と整合性のある濃度をリアルタイムに監視できる装置の開発が望まれる。本研究ではPM2.5測定中に排ガス条件に合わせて最適化された流量コントロール機能および遠隔監視・制御機能を持つ流量制御システムを製作した。さらに、吸引ノズル径を変化させ等速吸引状態を維持する機能も試作した。これらの効果について、模擬煙道装置を整備し、模擬排ガスおよび重油燃焼ボイラー排ガスを用いて検証した。ばい煙発生施設常設型PM2.5排出濃度モニタリングシステムを構築することを目的に、1煙道内常設型バーチャルインパクタ本体の作成、2自動吸引流量最適化システムによる測定誤差の抑制、3連続測定のための配管内粒子ロス対策、4煙道内排出濃度モニタリング環境の整備、5実プラントでの運転試験の項目について取り組み完成を目指す。本年度は12に取り組んだ。はじめに、煙道に常設し連続分級が可能な形式にバーチャルインパクタ本体の作成を試みた。VIS impactorをベースに、連続分級可能な形式に改造した。大きな改造点は分級後のエアロゾルをそのままフィルタを通さずに煙道外に取り出せるように設計を変更したことである。現場測定用に開発した自動吸引流量最適化システムのアイデアを取り入れることにより測定誤差の抑制最低でも5%以下まで測定誤差を抑えることを目指し、本体とうまく連携できるように最適化を試みた。模擬煙道内で、測定誤差が目標値以下にできることを確認した。一方で、来年度に向けて更なる改良点を抽出することができた。装置の改良及び自動吸引流量最適化システムとの接続の上で、さらに改良すべき点が明らかになった。来年度のはじめに追加課題である装置の再改良に取り組む。本年度は、2自動吸引流量最適化システムによる測定誤差の抑制、3連続測定のための配管内粒子ロス対策に取り組んだ。3連続測定のための配管内粒子ロス対策:バーチャルインパクタ本体内で分級粒子を捕集せずにエアロゾルのまま煙道外に取り出すためには、粒子捕集部までの配管の距離が長くなる。今年度は接続管内のロスを測定し、20%以上のロスを確認した。来年度に向け課題は抽出できたので、壁面へのロスを20%以下の範囲内に抑えるため温度管理や編流等の対策を講じる予定。4煙道内排出濃度モニタリング環境の整備:実用を想定して、遠隔でモニタリングできる環境づくりをするため、デモ機を作成し、簡易プログラムによる無線通信により信号の入出力、作動確認をした。基本となる仕組みを構築できたので、来年度に測定で得られるPM2.5排出濃度、装置の稼働状況(吸引流量やノズル径など)、自動吸引流量管理で入力データとして用いる煙道内状況(圧力、流速、温度、ガス組成など)のデータ入出力を目指す。今年度当初は、代表者の転職により、まずはじめに研究体制の再構築、実験装置の移転に主に取り組む必要があった。代表者の前職場の教員2名を分担者に追加し、研究再開を計ることができた。課題取り組みに支障の出ないよう、作業を分担しつつ前職場で継続試験できる体制を整えることができた。一方で装置移転に伴い移転作業や整備に時間を要したため、目標にはやや到達することができなかった。移転作業は完了し、研究体制が整備されたので来年度にペースアップが見込まれる。ばい煙発生施設常設型PM2.5排出濃度モニタリングシステムを構築することを目的に、1煙道内常設型バーチャルインパクタ本体の作成、2自動吸引流量最適化システムによる測定誤差の抑制、3連続測定のための配管内粒子ロス対策、4煙道内排出濃度モニタリング環境の整備、5実プラントでの運転試験の項目について取り組み完成を目指した。本年度は、2自動吸引流量最適化システムによる測定誤差の抑制、3連続測定のための配管内粒子ロス対策の前年度未達成課題に取り組んだ。その後、実稼動のプラントでの運転試験を行い、導入効果及び信頼性の検討及び実用性の調査を行った。また、測定はISO13271(JIS Z 7152)に沿った測定方法のものと並行して行い、本システム導入による効果について評価検討した。更に、現場での問題点や改善すべき点の調査を行うとともに、プラントの種類による影響(排ガス種類・ダスト濃度など)を検討した。ただし、実排ガスについては、事例が1例のみとなっており、排ガス条件変動の影響について十分に把握したとはいえないため、今後の課題とした。さらに、遠隔でリアルタイムにデータを閲覧・操作できる環境づくりをした。測定中の排ガス情報、吸引流量をリアルタイムに取り込みグラフで確認できるシステムを作成した。また、吸引の開始・停止の遠隔操作を可能にした。実排ガスを用いた試験で動作を確認した。以上の手順で、ばい煙発生施設常設用PM2.5排出濃度モニタリングシステムの可能性について一定の目途を付けることができた。

規制の導入にあたっては、煙道内に常設でき、規格に基づく測定と整合性のある濃度をリアルタイムに監視できる装置の開発が望まれる。本研究ではPM2.5測定中に排ガス条件に合わせて最適化された流量コントロール機能および遠隔監視・制御機能を持つ流量制御システムを製作した。さらに、吸引ノズル径を変化させ等速吸引状態を維持する機能も試作した。これらの効果について、模擬煙道装置を整備し、模擬排ガスおよび重油燃焼ボイラー排ガスを用いて検証した。来年度ははじめに追加課題である装置の再改良に取り組む。その後、連続測定のための配管内粒子ロス対策、煙道内排出濃度モニタリング環境の整備に取り掛かる。前者ではバーチャルインパクタ本体内で分級粒子を捕集せずにエアロゾルのまま煙道外に取り出すためには、粒子捕集部までの配管の距離が長くなる。その間に壁面へのロスが考えられるので、粒子ロスを20%以下に抑える。後者では実用を想定して、遠隔でモニタリングできる環境づくりをする。無線通信や簡易プログラムにより、遠隔モニタリングおよび操作が可能なシステムを作る。測定で得られるPM2.5排出濃度のみならず、装置の稼働状況(吸引流量やノズル径など)、自動吸引流量管理で入力データとして用いる煙道内状況(圧力、流速、温度、ガス組成など)を装置だけでなく、現場で作業する作業員、管制室などの管理者がリアルタイムにデータを閲覧できるシステムを目指す。引き続き、新体制の下で業務を分担し、来年度はじめから2自動吸引流量最適化システムによる測定誤差の抑制、3連続測定のための配管内粒子ロス対策の未達成課題に取り組む。その後、実稼動のプラントでの運転試験を行い、導入効果及び信頼性の検討及び実用性の証明をする。また、測定はISO13271(JIS Z 7152)に沿った測定方法のものと並行して行い、本システム導入による効果について評価検討する。更に、現場での問題点や改善すべき点の調査を行うとともに、プラントの種類による影響(排ガス種類・ダスト濃度など)を検討する。以上の手順で、ばい煙発生施設常設用PM2.5排出濃度モニタリングシステムの完成を目指す。複合新領域ほぼ計画通りに使用することができた。今年度当初は、代表者の転職により、研究体制の再構築、実験装置の移転に主に取り組む必要があり、研究の進捗に遅れが生じているため。来年度の消耗品費として使用する。次年度の消耗品費として使用する予定である。
オムニカメラ,レーザーレーダ,無線LANを用いた白線自律隊列走行に関する研究

本研究では、オムニカメラ、レーザーレーダを用いたセンサフュージョンによる安定した環境認識法に関する研究と、無線LANによる相互通信を利用した白線自律隊列走行を実現するための手法、アルゴリズムの開発の研究、およびその実証研究をおこなった。これら2年間の研究の成果は、査読付き論文として5件、著書として1件としてまとめられている。1無線通信とレーザーレーダを用いた自律走行車の隊列走行の実装に関する研究2倉庫内での走行車のためのリアルタイムマップ生成法に関する研究3人間の目の動き、感覚などをカメラの位置、加速度などに置き換え人間の運転をモデル化した研究4屋外環境における白線認識法として動的輪郭モデルを適用した研究5運転者と自動車の関係を心理的観点からモデル化し、その有効性を調べた研究6レンジセンサを用い未知環境の閉空間内におけるマップ作成を行う研究7交差点における運転者の視点の動きの計測とその解析に関する研究8レンジセンサを用い既知環境におけるマップを生成する方法に関する研究9屋外環境において、オムニカメラを用いて走行するための白線検出法に関する研究10IGVC大会において、DGPSを使った自律走行の実装法についての研究また、本研究での成果は、国際無人自律走行競技大会においても応用され、2002年度の第10回大会では、19大学計23チームで競ったメイン競技部門において1位、また自律ナビゲーション部門でも1位を獲得するなど、これら研究成果によって世界的な競技会においてもトップレベルの成績を収めることができた。本年度の研究では、主に、自律走行車へのレーザーレーダ、オムニディレクショナルカメラの実装とその検証と無線LANによる車両制御に関する研究を行った。また、屋外環境において実験を行いどの様にして確度の高い画像認識アルゴリズムをインプリメントするか検討した。具体的には、オムニカメラの特性を考慮した適応相関法、カラーフィルタリング、修正hough変換として実用的で高速処理が可能なSMT法を提案した。無線LANによるリモート環境の整備の一環として、無線LANを利用した隊列走行における車両間通信の方法の検討、リモート車両制御のための軌跡追従制御の研究を行った。自律のための画像認識アルゴリズムとして、動的輪郭モデルの検討、さらにオムニディレクショナルカメラを利用した白線追従アルゴリズム提案など実用的で安定した自律走行が可能なアルゴリズムの開発を行った。特にオムニディレクショナルカメラは、視野が広い以上に全方位からの太陽光を取り込むため、一般的なカメラに比べ光環境の変化によるアイリス調整の必要がいらないなどメリットがあることもわかった。2001年7月に参加したIGVC大会では、10大学、14チーム参加の中、レーザーレーダ、オムニカメラを利用した車両追従コンテストにおいては、1位、GPSによるナビゲーションでは、3位に入賞した。また、これらは、MATLABをベースにしたシステムにより開発しており、それらの実績を元に処理で使用した基本画像処理プログラムなどの解説、インターネットによりソースコード、バイナリなどの公開も行った。