hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
Mg水素化物を利用したリチウム電池の創成

その結果Mg2FeH6から水素が放出されたMgとFeの回折ピークが観測され、Mg2FeH6 + 3Li = 3LiH2 + 2Mg + Feの反応が進行した事が判った。これの結果は、J. Zhangらの結果(2018)と良い一致を見た。別のMgおよびLi化合物の組み合わせとして、MgH2と軽量なLiBH4のペアを選択して、ボールミル法による固体反応を試みた。異なる製造法で合成されたMgH2を用いたが何れのMgH2を用いても、Mgの生成が観測され固体反応が進行した事が推定された。今後は、これらの候補材料の電気化学的容量と繰り返し試験を行い、高性能な二次電池の実現を目指す事としたい。二次電池の更なる高性能化、特にエネルギー密度の向上を図るために、Mg水素化物をLiイオン二次電池へ応用することが提案されている。MgH2とLiの反応は固体反応であるので、反応速度と進行度にはミクロ・ナノ構造による影響が極めて大きい。Mg系材料として問題の比較的少ないMg2FeH6を選択し合成条件を決定した。更なる高容量化を目指して、Mg2FeH6とLiの固体反応を行い、Mg2FeH6から水素が放出され反応が進行した事が判った。異なるMgおよびLi化合物の組み合わせとして、MgH2と軽量なLiBH4のペアを選択して、ボールミル法による固体反応を試み、同様に反応が進行することを確認した。Mg水素化物(MgH2)をLiイオン二次電池へ応用することが提案されている(Y. Oumellalら(2008))。その反応であるMgH2 + 2Li = 2LiH2 + Mgの左辺から右辺へのMgH2+Liの反応の速度と反応の進行度に課題があるとされている。Mg系材料として、滑り面の数が少なく加工しにくいMg純金属ではなく滑り面が多く軽量なMg-Li合金、高容量が期待され経験のあるMg-Ti準安定合金を当初検討したが、反応速度およびサイクル特性に課題があることが分かり、それらの問題の比較的少ないMg2FeH6を対象として選択した。本年度、Mg2FeH6を我々の所有する装置の持つ水素圧力および温度条件の範囲内である合成温度420°C、水素圧力8MPa、焼結時間48時間の行程を12時間のボールミルをはさんで二回繰り返すことによって、収率90wt%で得ることに成功したので、最終年度である来年度は合成したMg2FeH6を用いてLiとの反応を試みる。全固体電池を見据えて、超イオン伝導体であるLiBH4との反応についても確認を行う。さらに、来年度後半には平成28年度に購入した電気化学測定装置を用いた電気化学反応評価を行う事としている。また、Mg2FeH6の穏和な条件での合成について国際学会における口頭発表および論文による報告を行う。材料科学Mg単体では当初の目的を研究期間内に達成することが難しいと研究開始後に判ったため、適切なMg系材料の調査および材料系の選択、更にはその合成に注力したため、必要とする費用が当初計画よりも少ない結果となった。Mg系材料の合成条件の最適化に成功したので、その材料を用いて、Liとの反応の実験を強力に推進する。また、電気化学的測定については、平成28年度に購入した電気化学計測装置を活用して、平成29年度後半に行って取りまとめを進める。海外で開催される国際学会などで成果の発信に努める予定である。
WTO体制下における国内産業保護政策に対する国際的法規制

1995年にWTOが発足して6年が経過し、WTO所協定の実行も積み重ねられてきた。1999年暮れに開催されたシアトル閣僚会議は、新ラウンドの開始を宣言できずに中断され、失敗に終わった。これは、交渉の範囲に関する加盟国間の不一致と共に、発展途上国の不満もその原因として挙げられている。このような状況の中で、WTO体制下での「自由貿易原則」を、国内産業保護のための輸入規制措置を通して検討するのが本研究の目的であった。しかし、研究組織を形成するにあたり、国際経済法研究者に限定せず、狭い意味での国際経済法研究に限定するのではなく、国際法学者の協力を仰いで幅広い視野で問題を検討しようとしたのが、本共同研究の特徴である。3年間の研究を通して得られた成果は、概ね以下の点である。1)自由貿易主義が主張され、実践され始めた19世紀以来、主権国家体制を基礎としながら、国内産業保護の要求は、一貫して存在し、それは、WTO体制の下でも、維持されている。2)第二次大戦後の発展途上国の登場により、「新国際経済秩序」などの主張に表れたように国際経済秩序の改革が要求されたが、国際経済のボーダーレス化や相互依存の深化によって途上国の「体制内化」が進み、表面上、国家間関係における自由化要求は強まっている。3)国内産業保護の要求と自由化要求という矛盾は、環境、労働基準、競争ルールなど、通商以外の分野の問題と結びつき、通商問題の処理を複雑化させている。4)以上の状況の下で、ウルグアイラウンド合意によって強化されたWTO紛争処理手続きは、現在までのところ、比較的良好に機能しているが、通商以外の分野の問題が関連することで、機能上の問題も顕在化しつつある。5)WTO紛争処理手続きを従来の国際法における紛争処理と区別し、国際コントロールとして捉えなおすことによって、4)の問題を再検討する必要がある。6)加盟国の主権の確保、裁量権の確保の観点から、通商以外の分野の問題をWTO体制の中でどのように位置付けるか、その枠組みを構築する必要がある。従来セーフガード措置は、先進国によって発動されることが多く、ガット発足後に発動されたセーフガード措置の大部分は、オーストラリア、米国、ECそしてカナダによるものであった。ところが、WTO発足後の事例を見ると、米国は依然として多いものの、インド、韓国、アルゼンチン、ブラジルなど、発展途上国あるいは新興工業国による発動が多く見られるようになっている。ウルグアイ・ラウンドにおいては、初めて発展途上国が交渉に実質的参加をしたといわれているが、そうした中で、発展途上国の中にも従来の保護主義的貿易政策を変更し、輸入既成の撤廃や関税の大幅な引下げなど自由化を進める国が出てきている。WTO発足後の事例の多くが発展途上国によるものであるという事実は、そうした動きを実証するものでもある。そうした状況の中で、平成10年度の研究は、WTO体制における各国のセーフガード制度について、主に発展途上国を中心に検討した。その前提として、まず、WTOにおける発展途上国の位置づけについて検討した。そこでは、発展途上国における債務危機移行の自由化の中で、主に新興工業国の間でガット時代の非相互主義と特別待遇の要求が必ずしも自国の利益となるものではなく、ガット多角的体制の強化の必要性を認識し始めたことが、それらの国々のウルグアイ・ラウンドへの積極的参加をもたらしたことを明確にした(柳論文)。

ウルグアイ・ラウンドへの積極的参加は、それらの国の輸入自由化をもたらし、その結果、それらの国内産業は厳しい輸入競争に直面することになる。そのため、発展途上国におけるセーフガード措置の発動が増加しているわけであるが、セーフガード制度ならびにその運用が適切でなければ、自由化の実質は崩れるが、インド、韓国等の事例を見る限りでは、適切なものといえる。本年度は、前年度に引き続き国内法制度の検討を行うのと併せて、WTO体制下での紛争処理案件についても検討を行った。国内法制度としては、主にインドのアンチダンピング制度を取り上げ、WTOでの紛争処理案件としては、日米フィルム事件、カナダの乳製品に対する措置、韓国の乳製品に対するセーフガード措置を取り上げた。インドのアンチダンピング措置は、1991年以降の経済改革によって国内市場開放に政策を転換した後、急激に増加している。現在のアンチダンピング法は、概ねWTO協定の内容をそのまま立法したもので、規定上の問題は存在しない。しかし、国内調査当局によるその運用は、情報公開を中心として問題がある。WTO協定では、司法的救済が要求されているが、インドのアンチダンピング法では、控訴裁判所に異議申立が認められている。発展途上国の場合、その独立性が疑問とされるが、インドの司法制度に関していえば、その独立性は確保されており、そこでの司法的救済手続が比較的機能している。WTOでの紛争処理を見ると、基本的には国内調査当局の判断を尊重するものとなっており、国内産業保護のための輸入制限措置発動に関する実体的要件を審査することは、ほとんどない。他方で、WTOのパネルや上級委員会は、調査手続に関する形式的要件については、かなり厳格な立場を採っているため、形式的な手続要件に違反するとの判断が増加している。その結果、実体的要件について疑わしい措置の適法性が認められ、その点について問題のなさそうな措置が違法と判断されるねじれ現象があるように思われる。平成12年度は、前年度に引き続き、WTO体制下における国内制度検討の一環として、台湾のアンチ・ダンピング制度の検討を行った。台湾は、GATTの原加盟国であったが、1950年に脱退した。その後、国連での代表権を失い、国際政治の上では孤立していたが、経済的にはアジアNIEsの一つとして、経済発展を遂げてきた。1990年にGATTへの加盟申請を行ったが、中国のWTO加盟と関連付けられ、中国の加盟の直後に加盟が認められることになっている。現在、台湾は、WTO加盟を前提に通商法規の改正を行っている。昨年の検討対象となったインドと同様に、台湾でも近年アンチ・ダンピング措置の発動が増加しており、その制度と運用に関心が集まっている。台湾の現行制度は、ほぼ東京ラウンド協定に沿った規定となっており、WTO加盟後は、WTO協定にあわせて改正された新規則が施行されることになっている。規定の上での抵触はないものの、運用においては、価格比較や損害認定において若干の問題を抱えている。しかし、WTO加盟後は、政府間協議や紛争処理手続、国内の行政不服審査等によって運用の是正は可能と思われる。さらに本年度は、これまでの国内制度検討を踏まえ、WTO体制における各国の輸入制限措置の貿易自由化に対して有する意義を検討した。
遺伝要因、環境要因を考慮した胃がんの個別化予防法の開発

本研究では、2つの症例対照研究(それぞれ697例の胃がん患者と1372の非がん症例、678例ずつの症例と非がん症例)を実施した。第一研究で、年齢、ピロリ菌感染と胃粘膜萎縮で定義されるABC分類、喫煙、野菜果物摂取と、GWASで同定された遺伝子多型を用い、リスク予測モデルを構築した。第二の研究でその外的妥当性を評価した。それぞれの研究で、4つの遺伝子多型と、その他上記の予測因子を含むリスク予測モデルのAUCは0.79と0.80と、良好な判別能を有していた。本成果は、日本人胃がんのハイリスクグループの補足に有用で、個別化予防戦略への応用へつながる可能性が示唆された。平成27年度は、胃がんリスク予測モデル構築、累積リスク算出のための、症例対照研究を実施した。対象者は、愛知県がんセンター病院疫学研究プログラム(HERPACC)への参加者の、2001-05年診断の胃がん患者697例、性と年齢を適合させた1372例の非がん患者である。自記式質問票にて得られた生活習慣のうち、喫煙、飲酒、野菜果物摂取、胃がん家族歴を、リスクモデルに投入する要因の候補とした。対象者の血漿中のピロリ菌抗体価、ペプシノーゲンを測定し、それぞれピロリ菌感染、胃粘膜萎縮の有無を判定した。この二つの要因を組み合わせ、対象者をA-Dに4分類した(ABCD分類)。また、対象者のDNAを用いて、既報の胃がんの全ゲノム関連解析にて同定された2つの胃がん感受性遺伝子多型PSCA-rs2294008, MUC-rs4072037を測定した。胃がんリスクとの関連は、交絡の可能性のある要因で調整した条件付きロジスティック解析によるオッズ比(OR)と95%信頼区間(CI)で評価した。これらの要因の中で、胃がんリスクとの関連が認められたのは、喫煙、野菜果物摂取、ピロリ菌感染[非喫煙に対する現在喫煙のOR: 1.92 (95%CI, 1.25-2.53)]、胃粘膜萎縮[野菜果物摂取高摂取に対する低摂取のOR: 1.33 (1.03 - 1.71)]、ABCD分類[A群に対するB, C, D群のOR: 5.68 (3.98 - 8.11), 8.29 (5.92 - 11.6), 8.35 (4.99 - 14.0)]、PSCA多型[OR(per allele): 1.53 (1.26 - 1.76)]であった。また、本研究の外的妥当性の評価のため、HERPACCに2005-13年の参加者を対象とした症例対照研究を実施するため、遺伝子多型、ピロリ菌抗体、ペプシノーゲンを測定中である。実施した症例対照研究の外的妥当性を評価するために、研究当初に予定していなかったもう一つの症例対照研究を実施することとなり、現在、遺伝子多型やピロリ菌抗体、ペプシノーゲンを測定中である。平成27年度に予定していた遺伝的要因と環境要因による層別化解析は、2つの症例対照研究を統合した形で実施することにしたため、平成27年度には実施できなかったが、新たな症例対照研究を追加することを考えると、全体の進捗としては、おおむね順調に進展している。外的妥当性の評価のため、HERPACCに2005-13年の参加者を対象とした症例対照研究を実施した(胃がん患者678例、性と年齢を適合させた678例の非がん患者)。平成27年度に実施した症例対照研究で、胃がんリスクと関連のあった、喫煙、野菜果物摂取、ピロリ菌感染の指標であるピロリ菌抗体と胃粘膜萎縮の指標であるペプリノーゲンI/II比で定義されるABCD分類、GWASで同定されたPSCA遺伝子多型の影響について、外的妥当性を評価した。喫煙[非喫煙に対する現在喫煙のOR: 1.79 (95%CI,1.31 - 2.45)]、野菜果物摂取[野菜果物摂取高摂取に対する低摂取のOR: 1.42 (1.06 - 1.89)]、ABCD分類[A群に対するB, C, D群のOR: 4.11 (2.93 - 5.78), 6.05 (4.20 - 8.70), 13.8 (6.76 - 28.1)]と再現されたが、PSCA多型[OR(per allele): 1.14(0.94-1.39)]において再現されなかった。次に2症例対照研究それぞれにおいて、これらの4因子でリスク予測モデルを構築し、ROC解析によるAUCにて予測精度を評価した。AUCはそれぞれ、0.78 (0.76 - 0.80)と0.80 (0.77 - 0.82)で、喫煙、野菜果物摂取、ABCD分類でのリスク予測よりも、PSCA遺伝子多型を加えることで、リスク予測精度は統計学的有意に上がっていた。遺伝的要因を加味することでリスク予測精度が上がることが分かったので、既報のGWAS研究で同定された10個の胃がん感受性

遺伝子多型をリスク予測モデルに加え、精度を評価する予定である。予定していた外的妥当性の評価は完了した。さらに、遺伝的要因を加味することでリスク予測精度が上がることが分かったので、研究計画当初は予定していなかった、既報のGWAS研究において同定された10個の胃がん感受性遺伝子多型の測定を次年度の前半に実施する。当初の研究計画以上に進展しているが、遺伝子多型の測定が完了していないため、全体としては、おおむね順調に進展していると考える平成28年度から29年度にかけて、2つの独立した症例対照研究(HERPACC2, HERPACC3)を実施し、喫煙、野菜果物摂取、ピロリ菌感染と胃粘膜萎縮とを組み合わせたABC分類を使ったリスク予測よりも、PSCA遺伝子多型(rs2294008,)を加えることでリスク予測精度が統計学的有意に上昇することを示した。平成30年度は、既報のGWAS研究により同定された10個の胃がん感受性遺伝子多型のうち、HERPACC2(症例697例と性と年齢を適合させた対照者1372例)ならびにHERPACC3(症例678例と性と年齢を適合させた対照者678例)の症例対照研究において胃がんリスクと関連を示した多型を3つ(PRLAA1-rs10074991、UNC5CL-rs2294693、ASH1L-rs80142782)を加えて、リスク予測精度を評価した。喫煙、野菜果物摂取、ABC分類による分類と4つの遺伝子多型を含むリスク予測モデルのROS解析によるAUCは、それぞれの症例対照研究において、0.79 (95%信頼区間, 0.77-0.81)と0.80 (0.77-0.82)と、精度が高かった。しかし、PSCA遺伝子多型のみを加えたリスク予測モデルと比べ、精度はほとんど変わらなかった(喫煙、野菜果物摂取、ABC分類とPACA遺伝子多型によるリスク予測モデルのAUCは、それぞれの研究で0.78 (0.76-0.80)と0.80 (0.77-0.82)であった)。本研究で開発した喫煙、野菜果物摂取、ABC分類とPACA遺伝子多型によるリスク予測モデルは、日本人における胃がんのハイリスク群を補足でき、胃がんの個別化予防プログラムへの応用の可能性を示唆するものであった。本研究では、2つの症例対照研究(それぞれ697例の胃がん患者と1372の非がん症例、678例ずつの症例と非がん症例)を実施した。第一研究で、年齢、ピロリ菌感染と胃粘膜萎縮で定義されるABC分類、喫煙、野菜果物摂取と、GWASで同定された遺伝子多型を用い、リスク予測モデルを構築した。第二の研究でその外的妥当性を評価した。それぞれの研究で、4つの遺伝子多型と、その他上記の予測因子を含むリスク予測モデルのAUCは0.79と0.80と、良好な判別能を有していた。本成果は、日本人胃がんのハイリスクグループの補足に有用で、個別化予防戦略への応用へつながる可能性が示唆された。(1)妥当性評価のために追加した2つめの症例対照研究(Validation study)を平成28年度前半に実施する。(2)1つめの症例対照研究(Derivation study)にて、胃がんリスクに関連のあった因子を用いて、リスク予測モデルを構築する。(3)同様に、Validation studyにおいても、(2)で用いた要因を用いてリスク予測モデルを構築する(4)(2)(3)で構築したモデルのリスク予測能を、Discrimination, Calibration, Reclassificationの観点からそれぞれ評価する。(5)2つの症例対照研究を統合し、リスク予測モデルに用いた遺伝的要因と環境要因で層別化した累積リスクを算出し、個別化予防介入に効果的なリスク提示方法について検討する。2つの症例対照研究において、既報のGWAS研究において同定された10個の胃がん感受性遺伝子多型をリスク予測モデルに加えることによって、どの程度リスク予測能が上がるかを検討し、最終モデルを決定する。
地上ディジタルテレビ放送波の見通し外オーバーリーチ干渉特性の研究

本研究では,地上ディジタルテレビ放送の近隣圏混信問題について,オーバーリーチ電波干渉に着目し,高層大気の電波屈折率との関連に取り組んだ。広島市立大学,広島大学(盆地),阿蘇山(山岳地)に観測系を構築し,3年間テレビ放送波の受信品質を観測した。その結果,上空数kmに電波ダクトが発生した場合,電波混信となること,またFM放送波の受信レベル変動の同時観測からその混信源を特定できることを明らかにした。平成23年度は,広島市立大学および広島大学(盆地)に電波観測系に設置し,複数箇所での観測を開始した。広島圏内と同じ周波数で送信されている隣接の岡山県,山口県,大分県からのUHF帯地上波ディジタルテレビ放送波およびVHF帯FM放送波の同時観測を可能にした。観測期間中,FM放送波の受信レベル上昇時には地上ディジタルテレビ放送波の受信レベルも上昇することを確認した。受信レベル上昇の要因について検討し,大気屈折率に起因して形成されたダクトによるものであることを明らかにした。また,見通し外オーバーリーチ伝搬特性について,電離層の影響を評価するため,MF帯ラジオ放送およびLF帯電波時計標準電波の観測系を広島市立大学および,オーロラの発生頻度の高い北極圏のキルナに構築しグローバルな観測を可能にした。広島市立大学およびキルナにおける観測の結果,MF帯およびLF帯の受信レベル変動は,日の出・日の入りの時刻と相関が高いことを確認した。また,キルナにおける観測では,太陽フレア発生の数日後,深夜においても受信レベルが減少する現象を観測し,太陽活動との相関が高いことを確認した。さらに平成23年度は,観測系による観測データの評価のみならず,電波の伝搬経路をコンピュータ上でシミュレーションできるよう,レートレース法を開発し実装した。気象台から公表される高層気象データから大気の電波屈折率を求め,レートレース法により,電波伝搬経路が推定できることを確認した。また得られた研究成果は国際会議にて速報するとともに,学術論文誌にも投稿し採録された。平成25年度は本研究の最終年度に当たり,引き続き異なる伝搬環境となる,広島市立大学,広島大学(盆地),阿蘇山(山岳地)における観測を継続した。その結果,上空数kmに電波ダクトが発生した場合,電波混信が発生しやすくなること,またテレビ放送波と同じ地点から放送されるFM放送波を同時観測することで,テレビ放送波の混信源を特定できることを明らかにした。また電波の伝搬経路をシミュレーションするためのレートレース法を開発し,レートレース法から推定した電波伝搬特性が実測データと良く一致することを確認した。また研究期間中,韓国からの地上ディジタルテレビ放送波の混信が問題となり,九州大学,九州工業大学の2か所に新たな電波観測系を設置し,その干渉特性と高層大気との関連を調査した。その結果,高層大気中に電波の逆転層が発生すると,韓国からのテレビ放送波が九州地区まで伝搬することを確認した。韓国からのFM放送波の受信レベル変動を同時観測することにより,その混信源を特定できることを明らかにした。さらに,オーバーリーチ伝搬特性について,高層大気のみならず,電離層反射の影響が問題となり,ラジオ放送および電波時計標準電波の観測系を広島市立大学,美里町,横須賀,および北極圏のキルナに構築し,中緯度と高緯度における比較観測を行った。その結果,電離層擾乱に伴い,ラジオ放送波の受信レベルが大きく変動し,その変動は中緯度より高緯度の方がより顕著であることを明らかにした。今年度得られた研究成果をまとめ論文投稿し,条件付き採録となり,査読委員のコメントを元に加筆修正し学会に再送付した。平成24年度は,本研究目的である「オーバーリーチ干渉特性」について,広島市立大学および広島大学(盆地)の観測系に加え,新たに山岳部での特性を評価するため,阿蘇山麓に観測系を設置し,観測を開始した。広島圏内のみならず九州圏内においてもUHF帯地上波ディジタルテレビ放送波およびVHF帯FM放送波の同時観測が可能であることを確認した。また観測期間中,FM放送波の受信レベル上昇時には地上ディジタルテレビ放送波の受信レベルも上昇することを確認した。受信レベル上昇の要因については山岳伝搬においても,大気屈折率に起因して形成されたダクトとの相関が強いことを明らかにした。また,見通し外オーバーリーチ伝搬特性について,広島市立大学(中緯度)とキルナ(北極圏)の観測結果から,MF帯およびLF帯の受信レベル変動は,日の出・日の入りの時刻と相関が高いことを確認した。また,キルナにおける観測では,太陽フレアなどの太陽活動のみならず地磁気変動とも相関が高いことを明らかにした。さらに,開発したレートレース法をもとに,気象台から公表される高層気象データから大気の電波屈折率を求め,実測データと比較した。その結果,任意の電波伝搬経路において経路推定できることを明らかにした。また得られた成果は学術論文誌に投稿し採録された。また,本研究による2年間の研究成果をまとめ,H24年度末に総務省中国総合通信局主催の放送部会にて報告した。

講演会の後,地元放送局の担当者から「隣接国からの地上ディジタル放送波オーバーリーチ干渉について」調査協力のご相談をいただき,成果の地域貢献に繋がった。構築した観測系はすべて安定に連続観測を継続できている。また観測系を設置した周辺の人工ノイズの影響を受けることなく,観測対象の電波を精度よく計測できている。観測データを検証するため,コンピュータ上にレイトレース法を実装し,電波伝搬経路が推定できることを確認した。得られた研究成果は国際会議にて速報し,専門家の間で高い評価を得ることができた。また学術論文誌にも投稿し採録された。研究はおおむね順調に進展している。25年度が最終年度であるため、記入しない。これまで各地に構築した観測系は,すべて安定に連続観測を継続できている。観測データを検証するため,コンピュータ上にレイトレース法を実装し,高層大気データから電波屈折率を求め,電波伝搬経路が精度よく推定できることを確認した。また本研究による2年間の研究成果をまとめ,総務省中国総合通信局主催の放送部会にて報告した。以上の通り,研究はおおむね順調に進展している。昨年度構築した観測系はすべて安定に連続観測を継続できており,引き続き伝搬特性の観測を継続し,RSSIによる受信レベル特性およびBERによる伝送品質特性を評価する。また,盆地(広島大学)とは異なる伝搬特性が期待される山岳部および海岸部に新たに観測系を構築し,異なる伝搬プロフィールにおける,地上波ディジタルテレビ放送波の見通し外オーバーリーチ干渉特性の観測を開始する。また観測データのみならずレートレース法によるオーバーリーチ干渉評価を加える予定である。これまでに広島市立大学および広島大学(盆地)の電波観測系に加え,阿蘇山(山岳部)にも新たな観測系を設置し,複数箇所での観測を継続した。広島圏内のみならず九州圏内においても,地上波ディジタルテレビ放送波とFM放送波の同時観測により,干渉源の特定が可能でることを確認した。H25年度は研究の最終年度にあたり,引き続き複数個所での観測を継続し,RSSIによる受信レベル特性およびBERによる伝送品質特性を評価するとともに,研究の集大成として国際会議および学術論文誌への投稿を行う。また広島市立大学(中緯度圏)およびキルナ(北極圏)における,MF帯のラジオ放送およびLF帯の電波時計標準電波のオーバーリーチ伝搬特性の観測を継続し,中緯度圏と北極圏におけるオーバーリーチ伝搬の違いおよびその要因を明らかにする。
加工シリコン基板上への窒化物半導体の選択再成長法によるナノヘテロ構造の創製

加工Si基板上への選択MOVPE法により、(0001)、(1-101)、(11-22)ならびに(11-20)面を有するAlGaN/GaN、GaN/InGaN微細ヘテロ構造を作製した。この構造は自然形成原理に従って形成されるため、表面平坦性、結晶性に優れることを明らかにした。特に、窒素を最表面とする(1-101)半極性面GaNは不純物ドーピング特性に優れ、Mgドーピングで高い正孔濃度が得られ、炭素ドーピングでもp形伝導が得られることを明らかにした。Si基板上に半極性GaN-LEDとストライプレーザ構造を作製し、光集積デバイスのためのナノへテロエピタキシの有効性を実証した加工Si基板上への選択MOVPE法により、(0001)、(1-101)、(11-22)ならびに(11-20)面を有するAlGaN/GaN、GaN/InGaN微細ヘテロ構造を作製した。Si基板上に半極性GaN-LEDとストライプレーザ構造を作製し、光集積デバイスのためのナノへテロエピタキシの有効性を実証した本研究は、加工シリコン基板上へのMOVPE選択成長法により、複数のファセットで囲まれたGaN微細単結晶を自然形成原理に従って成長させ、これを用いた窒化物半導体ナノヘテロ構造を作製することを目的としている。1.シリコン(111)面上へのGaN成長においてAlGaN緩衝層の形成条件とヘテロ界面のポテンシャルならびに電気的特性との関係を、光伝導スペクトル、反射走査電子顕微鏡像を解析することによって評価し、緩衝層の結晶形態が結晶性と電気的特性を左右することを明らかにした。2.ファセット上でのAlGaNおよびInGaN薄膜ならびに多層構造を作製し、その組成と膜厚分布を詳細に評価し、気相ならびにファセット上でのGa化学種の拡散過程が結果を支配していることを見いだし、拡散長、活性化エネルギーを決定した。他方、AlとInの拡散現象は顕著な効果が見られなかった。3.AlGaN緩衝層の形成条件と界面構造、欠陥の生成過程との関係を評価する手法として、GaN/Siヘテロ界面の電位分布を電子線ホログラフィーを用いる手法を開発した。これによりGaN/AlGaN界面近傍のフェルミ準位の推定が可能になった。4.(1-101)GaN/AlNヘテロ構造において、(000)面上の試料では見られないp型伝導が見いだされた。この構造に、Siを添加すると、n型伝導が得られ、ドーピング量に応じて電子密度が増加することを見いだした。この結果、Siが(1-101)面でGaを置換しドナーとして働くことが明らかになった。他方、この構造にCを添加するとp型伝導によるホール濃度が増加することが見いだされた。このことは、窒素面にドープされたCがNを置換しアクセプターとして働くことを示唆している。本研究は、加工シリコン基板上へのMOVPE選択成長法により、複数のファセットで囲まれたGaN微細単結晶を自然形成原理に従って成長させ、物性制御された窒化物半導体ナノヘテロ構造を作製することを目的としている。1.ナノファセット面上での窒化物系ヘテロ構造の均一性確保のために、InGaN混晶の成長条件を検討した。InとGaに関する化学種の拡散現象は、AlGaN混晶におけるAlとGaの拡散現象と類似で、Gaの面間拡散が結果を支配していることが明らかになった。また、減圧成長を行うことによって気相拡散の影響が格段に抑制され均一性が確保できることが分かった。2.加工シリコン基板上への選択成長法によって(1-101)N面を有する窒化物結晶を作製し、N面への炭素ならびにマグネシウムのドーピングを試みた。電気的特性評価から両者ともp型不純物として働くことが分かった。光学的特性からは炭素が複数の浅いアクセプタ準位を形成することが見出され、炭素がコンプレックスを形成していることが示唆された。3.GaとNとからなるファセット面上での実験を可能とするため、(311)Si基板上への選択成長を試み、(11-22)面を有するGaNの作製に成功した。この試料のCL像は結晶内の貫通転位が少ないことを示した。4.(1-101)ストライプ上の量子構造としてInGaN/GaN及びGaN/AlGaN光導波路を作製し、この光学利得を評価したところ、バンド端近傍の広い範囲で正の値が得られた。さらに、時間分解分光法により得られたキャリアの寿命は200ps程度で、C面上の量子井戸試料より長いことが分かった。5.Si基板へのKOH異方性エッチングを施して微細(111)ファセット面を作り、ここへの選択成長を試み、サブミクロンの大きさの均一なGaNストライプを作製することに成功した。本研究は、加工シリコン基坂上へのMOVPE選択成長法により、複数のファセットで囲まれたGaN微細単結晶を自然形成原理に従って成長させ、物性制御されたナノヘテロ構造の作製とデバイス応用を探ることを目的としている。

1.InGaN系混晶のMOVPE成長でもGaの表面拡散現象が結果を左右し、Inは局在性が強いこと、(1-101)面上での成長速度は小さく、ファセット面による成長速度の相違がAlGaN系より顕著であることが分かった。2.Si微細(N11)ファセット面上への成長におけるGaNストライプ構造の微細化を図り200nmのナノワイヤーを作製することに成功した。3.(1-101)面上へのMgドーピングを評価した。供給量が少ない場合は、供給量の増加と共にホール濃度が減少した。これは、Mgドープによる表面モフォロジーの変化により炭素ドーピングが変化したためと理解された。さらに、供給量が多い領域では供給量と共にホール濃度が増加した。高ドープ領域でのキャリア濃度の飽和現象は(0001)面に比べて弱く、補償効果が弱いことが分かった。4.(311)si加工基板上への(11-22)GaN成長プロセスを検討した。トレンチの幅と深さを最適化することによりプロセスが改善され、大面積なSi基極上に均一な(11-22)GaNを作製することが可能となった。5.(0001)GaNならびに(1-101)GaNのフェムト秒分光を行い、伝導帯における電子のエネルギー緩和過程を評価した。高エネルギー側では600ps程度の遅い緩和過程と210ps程度の速い緩和過程があることが分かった。エネルギー依存性から速い緩和はLOフォノン放出過程によると予想された。6.上記得られた(1-101)ならびに(11-22)GaN面上へのSiならびにMgドーピングを行い伝導特性評価とpn接合ダイオードの作製を試みた。逆耐圧15V、オン電圧5V程度のLED(発光波長460465nm)の試作に成功した。1.InGaN系混晶薄膜を(1-101)ならびに(0001)ファセット面上に同時成長させ、混晶組成と成長速度に大きな違いがあることを見出した。特に、ファセット成長と一面成長とで混晶組成の面方位依存性が異なることを見出した。2.(1-101)面上へのA1ドーピング特性を評価した。SIMS分析による結果は供給量と共に線形的にドープ量が増加した。X線解析法により格子歪みを評価したところ、A1ドーピングによって格子歪みが大幅に緩和され、貫通転位密度の低減も達成できることがわかった。3.(311)Si加工基板上への(11-22)GaN選択成長法における転位密度低減の方法を検討した。成長圧力と成長温度を制御することにより成長モードを変化させ、ストライプの合体時期を遅らせると、貫通転位ならびに積層欠陥の伝搬が阻止され、合体した結晶表面における転位密度が大幅に低減されることを見出した。4.(011)Si基板上に垂直な(111)面を作製し、ここへのGaN選択成長を行うことによって、(11-20)面が上面となるファセット成長を達成した。次いで、このストライプ構造を合体させることにより、(11-20)平垣面が得られる可能性が明らかになった。5.Mgドープ(1-101)GaNならびに(0001)GaNのフェムト秒分光を行い、価電子帯端における光励起キャリアの緩和過程を評価した。バンド端より低いエネルギー範囲で、エネルギーに依存する数ピコ秒の寿命が得られた。この短い寿命は、不純物帯内の伝導(キャリア捕獲)によるものと解釈された。6.(1-101)ならびに(11-22)
冥王代の天体重爆撃による生命誕生場への電気化学的擾乱

本研究は原始地球における生命誕生時期が天体衝突が頻発していた「天体重爆撃期」に重なっていることに着目した.研究目的は天体衝突が生命誕生場に与える擾乱を定量的に明らかにすることである.単発の天体衝突で引き起こされる物理化学過程を検討し,初期数億年間に地球質量のおよそ1%におよぶ天体群が金星・地球・火星に衝突した場合に何が起こるか?を明らかにするために研究を遂行した.得られた主要な成果を以下に述べる.(1)数値衝突計算コードであるiSALE shock physics codeを計算出力を後処理し,衝突後の衝突天体が辿る熱力学経路を計算する後解析コードを作成した.マルチコア計算機を導入し,数値衝突計算と後述の100万回に及ぶ天体衝突を扱う確率論的重爆撃モデル計算を幅広いパラメータ空間を効率よく埋めるための計算環境を構築した.(2)天体衝突時に衝突天体が蒸発することで発生する気相化学種を衝突速度の関数として明らかにした.特に酸素分子の生成効率が衝突速度に強く依存していることから,天体衝突による非生物的酸素生成が生命誕生場への新たな自由エネルギー源となり得ることを提唱した.また原始地球や火星に過渡的に酸素を含んだ大気が発生した場合に特殊な地質試料が残される可能性があることから仮説の実証に向けた新たな研究を開始した.(3)天体重爆撃期に頻発した天体衝突の重畳された情報を紐解くため,モンテカルロ法を用いた確率論的重爆撃モデルを構築した.(4)確率論的重爆撃モデルを用いて原始金星の表層変動を解いた.天体衝突によって発生する大量の細粒岩石と高温の初期金星大気の間の化学反応を検討し,天体重爆撃が初期金星を極度に乾燥した状態に導いたとする新説を提唱した.本モデルは火星の大気進化を扱う計算にも流用され,初期火星の大気全圧下限を制約するという成果を挙げている.28年度が最終年度であるため、記入しない。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では“Habitable trinity=生命誕生場"に加わる天体重爆撃の影響を定量的に評価することを目的としている.アポロ計画で回収された月試料と月面クレータ計数から明らかとなった地球史最初期の10億年に渡る天体衝突頻度が高かった時代と,原始表層の化学進化から最初の生命の誕生に至る時代は時期的に重なっている.生命誕生場の活発な化学反応を支えるには酸化還元の電気化学勾配の存在が不可欠である.本研究では天体衝突による不可逆加熱が固体岩石惑星の主要構成要素である珪酸塩を分子酸素と還元的鉱物微粒子に分解し,環境中に放出されるという生命誕生場への新たな自由エネルギー供給機構を提案し,その影響を定量的に評価する.研究の遂行にあたって以下の4つの課題を設定している.(1)炭素質隕石の分解実験:酸素ガスと還元的微粒子同時生成の実証, (2)主要珪酸塩鉱物のレーザー衝撃実験:衝突生成エントロピーの定量化, (3)個々の天体衝突時の分子酸素発生量の定量化, (4)冥王代地球への適用である.今年度は(1)の準備として酸素にのみ感度を持つ蛍光センサーを導入した.購入に至るまでの性能チェックや価格交渉などに時間を要したため,今のところ具体的な実験はできておらず,来年度に持ち越しとなった.(2)では予定どおりの実験を実施した.地球の上部マントルの端成分である橄欖石(Mg2SiO4)のレーザー衝撃実験を実施し,温度と圧力を同時に計測し,良質なデータを取得することができた.現在鋭意解析中である.研究計画(4)でも進展があった.冥王代地球の衝突環境に関して最近の文献をレビューした.邦文ではあるが査読付き総説として出版予定である.その知見をもとに冥王代地球への応用時に基本となる確率論的天体重爆撃モデルを構築した.研究計画(1)では当初の予定どおり酸素にのみ感度を持つ蛍光センサーを導入したが,購入に至るまでの性能チェックや価格交渉などに時間を要したため,今のところ具体的な実験はできておらず,来年度に持ち越しとなった.しかし,その間に研究計画(4)で使用する計算コードの構築,モデル構築に必要な文献のレビュー,及び計算コードの試用のために行った計算で査読付き論文が二報,受理されるに至った.よって予定通りではなかったが,正味としては順調に進展していると判断した.本研究は原始地球における生命誕生時期が天体衝突が頻発していた「天体重爆撃期」に重なっていることに着目した.研究目的は天体衝突が生命誕生場に与える擾乱を定量的に明らかにすることである.単発の天体衝突で引き起こされる物理化学過程を検討し,初期数億年間に地球質量のおよそ1%におよぶ天体群が金星・地球・火星に衝突した場合に何が起こるか?を明らかにするために研究を遂行した.得られた主要な成果を以下に述べる.(1)数値衝突計算コードであるiSALE shock physics codeを計算出力を後処理し,衝突後の衝突天体が辿る熱力学経路を計算する後解析コードを作成した.マルチコア計算機を導入し,数値衝突計算と後述の100万回に及ぶ天体衝突を扱う確率論的重爆撃モデル計算を幅広いパラメータ空間を効率よく埋めるための計算環境を構築した.(2)天体衝突時に衝突天体が蒸発することで発生する気相化学種を衝突速度の関数として明らかにした.特に酸素分子の生成効率が衝突速度に強く依存していることから,天体衝突による非生物的酸素生成が生命誕生場への新たな自由エネルギー源となり得ることを提唱した.

また原始地球や火星に過渡的に酸素を含んだ大気が発生した場合に特殊な地質試料が残される可能性があることから仮説の実証に向けた新たな研究を開始した.(3)天体重爆撃期に頻発した天体衝突の重畳された情報を紐解くため,モンテカルロ法を用いた確率論的重爆撃モデルを構築した.(4)確率論的重爆撃モデルを用いて原始金星の表層変動を解いた.天体衝突によって発生する大量の細粒岩石と高温の初期金星大気の間の化学反応を検討し,天体重爆撃が初期金星を極度に乾燥した状態に導いたとする新説を提唱した.本モデルは火星の大気進化を扱う計算にも流用され,初期火星の大気全圧下限を制約するという成果を挙げている.研究計画(2)については平成27年度の実験で良質なデータが取得できた.実験を行っている外部共同利用機関のエンドユーザへ提供されるマシンタイムが縮小されたことを受け,平成28年度の実験優先度をやや下げることとした.予定より遅れている研究計画(1)の実行に重点的に取り組む予定である.研究計画(3), (4)については当初の予定どおりにマルチコアの計算機を導入し,広いパラメータ範囲での数値計算を実施する予定である.28年度が最終年度であるため、記入しない。28年度が最終年度であるため、記入しない。
長継続時間地震による天吊り形式の機械系構造物に関する耐震性の高度化

本研究では,天吊り形式の機器構造物における東日本大震災での被害メカニズムを解明し対策の在り方を検討した.結果として,建築ー機械構造物の固有振動数比を1.1以上,もしくは,0.9以下にすること,および,振動系の減衰比を20%以上付加することにより余震を含む大地震時の天吊り形式の機械構造物の機能と耐震安全性を維持し得ることを明らかにした.以上の得られた成果を国内だけでなくアジア圏,および,米国で投稿と公表を行った.東日本大震災では,多くの構造減衰が低い鉄骨構造で建造された産業施設において,東北地方太平洋沖地震の特徴の一つである長継続時間での地震入力から天吊り形式の機器・配管の被害が多発し産業施設の機能が停止する事態を生じた.このため,天吊り形式の機器・配管被害の被害様式の分類と発生メカニズムの解明,および,その耐震健全性の向上のための在り方を明らかにすることは産業施設の生産等施設機能の継続性や耐震健全性を担保するうえで極めて重要かつ急務となっている.平成24年度は,天吊り形式の機器・配管について現状規格/基準,取り付け・支持方法等の調査・整理,東日本大震災での被害様式の分類,解析モデルを用いた非線形時刻歴応答・周波数応答解析を実施した.また,1/4縮尺モデルにて天吊り型機器・配管耐震性評価試験体を設計・製作し,振動加振装置により被害メカニズム解明のための振動実験を実施した.平成25年度では,昨年度の結果を踏まえて,天吊り形式の機器・配管の耐震性向上手法の在り方を検討した.ここでは,1/4縮尺モデル振動試験から得られた知見を活用して実機試験体の設計を計画した.特に,現実に即した観点で被害メカニズムが検証し得るよう,東日本大震災において実際に被災したプラントを対象として,再度,被害調査および試験実施時の具体的な建屋振動性状や吊り構造物の配置状況などを綿密に調査し,入手した建屋設計解析書や設備図面等から,高さ4m,奥行き・幅方向約3mの試験体を設計製作した.また,実際の被害を模擬するため,モデルプラント近傍の観測地震波を用いて試験時の地震波を作成し振動試験を実施した.結果として,実際の吊り形式の機械構造物の被害メカニズムを実規模レベルでの試験体から検証し,被害メカニズムを明らかにするとともに,その耐震性向上対策の方向性の在り方を確認した.本研究では,天吊り形式の機器構造物における東日本大震災での被害メカニズムを解明し対策の在り方を検討した.結果として,建築ー機械構造物の固有振動数比を1.1以上,もしくは,0.9以下にすること,および,振動系の減衰比を20%以上付加することにより余震を含む大地震時の天吊り形式の機械構造物の機能と耐震安全性を維持し得ることを明らかにした.以上の得られた成果を国内だけでなくアジア圏,および,米国で投稿と公表を行った.東日本大震災では、多くの構造減衰が低い鉄骨構造で建造された産業施設において、東北地方太平洋沖地震の特徴の一つである長継続時間での地震入力から天吊り形式の機器・配管の被害が多発し産業施設の機能が停止する事態を生じた。このため、天吊り形式の機器・配管被害の被害様式の分類と発生メカニズムの解明、および、その耐震健全性の向上のための在り方を明らかにすることは産業施設の生産等施設機能の継続性や耐震健全性を担保するうえで極めて重要かつ急務となっている。本研究では、次のような7つのステップで研究を展開し、最終的に、天吊り形式の機器・配管の耐震健全性向上のための在り方を迅速に明らかにすることを目的とする。1.現状の天吊り形式の機器・配管の支持方法の調査と整理、2.東日本大震災での被害様式の分類、3.現状の耐震性および被害発生メカニズムの解析的・実験的検討、4.耐震補強・制振構造化等レトロフィットを含む耐震性向上手法の方向についての検討、5.実機レベル試験体の設計・製作、6.要素試験と振動台試験による性能評価、7.天吊り形式の機器・配管の耐震性向上手法の在り方の明示。研究初年度は、13の実施を計画し、まず、天吊り形式の機器・配管について現状の規格/基準、取り付け方法や支持方法等の調査・整理を進め、次に、東日本大震災での被害様式を分類した。その後、分類された被害様式に即して評価条件を設定しメカニズムを解明するため、完全弾塑性型履歴復元力特性、および、バイリニア型復元力特性モデルを有する解析モデルを検討し、時刻歴応答解析、および、周波数応答解析から被災状況のシミュレーションを実施した。また、実験的側面として、1/4縮尺モデルにて、天吊り型機器・配管耐震性評価試験体を設計・製作し、油圧サーボアクチュエータを用いた振動加振装置により、被害メカニズム解明のための振動実験を実施した。本研究では,天吊り形式の機器構造物における東日本大震災での被害様式の分類,耐震性および被害発生メカニズムの解析的・実験的検討,耐震補強・制振構造化等レトロフィットを含む耐震性向上手法の検討,実機レベル試験体の設計・製作,要素試験と振動台試験による性能評価について実施し,天吊り形式の機器・配管の耐震健全性向上のための在り方を迅速に明らかにすることを目的とした.また,併せて産業界に成果を公開することで産業施設の耐震性を高める対策と復旧方法を周知することとした.本研究の成果をまとめる.

「天吊り形式の機械構造物における地震応答と耐力を評価可能な解析モデルを構築することで実際の振動実験の応答を同定するとともに,累積疲労損傷の観点から地震時および余震時の実耐力評価を実施可能とした」,「振動実験より天吊り形式の機械構造物の被害メカニズムを解明し,また,耐震安全性向上対策の方向性を確認した」,「天吊り形式の機械構造物の耐震対策の在り方を検討し,建築ー機械構造物間でのサイズミックインタラクションを考慮した設計法として,建築ー機械構造物の固有振動数比と減衰比の在り方を提示した」.具体的には,被害メカニズムを解明し対策の在り方を検討した結果として,建築ー機械構造物の固有振動数比を1.1以上,もしくは,0.9以下にすること,および,振動系の減衰比を20%以上付加することにより余震を含む大地震時の天吊り形式の機械構造物の機能と耐震安全性を維持し得ることを明らかにした.以上の得られた成果を国内だけでなくアジア圏,および,米国で投稿と公表を行い,また,現在,本研究における総合的評価について投稿準備中である.耐震工学,装置機器学研究2年目では,初年度の検討を踏まえて実機試験体の設計・製作を行い,特に1年目で検討した耐震性向上におけるキー要素となる部分について,今後の解析モデル,設計手法などにも大きく影響するためできるだけ実機レベルにて具現化するよう配慮することとした.結果として,実機レベルの試験体を用いて現実に即した観点で被害メカニズムが検証し得るよう,東日本大震災において実際に被災したプラントを対象として,試験実施時のモデルプラントとしての具体的な建屋振動性状や吊り構造物の配置状況などを綿密に調査し,入手した建屋設計解析書や設備図面等から,高さ4m,奥行き・幅方向約3mの試験体を設計製作した.また,実際の被害を模擬するため,モデルプラント近傍の観測地震波を用いて試験時の地震波を作成し準備し振動試験を実施した.これにより,実際の被害メカニズムを検証できたばかりでなく,被害軽減のための耐震安全性向上対策についての方向性の在り方についても確認することができた.研究初年度は、天吊り形式の機器・配管における規格/基準等の調査・整理、被害様式の分類を進め、次に、被害メカニズムを解明することを主目的として、時刻歴応答解析、および、周波数応答解析からシミュレーションを実施した。その結果を踏まえて、1/4縮尺モデルでの天吊り型機器・配管耐震性評価試験体を設計・製作したが、本試験体の設計の検討に時間を要したため、試験計画にやや遅れが生じた。しかしながら、製作した試験体は、今後の研究の展開に大きく貢献し得るものとなった。研究3年目では,天吊り形式の機器・配管の耐震性向上手法の在り方の明示・成果公表を計画している.また,計画では,実験等に関しては,基本的に2年間で終了し,事後解析を含む評価・まとめを最終年度にて行い,迅速に研究成果を論文投稿や講演,セミナーなどを通じて迅速に公表することとした.しかしながら,2年目で検討し,設計・製作した実機型試験体を用いた天吊り形式の機器・配管の耐震性向上手法の在り方の実証試験を実施した上で対策技術の在り方を提示することが重要と判断し,再度,実機型試験体を用いた振動試験を必要最小限の加振項目で実施する.また,当該結果を踏まえて結果をまとめ投稿やセミナーでの公表を計画する.研究の2年目では、天吊り形式の機器・配管の耐震性向上手法の在り方の検討を実施する。ここでは、現在、やや遅れている振動試験の実施とその評価を進め、得られた知見を活用して実機試験体の設計・製作を計画している。
導電性・防汚性を有する高硬度プラスチック窓材の開発

ポリカーボネート(PC)は透明で耐衝撃性に優れたプラスチック材として知られるが、これを車両用樹脂窓に利用し車両の軽量化を図ることがCO2排出量の低減のために注目される。本研究では、プライマー層(アクリル樹脂層)を介して、シリコーン樹脂をPC上に塗布し硬質保護膜として使用するだけでなく、シリコーン樹脂層表面に波長157 nmのF2レーザーや波長172 nmのXe2エキシマランプ等の真空紫外光を照射することにより、SiO2改質層を形成し耐摩耗性の改善に使用できることに着目した。PCやシリコーン樹脂層に対し、SiO2改質層の線膨張率が小さいことや、SiO2形成時の収縮により引張応力が生じやすく、これがクラック等の発生による耐熱性低下の要因となった。我々は、真空紫外光の照射時にメッシュマスクを使用し光の照射領域を細分化することや、スチールウールによるラビング処理を行うことにより、表面硬度と耐熱性の両立性を検討した。F2レーザーを光源とした場合、メッシュマスクの開口長が1.4 mm以下とすることで光照射時間に関わらずクラックフリーのSiO2改質層が得られることを明らかにした。ラビング処理においては、処理時の荷重が大きいほど、またメッシュマスクの開口長が小さいほど、耐熱性が高くなることを明らかにした。さらに、表面の付加機能として超撥水性と帯電防止性の付与を検討した。波長193 nmのArFレーザーをシリコーン樹脂層表面に配列したSiO2微小球を介して照射することにより、微小球の直径に相当する周期的微細隆起構造を形成した。また、波長157222 nmの光照射による帯電圧を測定した。その結果、光プロセスのみにより、テーバー摩耗試験でΔH1000≦2%、耐熱性120°C3 h、水滴接触角150°以上の超撥水性と無機ガラスと同等の帯電防止性を得た。ポリカーボネート表面に形成したシリコーン樹脂表面に波長172 nmのXeエキシマランプを照射し、シリコーン樹脂表面の光化学改質を誘起しSiO2膜を形成した。ランプの積算照射エネルギーに対するSiO2膜厚の関係を求め、ナノインデンテーション法により表面硬度を測定した。これにより、SiO2膜厚と表面硬度、およびテーバー摩耗の関係を明らかにした。次いで、172nm照射の前あるいは後に、新規に導入した波長222 nmのKrClエキシマランプを照射し、XPSによる深さ方向の組成変化や、表面硬度の変化を測定した。結果、222 nmを172 nmの後に照射すると、深さが300 nm以下の領域にはSi4+すなわちSiO2を主とする酸化物層が、300600 nmの領域にはSi3+の組成を有するシロキサン化合物層が生成することを確認した。これは、光の吸収係数の小さな長波長の光がより深い部位を改質し、短波長の光は表面付近を改質するという深さ選択性による組成制御ができることを示すものである。ただし、222 nmを照射することにより表面硬度は低下し、耐熱試験においてもクラック耐性の有意な改善は認められなかった。一方、172 nmの照射前に222 nmを照射した場合は、前記のような組成変化層の存在は確認できなかった。また、222 nmのランプ照射の有無に関わらず、表面付近の組成に違いは認められなかった。222 nmの照射順により、特異的な組成層が形成されたりされなかったりする理由やそのメカニズムは確認できてはいないが、222 nmを172 nmの後に照射した場合に形成される特異的な組成層は、化学両論的に不定で反応活性に富み、また空孔が存在する可能性があり、これに化学的な修飾や改質処理を加えることで機械物性の改善や機能発現の可能性が示唆された。また改質層のクラック抑制について効果的な手法を見出した。172nmと222nmのエキシマランプを組み合わせ、比較的浅い領域の4価SiO2の硬質層とそれより深い領域の3価SiOxの層をXPSにて組成を検討し作り分けができることを見出した。ヘイズ(曇価)2%以下、およびナノインデンテーション硬度1.5GPaの実現について目途がつけられた。透明ポリカーボネート(PC)基板を従来の無機ガラスに替えて、車両用の樹脂製窓材として使用することを目的とし、PC基板上に形成したシリコーン樹脂膜表面の、波長172nmおよび2222nmのエキシマランプ照射による光改質により、SiO2を主成分とする酸化物層の形成を可能としてきた。これを波長157nmのF2レーザー照射により形成したSiO2膜と比較し、物性に差異のない硬質膜の形成を認めた。しかし、SiO2膜の形成による表面硬度の向上に伴い、車両用窓材として使用した場合の実用上の傷付き耐性を向上できたが、SiO2膜の膜厚増加に伴うクラックの発生が問題となった。クラックの抑制方法として、メッシュマスクを使用することによる、光照射領域の細分化が有効であることを見出した。しかし、耐熱性試験を行うと、再びクラックが生ずるという結果となった。SiO2改質層の表面に生ずる引張応力がクラックの形成に寄与していると想定し、改質表面にサブミクロンスケールのテクスチャ構造を形成した。