hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
記号計算の理論を駆使したウェブソフトアモデル化と検証

ウェブソフトウェア検証の事例研究として, WebEosの核となる部分の形式化と検証を行った.幾何と代数の基本的な部分にMathematicaの計算結果を援用することで,効率的な検証が可能となった.文字列解析による検証において,正規表現マッチングの正確な解析を可能とした.また,データベースとの連携の解析を導入し,蓄積型XSS脆弱性検査を実現した.ポジションオートマトンを利用した正規表現の貪欲マッチングアルゴリズムの設計と実装を行った.ウェブソフトウェアには従来にない高い信頼性が要求される.単に誤りなく動作するだけでなく,頑健である,悪用・誤用されないといった性質がウェブソフトウェアに求められる.このような「健全性」を保証するには従来の開発手法やデバッグ手法だけでは不十分であり,産業界や学術研究機関で新たな方法論の構築や方法論を支援する言語やツールの開発が進められている本研究では,記号計算の理論,形式言語・オートマトン理論をはじめとする,コンピュテーションやソフトウェアを形式化する様々な理論を駆使して,上記問題の解決に取り組んでいる.具体的には,定理証明支援系やモデル検査系を用いた方法論の高度化と広範な展開が重要課題であると考え,これまで定理証明支援系を用いたソフトウェアや幾何オブジェクト設計の正当性証明の研究を推進してきた.それと同時に,記号計算を支援するウェブサービスのシステムやサーバーサイドの記号計算アルゴリズムをクライアント(ブラウザー)から対話的にアクセスするウェブソフトウェアを構築してきたこれらの先行するあるいは同時に進展させている研究で私達が得てきた知見や経験及び記号計算の研究コミュニティーが蓄積してきた多くの知見をウェブソフトウェアの「健全性」の検証に活用して,新たな計算理論,方法論,および方法論を支援するツール群を構築しているウェブソフトウェア検証の事例研究として, WebEosの核となる部分の形式化と検証を行った.幾何と代数の基本的な部分にMathematicaの計算結果を援用することで,効率的な検証が可能となった.文字列解析による検証において,正規表現マッチングの正確な解析を可能とした.また,データベースとの連携の解析を導入し,蓄積型XSS脆弱性検査を実現した.ポジションオートマトンを利用した正規表現の貪欲マッチングアルゴリズムの設計と実装を行った.研究課題を次のサブテーマに分けて研究を推進した。1.システムを対象とする研究(南出、井田担当),ウェブソフトウェアをシステムとしてモデル化する。今年度はウェブブラウザーのモデル化に取り組んだ。ウェブブラウザーで動作するJavaScriptの挙動が様々な問題を引き起こす要因になっていることから、JavaScriptのモデル化に取り組んだ。特にDOMにアクセスするときの動作がウェブプログラムによって異なることを指摘し、適切なモデル化の必要性を明らかにした2.ウェブプログラムを対象とする研究(井田、南出担当)プログラムの性質を表す論理式を動的に生成し、生成された論理式の正しさを証明する研究に着手し、この分野における様々なアプローチの調査を行った。この手段として、シリンダー分解やグレブナ基底法、一・リットの方法を掘り下げ適用の可能性を探った。また、プログラムが出力しうる文字列を文脈自由文法を用いて近似するプログラム解析(文字列解析)を応用し、HT肌を生成するプログラムが常に文法的に正しい文書を生成するかを検査する手法を開発した。3.XMLドキュメントを対象とする研究(鈴木、マリン担当)XML変換言語のパターン照合のための基礎理論について検討を行った。具体的には以下のとおりである。正規表現の積導集合を提案し、それを求めるアルゴリズムと正当性を示した。また正規ヘッジ表現のパターン導集合を提案し、それを用いたパターン照合の正当性、パターン導集合からの有限ヘッジオートマトンとそのオートマトンを用いたパターン照合の正当性を示した。ウェブシステムを対象とする研究,ウェブプログラムを対象とする研究,XMLドキュメントを対象とする研究に研究課題を整理し,それぞれについて研究を推進し,以下の成果を得た.・webEosとよぶ,計算折紙構築および定理証明のための記号計算サービスのシステムの拡張・改良を行いつつ,ソフトウェアのセキュリティの問題点の解明や,性能改善の可能性について検討した.・Hoare論理やSATを用いてプログラムの性質を検証する研究について,研究の現状をサーベイしつつ,これら研究においてシリンダー分解やグレブナ基底計算等の記号計算アルゴリズの適用手法について考察した.・ウェブソフトウェアで用いられる文字列解析のアルゴリズムについて考察し,解析精度を改善した.・ウェブソフトウェアで広く用いられる言語Rubyの操作的意味論と制御フロー解析の研究を行い,高い精度のプログラム解析を実現した.また制御フロー解析の健全性を,操作的意味論に基づき証明した.・XML文書の妥当性検証を正則生垣言語を介して行った.また,正規表現パターンを正則生垣言語で表現するために用いる方法の研究を行った.・XML文書と変換規則のパターンとのパターン照命のための理論に関する研究を行い,正規生垣言語表現のデリバティブを計算するだけで、ヘッジ(生垣,XML文書)とヘッジパターンとの照合が可能になることを示した.また、ヘッジ書換え系の形で複数の変換規則が与えられたときに、ヘッジとのパターン照合が成功する変換規則を効率よく見つけるための方法を考案した.(1)プログラムの性質を表す論理式を動的に生成し,生成された論理式の正しさを証明する研究を継続して推進した.特に,シリンダー分解やグレブナ基底法の応用研究を行った.

グレブナ基底の計算の単項順序を工夫することにより,幾何学的な証明問題が効率よく行われるので,多くの実例についてこれを実証するとともに,ウェブプログラムに対しての応用の方策を検討した.また,これらの方法を安全面でクリティカルなコード内に存在するループや,文字列探索のプログラムの検証に適用する研究を継続して行った.(2)文字列解析によるウェブプログラム検証の研究を継続した.本年度は,スクリプト言語プログラムにおいて重要な役割を果たす正則表現マッチングの研究を重点的に行った.多くのスクリプト言語が採用している欲張り戦略による実装の意味をモナドの概念を用いて定式化し,マッチングに精密に対応する出力付きオートマトンを構成する方法を与えた.この出力付きオートマトンを用いることで,文字列解析の精度を高めることができた.(3)前年度に引き続き,XML文書と変換規則との効率の良いマッチングアルゴリズムを,より大きなクラスの変換規則に適用することを目指した.今年度はヘッジではなく列に関する正規表現から検討を開始した.まず,前年度に研究を開始していたPOSIX準拠のマッチングのための効率のアルゴリズムをまとめ,発表した.この結果に基づき欲張りマッチング(greedy matching)に基づく効率の良いアルゴリズムを設計することができた.現在は,このアルゴリズムの正当性の検証を続けている.本年度は研究課題を次の3点に絞って,研究を推進した.(1)文字列解析によるウェブプログラム検証の研究を継続した.プログラミング言語で用いられる正規表現マッチングの意味論の研究を継続し,前年度に構築したモナドを用いた意味論を,モナドモルフィズム,モナドトランスフォーマを用いて再構成し,より洗練された意味論を構築した.また,データベースとの連携の解析を導入することにより,文字列解析による蓄積型クロスサイトスクリプティング脆弱性検査を実現した.(2)ポジションオートマトンとよばれるオートマトンを利用した,正規表現の貪欲マッチングのためのアルゴリズムの設計とその実装を行った.このオートマトンの各遷移に正規表現中のキャプチャの位置を表すタグを付加した.それをもとにアルゴリズムの設計とC++による実装を行った.その結果いくつかの場合でFrischとCardelliによる効率のよいマッチングアルゴリズムの速度を大きく上回る結果が得られた.(3)WebEos(Web E-Origami Systemの略)と呼ぶウェブを介して稼働するソフトウェアを開発してきたが,今年度も,このソフトウェアの改良とその核となる部分の形式化を進めた.核となる部分は,藤田の基本操作と呼ばれるセットをプログラム化したものであり,この形式化と様々な性質の検証が非常に重要であった.これを,証明支援系Isabelle/HOLを用いて行った.検証には,記号論理的な知見と代数的な知見を組み合わせることが不可欠であるが,既存の証明支援系は,前者では満足すべき能力を有するものの,後者は比較的弱く,研究の推進には困難が伴った。
律令制国家における天皇と「法」との関係構造の研究

本年は、天皇の発する言葉である宣命を素材にとりあげ、そのなかで「法」に言及しているものを検討することで、89世紀の律令制国家における天皇と法との関係を考察した。『儀式』や『朝野群載』には、皇太子を立てる時の宣命文の模範例文に「法の随にあるべき政として、某親王を皇太子と定め賜ふ」という表現があり、天皇は皇太子を「法」に従って立てるとのべることになっている。また立太子の時だけでなく、恒貞皇太子を廃する際(842年)の山陵への告文では「食国法の随に」廃太子するとのべている。このように、立太子や廃太子の時に「法に随に」とのべることは、天皇が「法」を守っていると表明することであり、それらの行為を「法」によって正当化しようとするものであったといえよう。『儀式』などとほぼ同じ宣命は、山部親王(桓武天皇)立太子宣命(773年)でのべられており、さらに「法の随に」皇太子を立てるとの文言は、他戸親王立太子宣命(771年)までさかのぼる。しかし白壁王(光仁天皇)立太子宣命(771年)には「法」はふれられておらず、それ以前の立太子については宣命がみえないが、大炊王(淳仁天皇)立太子漢文詔には「法」はでてこない。従ってこの表現が始まる画期は光仁朝であると考えられる。その契機は称徳朝の残した課題であったと思われる。称徳天皇には嫡子が継承すべしという血統の原理と、天が認める人物が皇位につくべしとするいわゆる天命の原理との、矛盾する原理が併存してした。そこで皇太子を定めないでいたために皇位継承資格者をめぐって疑獄事件が多発し、多くの皇親や貴族が罪された。光仁朝はこれを解決する概念として「法」を用いたものと考えられるだろう。成果の一部はすでに公表した。次は、天皇即位宣命の分析にとりくみたい。
抗菌ペプチドのリポ多糖結合能と活性の相関解析およびリポ多糖除去材料への応用

昨年度は核磁気共鳴(NMR)装置等を用いた測定により、抗菌ペプチドTachyplesin I(TP I)とグラム陰性菌外膜の主成分であるリポ多糖(LPS)の複合体モデルを、原子レベルで決定することに成功し、結合にはTP Iの両末端に位置する塩基性残基および芳香族残基が重要であることを明らかにした。ここまでの結果は論文にまとめ、海外学術雑誌へ投稿・受理された。本年度は上記の成果をベースとし、LPS結合能を上昇させうる各種変異体を作製し、LPS結合能の評価を試みた。しかし、用いるLPSの種類、濃度、反応時間等の条件検討に難航し、現時点でまだ有意な結果は得られていない。TP Iには強力なキチン結合能があることも知られており、昨年度はその詳細についての研究も行った。キチンは真菌の外膜成分であることから、抗菌ペプチドのキチン結合能は抗真菌活性に重要であると考えられているものの、相関については不明である。TP Iのキチン結合能に関する研究は、抗真菌活性との相関の有無を解明するうえで重要であり、さらにTP Iの生理活性を明らかにする点でも意義がある。昨年度はキチンを構成する六糖の存在下でNMR測定を行い、TP Iの4残基(Phe4, Arg9, Tyr13, Arg17)がキチン結合に重要であると推測することができた。本年度は、その4つの残基を1残基ずつAlaに置換した変異体、さらに2つの疎水性残基をAlaに置換した変異体と、2つの塩基性残基をAlaに置換した変異体、そして4残基全てをAlaに置換した変異体を作製し、キチン結合アッセイを行った。その結果、TP Iのキチン結合能には主に疎水性残基であるF4AやY13Aが重要であり、R9AとR17Aは副次的に結合に関与している、ということが示唆された。ここまでの研究結果をまとめ、現在海外学術雑誌への投稿を準備中である。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究はまず、抗菌ペプチドであるTachyplesin I (TP I)とリポ多糖の複合体モデルを基盤に、LPS結合能を上昇させた変異体の作製を目指している。そこで本年は、TPIとリポ多糖の複合体モデルを詳細に決定した。ここで決定する複合体モデルを出発点として今後の研究を進めていくため、モデルの詳細化は必要不可欠である。具体的にはTr-NOESYと呼ばれる、核磁気共鳴(NMR)装置を用いた測定を行い、LPS存在下でのTP Iの立体構造情報を精査することにより、精細な3次元構造を決定した。その後決定したTP Iの立体構造を用い、LPSとのドッキング計算を行った。得られた複合体については再現性も確認し、TP IとLPSの複合体構造モデルを決定した。ここまでの結果を論文にまとめ、海外学術雑誌へ投稿・受理された。またTP IについてはLPS結合能以外に、強力なキチン結合能があることが知られており、その詳細についても研究した。キチンは真菌の外膜主成分であり、キチン結合能の詳細を研究することは抗菌ペプチドの真菌に対する活性を解明するうえでも重要であり、TP Iの生理活性の解明を明らかにすることにも繋がる。まずはNMR測定を行い、キチンに対するTP Iの結合部位を予測した。その後変異体を用い、キチンに対するTP Iの結合部位をより詳細に検討した。この結果について、第51回日本生物物理学会年会で発表を行った。

ここまでの研究結果をまとめ、現在海外学術雑誌への投稿を準備中である。26年度が最終年度であるため、記入しない。現在までに、今後の研究の足場となる、詳細なTP IとLPSの複合体を決定することができた。研究結果は学会で発表し、さらに論文として発表した。また、LPSに対する結合能を上昇させることを目的とした、各種変異体を用意した。ただし、それらの変異体の活性を測定するには至っていない。したがって、研究の目的の達成度としては「やや遅れている」と評価した。今年度に作成した変異体について、今後は市販されているキット等を利用し、LPSとの結合能を評価していく。結合能の高い変異体についてはNMR等を用いて構造解析を行っていくとともに、LPSを吸着・除去するようなLPSトラップカラムへの応用を検討する。
マラリアワクチンプラットフォーム技術基盤研究

マラリアワクチン開発においてワクチン抗原の免疫原性を向上させるための技術開発は極めて重要である。今回、マラリア原虫のヒトから蚊への伝搬を阻止するワクチンの効果を高めるため、三日熱マラリア原虫のオーキネート表層抗原(Pvs25)とデリバリー分子とを融合させた三部構成免疫賦活システムを開発した。このシステムを「Tricomponent immunopotentiating system」と名付け、その効果を検証した。その結果、ワクチン抗原単独では達成できないレベルのワクチン効果が抗原をTIPSに搭載することで達成された。また、このシステムがマラリア以外の感染症へも応用できる可能性が示された。三部構成免疫賦活システムは、1ワクチン抗原、2コアモチーフ、3標的リガンドの三部から構成される我々が独自に開発したワクチンプラットフォームである。TIPSは搭載された抗原を標的リガンドによって免疫担当細胞へ運搬できるシステムである。平成23年度には、三日熱マラリア伝搬阻止ワクチン(Pvs25)、5量体コイルドコイル(COMP)、そして、標的リガンドにZドメイン(Protein A由来)を採用したTIPSを構築し(COMP-Z:Pvs25)、その三日熱マラリア伝搬阻止機能を解析した。平成24年度は、このプロトタイプTIPSの機能を向上させる目的で、リガンドをZドメインよりも高いIg結合能をもつSpGB(Protein GのBドメイン)、あるいは、Igのアイソタイプに依存せず幅広いIg結合能をもつPpL(Protein LのBドメイン)に変更し、機能解析を進めた。まず最初に、COMPとこれらのリガンドの融合タンパク質(COMP-SpGB、COMP-PpL)を大腸菌で発現させた。その結果、これらの融合分子はCOMP-Z同様、大腸菌から分泌発現されること、また、各種Igに対する結合能を有することも確認した。次に、これらの融合分子にPvs25を化学融合法を用いて搭載し(COMP-SpGB:Pvs25およびCOMP-PpL:Pvs25)、その免疫原性およびマラリア伝搬阻止機能を解析した。具体的には、BALB/cマウス(雌6週齢)に皮下投与し、Pvs25特異的血清IgG力価を測定した。その結果、全てのTIPS複合体投与群において、Pvs25単独投与群と比較し、有意に抗体価が上昇していた。また、ZよりもSpGBやPpLにリガンドを変更したTIPS複合体の方が高いIgG抗体価を誘導し、伝搬阻止ワクチン機能も有意に向上することが示された。マラリアワクチン開発において重要とされることは、新たな防御抗原を発掘することとその抗原の免疫原性を高めることである。本研究課題ではその取り組みの一環としてワクチン抗原をB細胞へ標的化することでワクチン抗原の免疫原性を向上させることが可能か検証してきた。特に、平成23年度と24年度は、「三部構成免疫賦活システム(TIPS)」の開発を進めてきた。このTIPSは、本来、免疫原性の低いマラリア原虫由来のワクチン候補抗原をコアモチーフ(コイルドコイル形成分子)と標的リガンドから構成される融合分子へ搭載することで、抗原の低免疫原性を克服できるシステムである。すなわち、B細胞標的化はマラリアワクチン抗原の低免疫原性克服に重要な要素であることが分かってきた。マラリアワクチンのようにリコンビナントタンパク質を用いる必要性が高い場合において、自然免疫活性化のためのアジュバントや今回、TIPSで証明したような抗原提示細胞(今回の場合B細胞)標的化に加え、抗原の反復整列化は重要な要素であると考えている。最終的にはリコンビナントタンパク質性のワクチンを実用化していく上で、これら3要素は重要である。平成24年度までは、マラリア伝搬阻止ワクチン抗原(Pvs25)を用いてTIPSの機能解析を進めてきたが、平成25年度はマラリアの生活環の中でもメロゾイト期特異的に発現する抗原(MSP1)をTIPS化することでその機能解析を実施した。その結果、Pvs25の場合同様、高い発症防御機能が認められた。また、ウイルス感染症のモデルとして日本脳炎を用いてTIPSの機能を検証したところ、マラリアワクチンの場合同様、TIPS化することで高い感染防御能が認められた。これらの結果は、B細胞を標的化することで、リコンビナントタンパク質性のワクチン候補抗原の機能性が高まることを示唆しており、今後のマラリアをはじめとするワクチン開発に重要な所見を与えるものであると考えている。申請者らが開発している三部構成免疫賦活システム(Tricomponent Immunopotentiating System: TIPS)は、リガンドにB細胞指向性を示すZドメイン[Protein A由来イムノグロブリン(Ig)結合ドメイン]を採用し、コアモチーフにCoiled-coil構造タンパク質のひとつであるCartilage oligomeric matrix protein (COMP)の5量体形成部位を採用している。

COMPとZドメインを遺伝子工学的に融合させ(COMP-Z)、さらに、その融合タンパク質に三日熱マラリア原虫のオーキネート表層タンパク質Pvs25を化学的に結合させた三部構成複合体(COMP-Z:Pvs25)は、BALB/cマウス(雌6週齢)に皮下投与した場合、タイ国の三日熱マラリア感染患者血液から媒介蚊への原虫の伝搬を完全に阻害する抗血清を誘導した。我々はTIPSの最小必須構成単位を検証するため、ZあるいはCOMPを除いた二部構成の複合体を構築した。すなわち、ワクチン抗原:コアモチーフ融合体(COMP:Pvs25、リガンド欠損型二部構成)およびワクチン抗原:リガンド融合体(Z:Pvs25、コアモチーフ欠損型二部構成)を構築し、BALB/cマウス(雌6週齢)に皮下投与した。また同時に、二部もしくは三部の構成要素が物理的に結合せず、単に混在しているだけの実験群(Pvs25 + COMP、Pvs25 + Z、Pvs25 + COMP + Z)も設けた。その結果、何れの場合も三部構成複合体と比較し、抗原特異的血清IgGの力価が顕著に低下することが分かった。つまり、三部が共在し、しかも物理的に結合していることがTIPSの機能に必須であることが証明された。本研究の目的は、マラリアに対するタンパク質性のワクチン開発に資する新たな「ワクチンプラットフォーム」を構築することである。申請者独自の技術である「三部構成免疫賦活システム(Tricomponent Immunopotentiating System: TIPS)」は、アジュバント的機能およびデリバリー(標的化)機能をもつ分子であることが示されている。特に、タイ国マヒドン大学の共同研究者らと共に実施しているメンブレンフィード法では、実際のマラリア感染患者の原虫を用いており、TIPSのフィールド原虫株に対する効果が実証されている。TIPSは、1ワクチン分子、2コアモチーフ、3リガンドの三部から構成される複合体であり、TIPSの各構成部分は目的に応じて換装(入れ換え)可能である。平成24年度は、TIPSの機能を向上させるため、3のリガンドを変更する実験を進めた。その結果、Z分子をリガンドにもつプロトタイプTIPSと比較し、SpGBやPpLをリガンドにもつTIPSは、抗体誘導能ならびにマラリア伝搬阻止機能が向上していることが示された。リガンドの換装がもたらすワクチン機能向上への影響は、当初想像していたレベルよりも高い結果となった。今年度は、本システムのさらなる高度化を目指す研究を実施した。その結果、研究開始時の目標は十分達成されたと判断し、総合的な自己評価として、「当初の計画以上に進展している」とした。本研究の目的は、寄生虫、特にマラリアに対するワクチンの開発に資する新たな「ワクチンプラットフォーム」を構築することである。特に、アジュバント(免疫増強剤)およびデリバリー(標的化)機能をもつ分子を設計し、将来のマラリアワクチン開発へ繋げる基盤を構築することを目的としている。
江戸時代関東農村における剣術流派の存在形態に関する基礎的研究

本研究は、「江戸時代関東農村における剣術流派の存在形態に関する基礎的な研究」である。17世紀初頭に関東(上野国(こうづけ)・下総国(しもうさ)・上総国(かずさ)・安房国(あわ)・常陸国(ひたち)・相模国(さがみ)・下野国(しもつけ)・武蔵国(むさし))に存在した剣術流派は、江戸時代、帰農した中世武士によって農村で武芸が伝承された、と考えられている。この仮説において、(1)馬庭念流(まにわねんりゅう)(群馬県)(2)新当流(しんとうりゅう)(茨城県)(3)新影流(しんかげりゅう)(群馬県)(4)外他流(とだりゅう)(千葉県)をとりあげ、分布と内容を明らかにすることを目的とし、以下の点が判明した。1.上野国で馬庭念流を中興した友松氏宗(ともまつうじむね) (偽庵(ぎあん))は彦根藩で「未来記念流」を指導した。友松の弟子、永居新五左衞門が、柳生新陰流(やぎゅうしんかげりゅう)と未来記念流(みらいきねんりゅう)の2流を併せた「江武知明流正法兵法」を創始しているので、友松が念流(ねんりゅう)を彦根藩と上州農村へそれぞれ伝えた。技法においても「犬之巻」「象之巻」「虎之巻」などの内容が両者で共通する。2.下総国、常陸国に興った新当流、神道流は16世紀に関東の上野国農村にも普及していた。今回調査した新当流文書は岐阜県大垣市立図書館・桜井家文書、山口県防府市毛利博物館蔵文書であった。3.常陸国の新当流の真壁氏幹(まかべうじも)と(暗夜軒(あんやけん)・1550-1622)は真壁(まかべ)城の城主であったとともに鹿島神宮(かしまじんぐう)の「鹿島大使」役を務めた。このことから関東農村のみならず関西方面へも鹿島信仰を弘めることも視野に入れ、新当流を普及したことが考えられる。4.上総国安房国に普及した外他流は、伊藤一刀斎が(いとういっとうさい)、1580年(天正8)頃、外他(とだ)一刀斎景久(かげひさ)と名乗り、南総里見家家臣の宇部壱岐守弘政(うべいきかみひろまさ)、石田新兵衛(いしだしんべえ)、御子神助四郎(みこがみすけしろう)、古藤田勘解由(ことうだかげゆ)などへ指南した。その内容を文書にみると、「五点」「殺人刀(せつにんとう)、活人剣(かつにんけん)」「卍(まんじ)」など、一刀流との共通術語が確認される。また、神前儀式や神饌などが記されていた点できわめて中世的な兵法を表していた。また武器絵図には、里見家の水軍が水上戦で用いた武器(熊手、長刀、突く棒、さす又など)も描かれている。5.近江国堅田(おうみかただ)(滋賀県大津市堅田)は、外他流を創始した伊藤一刀齋の出身地という説がある。その堅田で居初(いそめ)家は1100年続く琵琶湖船頭頭の家。ここで外他流の祖流、冨田流文書(寛永年間)が所蔵されており、堅田水軍と伊藤一刀斎そして関東の里見(さとみ)水軍への伝播へ結びつく可能性もでてきた。6.幕末期上総国・下総国・安房国など現在の千葉県農村で普及した不二心流(ふじしんりゅう)開祖・中村一心斎(なかむらいっしんさい)(中村八平)の江戸における動向を伺うことができた。すなわち、関東における農村と江戸の剣術流派をつなげたのは江戸で活動していた剣術家たちであった。7.江戸幕末期、関東農村にもひろがった、「しない打ち込み試合稽古法」導入の理由の一つとして、外国船の着船によることが、弘前(ひろさき)藩文書(文久2年「御自筆の写」)に読み取ることができた。

技法においても「犬之巻」「象之巻」「虎之巻」などの内容が両者で共通する。2.下総国、常陸国に興った新当流、神道流は16世紀に関東の上野国農村にも普及していた。今回調査した新当流文書は岐阜県大垣市立図書館・桜井家文書、山口県防府市毛利博物館蔵文書であった。3.常陸国の新当流の真壁氏幹(まかべうじも)と(暗夜軒(あんやけん)・1550-1622)は真壁(まかべ)城の城主であったとともに鹿島神宮(かしまじんぐう)の「鹿島大使」役を務めた。このことから関東農村のみならず関西方面へも鹿島信仰を弘めることも視野に入れ、新当流を普及したことが考えられる。4.上総国安房国に普及した外他流は、伊藤一刀斎が(いとういっとうさい)、1580年(天正8)頃、外他(とだ)一刀斎景久(かげひさ)と名乗り、南総里見家家臣の宇部壱岐守弘政(うべいきかみひろまさ)、石田新兵衛(いしだしんべえ)、御子神助四郎(みこがみすけしろう)、古藤田勘解由(ことうだかげゆ)などへ指南した。その内容を文書にみると、「五点」「殺人刀(せつにんとう)、活人剣(かつにんけん)」「卍(まんじ)」など、一刀流との共通術語が確認される。また、神前儀式や神饌などが記されていた点できわめて中世的な兵法を表していた。また武器絵図には、里見家の水軍が水上戦で用いた武器(熊手、長刀、突く棒、さす又など)も描かれている。5.近江国堅田(おうみかただ)(滋賀県大津市堅田)は、外他流を創始した伊藤一刀齋の出身地という説がある。その堅田で居初(いそめ)家は1100年続く琵琶湖船頭頭の家。ここで外他流の祖流、冨田流文書(寛永年間)が所蔵されており、堅田水軍と伊藤一刀斎そして関東の里見(さとみ)水軍への伝播へ結びつく可能性もでてきた。6.幕末期上総国・下総国・安房国など現在の千葉県農村で普及した不二心流(ふじしんりゅう)開祖・中村一心斎(なかむらいっしんさい)(中村八平)の江戸における動向を伺うことができた。すなわち、関東における農村と江戸の剣術流派をつなげたのは江戸で活動していた剣術家たちであった。7.江戸幕末期、関東農村にもひろがった、「しない打ち込み試合稽古法」導入の理由の一つとして、外国船の着船によることが、弘前(ひろさき)藩文書(文久2年「御自筆の写」)に読み取ることができた。「研究の目的」のうち今年度は、(1)農村における剣術流派を内部から支えたのは、一部有力門人の経済力・政治的力量であった。(2)帰農した中世武士によって、江戸時代の農村に武芸が伝承されたという2つの仮説を明らかにするため、千葉県に普及した外他流、群馬県に普及した馬庭念流、岐阜県大垣に残る外他流文書、新当流文書の調査を行った。(1)彦根藩における念流の調査16世紀末、上野国に広がった馬庭念流の中興の師、友松氏宗(偽庵)は彦根藩で未来記念流を指導した。友松の弟子、永居新五左衛門が、柳生新陰流と未来記念流の2流を併せた「江武知明流正法兵法剣術之書」を複写した。(延宝2年(1674)すなわち念流は、友松が彦根と上州へ伝えたことがわかった。(2)大垣藩におけり外他流文書、新当流文書の収集馬庭念流にも影響のあった新当流文書閲覧(大垣市立図書館)天文年間、文禄年間の新当流文書5点を閲覧・複写した。鹿島の神人がすでに大垣にも1500年代に大垣に伝えていたことがわかる。(3)伊藤一刀斎の近江堅田出身説の調査近江国堅田(滋賀県大津市堅田)は、外他流を創始した伊藤一刀齋の出身地という説がある。その堅田で居初寅雄家は1100年続く琵琶湖船頭頭の家。ここで外他流の祖流、冨田流文書(寛永年間)が所蔵されており、堅田水軍と総合武芸、伊藤一刀齋そして関東への伝播についてのラインが結びつく可能性がでてきた。(4)外他流の調査と研究発表伊藤一刀斎が中世房総に伝えた外他流について門人帳を行い、水軍(里見水軍)との関係を日本武道学会体41回大会で発表した。なお江戸市中における剣術道場の調査については21年度に継続して行う。
野球の打撃におけるグリップ様式の変化に伴うバットの振動特性変化と打球速度

通常のバッティングではバットの芯付近でボールの中心を打撃することにより高い打球速度が獲得でき、バントにおいてはバットの芯とそのやや先でボールの中心を打撃することにより打球速度は低くなるという現象を力学的に説明することを目的とした。その結果、1ヘッド速度が一定の条件でも、スイング速度と並進速度の組み合わせにより打球速度、及び打球速度を最大化するインパクト位置は変化することが明らかになった。これらの現象は,スイング角速度、重心速度、インパクト位置の条件の変化に伴いバットの反発係数が変動することに加え、ボールとバットが有する運動量が互いの間で転移する方向と大きさの変化により生じることが示された。平成26年度の目的は、課題1『最大・最小打球速度の獲得されるボールインパクト位置はどのように変化するか?』の回答を得ることであった。競技力の高い野球選手グループに、スイング速度とグリップ位置を大きく変化させた打撃を繰り返し行わせ、最大・最小打球速度の獲得されたインパクト位置を各スイング速度及び各グリップ位置について求めた。1000試技以上の打撃データを分析した結果、以下のことが明らかとなった。バントにおいて最小打撃速度を獲得するためには、ボールの中心を正面衝突させることが最も重要であること、及び打者は左右の手を広く離してバットを持ち、インパクト直前にはバットを捕手方向へ引きながら、バットのヘッド側へボールをインパクトすることが次に重要であることが示された.一方、通常バッティングにおいて最大打球速度を獲得するには、バットの芯でボールを正面衝突させることが最も重要であること、及びインパクト直前のバット速度を最大化することが次に重要であることが示された。以上の結果より、バットの芯付近をボール中心に正面衝突させるようなインパクトすることが、通常のバッティングにおいては打球速度の最大化に大きく貢献し、バントにおいては打球速度の最小化に大きく貢献することが確認された。また、打球速度が最大化されるインパクトポイントは、バントにおいてはバットの『上っ面』または『したっ面』であるが、通常打撃ではバットの『ほぼ上下の中心』であった。これら結果の一部は論文としてまとめ、学術誌に投稿した。平成27年度には、グリップ位置、インパクト位置、打球速度の力学的関係を正確にモデル化するため、2つの研究を実施した。第一は、様々な野球選手によるバント試技を分析することにより、バンドにおけるインパクト特性と打球速度との関係を定量化する実測研究であった。野球選手31名に同一のバットを使用させてバントを行わせた540試技分のデータを分析し、インパクト位置、グリップ位置、打球速度の関係を定量的に解析した。その結果、i.投球速度と打球速度の間には関連がないこと、ii.バットの短軸方向のインパクト位置が打球速度の変動の70%を説明できること、iii.バットの正面でボールをインパクトした場合は、インパクト位置がバットヘッドに近づくほど打球速度が小さくなること、そして、iv.トップハンドをヘッド寄り、ボトムハンドをグリップエンド寄りに位置してバットを把持した試技ほど打球速度が小さくなることが明らかになった。もう一つは、バントからフルスイングに至るまでのまで連続的なスイング速度、幅広いインパクト位置における数値シミュレーション分析を可能するための解析モデルを構築する研究であった。バント及びバッティングの実測データと共振実験から得られたバットの振動特性データを基に有限要素モデルを構築し、これを用いた衝突実験の妥当性を検証した。その上で、インパクト時のボールとバットの挙動を分析した。その結果、i.打球速度を最大化するインパクト位置は,インパクト直前のバットの重心周りの角運動量と運動量の影響を受けること、ii.バントなどバットのスイング角速度が小さいバッティングを行う場合は、バットの芯よりもバットエンド側にインパクトすると打球速度が最大となること、iii.バットの重心周りの角運動量が増大すると、バットの芯に近い位置でインパクトすると打球速度は高くなることが明らかになった。平成27年度のメインゴールは数値シミュレーション分析を行うために必要な解析モデルを構築することであった。本年度には、モデルを構築するために必要な実測データを収集し、解析モデルを構築することができた。このモデルの妥当性を検証することができたうえ、これを用いた打撃分析を進めることもできた。以上より、おおむね順調に進展していると自己評価した。本研究は、バットの芯付近でボール中心をインパクトすることが通常のバッティングにおいては打球速度を最大化し、バントにおいては打球速度を最小化するのはなぜか?という疑問に4つの視点からアプローチすることで、そのメカニズムを解明することを目的とした。平成28年度には、『ボールインパクト位置と打球速度との関係はどのように規定されるのか?』の回答を得ること、及び、バットの芯でのボールインパクトの特性とそのメカニズムを紐解くための原理を追求することを目的とした研究を実施した。その結果、下記事項が明らかになった.i:バットスイングのヘッド速度が同じ場合でも、スイング角速度と重心速度の組み合わせによって異なる打球速度が生じること(具体的には、重心速度が大きい場合の方がスイング角速度が大きい場合よりも打球速度は大きい)、ii:スイング角速度、重心速度の組み合わせによって、打球速度が最大化されるインパクト位置が変化する(具体的には、重心速度が大きいスイングの場合は打球速度を最大化するインパクト位置はバットのグリップエンド側に移動し、スイング角速度が大きい場合はバットヘッド寄りの方向へ移動すること、iii:バット重心速度が大きいと,インパクト位置の変動に対して打球速度の変動が大きいことが明らかになった。

これらの現象は,スイング角速度、重心速度、インパクト位置の条件の変化に伴い、1バットの反発係数、2バットとボールの速度差、3インパクト位置とバットスイング回転中心との距離の値が変動することにより生じることが示された。本年度の研究結果は、打球速度を最大化する領域を『バットの芯』として定義した場合に、その位置はバットスイングの特性(バットの回転速度に依存するスイングvsバットの重心速度に依存するスイング)によって変化することを示した点に高い新規性を有するものと考えられる。研究課題そのものはほぼ完了しているが、学会発表や論文執筆がまだ完了していない。また、論文を投稿した際には、査読者からの指摘や要望に応じて追加分析等が必要となる可能性が残っている。29年度末まで研究期間を延長することにより、これら未完了の課題に取り組む予定である。本研究は、バットの芯付近でボール中心をインパクトすることが通常のバッティングにおいては打球速度を最大化し、バントにおいては打球速度を最小化するのはなぜか?という疑問に4つの視点からアプローチすることで、そのメカニズムを解明することを目的とした。研究そのものは平成28年度にほぼ完了しており、繰り越し年度となった平成29年度には、研究成果を学術論文として国際的に発信することが目的であった。具体的には、平成28年度の研究で明らかになった、投球速度やスイング速度の大きさに関わらず打球速度を最大化するとされるボールインパクト位置とされる『バットの芯』は各バットについて固有の一点ではなく、バットスイングの特性(バットの回転速度、回転中心の位置、バット重心速度)によって系統的に変化するという知見を学術論文として発信することであった。また、この研究の副産物として得られた、『流し打ち』における打球の速度や飛距離を最大化するためのインパクト条件は3つの変数(インパクト時のバット水平・鉛直角とバット短軸方向のボールインパクト位置)のコンビネーションによって規定されるという知見を論文化することも目的の一つであった。野球選手やコーチが日常的に用いる「流し打ち」や「ヘッドをあげて打つ」、「身体が開く」といった『野球現場用語』を科学性のある用語に置き換えることや、それを英語に翻訳することの困難さに直面したものの、1篇の英語論文を完成し(2018年6月投稿予定)、1篇の英語論文を一通り書き上げることができた(修正・校正の後、2018年度内に投稿予定)。また、流し打ちに関する1篇の論文を国内学術誌に投稿し、受理された。これらが本年度の成果である。通常のバッティングではバットの芯付近でボールの中心を打撃することにより高い打球速度が獲得でき、バントにおいてはバットの芯とそのやや先でボールの中心を打撃することにより打球速度は低くなるという現象を力学的に説明することを目的とした。その結果、1ヘッド速度が一定の条件でも、スイング速度と並進速度の組み合わせにより打球速度、及び打球速度を最大化するインパクト位置は変化することが明らかになった。
キメラ化モノクローナル抗体のFab分画による膵癌の診断と治療に関する研究

キメラ化モノクローナル抗体のFab分画による膵癌の診断と治療に関する研究ヒト膵癌培養細胞株HPC-YSをヌードマウスに移植したところ、全例に腫瘍が作成された。キメラ化A7-Fab分画をクロラミンT法で^<125>I標識し、担癌マウスに静注したところ、投与直後から腫瘍に特異的に集積した。また、^<125>I標識キメラ化A7-Fab分画は血液から急速に排泄された。以上より、キメラ化A7-Fab分画を用いることにより、鮮明な膵癌のイメージングが可能であると考えられた。キメラ化A7-Fab分画と抗腫瘍性抗生物質NCSとをSPDP法で結合させて、結合比が1:1のキメラ化A7Fab-NCS複合体を作成した。キメラ化A7Fab-NCSのヒト膵癌培養細胞株HPC-YSに対するin vitroでの抗腫瘍効果を検討したところ、NCSと比較して約2.5倍と強く、A7-NCSとほぼ同等であった。また、過剰のキメラ化A7-Fab分画によって抗腫瘍効果は減弱したため、キメラ化A7Fab-NCSの抗腫瘍効果は抗原抗体反応を介すると考えられた。また、キメラ化A7Fab-NCSを^<125>I標識した後、ヒト膵癌移植ヌードマウスに静脈投与してその結果をA7-NCSと比較したところ、^<125>I標識キメラ化A7Fab-NCSは^<125>I標識A7-NCSより早期に多量に腫瘍に集積した。NCSの生体内での抗腫瘍活性は投与後短時間で不活化するため、投与直後に腫瘍に多量に集積するキメラ化A7Fab-NCSは、膵癌のミサイル療法に有利であると考えられた。以上より、キメラ化A7Fab-NCS複合体はヒト膵癌のミサイル療法に有用であると考えられた。
頭頸部扁平上皮癌の腫瘍内不均一性の解明

腫瘍内不均一性は癌の難治性に寄与していると考えられている。本研究では解明の進んでいない頭頚部扁平上皮癌について、ゲノム・エピゲノム・トランスクリプトームレベルそれぞれの腫瘍内不均一性を明らかにすること及び、その解析結果から頭頚部扁平上皮癌のクローン進化の一端を明らかにすることを目的としている。昨年度までは核酸抽出の予備実験及び、症例集積を行った。本年度も引き続き症例集積を行い、予定した症例の集積が完了した。症例は1頭頚部扁平上皮癌であり、2複数個所からの検体採取で診断に影響を与えず、3前治療による修飾が加わらないという条件のもと選定した。他の頭頸部癌ではマルチサンプリングが困難であったため、進行舌癌症例からのマルチサンプリングによる検体採取を行った。腫瘍の大きさによって採取個所数は異なるが、病理診断に影響のない、すなわちサンプリングにより深達度が変わらない隆起性の腫瘍からそれぞれ、24か所のサンプリングを施行した。また、摘出標本内のうち腫瘍から離れた正常舌部分からのサンプリングを行い、保護液にて保存後に拡散抽出の準備を行った。予定した標本数がそったため、抽出したDNAをゲノムシークエンスおよびメチル化アレイに提出し、正常部と比較することでその異常を明らかにする。またRNAについてはトランスクリプトーム解析を行うことで、その異常を明らかにする。また一症例内の異常について各部位間の比較を行うことによって不均一性について明らかにしていきたい。病理診断に影響のない範囲で行うため、症例集積の困難さがあり、症例集積がおくれたため。予定通り、随時シークエンスによるゲノム解析を行い、解析結果から不均一性解明を行う。まずは核酸抽出の予備実験のため、キットを用いて、一か所標本採取のみが行えた頭頚部扁平上皮癌から核酸抽出を行いクオリティの確認を行った。また随時、症例登録、検体集積を進めており、1頭頚部扁平上皮癌であり、2複数個所からの検体採取で診断に影響を与えず、3前治療による修飾が加わらないという条件のもと症例集積を行った。その結果、主に進行舌癌症例が該当しに対して、マルチサンプリングによる検体採取を行っている。舌癌は2018年から適応が開始された頭頚部癌取り扱い規約によって深達度がT分類に用いられることとなった。そのため、本研究が症例のステージング、治療に影響を与えないためにも、画像上明らかに10mm以上の深達度を持ち、また表層側へも隆起している症例を選ぶ必要があったため注意を要した。引き続き症例集積を行い、ある程度の標本数がそろい次第、抽出したDNAをゲノムシークエンスおよびメチル化アレイに提出し、またRNAについてはトランスクリプトーム解析を行うことで、その異常を明らかにする。頭頚部癌取り扱い規約の改定に伴い、症例集積に対して慎重になったため、症例集積が想定よりも集積されず、ゲノム解析開始が遅れている。予定通り、随時シークエンスによるゲノム解析を行う。症例集積が進まない場合は関連他施設に協力をお願いし症例集積を行うことを検討する。症例集積が遅れた結果、最も使用額がかかる予定であった、ゲノム・エピゲノム解析への提出ができなかったため、次年度使用額が生じた。次年度分とあわせて、提出する予定である。30年度に予定していたゲノム解析外注への提出に遅れが生じ、次年度での使用となったため
宇宙の構造進化から探る暗黒エネルギー

宇宙論及び構造形成に関する多くの成果が得られた。特にすばる望遠鏡Suprime-camの重力レンズ解析から銀河団内のダークマター分布をこれまでにない精度で測定し、標準的な構造形成のモデル予言とよく一致することを見いだした。また大規模N体計算のレイトレーシングの解析から理論計算の精度向上や新たな統計量の提案などを行った。これらの成果はすばる望遠鏡Hyper Suprime-camサーベイ策定に大いに活用されその実現に貢献した。すばる望遠鏡Hyper Suprime-camを用いた大規模撮像サーベイに向けた、様々な理論的および観測的研究を行った。例えばN体シミュレーションを詳しく解析することで、密度揺らぎパワースペクトルの高精度モデルの開発や重力レンズで選択される銀河団の選択効果などを調べた。銀河団により引き起こされた大分離角重力レンズクエーサーを、ハッブル望遠鏡およびチャンドラ望遠鏡で観測し、詳しい解析からその複雑な内部構造を明らかにし、特に衝突によって重力レンズとX線から推定される銀河団質量に著しい違いがあることを突き止めた。またクエーサーの小スケール相関関数を測定し、それをハローモデルの枠組みでモデル化することでクエーサーがダークハローの中心に存在する確率を初めて制限した。またスローンディジタルスカイサーベイから構築された重力レンズクエーサーサンプルの統計解析を行うことで、超新星爆発の観測等とは独立に宇宙が加速膨張している強い証拠を得た。すばる望遠鏡Hyper Suprime-camを用いた大規模サーベイに向けた、様々な理論的及び観測的研究を引き続き行った。新たな宇宙論の観測的テストとして、宇宙の大規模構造に見られるボイドの弱い重力レンズ効果を考え将来サーベイにおいて検出可能であることを見いだした。バリオン音響振動によるダークエネルギー探査の新たな方法論として、分光サンプルと撮像サンプルのクロス相関関数を提案した。銀河団重力レンズの視線方向の構造の投影効果を観測データから再考し、従来考えられていたより重要であることを見つけた。また多数の強い重力レンズ系の統計解析から楕円銀河中心の質量密度分布を再構築し、重力レンズクエーサーのマイクロレンズ効果に着目することでダークマター分布と星質量分布の直接的な分解に初めて成功した。その結果従来考えられていたダークマター分布の断熱圧縮効果が観測的には見られないことがわかった。これらの研究成果はすべてHyper Suprime-camサーベイの解析に直接関係するものでありその意味で大きな進展が得られた。当初の予定通り、強い重力レンズを示す銀河団のすばる望遠鏡による系統的な観測を行い、その重力レンズ効果の詳しい解析を行った。これにより、銀河団内のダークマター分布についてこれまでにない精度で明らかにすることができた。特に、ダークマター密度分布の中心集中度について長らく論争が続いていたが、この研究により密度分布が標準的な冷たいダークマターモデルで予測されるものとよい一致を示すことを明らかにした。また密度分布の非球対称性についても測定を行い、ダークマター分布が平均的におおきく歪んだ扁平な分布である強い証拠を得た。この一連の研究により銀河団の理解がより深まり、研究計画の主目的である銀河団の進化の観測を用いたダークエネルギーの解明に向けた重要なステップとなる。この他、大規模N体計算のレイトレーシングの研究も進め、特に宇宙論的重力レンズの確率分布について最高精度の計算を行い解析計算との比較などを行った。これも来るべきサーベイデータの解析を見据えた理論研究の成果である。さらに、これまで行ってきたクエーサーの重力レンズ現象の研究も進め、新たな重力レンズ系の発見や、さらには大分離隔重力レンズクエーサーのハッブル望遠鏡観測を行い前年度のチャンドラX線望遠鏡観測結果と合わせてレンズ銀河団の詳しい密度分布を明らかにするべく解析を進めている。クエーサー重力レンズの研究に関しては、SDSSデータ内の探索を完了することができ、その結果をまとめる作業を本年度に行った。当初の予定どおり多くの研究成果をあげることができた。Hyper Suprime-camの開発に遅れが出ていることから、サーベイの開始も当初の見込みから遅れており、そのため実際のHyper Suprime-camの観測データを用いた研究が未だできていないが、その一方でサーベイ解析の準備となる理論的および観測的研究を順調に進めることができた。当初の予定通り、現行のすばる望遠鏡観測データを用いた解析について結果を論文にまとめることができ、かつ他の理論及び観測研究についても大きな進展があり、当初の目標をほぼ達成できたものと考えている。引き続きさまざまに研究を行ってサーベイ解析の準備を進める。近いうちにHyper Suprime-camの実際のテスト用観測データが取得される見込みなので、この観測データを解析しその特性を理解する作業を行う。その一方で準備研究として、今後は銀河団の研究、とくに多色撮像データからどのように銀河団を同定するかの方法論の研究と実際の同定アルゴリズムの開発を重点的に研究する予定である。開発したアルゴリズムはまずスローンディジタルスカイサーベイやCFHTレガシーサーベイの撮像データで様々なチェックを行い最終的にHyper Suprime-camのデータに適用する。当初の目標通り、すばる望遠鏡HSCを用いたサーベイ観測解析のための理論研究をさらに推し進め準備を行いたい。

予定では次年度にHSCのファーストライトが見込まれるため、実際の画像を用いて重力レンズのための銀河形状測定の問題点を洗い出しよりより解析方法を見いだしていく。平行してHSCで実現可能な手法の開発を目指した理論研究も行っていく。多くの研究成果があがっているので、国際研究会等に参加し成果を宣伝しまた次の研究に向けた議論を行う。Hyper Suprime-camで共同研究を行っている海外の研究者を訪問し打ち合わせを行う。予定されていたハワイ島マウナケアでの観測が望遠鏡トラブルにより中止になったことなどにより一部を次年度に持ち越しとなった。この観測時間は次年度に再割当が予定されているのでその旅費等に充当する。
高密度ラジカル法による界面制御層を導入したパワーデバイス用絶縁膜の形成

本研究では高品質絶縁膜/SiC構造を実現するための界面制御層の導入およびポスト熱処理に関する基礎検討を行っている。本研究ではSiC基板を用いずにSi(100)基板で調査した。界面制御層形成には加熱フィラメントによるNH3ガスの接触分解により行い、フィラメント温度:1600°C、基板温度:200°C、処理時間:30分の処理が最適であることを明らかにした。また、ポスト熱処理の最適条件を調べたところ、窒素雰囲気中、400°Cで60分間の処理で界面準位密度を低減できることを明らかにした。本研究では高品質絶縁膜/SiC界面形成の実現のため、絶縁膜/SiC間にSiC基板を高密度ラジカル法による直接窒化法によって形成した界面制御層を導入する。まず、既存の装置改造を施した後、界面制御層の形成条件を探るとともにその構造的特性、電気的特性の探求を行う。その後、界面制御層上に絶縁膜(SiCN)の堆積を行い、積層型絶縁膜を形成し、その電気的特性を調べ、良好な界面状態であることを示す。さらに、パワーデバイスに十分な絶縁膜であることを実証することを目的としている。本年度では、水素添加窒素を用いることで、窒化層や基板へのダメージの問題を避けることを狙い、まず、数%の水素を添加した窒素を導入できるように現有のHWCVD装置の改造を行った。改造した装置を用いて、まず、ラジカル窒化法により極薄の窒化物がSi(100)基板上に形成されることを確認した。窒化を各条件(基板温度、HW温度)で行い、表面窒化処理した基板の表面状態を光電子分光(XPS)法にて調べた。下地Si基板および上層に形成された窒化層からのSi2p2スペクトルの強度比より平均的な窒化層膜厚を算出したところ、HW温度が1600°C、基板温度が200°Cで30分間の処理により、およそ0.6 nmの厚さのSiN膜がSi上に形成されることが分かった。窒化処理を行った基板上にSiCN膜をHWCVD法で形成し、MIS構造を形成した。その電気的特性(容量-電圧特性)を調べたところ、窒化層を導入することにより、固定電荷密度、フラットバンド電圧シフト、界面準位密度ともに低減できることを確認した。さらに、SiC基板に対しても窒化処理を行ったところ、Si基板よりは窒化速度は低いものの窒化が行えることを明らかにした。本研究では、HW法によりSi(100)基板に対して窒化処理を行ない、その上にSiCN膜を堆積し、その後電気炉を用いて熱処理を施し、各化学結合、電気的特性の変化を調べることで、SiCN/Si(100)界面およびSiCN膜の膜質への影響を検討した。SiCN膜の堆積方法には、原料ガスにヘキサメチルジシラザンを使用し、ホットワイヤー化学気相堆積(HWCVD)法を用いてSi(100)基板上に堆積を行った。堆積したSiCN膜に対して電気炉を用いてN2雰囲気中で加熱処理を行った。まず4001000°Cまでの温度で10分間処理を行い、その前後の化学組成評価、電気的特性評価を行った。次に400°Cの加熱処理を10240分まで行い、先程と同じ評価を行って、加熱処理による影響の経時変化を調査した。4001000°Cで10分間加熱処理した結果、600°C付近からSi-O結合の割合が増加し、Si-C結合の割合は減少していく傾向が見られた。界面準位密度に関しては、熱処理温度400°Cで最も減少しており、熱処理は有効であることがわかった。さらに温度を上げるとその値は増加し、600°C付近で増加は止まり飽和することがわかった。1000°Cで10240minと変化させて加熱処理をした結果、短時間処理ではSi-N結合の割合が増加し、長時間処理を行なうによりSi-O結合の割合が増加する傾向が見られた。さらに熱処理を施すことで、酸化が顕著になりSi-O結合の割合が増加した。界面準位密度に関しては、熱処理を施すことにより減少し、60minで最小値を示し、その後増加する傾向が見られた。SiCN/Si(100)に対して熱処理を施すことで電気的特性は向上することが明らかとなった。またその条件は、処理温度400°C、処理時間60minで行なうことで最も減少することがわかった。本研究では高品質絶縁膜/SiC構造を実現するために、まず、平成25年度では高密度ラジカル法によるNH3ガスを用いた直接窒化法により界面制御層形成に関する要素技術の検討を行った。Si(100)基板を用いて窒化条件の検討を行ったところ、HW温度:1600°C、基板温度:200°C、処理時間:30分が界面状態の優れたMIS構造が形成できることを明らかにした。平成26年度では窒化処理した基板上に原料ガスとしてヘキサメチルジシラザンとNH3を用いたHWCVD法によりSiCN膜の形成を行い、MIS構造として適切な堆積条件のおよび熱処理による堆積の膜質向上の検討を行った。その結果、窒素雰囲気中、400°Cで60分間のポスト熱処理を行うことで界面準位密度を低減できることを明らかにした。平成27年度は窒化条件およびSiCN膜の堆積条件の検討を更に精査し、優れたMIS構造の形成条件の絞り込みを図った。更に、前年度までの知見を基にSiC基板を用いたMIS構造の形成を行い、容量-電圧特性を調べたが、その特性を得ることができなかった。