hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
生体リズム障害動物モデルの開発

多くの薬物でその効果や毒性は、24時間周期のサーカディアン(概日性)サイクルのどの時点で投薬するかによって変化する。薬物の中には、サーカディアンリズムに影響を与えるものがあり、その結果として病気や生理機能の変化が発生する。私はサーカディアンリズムに関わる「体内時計」を調節する遺伝子の発現に、薬物が与える影響を検討した。通常、夜行性であるマウスの運動量や体温には活動期(暗期)に高値を示す有意な日周リズムが認められた。一方、インターフェロンを反復的に投与すると、マウスの運動量や体温の日周リズムのピークは約半分程度に低下し、有意な日周リズムは消失した。また末梢組織や体内時計の本体である脳の視交叉上核における時計遺伝子(Per1,Per2,Per3など)のmRNAの発現にも有意な日周リズムが認められた。一方、インターフェロンを反復的に投与すると、時計遺伝子の日周リズムのピークは約半分程度に低下し、有意な日周リズムは消失した。さらに、光によって体内時計がリセットされる機能もインターフェロンによって影響された。以上の結果は、薬物が体内時計機能の異常を引き起こすこと、そして、このような有害反応は投薬スケジュールを最適化することで避けることができ、またそうすべきであることを示している。また生体リズム障害動物モデルを作成することに成功した。本研究の目的は、薬物による生体リズム障害動物モデルを開発することである。平成9年度の目標は、インターフェロン(IFN)単回あるいは連続投与時の生体リズムマーカー(体温およびコルチコステロン)に及ぼす投薬時刻の影響およびIFNによる生体リズム障害動物モデルの作成である。実験動物として自由摂食摂水・明暗周期(明期: 07:00-19:00)条件下で飼育したICRマウスを使用した。IFN単回投与時の発熱作用には投薬時刻による有意な差異が認められ、発熱作用は明期(動物の休息期)に増強された。その機序として視床内PGE_2濃度の時間的変化および薬物未処置時の体温の日周リズムの関与が考えられる。IFN単回投与時のコルチコステロン分泌作用にも投薬時刻による有意な差異が認められ、コルチコステロン分泌作用は明期前半に増強された。その機序として薬物未処置時のコルチコステロンの日周リズムの関与が考えられる。薬物未処置時の体温およびコルチコステロンの日周リズムの中で低値を示す時刻にIFNを投与することにより、発熱作用およびコルチコステロン分泌作用ともに増強された。浸透圧ミニポンプを用いIFNを一週間連続投与することにより、生体リズムマーカーである体温およびコルチコステロンの日周リズムが変容することを明らかにした。薬物未処置時には、体温およびコルチコステロンともに明期に低値を示すが、IFNの連続投与によりリズムの振幅が消失することを明らかにした。現在、生体リズム障害動物のモデルとしての妥当性を評価する目的で、生体リズムの発生源である視床下部の視交叉上核におけるエネルギー代謝、DNA合成能およびタンパク合成能の日周リズムを指標にリズムが如何に変容するかを検討している。昨年度は、末梢で認められる体温、コルチコステロンの日周リズムに及ぼすインターフェロン(IFN)の影響について検討し、これらの生体リズムマーカーの振幅が減少し、日周リズムが消失することを明らかにした。平成10年度の目標は、IFN連続投与時に生体リズムの発生源である視床下部の視交叉上核(SCN)におけるエネルギー代謝能、DNA合成能およびタンパク合成能の日周リズムが如何に変容するかを明らかにすることである。実験動物として自由摂食摂水・明暗周期(明期:07:00-19:00)条件下で飼育したICR雄性マウスを使用した。浸透圧ミニポンプを用いIFNを7日間連続投与後、0900、1300、1700、2100、0100、0500時に脳スライスを作成した。SCNへのグルコース(エネルギー代謝能)、チミヂィン(DNA合成能)およびロイシン(タンパク合成能)の取り込み量を測定し、各時刻間で比較検討した。

薬物未処置時には、エネルギー代謝能、DNA合成能およびタンパク合成能いずれも明期(休息期)に上昇し、暗期(活動期)に低下する有意な日周リズムが認められた。一方、IFNの連続投与時には、リズムの振幅が減少し、日周リズムが消失することを明らかにした。以上の結果から、IFNは中枢の体内時計に影響することが明かとなった。現在、SCNに存在する時計遺伝子(mperl、mper2)の日周リズムに及ぼすIFNの影響について検討している。本研究の目的は、薬物による生体リズム障害動物モデルを開発することである。これまでに、末梢で認められる日周リズム(行動、体温およびコルチコステロン)および生体リズムの発生源である視床下部の視交叉上核(SCN)における日周リズム(エネルギー代謝能、DNA合成能およびタンパク合成能)に及ぼすインターフェロン(IFN)の影響について検討し、これらの生体リズムマーカーの振幅が減少し、日周リズムが障害されることを明らかにした。平成11年度の目標は、IFN連続投与時にSCNにおける時計遺伝子の日周リズムが如何に変容するかを明らかにすることである。実験動物として自由摂食摂水・明暗周期(明期:07:00-19:00)条件下で飼育したICR雄性マウスを使用した。浸透圧ミニポンブを用いIFNを7日間連続投与後、0900、1300、1700、2100、0100、0500時にSCNからmRNAを抽出した。各時計遺伝子(mper1、mper2、mper3)のmRNAレベルをRT-PCR法で測定し、各時刻間で比較検討した。薬物未処置時には、各時計遺伝子のmRNAレベルに有意な日周リズムが認められた。一方、1FNの連続投与時には、リズムの振幅が減少し、日周リズムが障害されることを明らかにした。以上の結果から、IFNはSCNの時計遺伝子のmRNA発現を変容することが明かとなった。IFN投与中に認められる末梢の日周リズムの変容の機序として、IFNにより誘発される時計遺伝子の変容が関与しているものと思われる。、多くの薬物でその効果や毒性は、24時間周期のサーカディアン(概日性)サイクルのどの時点で投薬するかによって変化する。薬物の中には、サーカディアンリズムに影響を与えるものがあり、その結果として病気や生理機能の変化が発生する。私はサーカディアンリズムに関わる「体内時計」を調節する遺伝子の発現に、薬物が与える影響を検討した。通常、夜行性であるマウスの運動量や体温には活動期(暗期)に高値を示す有意な日周リズムが認められた。一方、インターフェロンを反復的に投与すると、マウスの運動量や体温の日周リズムのピークは約半分程度に低下し、有意な日周リズムは消失した。また末梢組織や体内時計の本体である脳の視交叉上核における時計遺伝子(Per1,Per2,Per3など)のmRNAの発現にも有意な日周リズムが認められた。一方、インターフェロンを反復的に投与すると、時計遺伝子の日周リズムのピークは約半分程度に低下し、有意な日周リズムは消失した。さらに、光によって体内時計がリセットされる機能もインターフェロンによって影響された。
歯胚形態形成におけるサイモシンベーター4を中心とした分子ネットワークの解明

マウス下顎第一臼歯の発生過程におけるサイモシンベーター4(Tβ4)の機能的役割について検索した。胎生11日齢(E11. 0)下顎器官培養下Tβ4アンチセンスオリゴ(AS S-ODN)によるTβ4遺伝子発現阻害実験にて歯胚の有意な発育低下、およびtype II/III Runx2、nucleolin(Ncl)および歯原性因子の有意な発現低下を示した。Tβ4はtype II/III Runx2およびNcl発現調節を介して歯胚発生に関与していると考えられる。以上の結果より、Tβ4は歯胚発生関連因子の発現調節による歯胚発生初期歯胚上皮の機能的役割に関わる新因子として捉えることができた。本科学研究補助金により研究期間の初年度である平成21年度において以下の研究成果を得た。2. Tb4の歯胚発生過程における特異的な発現パターンをすでにHistchemistry and Cell Biologyに発表した(124 : 207-213, 2005)。これより、Tb4が歯胚の発生と分化に関連している事が考えられた。この考えに基づき本研究課題では歯胚発生・形態形成におけるTb4の機能的役割を明らかにすることを目的とした。当該年度における研究成果を以下に示す。(1)E11.0下顎およびE15.0歯胚の器官培養下Tb4アンチセンスオリゴ(Tb4 AS S-ODN)を用いてTb4発現ノックダウンアッセイを行った。Tb4 AS S-ODN処理を8日間施したE11.0下顎において、歯胚形態形成初期に生じる歯胚上皮の間葉組織への陥入、さらに続くエナメル器形成の抑制が有意に見られた。これより、歯胚形態形成においてTb4は重要な機能的役割を担っていることが明らかとなった。(2)同材料を用いてmRNAの発現定量解析を行った。解析の結果、Tb4がDmp-1、Dspp、amelpgenin、amelpblastinなど歯牙形成に係わる遺伝子の発現を制御している事や、これらの遺伝子の上流にあるRunx2/CbfalやNucleolinの発現制御に関与していることが明らかとなった。(3)上皮細胞の間葉への陥入に必須の基底膜の改造に関わるMatrix metaloproreinase-2/-9(MMP-2/-9)の発現におけるTb4の関与を捉えるために、Tb4 AS S-ODNを24時間処理した培養歯原性細胞の培地より蛋白質を回収しMMP-2/-9の酵素活性を計測した。測定の結果では歯原性上皮細胞より分泌したMMP-2活性の低下がみられ、Tb4のMMP-2発現調節機構の存在が示唆された。本科学研究補助金により2年次平成21年度において以下の研究成果を得た。2. Tβ4の歯胚発生過程における機能的役割を明らかにする目的に、平成21年度に引き続いてTβ4の機能解析を進めてきました。(1)平成21年度においてE11.0下顎およびE15.0歯胚の器官培養下Tβ4アンチセンスオリゴ(Tβ4 AS S-ODN)を用いてTβ4発現ノックダウンアッセイを行い、歯胚形態形成においてTβ4は重要な機能的役割を担っていることが明らかにした。これと同条件下E11.0下顎器官培養における蛋白質の定量解析を行った所、Tβ4ノックダウンにおいてRunx2蛋白質の有意な発現低下を認めた。(2)同材料を用いて歯胚の細胞増殖活性度についてKi-67抗体を用いた免疫組織化学染色で検索した所、Tβ4 AS S-ODN処理したE11.0下顎とコントロールに有意な差を認めなかった。(3)歯原性上皮細胞を用いて細胞移動におけるTβ4の機能解析を行った。歯原性上皮細胞をTβ4 AS S-ODNで24時間処理した結果、コントロールに比較して細胞移動度の有意な低下がみられた。歯胚発生過程におけるTβ4の機能的役割を明らかにする目的に、平成21・22年度に引続きTβ4の機能解析を進めてきた。本科学研究補助金により最終年次平成23年度において以下の研究成果を得た。(1)E11.0下顎およびE15.0歯胚の器官培養下Tβ4アンチセンスオリゴ(Tβ4 AS S-ODN)を用いてTβ4発現ノックダウンアッセイにより、歯胚発生初期の段階でTβ4はエナメル器の形成において重要な機能的役割を担っていることが予想された。同条件下E11.0下顎器官培養におけるmRNAの定量解析を行った所、Tβ4ノックダウンにおいてtype II/III Runx2およびDentin matrix protein 1(Dmp1)の有意な発現低下を認めた。

蛋白質レベルでも、Tβ4 AS S-ODN処理した下Runx2発現は有意な低下を示していた。同材料において細胞増殖活性度をKi-67免疫組織化学染色で検索した所、Tβ4 AS S-ODN処理した歯胚とコントロールに有意な差はなかった。これより、Tβ4は、細胞増殖ではなく、Runx2等発現調節により歯胚の形態形成に関与しているようだ。(2)E15.0歯胚の器官培養下Tβ4発現ノックダウンアッセイを行ったが、組織形態学的に歯胚の発育に著明な変化を呈さなかった。同材料のmRNA発現解析では、Tβ4 AS S-ODN処理によりtype II/III Runx2, Nucleolin, Dmplおよびmatixmetalloproteinase2/9(Mmp2/9)の有意な発現低下を認めた。E15.0におけるこれら遺伝子発現の低下が歯胚形態変化に影響しないようだ。(3)歯原性上皮細胞をTβ4 AS S-ODNで24時間処理した結果、コントロールに比較して細胞移動度の有意な低下を示した。また、Tβ4 AS S-ODN処理でE-cadherinmRNA高発現を有意に認めた。さらに、Tβ4AS処理により同細胞の分泌Pro-Mmp2の活性低下を認めた。これらの結果より、歯胚形態形成において、Tβ4は細胞移動度およびtype IVcollagen分解酵素であるMmp2分泌の調節に関わっているようだ。
災害・危機に関する言語資料解析にもとづく社会現象としての災害・危機の将来展開予測

本年度の成果は以下の3点である.1点目は,英文言語資料を解析対象に拡大したシステムに発展させたことである.2010年2011年にかけて,ハイチ地震を皮切りに海外を中心に甚大な被害をもたらした災害が多発している.そこで,本研究では災害・危機の言語資料を解析するシステムを英文言語資料も解析可能なシステムへと拡張を行なった,昨年度は,国連のOCHAが運営するRelief Webに掲載されている情報を対象にしたプロトタイプを開発し,本年度はそれ以降に発生した各災害の情報を対象にして,継続的な実証実験を行なった.その結果,英語を母国語としない利用者から,情報の収集と分析の負担を大幅に軽減し,適切に事態推移を把握できるツールとして高い評価を受けた,2点目は,本システムを実際の危機対応現場での利用手法を開発したことである.本システムは,時系列的に増加するドキュメント群の中から,任意の時間幅における注目すべきドキュメントを自動的に抽出する手法を有している.本年度は,この手法について,利用者が過去に経験・知識を元に選んだドキュメント群を教師コーパスとし,利用者の経験・知識を踏まえた注目すべきドキュメント抽出を行う手法を開発した.京大病院医療安全管理室の院内インシデントレポートの抽出作業において実証実験を行い,従来の手法に比べて極めて高い精度でレポート抽出できることが確認された.3点目は,時間以外をドキュメント順序の基準にした手法の応用として,自由回答解析システムを開発したことである.抽出キーワードをクラスター分析することによって自由回答群内容の内訳を明らかにしたり,典型的な自由回答を自動的に抽出することよって回答群の特徴的な傾向を明らかにする手法を開発した.以上と昨年度の成果と合わせて,言語資料から災害・危機の事態推移を迅速に把握し,将来展開の予測を支援するシステムを構築した.本年度の成果は以下の2点である.1点目に,現在,対応に当たっでいる災害・危機と,それに類似する災害・危機の2種類の言語データ群を用いて,任意の同一のキーワードのトレンドを比較し,展開予測を支援する手法の可能性を検証した.キーワードの時系列的なふるまいを可視化する技術として,時系列データプロットに平滑化曲線を適用し,新潟県を襲った2004年新潟県中越地震と2007年新潟県中越沖地震のウェブニュースについて,詳細な分析を行った.ここでの結論は,着目している災害・危機における事象について,当該の災害と過去に発生したハザードや地域性が類似する災害から抽出された同一のキーワードのふるまいから,将来展開を予測することは困難であるということである.一方で,複数の災害や危機について,重要キーワードのふるまいを比較することは,言語データの中から災害の共通性・普遍性や特徴を客観的に分析する手段として有効であることが明らかになった.2点目は,現在,対応に当たっている災害や危機に関する言語データから抽出されたキーワードの傾向変動から,任意の災害・危機事象のふるまいが増加するか・減少するかなどの傾向の予測を支援するシステムの開発を行った.ここでは,キーワードの時系列的なふるまいのデータに,トレーディング分野で用いられている株価変動の傾向を集約する株価チャートへの適用可能性を検討した.トレーディング分野においては,チャートの構成要素が示す結果ごとに,株価の動向変化のパターンの経験が蓄積されており,その法則の適合性を2007年新潟県中越沖地震のウェブニュースコーパスを用いて検証したところ,キーワードの時系列的なふるまいには,株取引における「買いのサイン」と同じような傾向が見られた.このことから,株価チャートの指標や考え方を援用することによって,本手法で抽出されたキーワードのふるまいを予測できる可能性が確認された.本年度の成果は以下の3点である.1点目は,英文言語資料を解析対象に拡大したシステムに発展させたことである.2010年2011年にかけて,ハイチ地震を皮切りに海外を中心に甚大な被害をもたらした災害が多発している.そこで,本研究では災害・危機の言語資料を解析するシステムを英文言語資料も解析可能なシステムへと拡張を行なった,昨年度は,国連のOCHAが運営するRelief Webに掲載されている情報を対象にしたプロトタイプを開発し,本年度はそれ以降に発生した各災害の情報を対象にして,継続的な実証実験を行なった.その結果,英語を母国語としない利用者から,情報の収集と分析の負担を大幅に軽減し,適切に事態推移を把握できるツールとして高い評価を受けた,2点目は,本システムを実際の危機対応現場での利用手法を開発したことである.本システムは,時系列的に増加するドキュメント群の中から,任意の時間幅における注目すべきドキュメントを自動的に抽出する手法を有している.本年度は,この手法について,利用者が過去に経験・知識を元に選んだドキュメント群を教師コーパスとし,利用者の経験・知識を踏まえた注目すべきドキュメント抽出を行う手法を開発した.京大病院医療安全管理室の院内インシデントレポートの抽出作業において実証実験を行い,従来の手法に比べて極めて高い精度でレポート抽出できることが確認された.3点目は,時間以外をドキュメント順序の基準にした手法の応用として,自由回答解析システムを開発したことである.抽出キーワードをクラスター分析することによって自由回答群内容の内訳を明らかにしたり,典型的な自由回答を自動的に抽出することよって回答群の特徴的な傾向を明らかにする手法を開発した.以上と昨年度の成果と合わせて,言語資料から災害・危機の事態推移を迅速に把握し,将来展開の予測を支援するシステムを構築した.
固体表面に固定化した酵素の至適pH制御

固定化酵素の至適pHを固定化担体表面の官能基によって制御することを目的として、担体表面に導入した酸性基(カルボキシル基)および塩基性基(アミノ基)の効果を検討した。マグネタイト粒子(平均径0.2μm)を固定化担体として、まず、粒子表面からアクリル酸とアクリルアミドのグラフト共重合を開始させ、組成(カルボキシル基含有量)の異なる共重合体を結合させた。次いで、このカルボキシル基との縮合反応により担体粒子表面に酵素(グルコースオキシダーゼ)を固定化した。固定化したグルコースオキシダーゼの活性とpHとの関係を追跡した結果、その至適pHは、遊離酵素の至通pH(4.05.0)とポリアクリル酸を結合させたマグネタイト粒子表面に固定化した酵素の至適pH(7.0)との間の値となり、結合した共重合体中のアクリル酸成分(カルボキシル基)の含有量が多くなるにつれてより塩基性側へと変化した。一方、カルボキシル基との縮合反応によってエチレンジアミンおよびN, N-ジメチルエチレンジアミンの結合を試みたが、これらの担体粒子表面への導入が確認できなかった。このため、モデル実験を行い、マグネタイト粒子に固定化したフェニルホウ酸の酸性度指数pKaが塩基性基の導入によってどのように変化するかを調べた。その時果、固定化フェニルホウ酸のpKaは周囲のカルボキシル基の影響によって遊離のフェニルホウ酸よりも大きくなるが、アミノ基(ジメチルアミノ基)を同時に導入することによって低下することが明らかとなり、担体の表面に存在する塩基性基によって固定化酵素の至適pHを酸性側に変化させるうることが示唆された。本研究の成果、すなわち、担体表面の官能基による至適pH制御技術は、固定化酵素の実用性向上に大きく寄与すると同時に、酵素を利用したバイオセンサーの研究にも反映された。固定化酵素の至適pHを固定化担体の表面に存在する官能基によって制御することを目的として、平成14年度は担体表面の酸性基(カルボキシル基)の効果を検討した。固定化担体としてはマグネタイト粒子(平均径0.2μm)を用い、先ず、粒子表面からアクリル酸とアクリルアミドのグラフト共重合を開始させ、組成(カルボキシル基含有量)の異なる共重合体を結合させた。固定化したグルコースオキシダーゼの活性とpHとの関係を追跡した結果、その至適pHは、遊離酵素の至適pH(4.05.0)とポリアクリル酸を結合させたマグネタイト粒子表面に固定化した酵素の至適pH(7.0)との間の値となり、結合した共重合体中のアクリル酸成分(カルボキシル基)の含有量が多くなるにつれてより塩基性側へと変化した。一方、pH7.0において担体粒子の表面電位(ゼータ電位)を測定した結果、粒子表面のカルポキシル基含有量が多くなるにつれてゼータ電位の値はより負の方向に向かうことが確認され、カルポキシル基の解離によって生じたカルボキシラートイオンの負電荷が反映されていることがわかった。すなわち、担体粒子表面のカルボキシル基は固定化酵素の周辺のpHを局所的に低下させるので、これを相殺する方向(塩基性側)に至適pHが変化するものと解釈できる。これらの結果は固定化酵素の至適pHを固定化担体の表面に存在する酸性基によって塩基性側に変化させるうることを示しており、引き続き平成15年度に塩基性基の効果について検討することで、固定化酵素の至適pHを担体表面の官能基によって任意に制御できる見通しが得られた。

固定化酵素の至適pHを固定化担体の表面に存在する官能基によって制御することを目的として、平成14年度は担体表面の酸性基(カルボキシル基)の効果を検討した。その結果、固定化酵素の至適pHは結合した共重合体中のカルボキシル基含有量が多くなるにつれてより塩基性側へと変化し、固定化担体の表面に存在する酸性基によって塩基性側に変化させるうることが明らかとなった。これに引き続き、平成15年度は担体表面の塩基性基(アミノ基)の効果についての検討を試みた。固定化担体としてはマグネタイト粒子(平均径0.2μm)を用い、先ず、粒子表面からアクリル酸とアクリルアミドのグラフト共重合を開始させ、組成(カルボキシル基含有量)の異なる共重合体を結合させた。次いで、このカルボキシル基との縮合反応によってエチレンジアミンおよびN,N-ジメチルエチレンジアミンの結合を試みたが、これらの担体粒子表面への導入を確認することができなかった。このため、モデル実験として、マグネタイト粒子に固定化したフェニルホウ酸の酸性度指数pKaが塩基性基の導入によってどのように変化するかを調べた。その結果、固定化フェニルホウ酸のpKaは周囲のカルボキシル基の影響によって遊離のフェニルホウ酸よりも大きくなるが、アミノ基(ジメチルアミノ基)を同時に導入することによって低下することが明らかとなった。このことは固定化担体の表面に存在する塩基性基によって固定化酵素の至適pHを酸性側に変化させるうることを示しており、平成14年度の成果と併せて、固定化酵素の至適pHを担体表面の官能基によって任意に制御するための指針が得られた。
低原子価4B族元素を含む遷移金属錯体の合成と反応

本年度はシリレン、シリリン、ゲルミレン錯体の各分野において研究の進展があった。以下にこの順で成果をまとめる。1.シリレン錯体ではアミノ基が2つのケイ素を架橋したビス(シリレン)錯体の合成に成功した。現在構造解析および反応性の検討を行っている。また架橋シリレン鉄二核錯体のcis-trans幾何異性化反応の速度論研究を行った。その結果から従来広く受け入れられてきた末端シリレン錯体を経由する異性化機構は妥当でないことを示し、架橋シリレン錯体を経由する異性化機構を提案した。また2つの鉄原子を2つのシリレン配位子で架橋したビス(シリレン)鉄二核錯体の結晶構造解析を行うと共に、この錯体が光幾何異性化反応を行うことを明らかにした。2.ハロゲンが置換したシリレンを架橋配位子とする鉄二核錯体とN-メチルイミダゾ-ルあるいはジメチルアミノピリジンとを反応させることで、これらの塩基がシリリン配位子に配位した初めての陽イオン性シリリン架橋鉄二核錯体の合成に成功し、さらにそれらの結晶構造解析に成功した。現在反応性を検討しているが、シリレン架橋錯体には見られない特異な反応性を見出している。3.ROあるいはRS基(R=アルキル、アリ-ル)が2つのゲルマニウムあるいはゲルマニウムとケイ素を架橋したそれぞれビスゲルミレン(シリレン)鉄錯体を合成した。これらの錯体ではFe=Ge結合の回転が起こることを見いだし、NMRを用いた速度論的検討からFe=Ge結合の回転障壁エネルギ-は余り大きくないことを明らかにした。また、嵩だかい置換基を導入したトリヒドロゲルマンとシリル鉄錯体との光反応を行なったところ、ゲルミレン架橋鉄二核錯体およびビス(ゲルミレン)架橋鉄二核錯体が生成することを見いだした。また架橋ゲルミレン配位子上のヒドリドをハロゲンに置換することに成功した。現在ゲルミリン錯体の合成を検討している。
海外における映像芸術とミュ-ジアム活動の研究

1.映画第一に映像芸術のミュ-ジアム活動における基礎である保存・ア-カイヴ部門の実態調査があげられる。昨年度にヨ-ロッパ、特にイギリスとフランスの実情を調査したので、今年度はアメリカの東海岸及び西海岸の主要施設を見学した。作品保存のための収蔵庫は、研究、上映施設と同一建物内にある場合と、ニュ-ヨ-ク近代美術館(MOMA)や議会図書館のように本部とはかなり離れた場所に独立して設けられている場合とがあったが、当館の場合は後者に属するのでより詳しくそれら先行施設の実態を調べ、参考にすることができた。例えばMOMAの収蔵庫はニュ-ジャ-ジ-州フォ-ト・リ-にあったが、ここには一般的に危険とされる可燃性フィルムも収納されており、その保存条件(温湿度調整)を長年の研究成果にもとずいて定着させていた。これは危険物であるので見習うかどうかとは別次元の問題であるが、保存・ア-カイヴ部門の具体的基礎知識としては大いに参考になるデ-タだったといえる。また、ジョ-ジ・イ-ストマン記念館映画部における作品の保存、修復など管理体系の整備ぶりは一驚に値するものがあり、今後のわが国ミュ-ジアム活動を構想する上で、大いに参考になると思われる。第二は上映活動の充実があげられる。この面でもMOMAは注目すべき存在であり、大・中ホ-ルを完全に稼働して企画上映を打ち続けていたほか、カリフォルニア大学フィルム&TVア-カイヴなどでは、これに加えてヴィデオ機器を70ほど備え、利用者の希望する作品が自由に鑑賞できるように体制づけられていたのが印象的だった。第三は資料展示ないし博物館活動の活発さである。この面ではニュ-ヨ-クのアメリカン・ミュ-ジアム・オブ・ム-ヴィング・イメ-ジ(AMMI)が代表例といってよいが、100年間にわたる映画衣裳の展示をしていたり、ミニチュアによる撮影セットの再現、さらに監督の手になるスト-リ-・ボ-ド(手描きのセット図やデザイン類)などが陳列され、映像に関するさまざまな資料が大規模に活用されていた。アメリカの諸施設は設立の基盤として民間のものが多いため、その事業活動も個性的で必ずしも共通したところばかりではないが、その自由な積極性において参考にすべき点が少なくなかった。2.写真昨年度はアメリカの研究機関について調査したが、今年度はヨ-ロッパに関して調査研究した。ヨ-ロッパの各機関中、歴史の古いところは写真収蔵の核もあり、その作品数は厖大であるが、後発のものは購入や寄贈によって鋭意コレクションを形成中である。それらの機関は目下のところ作品の地域、時代を絞って収集しているが、世界的な広さのコレクションにしようとの方針も捨ててはいない。一般に有名写真家の作品はよく分類し、活用されているが、資料写真などには未整理なものもかなり見られた。また、作品検索のためのコンピュ-タ-・システムについては、ポンピド-・センタ-は導入活用していたが、その他は旧来のカ-ド・システムをとっていた。パブリック・サ-ビスの向上と美術館相互の情報交換が、ヨ-ロッパにおいても着々と実現の方向に向かっている点は注目される。最近の写真作品収集ブ-ム、特に今年は写真発明150年にあたることなどもあって、作品の価格が高謄し、ヴィンテ-ジ・プリントについては、もはや入手不可能なものも出ている。そのためもあってかヨ-ロッパの各機関は、既蔵作品の保管・展示に意を用いており、市場への介入、競合はアメリカや日本の場合とやや異なるところが見られた。すなわち、豊富な収蔵品を背景として日常的な展示の質の高さをめざし、人材の充実と交流に力を注いでいる感が強い。3.各種デザインポ-ランドのワルシャワにあるポスタ-美術館(国立博物館の分館として1968年開館)は、ポスタ-作品の収集、企画展示を行う世界有数の特色ある施設であると同時に、ポスタ-・ビエンナ-レの開催機関として注目を集めている。つまりここでは、最新の動向を集約しようとする国際展の開催と収集方針とが緊密に連動しているだけでなく、ポスタ-と現代美術全般の動きがつかめる方策が講じられている点で非常に参考になった。ニュ-ヨ-ク近代美術館(MOMA)建築・デザイン部では、ポスタ-の収蔵庫や修復室を見たが、これらは当館デザイン部門の開設に際して有効な示唆を得たと思う。

また、ジョ-ジ・イ-ストマン記念館映画部における作品の保存、修復など管理体系の整備ぶりは一驚に値するものがあり、今後のわが国ミュ-ジアム活動を構想する上で、大いに参考になると思われる。第二は上映活動の充実があげられる。この面でもMOMAは注目すべき存在であり、大・中ホ-ルを完全に稼働して企画上映を打ち続けていたほか、カリフォルニア大学フィルム&TVア-カイヴなどでは、これに加えてヴィデオ機器を70ほど備え、利用者の希望する作品が自由に鑑賞できるように体制づけられていたのが印象的だった。第三は資料展示ないし博物館活動の活発さである。この面ではニュ-ヨ-クのアメリカン・ミュ-ジアム・オブ・ム-ヴィング・イメ-ジ(AMMI)が代表例といってよいが、100年間にわたる映画衣裳の展示をしていたり、ミニチュアによる撮影セットの再現、さらに監督の手になるスト-リ-・ボ-ド(手描きのセット図やデザイン類)などが陳列され、映像に関するさまざまな資料が大規模に活用されていた。アメリカの諸施設は設立の基盤として民間のものが多いため、その事業活動も個性的で必ずしも共通したところばかりではないが、その自由な積極性において参考にすべき点が少なくなかった。2.写真昨年度はアメリカの研究機関について調査したが、今年度はヨ-ロッパに関して調査研究した。ヨ-ロッパの各機関中、歴史の古いところは写真収蔵の核もあり、その作品数は厖大であるが、後発のものは購入や寄贈によって鋭意コレクションを形成中である。それらの機関は目下のところ作品の地域、時代を絞って収集しているが、世界的な広さのコレクションにしようとの方針も捨ててはいない。一般に有名写真家の作品はよく分類し、活用されているが、資料写真などには未整理なものもかなり見られた。また、作品検索のためのコンピュ-タ-・システムについては、ポンピド-・センタ-は導入活用していたが、その他は旧来のカ-ド・システムをとっていた。パブリック・サ-ビスの向上と美術館相互の情報交換が、ヨ-ロッパにおいても着々と実現の方向に向かっている点は注目される。最近の写真作品収集ブ-ム、特に今年は写真発明150年にあたることなどもあって、作品の価格が高謄し、ヴィンテ-ジ・プリントについては、もはや入手不可能なものも出ている。そのためもあってかヨ-ロッパの各機関は、既蔵作品の保管・展示に意を用いており、市場への介入、競合はアメリカや日本の場合とやや異なるところが見られた。すなわち、豊富な収蔵品を背景として日常的な展示の質の高さをめざし、人材の充実と交流に力を注いでいる感が強い。3.各種デザインポ-ランドのワルシャワにあるポスタ-美術館(国立博物館の分館として1968年開館)は、ポスタ-作品の収集、企画展示を行う世界有数の特色ある施設であると同時に、ポスタ-・ビエンナ-レの開催機関として注目を集めている。つまりここでは、最新の動向を集約しようとする国際展の開催と収集方針とが緊密に連動しているだけでなく、ポスタ-と現代美術全般の動きがつかめる方策が講じられている点で非常に参考になった。ニュ-ヨ-ク近代美術館(MOMA)建築・デザイン部では、ポスタ-の収蔵庫や修復室を見たが、これらは当館デザイン部門の開設に際して有効な示唆を得たと思う。
異分野融合によるフッ素資源循環型システムの構築

フッ素系物質をフッ化物イオンへと分解可能な菌体を見いだし、分解の計時変化を検討した。ATP、L-メチオニンを出発物質とし、MetK、フルオリナーゼ、MtnN酵素類とフッ化物イオンを用いて、one-pot反応を行い5-FDRを創製するための最適化条件を見いだした。各種のフッ素系物質を菌体で分解し生成したフッ化物イオンを利用した系でも5-FDRを生成可能な系を確立した。また、BTFの分解により生成したフッ化物イオンをフッ化カルシウムとして回収するシステムも確立した。フッ素科学の分野に異種技術を取り入れ、微生物や生体触媒の有する機能を活用し人工的に作り出されたフッ素系物質を分解し、生成するフルオリドイオンを再度利用して有用なフッ素系物質を生産する。本計画では、「フッ素資源の循環型」システムを構築し、フッ素科学での「持続可能な発展」をめざす。研究計画としては、最初に実用的に利用されたフッ素系物質を分解可能である各種の菌体を探索する。菌体による分解により生成するフルオリドイオンをフッ素化酵素により分子内へ組み込み、いくつかの酵素反応を経て有用なフッ素系物質を創製する。酵素反応により創製した有用なフッ素系中間体を化学的方法により各種のフッ素系物質へと変換する。バイオの技術と化学の方法を融合し、新しいフッ素科学を切り開く。フッ素系物質の分解菌の探索ジフルオロ酢酸エチルを分解する菌体を8株、フルオロベンゼン、ジフルオロベンゼン、ベンゾトリフルオリド等を分解する菌体を13株見いだし、系統樹を確定した。進化型フッ素化酵素の創製フッ素化酵素(フルオリナーゼ)のフッ素イオンが入り込むポケット構造を構築する158番目のセリンを中心として、156番目と254番目のフェニルアラニン、16番目のアスパラギン酸等を部位特異的に変換し酵素活性を検討した。特に、158番目のセリンを異なるアミノ酸に変換することにより、基質の立体選択能が顕著に変化することが確認された。フッ素資源循環システムの構築フッ素系物質の分解菌により生成したフッ化物イオンを利用し、フルオリナーゼを活用してフッ素化反応を行い、基質SAMにフッ素を導入し生成物として5'-FDAを創製できた。また、放線菌(Strepomyces cattleya)を用いることにより、生成物として4-フルオロトレオニンが創製できることも見いだした。工業的に利用されているいくつかのフッ素系物質の分解によって生成するフッ化物イオンを再利用するフッ素資源循環システムの構築への可能性を見いだした。フッ素資源循環システムの構築BF_4系のイオン液体を分解させて発生したフッ化物イオンをフッ素源として、フルオリナーゼを活用してフッ素化反応を行い、基質SAMにフッ素を導入し生成物として5'-FDAを創製できた。Rhadococcus sp.140により工業的に利用されているフルオロベンゼン、トリフルオロメチルベンゼン等を分解し、生成したフッ化物イオンを再利用するフッ素資源循環システムの構築への可能性を見いだした。SAM合成酵素であるS-adenosyl-L-methionine synthetase(MetK)を利用し、ATPとL-methionineから系中で直接不安定なSAMを生成させ、同一系に存在させたKFとフルオリナーゼにより5'-FDAを得ることに成功した。ATP、L-methionine、KF、フルオリナーゼ、MetKからなる系の開発により、5'-FDAを容易に安価な原料から創製することが可能となった。SAM、KF、フルオリナーゼ、methylthioadenosine nucleosidase(MtnN)からなる系の開発により、直接SAMから5-FDRを合成するルートを切り開くことが出来た。ATP、L-メチオニンを出発物質とし、MetK、フルオリナーゼ、MtnN酵素類とフッ化物イオンを用いて、one-pot反応を行い5-FDRを創製するための最適化条件の検討を行った。まず、フッ化物イオンの濃度がATPとL-メチオニンからMetK存在下、SAM合成に大きな影響を与えることを明らかにした。さらに、L-メチオニンの濃度も5'-FDAを合成するためには重要な要素であることを明らかにし、ATP、L-メチオニンを出発物質とし、MetK、フルオリナーゼを用いた2段階連続反応での最適化条件を検討し、条件を見いだした。さらに、MetK、フルオリナーゼ、MtnN酵素類を用いた連続する3つの酵素反応をone-pot下で行うための条件を検討し、合成中間体として有用な5-FDRをATPから20%以上の転換率で創製するone-pot法を確立することが出来た。継続可能なフッ素源を利用するフッ素資源循環型システムへの試み実用的に使用されたフッ素系物質をフッ素源として用い、フッ素資源の循環システムを構築を検討した。

フッ素源としては、研究者らのグループが水溶液あるいは緩衝液中で容易に分解することを報告している各種のBF_4イオン液体を利用した。ATP、L-メチオニンを出発物質とし、MetK、フルオ1リナーゼ、MtnN酵素類とともに各種のBF_4イオン液体を反応系で培養することにより、10%程度の転換率で5-FDRを創製することが出来た。さらに、BTFを菌体により分解し、生成したフッ化物イオンをフッ素源として利用してのone-pot法による5-FDR創製法を開拓しフッ素資源循環型システムにも成功している。ATP、L-メチオニンを出発物質とし、MetK、フルオリナーゼ、MtnN酵素類とフッ化物イオンを用いて、one-Pot反応を行い5-FDRを創製するための最適化条件を見いだし、ATPから5-FDRへの変豫効率も20%以上という結果を得た。さらに、実用的に使用されたフッ素系物質をフッ素源として用い、フッ素資源循環型システムとしての5-FDRの創製法の確立を検討した。各種のBF_4イオン液体をフッ素源として利用することにより、10%程度の転換率で行うことができ、BTFを菌体により分解した分解液をフッ素源として利用する系においても12%ee以上の転換率で行うことにも成功している。フッ化カルシウムの創製フッ素系物質の菌体による分解で生成したフッ化物イオンをフッ化カルシウムという物質で回収するための条件検討を行い、生成したフッ化物イオンの60%以上をフッ化カルシウムとして回収可能であることを明らかにした。資源循環系の応用としての合成生物学BTFをフッ素系物質の分解菌(Rhodococcus sp.)で分解し、フッ化物イオンを生成させる過程に於いて生成する代謝産物の構造を同定し、新規のフッ素系物質であることを見いだした。このような物質の生成経路から、フッ素科学の分野においても「Fluoromaterials Production Thmugh Metabolic Engineering」と称される合成生物学(synthetic biology)分野の展開が可能であることを見いだした。
曳航時の3次元動的索張力を考慮した多方向不規則波中での直接復原性評価

本研究では短波頂不規則波中での時間領域船体運動計算法と船舶曳航時の索張力を動的に解く3次元動的索張力計算法を構築し,曳航時の船の復原性を直接評価する手法を提案するものである。今年度は短波頂不規則波中での船舶の時間領域での船体運動計算法を構築した。時間領域での3次元特異点分布法によるメモリー影響関数を考慮した船体運動計算プログラムを作成し,停止時短波頂不規則横波中での船体運動計算を実施した。ここで扱う波の周波数スペクトルはITTC型を,方向スペクトルは横波を主方向としたCOS4分布で与えた。波形表現はシングルサンメンション法とし,初期位相と方向角初期値は乱数を与えて設定した。コンテナ船を供試船として試計算を繰り返し,計算時の不規則波成分波分割数や安定した解が得られる計算時間を検討した結果,波周波数分割を150,計算時間を実スケールで3時間相当とした。時間領域計算での波の初期位相と方向角に乱数を与えて変化させた5ケースの計算を0.01秒刻みの3時間相当実施し,同様の条件で7ケース実施した模型実験結果と比較した結果,横揺れの模型実験結果と時間領域計算の95%信頼区間は重なっており,今回作成した時間領域計算法の横揺れは十分な精度であることを確認した。本計算法を用いて現在IMOで審議中である第2世代非損傷時復原性基準を参考に直接復原性評価を実施した。短波頂不規則波中でのコンテナ船の横揺れ,横加速度を北大西洋の波浪発生頻度表(IACS No.34)にある波浪条件すべてで計算し,求めた短期発生確率から波浪発現頻度を用いて長期発生確率を求めて示した。短波頂不規則波中での時間領域船体運動計算法の作成は予定通りに進んでおり,計算時の条件である波周波数分割数や計算時間の検証や計算法の精度の確認も実施した。現在,箱船を対象に3次元と2次元特異点分布法による流体力計算の違いを比較している。また,今後実施予定である曳航時の索張力及び被曳船の挙動計測実験で用いる索張力と張り出し索方向角を計測する冶具を設計し,製作した。さらに模型実験時に曳引台車から曳航索で曳引される被曳船の軌跡と船体運動計測方法の検討を行った。船舶の曳航時には被曳船が既になんらかの影響を受けて定傾斜を起こしている場合が多い。そこで短波頂不規則波中での船体が定傾斜している場合での時間領域船体運動計算を実施する。直接復原性評価の方法は,現在IMOで審議中の第2世代非損傷時復原性基準を参考にする予定である。また,3次元ランプドマス法による索張力計算法を作成し,1点係留状態での動的索張力計算を行う。作成した時間領域計算法及び動的索張力計算法の検証のために模型実験を2年目に実施する予定であったが,使用する施設の都合上,3年目に実施することとなったが,研究遂行上問題はない。

そこで短波頂不規則波中での船体が定傾斜している場合での時間領域船体運動計算を実施する。直接復原性評価の方法は,現在IMOで審議中の第2世代非損傷時復原性基準を参考にする予定である。また,3次元ランプドマス法による索張力計算法を作成し,1点係留状態での動的索張力計算を行う。作成した時間領域計算法及び動的索張力計算法の検証のために模型実験を2年目に実施する予定であったが,使用する施設の都合上,3年目に実施することとなったが,研究遂行上問題はない。模型実験用張力・張り出し方向角計冶具を曳航索両端(曳船・被曳船側)に設置するため2台必要であったが,計算プログラムの作成を進めるために必要な計算用PCを購入したため予算が足りなくなり被曳船側の1台を製作した。翌年度に他の模型実験計測機器とあわせて製作する予定である。
海峡谷の底層付近に捕捉された内部波動に関する研究

多くの海峡谷は、陸棚縁に深く切り込んで存在しており、水平的には底層水が陸棚水と接する場となる。最近の観測では海峡谷内の海底付近に非常に強い潮流が見つけられ、内部波動に依るものと判断されている。申請者は東大海洋研究所太田秀教授、東大地震研究所日比谷紀之助手との共同研究で、駿河湾海峡谷北部の海底付近に流速計を係留し、内部波の水平及び鉛直構造、エネルギ-伝播特性などを明らかにすることを試みた。観測により次のことが判った。(1)半日及び一日周期成分、が卓越する。(2)高周波の6時間周期も存在するが、振動方向はV字型の海峡谷の横断する向きである。(3)場所・深さの違いに依り卓越周期は異なり、海底直上でエネルギ-・レベルが最も高い。(4)卓越周期は時間と共に変り、大潮・小潮の14日周期は顕著でない。以上のことが明らかになった。観測結果の物理的な理解を深めるため、連続成層モデルを用いた数値実験を行なっている。モデルは伊豆海嶺北部の浅瀬を内部波動の発生域とし、駿河海峡谷内への内部波エネルギ-の伝播過程を追跡している。エネルギ-は斜め上方及び斜め下方に伝播するが、その角度と海底勾配の大きさから前方もしくは後方反射が決まる。海底地形の複雑さが、駿河湾海峡谷の内部波動を複雑化していることが示された。内部波の水平分布の特徴を明らかにする目的で、二層モデルに依る数値実験を実施した。具体的には、駿河湾と相模湾の内部潮汐の卓越周期の違いを数値モデルにより示すことにある。伊豆海嶺北部で発生した内部潮汐は、半日周期は慣性重力波の性質を持つから、両湾に進入できるが、日周期はケルビン波としか振舞えないので、駿河湾にしか進入できない。このことは観測結果を旨く説明できる。
強磁性体ナノワイヤのボトムアップ形成による低消費電力磁気メモリの研究

次世代低消費電力メモリとして期待される3次元レーストラック磁気メモリ素子応用に向け、素子を構成する横型及び縦型ナノワイヤ(NW)を実現する独自のボトムアップ作製技術を提案し、試作したNW構造の磁気物性を明らかにすると共に、電極形成のためのナノデバイスプロセス技術等を開発した。MnAs結晶面の性質から、依然強磁性体単体の縦型NWの実現は困難であるが、横型強磁性体NW、縦型強磁性体/半導体ヘテロ接合NW、横型NWスピンバルブ素子等、種々のNW構造を試作した。海外研究協力先との連携の下、外部磁場と形状磁気異方性によるNW内の磁区構造制御や、抵抗値ジャンプに対する磁化の熱的擾乱の寄与等を明らかにした。次世代低消費電力磁気メモリとして注目される3次元レーストラック型磁気メモリ(RM)素子実現に向け、独自に開発した強磁性体ナノ構造のボトムアップ作製技術を応用した横型および垂直自立型強磁性体ナノワイヤの複合構造によるRM素子を提案し、その試作を目指す。これを目的として本年度は、(a)横型強磁性体ナノワイヤ(NW)の作製および、(b)その構造評価・物性評価を中心に研究を推進した。プラズマCVDによりGaAs(111)B基板上にSiO2膜を20nm堆積後、電子線(EB)リソグラフィとドライエッチングによりGaAs表面を露出させた、長さ500nm・幅100nmの周期的開口パターンを有するマスク基板を作製し、有機金属気相選択成長法によるナノ構造作製を行った。周期的開口部にのみAlGaAsをバッファ層とした六角錐台型MnAsナノクラスタ(NC)列を形成し、隣接するNC端面の接合により横型MnAs-NWを作製した。依然サイズ均一性は低いが、格子不整合系にも関わらず<-110>方向の長さ4500nm(最長)、幅300nmの横型NWを実現した。1000Gの外部磁場を<-110>方向に印加後、磁気力顕微鏡により種々のNWの磁区構造を室温で評価した結果、長さ1500nmの構造では全て単磁区を示す一方、長さ2000nm以上のNWでは<-110>方向に多磁区を形成することが分かった。NWの幅が700nm以上の場合、<-110>方向と垂直な<-211>方向に多磁区を形成するが、2000Gの外部磁場を印加した結果、単磁区に変化した。この結果は、横型MnAs-NWの磁区構造を外部磁場とNWの形状磁気異方性により制御可能であることを示している。さらに海外研究協力先との連携により電極形成プロセス技術等を確立し、隣接MnAs-NC間のギャップを非磁性金属Auで埋めた種々の横型MnAs-NW素子を作製した。次世代低消費電力磁気メモリである3次元レーストラック型磁気メモリ(RM)素子実現に向け、独自の強磁性体ナノ構造のボトムアップ作製技術を応用した横型・縦型強磁性体ナノワイヤの複合構造によるRM素子を提案し試作を目指す。本年度は、(a)横型強磁性体ナノワイヤ(NW)のサイズ均一性向上と縦型強磁性体NWの検討および、(b)横型強磁性体NWによる素子試作と物性評価を中心に研究を推進した。格子不整合系のMnAsによる横型NWを、周期的開口パターンを持つSiO2マスクGaAs(111)B基板上に作製する場合、開口パターンは1本の線状ではなく、隣接する比較的短い線状開口パターンに形成する形状異方性MnAsナノ構造の連結を利用するが、開口パターン間隔の最適化後、MnAsの成長時間を10、15、20分と長くするに従い、隣接するMnAsの連結が促進され、比較的均一性の高い幅350nm、長さ10umの横型NWを作製した。NW幅が従来の300nmから増加し、多結晶を示唆するナノ構造も確認されたためか、印加磁場ゼロの条件下では、<0-11>方向のみならずそれと垂直な<-211>方向にも多磁区が形成されることが判明した。縦型NWの作製では、依然としてMnAsの<0001>方向の成長速度が遅くMnAs単体の縦型NW作製は困難だが、InAs半導体NWとの複合により縦型MnAs/InAsヘテロ接合NWの作製に成功した。1本のNWの物性評価に向け電極形成を行った後、海外研究協力先と連携して磁気抵抗(MR)効果測定を開始した。さらに、試作した横型NW素子(幅300nm、長さ4.5um)のMR測定を行った結果、特定の狭い温度領域(148-155K)で、NW内部の磁区間に形成される微小磁区の磁化方向回転に起因すると思われる熱励起MRジャンプ現象を確認した。物理現象の解明に向け、現在詳細な物性評価を推進中である。GaAs(111)B基板上に近接配置した短冊状SiO2開口パターンに形成される形状異方性MnAsナノ構造同士の連結を利用し、横型MnAsナノワイヤ(NW)を実現した。依然均一性は低いが<0-11>方向に1.54.5um長、300700nm幅の横型NWを作製した。パターン間隔最適化後、MnAsの成長時間を1020分に増加すると、MnAsの連結が促進され比較的均一性の高い350nm幅、10um長の横型NWを作製できる。

外部磁場1kGを<0-11>方向に印加後、磁区構造を室温で観察した結果、10分では1.5um長の構造全てで単磁区を示す一方、2.0um長以上のNWでは<0-11>方向の多磁区化を確認した。700nm幅以上のNWでは、NWと垂直な<-211>方向に多磁区を形成するが、外部磁場2kG印加後単磁区化した。成長時間20分では横型NW上に多結晶的なナノ構造が形成されたが、全て磁場印加無しで<0-11>方向に単磁区を持ち、磁化反転も確認した。また依然MnAs<0001>方向の成長速度が遅くMnAs単体の縦型NWは困難なため、半導体NWを母体として縦型MnAs/InAsヘテロ接合NWを作製した。電極形成技術を確立後、海外研究協力先との連携で磁気輸送特性評価を行った。主に(A)隣接MnAsナノ構造間のギャップを非磁性金属Auで埋めた横型NW、(B)3.0um長の横型NW、(C)Si(111)基板上の横型NW、(D)別基板に横倒した縦型MnAs/InAsヘテロ接合NW1本に対して評価を行い、特定の狭温度域(145-175K)で、MnAsの単磁区や磁区間境界に形成される微小磁区の磁化方向回転に起因する電気抵抗の熱励起ジャンプを確認した。全体を通じ、3次元レーストラック型磁気メモリを構成する横・縦型NWの磁区構造の外部磁場と形状磁気異方性による制御と熱的擾乱の影響を明らかにした。次世代低消費電力メモリとして期待される3次元レーストラック磁気メモリ素子応用に向け、素子を構成する横型及び縦型ナノワイヤ(NW)を実現する独自のボトムアップ作製技術を提案し、試作したNW構造の磁気物性を明らかにすると共に、電極形成のためのナノデバイスプロセス技術等を開発した。MnAs結晶面の性質から、依然強磁性体単体の縦型NWの実現は困難であるが、横型強磁性体NW、縦型強磁性体/半導体ヘテロ接合NW、横型NWスピンバルブ素子等、種々のNW構造を試作した。海外研究協力先との連携の下、外部磁場と形状磁気異方性によるNW内の磁区構造制御や、抵抗値ジャンプに対する磁化の熱的擾乱の寄与等を明らかにした。第2年度の主目標であった横型強磁性体NWによる素子試作と物性評価については、初年度に確立した電極形成プロセスの後、海外研究協力先との連携により、MR測定を鋭意推進した。一方、計画当初に目標としたMnAs単体の縦型強磁性体NWの作製においては、NWを作製するための結晶成長装置である有機金属気相成長(MOVPE)装置で原因不明の不具合が発生したため、概ね2014年11月から2015年3月の期間、サンプル作製が行えなかった関係上、全体の達成度はやや遅れていると判断する。横型強磁性体NWに対しては、従来のGaAs(111)B基板ではなく、Si(111)基板上にAl2O3絶縁膜(厚さ5-20nm)を原子層堆積装置で堆積したものを基板として用いてMnAs/AlGaAsナノ構造による新規の横型強磁性体NWを作製し、海外研究協力先と連携してMR測定を開始した。また縦型強磁性体NWに対しては、MnAs単体の縦型強磁性体NWの代替案として作製した縦型MnAs/InAsヘテロ接合NWのMR測定および磁気力顕微鏡による磁区構造評価も含めて推進しており、物性評価面での達成度はおおむね順調に進展していると判断している。電子材料工学第2年度に開始したMR測定および磁区構造評価等の物性評価を中心に引き続き推進し、横型および縦型NWにおける物理現象の解明について主に推進する計画である。横型強磁性体NWに対しては、第2年度にサイズ均一性を向上した幅350nm、長さ10umのNWに対して電極形成プロセスを実施し、MR測定を開始する計画である。