hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
個人特性を考慮した高齢者用ハザード知覚検査の開発

高齢者における交通事故対策は、超高齢社会となった現在の喫緊の社会的課題である。この課題への対策として、高齢者自身にハザード事態の知覚能力を的確フィードバックさせることの重要性が指摘でき、欧米ではその試みが先行している。それはタッチパネルに実装されたビデオ画像でハザード事態を設定し、知覚反応を測定するものであるが、交通事情は文化依存型であるので、本邦独自の検査開発が必要である。本研究は高齢者自身にハザード事態の知覚能力を的確フィードバックさせるタッチパネルタイプの知覚検査の開発である。具体的にはタッチパネルに実装されたビデオ画像でハザード事態を設定し、知覚反応を測定し、基準以下での運転可否対策への援用可能性を探るのが目的である。この目的のために、自動車運転時の危険場面の刺激材料の収集と選択、タッチパネル装置への刺激場面実装システムの開発、実装後の中高年者での信頼性、妥当性の検証が主たるプロセスをたどる必要がある。タッチパネルに実装するシステムの開発作業は、昨年度にプロトタイプ版を作成し、機能チェックを始めた。プロトタイプ版から子機への実装段階で、子機タブレットの電源部分のシステム異常が判明し、メーカーとの対応に時間を要した。そのために予定より進捗は遅れているが、今年度8月以降に100-200名の基本データを収集しつつユーザビリティの改良を行う。その後、ハザード画面に差し替えることで試作が可能となる段階にある。タッチパネルでのプロトタイプ版の製作はほぼ予定通りに進んでいたが、子機タブレットの電源部分にシステム異常が見つかり、メーカーとの対応(バグ除去)に時間を要した。そのためにプロトタイプ版でのユーザビリティの検証がまだ行えていない。今年度8月に予定されている北海道八雲町住民検診時か同時期の別の機会に検証を行うことになったため。今後は、下記の3点に焦点を当てて研究を推進していきたい。1)タッチパネルでのハザード知覚検査のプロトタイプ版のユーザビリティの検証を北海道八雲町民検診時に100-200名規模で実施する。2)交通事故多発道路環境の動画や写真の記録を進める。3)実装検査とその評価を行うのに適した中高齢者の認知機能検査成績データからの選抜作業。この課題への対策として、高齢者自身にハザード事態の知覚能力を的確にフィードバックさせることの重要性が指摘でき、欧米ではその試みが先行している。本研究の目的は高齢者自身にハザード事態の知覚能力を的確フィードバックさせるタッチパネルタイプの知覚検査の開発である。本年度は、北海道八雲警察署の協力を得て運転時の危険場面の刺激材料の収集を2月28日-3月1日に行ったが、訪問当日悪天候に遭遇し、高速道路が閉鎖される事態となり、警察署で準備された資料に基づく画像記録は持ち越しとなった。現場画像の収集は叶わなかったが、暴風雪下での運転場面での画像は収録できた。タッチパネルに実装するシステムの開発作業は、プロトタイプ版を作成した。ただし、機能のチェック等は未実施であるが、今度検証を重ねてユーザビリティの改良を行えば、ハザード画面に差し替えることで試作が可能となる段階にある。タッチパネルでのプロトタイプ版の製作はほぼ予定通りに進んでいるが、北海道八雲警察交通課の協力で事故多発道路環境についての情報を得たが、訪問時極度の悪天候で動画や写真を記録できなかったことにより、実装しての検討や調整が遅れているため。

そのためにプロトタイプ版でのユーザビリティの検証がまだ行えていない。今年度8月に予定されている北海道八雲町住民検診時か同時期の別の機会に検証を行うことになったため。次年度は、下記の3点に焦点を当てて研究を推進していきたい。1)交通事故多発道路環境の動画や写真の記録を進める。2)タッチパネルでのハザード知覚検査のプロトタイプ版を試作する。3)プロトタイプ版での実装検査を行うのに適した中高齢者の認知機能検査成績データからの選抜作業。今後は、下記の3点に焦点を当てて研究を推進していきたい。1)タッチパネルでのハザード知覚検査のプロトタイプ版のユーザビリティの検証を北海道八雲町民検診時に100-200名規模で実施する。2)交通事故多発道路環境の動画や写真の記録を進める。3)実装検査とその評価を行うのに適した中高齢者の認知機能検査成績データからの選抜作業。八雲警察への訪問時が悪天候であったため、再度訪問する計画で旅費を残していたが、日程が整わず実施できなかったため。タブレット子機のシステム故障により、作成スケジュールが遅れ、実装に伴うユーザビリティ検討作業が遅延したためである。それに伴って生じる旅費や謝金を今後使用する計画である。
磁気多極子秩序相に関連するトポロジカル励起、スピン液体相、カイラル相の理論的研究

平成26年度の研究の継続として、沖縄科学技術大学院大学のShannon氏、東京大学の赤城氏との共同研究で、二次元三角格子上Bilinear-Biquadratic模型上の反SU(3)点におけるトポロジカルソリトンに関する理論的解析を行った。本ソリトンは3種の合計がゼロの整数で分類され、また異なる素のソリトン間では斥力相互作用が現れるという、これまでのソリトンでは見られたことのない性質を持つことが理解された。本ソリトンはQ ballのような保存則とダイナミクスにより、反SU(3)点だけでなく、そこに隣接する反磁気多極子秩序相、120度反強磁性相で観測される可能性がある。反SU(3)点における秩序変数空間はSU(3)/U(1)*U(1)で与えられ、それはU(1)*U(1)の新しいスピン液体相が隣接していることも理解される。また、磁性体だけでなく反SU(3)Mott絶縁体は冷却原子系でも実現可能性が提案されており、本ソリトンは冷却原子系でも観測されることが期待される。本成果はPhysical Review A誌のRapid communicationに掲載された。また二次元三角格子上Bilinear-Biquadratic模型上の反SU(3)点以外のパラメータ領域におけるトポロジカル励起に関して、ホモトピー論と数値的アプローチにより網羅的に解析を進めている。多種多様なトポロジカル励起が見られており、本成果は現在論文にまとめている。二次元三角格子Bilinear-Biquadratic模型上の反SU(3)点におけるトポロジカルソリトンに関する研究では、解析解を得たり、ソリトン間相互作用を観測するなど、順調に進み論文にまとめることができた。また、本研究からの発展として、本模型の他の相上のトポロジカル励起の包括的な解析が進んでいる。二次元三角格子Bilinear-Biquadratic模型上に現われうる全ての相上でのトポロジカル励起を包括的に調べており、その結果をまとめる。スピン液体相とトポロジカル励起の関係も考察していく。また擬一次元J1-J2鎖に関連する飽和磁場下のカイラル相に関して、結果をまとめ報告する。旅費に当てる。スピン1三角格子磁性体と考えられる物質(NiGa2S4, Ba3NiSb2O9)が近年報告されていることや、磁気多極子秩序相の性質への理論的興味を動機として、二次元三角格子上bilinear-biquadratic模型の、反強磁性SU(3)点上のトポロジカル欠陥、及びソリトン解の理論的解析を行った。沖縄科学技術大学院大学の赤城氏、Shannon氏との共同研究により、ホモトピー論による分類から、SU(3)点上には安定なπ2ソリトン解が存在することがわかった。このソリトンの解析解を得ること、及びそれに対する数値解析を行った。本研究で理解されたソリトン励起は、数理的興味のみならず、SU(3)点に磁気相図で隣接する反強磁性120度構造相、及び反強磁性磁気多極子秩序相の物性に影響を与える可能性がある。現在、本成果を論文にまとめているところである。ほかの課題である「擬1次元J1-J2鎖に関連する飽和磁場下のカイラル相」の研究では、定性的にカイラル相の性質を理解することができた。微視的ハミルトニアンから出発した際の定量性に関して理解することが今後の課題である。更に、2次元正方格子磁性体の飽和磁場直下の磁気多極子秩序相に関して、面間相互作用の影響を調べた論文をJournal of the Physical Society of Japan誌に発表した。また、スイスEPFLのAndrew氏と、Nic氏との共同研究により、飽和磁場直下の磁気多極子秩序相が中性子散乱実験でどう見えるかを調べた論文をPhysical Review B誌に投稿した。二次元三角格子Bilinear-Biquadratic模型上の反SU

(3)点におけるトポロジカルソリトンに関する研究では、解析解を得たり、ソリトン間相互作用を観測するなど、順調に進み論文にまとめることができた。また、本研究からの発展として、本模型の他の相上のトポロジカル励起の包括的な解析が進んでいる。「二次元三角格子上bilinear-biquadratic模型の、反強磁性SU(3)点上のトポロジカル欠陥、及びソリトン解の理論的解析」に関しては、当初の計画通り、初年度で解析解を得ることができた。さらに数値的解析により、トポロジカル欠陥、ソリトン解の挙動に関して当初の期待以上に多くを調べることができており、反強磁性SU(3)点上以外の相でのトポロジカル欠陥、ソリトン解に関しても新たな知見が得られている。本研究の成果は現在論文にまとめている。もう一つの課題である、「擬1次元J1-J2鎖に関連する飽和磁場下のカイラル相」に関しては、現象論的、定性的な性質の理解ができた。二次元三角格子Bilinear-Biquadratic模型上に現われうる全ての相上でのトポロジカル励起を包括的に調べており、その結果をまとめる。スピン液体相とトポロジカル励起の関係も考察していく。また擬一次元J1-J2鎖に関連する飽和磁場下のカイラル相に関して、結果をまとめ報告する。二次元三角格子上bilinear-biquadratic模型において、反強磁性SU(3)点上のみの解析に限らず、それ以外の相でのトポロジカル欠陥、ソリトン解の性質に関する理論的研究を行う。さらに、本研究で得られた反強磁性SU(3)点における秩序変数空間は、量子揺らぎによって秩序が壊れる場合、ギャップレスのスピン液体を示唆するものであった。スピン液体相が本モデルで現れる可能性、及びその性質に関しても研究を進めていく。「擬1次元J1-J2鎖に関連する飽和磁場下のカイラル相」に関しては、ミクロスコピックな模型からスタートして、平均場近似の範囲でそれを実現するモデルを模索する。ほぼ満額使えており、残った36,457円は端数である。予算通りほぼ使えており、残った4228円は端数である。旅費に当てる。旅費に当てる。
オーダーメイド治療を目指した骨髄球系造血器腫瘍の遺伝子学的新分類の提唱

骨髄異形成症候群(MDS)や急性骨髄球性白血病症例の遺伝子異常を解析し、病因の中心的な役割を担う遺伝子異常として、造血細胞に特異的な転写因子RUNX1・CEBPA・GATA2の遺伝子変異を同定した。さらに、これらの変異体の機能をヒト造血幹細胞やマウスモデルを用いて解析し、MDSの病因となっていることを突き止めた。そしてこの3つの遺伝子異常をMDSのマスター遺伝子異常として提唱した。転写因子の変異に基づいた新しい骨髄球系造血器腫瘍の遺伝子分類を提唱し、的確なオーダーメイド治療を開発することが本研究計画の目的である。そこで本年度は、変異の検出と病態との関連を解析し、in vitroでの解析を行った。まず、骨髄球系造血器腫瘍患者における遺伝子異常の検出と病態との関連の解析を行うため、患者症例の集積を行った。骨髄球系造血器腫瘍と診断され、研究への同意が得られた症例から骨髄液または末梢血を採取してDNAおよびRNAを抽出した。また臨床情報(骨髄・末梢血所見、細胞表面マーカー、染色体所見、年齢・性別、曝露歴など)を収集し、データベース化中である。さらに、候補遺伝子としてこれまでに同定したAML1、CEBPA以外に、MLL、GATA-2などのPCRプライマーを作成し、コントロールサンプルを用いて遺伝子変異解析条件を設定した。現在患者症例の遺伝子変異解析を遂行中である。これまでに得られた遺伝子変異から変異体を作成し、転写活性化能の解析を行った。蛋白結合能は解析を遂行中である。本年度は、前研究計画と関連して解析を行っていた骨髄増殖性疾患(MPN)からの白血病化に関する研究結果の取りまとめが完了し、研究発表を行った。MPNの白血病化にはAML1、CEPBAの遺伝子点突然変異やキメラ遺伝子などの遺伝子付加が原因となっており、治療関連白血病である可能性が高いことを示し、これまでのMPN治療に警鐘を鳴らす研究結果を報告した。そこで本年度は、変異の検出と病態との関連の解析結果から、in vitroおよびin vivoでの解析を行った。骨髄球系造血器腫瘍患者における遺伝子異常の検出と病態との関連の解析により、様々な候補遺伝子異常を同定した。その中で、CEBPAの変異パターンにより骨髄異形成症候群(MDS)と急性骨髄性白血病(AML)の病型が区別できることを発見した。CEBPA変異体をヒト造血幹細胞およびマウス造血幹細胞へ導入し、マウスへの移植を行った。CEBPAの2つの異なったタイプの変異は、異なった腫瘍原性効果を呈するが、これらは協調して白血病発症に働くことを示し、学会発表および論文報告を行った。RUNX1遺伝子変異についても、ヒト造血幹細胞に導入して解析を行っている。RUNX1変異のタイプにより腫瘍原性効果は異なっており、タイプによっては協調因子が不可欠であることが明らかとなった。引き続きin vitroおよびin vivoでの解析を継続中である。また、急性前骨髄球性白血病(APL)治癒後の治療関連白血病に関する研究結果の取りまとめが完了し、研究発表を行った。APL治癒後の白血病ではRUNX1点突然変異やキメラ遺伝子などが原因となっており、原疾患の白血病細胞とは異なる造血幹細胞がAPL治療により遺伝子異常を獲得して発症していることを示し、これまでのAPL治療に警鐘を鳴らす研究結果を報告した。本年度は、引き続き変異の検出と病態との関連の解析を行って新たな遺伝子変異を同定した。一方、これまでに同定した遺伝子変異の解析の取りまとめを行った。骨髄球系造血器腫瘍患者における遺伝子異常の検出と病態との関連の解析により、新たに同定した遺伝子異常はGATA2変異である。先天性あるいは家族性GATA2変異は、本年度新たに発見されたばかりで、2011年10月にNature Genetics誌に報告された。自験例は若年性の骨髄異形成症候群(MDS)症例で、先天的にGATA2変異を有しており、特徴的な臨床病態を呈している。現在、症例報告の準備を進めており、GATA2変異体のin vitro機能解析およびヒト造血幹細胞への導入解析に着手した。同時に、マウスBMTモデルを用いたin vivoでの解析を開始している。RUNX1遺伝子変異については、研究結果の取りまとめが完了し、学会報告を行った。ヒト造血幹細胞を用いた解析により、RUNX1変異の約半数を占めるラントドメイン内インフレーム変異では、単独では増殖能を持たないことが明らかになった。MDS発症のためには協調因子による増殖能の付加が不可欠であり、すでに同定されているEVI1の他、がポリコーム複合体に属するBMI1を同定した。RUNX
小児がん経験者の性腺機能と妊孕性維持に関する研究

小児がんの治療後に生じる晩期合併症のうち内分泌学的異常は主要な位置を占めている。性腺機能低下症と妊孕性低下はサバイバーシップに関わる重要な問題であるが、小児は性腺機能と妊孕性の評価が困難である。女性はがん治療により原始卵胞数が低下するが月経はみられる場合があり、早発閉経のリスク評価が求められる。本研究はがん治療による性腺障害を低減させた治療法開発と妊孕性温存を目標として、小児がん患者の性腺機能と妊孕性の現状について検討した。また小児がん患者の卵巣予備能の指標として、血清抗ミュラー管ホルモン(AMH)測定の有用性と至適な評価時期について明らかにした。小児がんの治療後におこる晩期合併症の中で内分泌学的異常は主要な位置を占めており、なかでも性腺機能低下症・妊孕性低下は重要な問題である。本研究は小児がん患者の性腺機能障害の進行と治療後の回復ついての評価をおこない、小児がん経験者の性腺機能低下症と妊孕性低下の現状を把握し、がんの治療による性腺機能障害の低減を目標とする。初年度の平成25年度は以下の研究を行った。1)当院で治療をおこなった小児がん患者のうち、これまでのエントリー期間に来院しなかった患者、長期フォローアップ外来に未紹介など本研究に未参加の症例に関して、同意を得た上で血清AMHの測定を含む内分泌学的評価を行い、症例数を増やして性腺機能障害の現状を後方視的に検討した。がんの治療の進行と共に性腺機能異常が進行し、血清AMHレベルが低下することを示した。2)新規診断の小児がん患者に対する前方視的解析として、がんの治療開始前、治療中、造血幹細胞移植後、治療終了後、治療後3カ月毎に、身体所見の評価と同時に血清AMHおよびゴナドトロピン、性ホルモンを経時的に評価した。がんの治療開始により血清AMHは急速に低下したが、治療強度の違いにより治療後の回復状況が異なった。3)がん患者の生殖医療に関して国内で最先端の研究をおこなっている研究者らで構成する<がん生殖医療研究会>に理事として参加し、国内の複数の医療機関の産婦人科、泌尿器科、乳腺外科、不妊カウンセラー、看護師等との連携を深め、情報交換を行った。がんと生殖に関するシンポジウム2013ー妊孕性温存の診療を考えるー(2013.04.21)において小児・思春期腫瘍と生殖について講演し、2014年2月<がんと生殖に関するシンポジウム2014血液疾患患者さんの妊孕性温存対策のこれからを考える>を開催した。「がん・生殖医療妊孕生温存の診療」(医歯薬出版株式会社)を分担執筆した。小児がんの治療後に生じる晩期合併症の中で内分泌異常の頻度が多く、とりわけ性腺機能異常、妊孕性低下が患者自身の社会生活上のQOLにおける重要な問題として注目されている。本研究の目的は小児がん経験者の性腺機能と妊孕性について、適切な評価と治療を行い、最新の医療情報を提供し、関連する診療科の連携をはかることである。研究計画において2年目の平成26年度は、以下の研究を行った。1)当院で治療をおこなった小児がん患者の性腺機能と妊孕性を長期フォローアップ外来で後方視的に検討した。女児では卵巣予備能の指標とされる抗ミュラー管ホルモンの測定もおこない、女性ホルモン補充および婦人科への紹介を至適な時期に行う基準を検討した。2)新規治療開始の小児がんの女児における卵巣機能の前方視的解析を継続し、治療後2年以上までフォローした。これらの解析結果は日本小児内分泌学会、日本小児血液がん学会で発表した。3)がん患者の生殖機能と妊孕性温存に関して国内で最先端の研究を行っている<がん・生殖医療研究会>の理事として、他の生殖医療機関と連携し、多職種によるシンポジウムを開催した。4)厚生労働科学研究費補助金がん対策推進総合研究事業(がん政策研究事業)「小児・若年がん長期生存者に対する妊孕性のエビデンスと生殖医療ネットワーク構築に関する研究」の研究代表者として、国内の主要施設(成育医療研究センター、国立がん研究センター中央病院、聖マリアンナ医科大学、獨協医科大学越谷病院、大阪市立総合医療センターなど)の複数の診療科(小児腫瘍医、小児内分泌医、産婦人科医、泌尿器科医、生殖医療医、乳腺内科医、精神神経科医など)とのネットワークを構築して研究を行った。小児がん治療後に生じる晩期合併症の中で内分泌異常の頻度は高く、小児がん経験者(サバイバー)にとって性腺機能異常と妊孕性低下は重要な問題である。本研究課題の目標は小児がん経験者の性腺機能と妊孕性について適切な評価法を確立し、関連する診療科との医療連携をはかることである。研究計画3年目の平成27年度は昨年度に引き続き以下の研究をおこなった。1)当院で加療した小児がん患者について、がんの治療内容と性腺機能と妊孕性の関連を後方視的に検討した。小児がん経験者の女児ではこれまで小児における有用性を報告してきた血清抗ミュラー管ホルモン測定の検討を症例数を増やして検討した。2)新規に抗がん治療を開始した血液疾患の女児3名において抗ミュラー管ホルモンの変動を前方視的に検討し、学会報告をおこない論文作成に取り組んだ。3)国内でがん患者の妊孕性温存に取り組んでいる<がん・生殖医療学会>の理事として、さまざまながん種における妊孕性温存治療に関して情報交換をおこなった。4)本課題の研究実績をもとに、厚生労働科学研究費補助金がん対策推進総合研究事業(がん政策研究事業)

「小児・若年がん長期生存者に対する妊孕性のエビデンスと生殖医療ネットワーク構築に関する研究」班を研究代表者として立ち上げて、国内の小児・若年がん患者の診療に関わる多施設の医療者とのネットワークを構築してがん政策への提言に取り組んだ。関連学会との共同研究を実施し、日本癌治療学会におけるガイドライン作成への参加や厚生労働科学研究費補助金がん対策推進総合研究事業の研究班設立など、診療科を超えた医療連携と啓蒙活動に発展している。小児がん治療後には様々な晩期合併症のリスクがある。とりわけ内分泌異常の頻度が高く、妊孕性低下は長期フォローアップにおいて重要な問題となる。本研究課題の目標は小児がん経験者の性線機能と妊孕性を適切に評価して生殖補助医療を含む関連診療科へ円滑に紹介し、がん治療前から妊孕性維持に取り組むことである。最終年度の平成28年度は総括として以下の研究をおこなった。1)小児がん経験者の女児の性線機能評価において、血清抗ミュラー管ホルモン(AMH)が有用であることを明らかにした。長期フォローアップガイドラインに示されるFSHや月経では見落としがあることを、当科症例データを増やして示した。またAMHの検査方法変更による検出感度上昇を、臨床症状(乳房発育、月経)から示される卵巣予備能残存と合致することを、残血清を用いて証明した。2)血清抗ミュラー管ホルモンはがん治療開始と共に低下し、治療後早期は変動することを前方視的解析で示し、論文報告した。3)がん・生殖医療(oncofertility)という新しい概念をひろめるため、各専門領域のヘルスケアプロバイダーに対して講演や書籍を通じて啓発活動を行った。またOncofertilityの創始者である米国Northwestern大学のTeresa Woodruff博士を平成29年3月訪問して情報交換を行った。4)本課題を基盤に国内のがん治療・生殖医療・心理・看護・相談員などによる多施設・多職種ネットワーク構築を目的とした厚生労働科学研究費補助金がん対策推進総合研究事業「小児・若年がん長期生存者に対する妊孕性のエビデンスと生殖医療ネットワーク構築に関する研究」班を立ち上げた。小児から若年成人(CAYA世代)のがん患者のための妊孕性温存治療の発展に向けた啓発活動を緊密に連携して行った。小児がんの治療後に生じる晩期合併症のうち内分泌学的異常は主要な位置を占めている。性腺機能低下症と妊孕性低下はサバイバーシップに関わる重要な問題であるが、小児は性腺機能と妊孕性の評価が困難である。女性はがん治療により原始卵胞数が低下するが月経はみられる場合があり、早発閉経のリスク評価が求められる。本研究はがん治療による性腺障害を低減させた治療法開発と妊孕性温存を目標として、小児がん患者の性腺機能と妊孕性の現状について検討した。また小児がん患者の卵巣予備能の指標として、血清抗ミュラー管ホルモン(AMH)測定の有用性と至適な評価時期について明らかにした。単一施設のひとつの診療科における研究にとどまらず、国内の小児がんと若年がん患者の診療にかかわる多施設の複数の診療科の医師との連携体制を構築することができた。小児がん患者の性腺機能と妊孕性の維持をめざした本研究課題は円滑に進行しており、次年度に研究成果を学会発表して医療界への啓蒙活動をおこなう。
微小領域の磁性と伝導

平成9年度より開始される重点領域研究「微小領域の磁性と伝導」を実施するにあたっての研究推進計画の検討などを目的に、研究会(12月、京都)を行うなどして、研究班員の情報交換に努めた。重点領域研究における主題課題としては、(1)微細加工技術の磁性体への応用、(2)トンネル電流を利用するなどの新奇な磁気抵抗効果の探索、および(3)微小領域の磁性を対象とする測定技術の開発、の3点とすることとした。微細加工技術としては、精度の点で優れている電子ビーム描画装置の購入が望まれており、仕様の選定をすすめている。磁性層の加工を行うばかりではなく、半導体基板にV字溝などを作成してその表面に蒸着する方法が新しい構造制御を実現する可能性を持つことが明らかにされ、可及的に推進しておくべき実験であることが認識された。また、傾斜面をもつ基板など、自然秩序化による微粒子あるいは細線の形成も利用価値のある場合があることが認識されている。トンネル電流GMRについては、微細加工によって接点の面積を限定することが結果の再現性を向上させることが認識された。今後さらに、膜面垂直方向の電流によるGMRのための微細コラム作成などを目指す。測定技術としては、近接場磁気光学顕微鏡とスピン分極走査型トンネル顕微鏡に重点をおいて開発をすすめる。本研究課題では理論的研究の協力は不可欠であり、公募研究の中から多数採択して協力者を求めるべきである。しかし、理論家のみの班は組織せず、実験グループ内に理論家を分散させ、実質的な共同研究を推進しやすい形態をとることとした。
唾液腺におけるサイクリックADP-リボースのカルシウム動員機構の解析と生理的役割

cADPRを介する情報伝達系の分子機構とその生理的意義や病態の解明を目的とし1)cADPRのCa^<2+>動員作用発現機序,2)生合成/代謝系がいかにして受容体刺激に応答して調節されるか,3)cADPRの生理的役割についてイヌ顎下腺細胞(外分泌細胞),ヒト好中球(免疫担当細胞)などの非興奮性細胞およびウシ副腎クロマフィン細胞(神経細胞)興奮性細胞を用いて検索し,以下の結果を得た.1.膜透過性とした細胞で,cADPRはリアノジン受容体(RyR)に作用しCa^<2+>動員作用を引き起こした.cADPRの作用発現にFKBP12.6を介した機構が含まれることを認め,その機序にFKBPをRyRから解離させることなく,FKBP12.6-RyR-calceneurin分子間相互作用に影響しRyRチャネルを活性化する可能性を示唆した.2.cADPR生合成は各種刺激に応答して刺激後短時間で促進されることを見出した.以上の結果より,種々の刺激により産生されたcADPRがFKBPに作用し,RyRチャネルを活性化してCa^<2+>遊離を引き起し,さらに,このCa^<2+>動員作用に基づくCa^<2+>プールの枯渇により,SOCが活性化され,[Ca^<2+>]i上昇の維持に寄与しており,この様な[Ca^<2+>]i動態の修飾を介して細胞機能が促進的に調節されることが示唆された.cADPRを介する情報伝達系の分子機構とその生理的意義や病態の解明を目的とし1)cADPRのCa^<2+>動員作用発現機序,2)生合成/代謝系がいかにして受容体刺激に応答して調節されるか,3)cADPRの生理的役割についてイヌ顎下腺細胞(外分泌細胞),ヒト好中球(免疫担当細胞)などの非興奮性細胞およびウシ副腎クロマフィン細胞(神経細胞)興奮性細胞を用いて検索し,以下の結果を得た.1.膜透過性とした細胞で,cADPRはリアノジン受容体(RyR)に作用しCa^<2+>動員作用を引き起こした.cADPRの作用発現にFKBP12.6を介した機構が含まれることを認め,その機序にFKBPをRyRから解離させることなく,FKBP12.6-RyR-calceneurin分子間相互作用に影響しRyRチャネルを活性化する可能性を示唆した.2.cADPR生合成は各種刺激に応答して刺激後短時間で促進されることを見出した.以上の結果より,種々の刺激により産生されたcADPRがFKBPに作用し,RyRチャネルを活性化してCa^<2+>遊離を引き起し,さらに,このCa^<2+>動員作用に基づくCa^<2+>プールの枯渇により,SOCが活性化され,[Ca^<2+>]i上昇の維持に寄与しており,この様な[Ca^<2+>]i動態の修飾を介して細胞機能が促進的に調節されることが示唆された.1.膜透過性とした細胞でcADPRはリアノジン受容体(RyR)に作用してCa^<2+>動員作用を引き起こし,副腎クロマフィン細胞ではRyR2,顎下腺細胞ではRyR3サブタイプに作用することを明らかにした.2.cADPRの作用はcADPR阻害薬8Br-cADPRおよび免疫抑制薬FK506,rapamycinで抑制された.cADPRの作用点がFK506 binding protein(FKBP)にあることを示唆すると共にこれら薬物が生理機能解明の良いツールとなることを示した.5.ACh刺激はCa^<2+>流入に基づくCa^<2+>/CaMによるAC活性化を介したcyclic AMPの上昇を示すのに対し,PACAPはACと共役したPAC1受容体の活性化によるcyclic AMPの上昇であることから,cADPR生合成促進にCa^<2+>流入に伴うcyclic AMP産生が必要であることを示唆した.FKBPによるRyRチャネル調節の分子機構とcADPRの関連性については検討中である.Cyclic ADP-ribose (cADPR)はCa^<2+>動員作用を有するリアノジン受容体(RyR)の新しいメッセンジャーとして注目されているが,その作用発現様式,生合成・分解系,生理的役割等不明な点が多い.本研究は,cADPRを介する情報伝達系の分子機構とその生理的意義の解明を目的とする.すでに,平成13年度においては,cADPRがFKBPに作用してCa^<2+>動員作用を引き起す可能性を示した.本年度は,これらの点を更に深化させると共にcADPRの生理的役割について検討した.cADPRは副腎クロマフィン細胞でFKBP12/12.6に作用してCa^<2+>動員作用を引き起すことを中和抗体を用いて明らかにした.唾液腺細胞でacetylcholine (ACh)刺激による細胞内Ca^<2+>濃度([Ca^<2+>]i)の持続した上昇はphospholipase C阻害薬よりはむしろTMB-8やdantrolene (RyR阻害薬)で強く抑制されること,caffeine (RyR活性化)の前処置によってもCa^<2+>流入は阻害されることを見いだした.好中球でもcADPRはCa^<2+>作用を認めた.cADPR阻害薬はfMLP刺激による[Ca^<2+>]

iの持続した上昇を抑制したがFK506は影響しなかった.cADPRはRyRを介したCa^<2+>動員に基づくCa^<2+>流入機構の活性化に重要な役割を果たすことを明らかにするとともに,組織により作用様式が異なる可能性が示された.cADPR阻害薬は好中球遊走作用を抑制した.唾液腺分泌におけるcADPRの機能について検討中である.本年度は唾液腺細胞や好中球等非興奮性細胞の[Ca^<2+>]i動態におけるcADPRの役割に研究が発展したが,FKBP12/12.6によるRyRチャネル調節の分子機構とこれら分子間相互作用に及ぼすcADPRの関連性については検討中である.
科学英語論文の作成を支援するWWWシステムの開発

本研究の目的は,欧米で公開されている生命科学に関連する主要な学術論文の英文を基本資料とする英文コーパスを作成し,用法・用例・類義語・共起表現を抽出することで,科学英文作成支援システムを構築することであった。研究初年度に当たる平成14年度は,英文コーパスの構築および用語の分析作業を主として行った。コーパス構築の為に,HighWire Press Projectで公開されている論文誌から著作権使用の了解を得る数種類の学術誌を中心にして,英語を母国語とすると思われる著者による最新の原著論文の本文(総語数約3千万語)を元データとして蓄積した。基本資料を元に語彙の計量分析を行い,英語論文で使われる中で着目したい頻出2千語を抽出した。現有するライフサイエンス用語データベースと比較検討するために,これらの単語の前後の単語を抽出するプログラムを作成して,コンコーダンスおよび用例集のプロトタイプの作成をした。また,語彙についての計量的な分析結果を有効利用するために,語の共起関係を明解に表示するユーザフレンドリーなシステムを開発し、WWWサーバシステムとして一般に公開するに至った。平成15年度には,英語論文作成支援機能を更に向上させるために,共起表現の検索システムを汎用化し,あらかじめ精選され登録された語・語句以外にも,任意の語・語句について共起表現の結果を表示することを実現した。更に,検索語の直前直後に出現する語の頻度情報を統計的に表示することで,活用辞典の特性を上回るシステムを構築し,公開することに成功した。本プロジェクトは,我が国において初めて,大規模な生命科学関連英文に特化した英文コーパスを作成し,共起表現に関わる分析データをWWWで無償公開し,英文作成を支援するという極めて独創的な試みである本研究の目的は,欧米で公開されている生命科学に関連する主要な学術論文の英文を基本資料とする英文コーパスを作成し,用法・用例・類義語・共起表現を抽出することで,科学英文作成支援システムを構築することであった。本プロジェクトは,我が国において初めて,大規模な生命科学関連英文に特化した英文コーパスを作成し,共起表現に関わる分析データをWWWで無償公開し,英文作成を支援するという極めて独創的な試みである本研究の目的は,欧米で公開されている生命科学に関連する主要な学術論文の英文を基本資料とする英文コーパスを作成し,用法,用例,類義語,共起表現を抽出することで、科学英文作成支援システムを構築することにある。研究初年度に当たる平成14年度は、研究代表者である大武を中心に,本プロジェクトメンバー全員がそれぞれの専門分野に応じて役割分担をし,英文コーパスの構築・用語の分析作業に着手した。コーパス構築の為に,High Wire Press Projectで公開されている論文誌から著作権使用の了解を得る数種類の学術誌を中心にして,英語を母国語とすると思われる著者による最新の原著論文の本文データをデータとして数十Gバイト蓄積した。一方,基本資料を元に語彙の計量分析を行い,英語論文で使われる中で着目したい頻出2千語を抽出し,現有するライフサイエンス用語データベースと比較検討することで,これらの単語の前後関係,類義語関係を抽出するプログラムを作成してコンコーダンスおよび用例集のプロトタイプの作成をした。また、語彙についての計量的な分析結果を有効利用するために,語の共起関係を明解に表示するユーザフレンドリーなシステムの構築を目指しWWWサーバシステムを開発し,既に実験的に公開するに至っている。本プロジェクトは、我が国において初めて、大規模な生命科学関連英文に特化した英文コーパスを作成し,共起表現に関わる分析データをWWWで無償公開し、英文作成を支援するという極めて独創的な試みである。運営(必要なサーバ類の維持管理),開発(システムおよびツールのプログラム開発),評価(教育およびインターネット利用における実践と評価)という3つの研究班を有機的に連携させることで,真に実用に耐えうるWWWサーバの構築を目指している。

コーパス構築の為に,High Wire Press Projectで公開されている論文誌から著作権使用の了解を得る数種類の学術誌を中心にして,英語を母国語とすると思われる著者による最新の原著論文の本文(総語数約3千万語)を元データとして蓄積した。基本資料を元に語彙の計量分析を行い,英語論文で使われる中で着目したい頻出2千語を抽出した。現有するライフサイエンス用語データベースと比較検討するために,これらの単語の前後の単語を抽出するプログラムを作成して,コンコーダンスおよび用例集のプロトタイプの作成をした。また,語彙についての計量的な分析結果を有効利用するために,語の共起関係を明解に表示するユーザフレンドリーなシステムを開発し、WWWサーバシステムとして一般に公開するに至った。平成15年度には,英語論文作成支援機能を更に向上させるために,共起表現の検索システムを汎用化し,あらかじめ精選され登録された語・語句以外にも,任意の語・語句について共起表現の結果を表示することを実現した。更に,検索語の直前直後に出現する語の頻度情報を統計的に表示することで,市販の活用辞典の特性を上回るシステムを構築し,公開することに成功した。本プロジェクトは,我が国において初めて,大規模な生命科学関連英文に特化した英文コーパスを作成し,共起表現に関わる分析データをWWWで無償公開し,英文作成を支援するという極めて独創的な試みである。
電子線励起により制御された極薄酸化膜形成過程の表面光反射分光

本課題の目的は、電子線照射下で酸化を行なうことにより極薄酸化膜を効率的に形成する条件を見出しかつその過程をリアルタイム光学計測により明らかにすることである。平成19年度には、電子線照射下でのSi(001)表面の酸化促進反応の研究を室温と低温(110K)において開始した。室温の場合には、表面差分反射分光(SDR)と反射率差分光(RDS)により酸化反応が促進されることが確かめられた。SDRでは、表面感度の良いp偏光を用いた場合には電子線照射によるスペクトル構造変化は見られなかったがs偏光では僅かな違いが観測された。RDSでは、E1遷移とE2遷移に対応するピーク強度の比が僅かに変化することが分かった。低温(110K)の場合には、通常の酸化での酸化速度が室温に比べて速いことを確認した。室温酸化と同じ条件下では、電子線による酸化の促進反応に関して明確な結果は得られなかった。電子線励起によるスペクトル構造の変化は、室温、低温(110K)ともに微弱であった。さらに定量的な解析を進めるためには、電子線照射条件を変えた綿密な測定を行なう必要がある。本課題の実施期間中には、高融点金属(Ti,Hf)の電子線励起酸化過程をSDR/RDSを用いて明らかにするまでには至らなかった。しかしながら、RDS光学系を構築し低温(110K)を含めた電子線励起酸化の研究を発展させることが出来た。また、Si(001)表面の熱酸化過程に関しても多くの知見を得ることができた。さらに、電子線励起による欠陥形成過程についても定量的な成果が得られた。これらの結果と対比させる形で、電子線励起酸化メカニズムの考察をさらに進展させることが期待できる。今後は、SDR/RDSを複合的に用いた解析によりチタン酸化膜やハフニウム酸化膜などの高誘電率絶縁膜の形成過程の研究を推進していく予定である。平成18年度には、二種類の表面光反射分光を用いてシリコン表面上に高融点金属(チタン,ハフニウム)を蒸着しその酸化膜を電子線励起により作製する研究を開始した。二種類の表面光反射分光法、表面差分反射分光(SDR)と反射率差分光(RDS)を相補的に組み合わせて表面反応をリアルタイムで観測するための測定システムを構築した。SDRでは、p偏光をブリュースターで入射させる方法を採用してきたが、s偏光により得られたデータとの比較を行い偏光依存性の検討を行った。RDSについては、石英の無歪み窓の導入、小型の分光器の導入、光弾性変調器(PEM)と偏光子の交換、自動計測のためのソフトウェアの構築等を行った。これらの改良により、10^<-4>オーダーの微弱な反射率差の計測を可能とした。この光学計測システムを用いて、シリコン清浄表面および水素吸着シリコン表面上でのチタンの初期成長過程の観測を行った。次に、電子線励起のシリコン基板への影響を調べた。低エネルギー電子線をシリコン表面に照射し、欠陥の形成過程をリアルタイムで計測できることを確認した。また、シリコン表面の熱酸化の過程をSDRとRDSを複合させて解析し一層酸化の条件における活性化障壁について新たな知見を得た。さらに、光電子分光法や走査トンネル顕微鏡を利用して高融点金属薄膜の成長様式についても予備的な実験を開始した。これらの成果により、SDRとRDSを複合させ、電子線励起酸化により高融点金属酸化膜形成を実時間計測するための準備を整えることができた。
金属ナトリウムフラックス法による窒化ガリウム単結晶の低温育成

NaN_3とフラックスの金属ナトリウムおよびガリウムをステンレススチールチューブ内に封入し,650-840°Cで72-300時間加熱することにより,六方晶ウルツ型構造の窒化ガリウムの単結晶を作製した.840°Cでは24時間以内に窒化ガリウムの生成反応が終了した.これより低温では,ガリウム-ナトリウム系の金属間化合物が得られ,この上を窒化ガリウムの層が覆っていた.これらの条件では,窒化ガリウムの生成により長い反応時間を必要とした.ステンレススチール容器の底から2cmの領域で窒化ガリウム単結晶の析出が観察された.上部は琥珀色から無色の板状単結晶が得られた.大きさは最大で約2mm程度であった.板状結晶はステンレス容器の壁に垂直に成長した.下部は,大きさ0.4-0.7mm程度で暗黄色の角錐状や柱状の単結晶が成長した.密封ステンレス容器内の窒素ガス圧力は,窒化ガリウムの生成とともに減少した.結晶形態の変化より,窒素ガス圧力が次第にGaNの平衡窒素分圧に近づいていることが示唆された.電子線マイクロプローブ分析では,結晶中に不純物は検出されなかった.カソードルミネッセンススペクトルでは,363nm付近に窒化ガリウムのバンド端付近の発光ピークが観察された.650°C,300時間の条件で作製された無色透明の板状結晶において,もっとも線幅が狭く強度の高いピークが見られた.この結果は,良質のGaN単結晶が結晶成長速度が遅いより低温の条件で育成できることを示すものである.NaN_3とフラックスの金属ナトリウムおよびガリウムをステンレススチールチューブ内に封入し,650-840°Cで72-300時間加熱することにより,六方晶ウルツ型構造の窒化ガリウムの単結晶を作製した.840°Cでは24時間以内に窒化ガリウムの生成反応が終了した.これより低温では,ガリウム-ナトリウム系の金属間化合物が得られ,この上を窒化ガリウムの層が覆っていた.これらの条件では,窒化ガリウムの生成により長い反応時間を必要とした.ステンレススチール容器の底から2cmの領域で窒化ガリウム単結晶の析出が観察された.上部は琥珀色から無色の板状単結晶が得られた.大きさは最大で約2mm程度であった.板状結晶はステンレス容器の壁に垂直に成長した.下部は,大きさ0.4-0.7mm程度で暗黄色の角錐状や柱状の単結晶が成長した.密封ステンレス容器内の窒素ガス圧力は,窒化ガリウムの生成とともに減少した.結晶形態の変化より,窒素ガス圧力が次第にGaNの平衡窒素分圧に近づいていることが示唆された.電子線マイクロプローブ分析では,結晶中に不純物は検出されなかった.カソードルミネッセンススペクトルでは,363nm付近に窒化ガリウムのバンド端付近の発光ピークが観察された.650°C,300時間の条件で作製された無色透明の板状結晶において,もっとも線幅が狭く強度の高いピークが見られた.この結果は,良質のGaN単結晶が結晶成長速度が遅いより低温の条件で育成できることを示すものである.GaN単結晶作製に用いた原料は、NaN_3(99.9%)と金属Ga(99.9999%)である。NaN_3は300°Cで熱分解し、窒素ガスと金属ナトリウム融液になる。窒素雰囲気中で、NaN_3:3.6mmol(0.234g),Ga:0.516.0mmol(0.035-1.116g)をSUS316容器内に封入した。このチューブ容器600から800°C、24から100時間加熱後、炉冷した。金属ナトリウムをイソプロピルアルコールとエタノールで反応させて取り除き、試料を取り出した。得られた生成物の結晶相を粉末X線回折法を用いて同定するとともに、結晶の形態を走査電子顕微鏡で観察した。700750°C、24時間の加熱では、Na/(Ga+Na)モル比(r_<Na>)が0.7以上の領域で、微結晶または粉末状のGaNが得られた。GaN粉末の格子定数はa=3.1896,c=5.1854Åで、文献値とよく一致した。大きさが0.1mm以上の単結晶は、24時間の加熱の場合、700°C以上で得られた。その原料組成条件は、GaNの生成がみられた組成領域の中ではもっともr_<Na>の値が小さな条件(r_<Na>=0.37)であった。これらの試料中には、金属ガリウムまたは、金属ナトリウムとガリウムの金属間化合物とみられるものも含まれていた。600°Cでは、40時間の加熱によって、0.1mm以上の単結晶が生成した。r_<Na>=0.47、700°C、100時間で得られたGaN単結晶は、無色透明もしくはやや白濁した六角板状の単結晶であり、一辺の大きさが0.5mm以上、厚みが0.05mm程度のものが得られた。750°C、r_<Na>=0.37、100時間の加熱では、柱状や塊状の単結晶が得られた。塊状のものは大きいもので0.8×0.8×0.8mm以上のサイズをもつものがあった。結晶の色は、透明で黄色がかったものからオレンジ色、青などであった。

この条件で得られた試料の中には、大きさ0.4×0.2×0.2mm程度で水晶のような六角柱状の形態をもった結晶も含まれていた。今後は結晶成長機構の解明とGaN単結晶の特性評価を行う。対称中心を持たない極性結晶では、結晶および結晶表面の形態が結晶成長条件だけでなく極性構造を反映する。最近、青色発光素子や青色半導体レーザーの素材として注目されている窒化ガリウムは、対称中心のないウルツ鉱型の結晶構造を有する。本研究では、ナトリウム融液を用い750°Cで作製された窒化ガリウム単結晶について、単結晶X線回折法により極性構造を解析し、結晶形態と極性構造との関連を調べた。原料中のナトリウム/(ナトリウム+ガリウム)のモル比で0.47の条件で得られた板状晶と0.37で得られた柱状晶の2種類の単結晶を測定に用いた。得られた結晶は板状結晶では、六角板状面の片方は平滑で、片方は5-6μm程度の大きさの6角錐ヒルロックやそれらが連なったステップエッジが観察された。柱状結晶では六角錐側と角柱面に垂直な底面とからなり、底面側では30μm程度の大きさの六角形状ステップが観察された。これらの単結晶についてX線回折強度を測定し、解析的なX線吸収補正後の全観測データを用いて解析した結果、信頼度因子(R1)は、2%以下となった。また、X線異常分散を考慮した解析における絶対構造パラメータは0付近となり、絶対構造が適切に決められたことが示された。極性の方向と結晶形状との関係は図1に示す通りである。他のウルツ型結晶構造で報告されているように陰性原子(窒素原子)と陽性原子(ガリウム原子)間の結合はc軸方向のものが切れやすいと仮定すると、板状結晶の場合、平滑面側の(000-1)が窒素面で、ヒルロックの観察された側の(0001)面がGa面となる。柱状結晶では底面の(000-1)が窒素面に対応する。昨年度までの研究において、NaN^3とGaをステンレススチールチューブ内に封入し,8731073Kの温度で加熱することにより最大で2mm程度のGaN単結晶が得られることを見出した.本年度は、BN容器を用いてGaN単結晶を作製し,融液の表面形状が異なる条件でGaNの結晶成長を行い,Na-Ga融液内での結晶成長の可能性を研究した。析出物の断面形状を光学顕微鏡で観察した結果,試料の表面は気相側に凸になっていることが分かった.この表面はGaNで覆われており,一部,内部より金属Naが染み出していた.BN坩塙の壁面および底面にもGaNが析出していた.内部は金属Naで満たされており,Na-Ga金属間化合物の針状単結晶が少量含まれていた.上部にできたGaN層の内側には,大きさ1.52mm程度の板状単結晶が成長していた.BN容器の底には、析出物の厚さは約100μmで,液相側には長さ5μm程度の柱状結晶が放射状に集まった2030μm位の固まりが沈積した形態が観察された.破断面では,BNセル側は微細結晶から構成される緻密なGaNの層で,融液側に向かうについて柱状結晶が成長していた.これらの形態は,GaNの結晶が融液から成長することを示唆している.析出物の融液側からのX線回折パターンでは,(001)面とhklでlを含む面の回折ピークの相対強度が粉末試料の場合に比べて大きくなっていた.このことは,c軸に伸長した柱状晶の結晶析出形態を反映している.BN容器に接した面からのX線回折パターンは,(001)面からの回折ピークのみが強く,SEMで観察された緻密なGaN層がc軸が容器底面から垂直に配向した結晶粒から構成されていることが分かった.単結晶試料のカソードルミネッセンススペクトル測定で,バンド端付近からの発光ピークが観察された.
巨大磁気光学効果を有する半導体ナノ構造の作製と光によるその磁性制御

我々のこれまでの研究で、ZnTe(100)面上に分子線エピタキシー法(MBE)によりCdTeおよびCd_<1-x>Mn_xTeを成長させ、格子歪みによる自己組織化ドットの作製を行ってきた。本研究では、1.障壁層を混晶にすることにより電子・正孔の閉じ込めエネルギーを変化させる(バンドギャップエンジニアリング)、2.ドット層/障壁層を繰り返し成長した積層構造(ドット超格子)を作製する、の2点のテーマの研究を行った。1.障壁層選択によるバンドギャップエンジニアリングドットを挟む障壁層をZnTeの代わりに(Zn,Mg)Te混晶として、その上にCdTeドットを成長させた。フォトルミネッセンス(PL)測定を行ったところ、発光強度の温度上昇に伴う低下がZnTe上のドットの場合に比べて抑制されるなど、発光特性の温度依存性が著しく改善されることがわかった。これは障壁層のバンドギャップ増加により電子・正孔がより強い閉じ込め効果を受けたためであると考えられる。また同様に(Zn,Mg)Te上に(Cd,Mn)Teドットを作製し磁場中でPL測定を行ったところ、巨大ゼーマン分裂による発光エネルギーのレッドシフトが見られ、そのシフト量は正孔のより強い閉じ込めから予想される値に近いことがわかった。2.ドット超格子ICd(Mn)Teドット層/ZnTe障壁層を数十周期繰り返した周期構造を作製した。PL測定においてはドット単一層の試料からのスペクトルとは異なり、2本の発光線が観測された。そのうち高エネルギー側の発光線は個々のドット中の孤立した量子準位からの発光で、低エネルギー側の発光線は縦方向に隣接したドット間の結合による準位からの発光と考えられる。ZnTe障壁層幅の異なる試料においては、低エネルギー側の発光線のエネルギーは障壁層幅に依存して系統的に変化することを見出し、ドット間の縦結合による準位であることが確認された。我々のこれまでの研究で、ZnTe(100)面上にMBEによりCdTeおよびCd_<1-x>Mn_xTeを成長させ、格子歪みによる自己組織化ドットの作成を行ってきた。本年度の研究では、1.下地層を混晶にすることにより格子不整合割合を変化させる、2.下地層の面方位を変化させる、の2点を試み、ドット形成の様子を調べた。Zn_<1-y>Cd_yTeとCdTeとの格子不整合割合は6.2(1-y)%の割合でCd組成yと共に減少する。実際にZn_<1-y>Cd_yTe上にCdTeおよびCd_<1-x>Mn_xTeを成長させて、自己組織化ドット形成の形態、光物性を調べた。ドット層の積層量は3.5原子層(ML)とした。CdTeドットの場合には、ドット密度は下地層のCd組成yと共に単調に減少しまたサイズは増加した。それに反してCd_<1-x>Mn_xTeドット(x0.06)の場合には、ドット密度はy<0.17の範囲ではあまり変化せず、またサイズの増加も僅かであった。このようにCdTeとCd_<1-x>Mn_xTeドットで差異が生じた原因は、下地層表面の成長層におけるCd原子とMn原子のマイグレーションの違いによるものと考えられる。

またフォトルミネッセンス測定によりドットに束縛された0次元励起子による発光を観測し、その発光エネルギーはCd組成yと共に減少することを見出した。ドット形成の面方位による違いを見るため、ZnTe(111)面上にCdTeドットを成長させた。(100)面上の場合と同じく、Stranski-Krastonow的な成長モードによりドットが形成されることが分かった。臨界膜厚は2ML程度で、3.5ML積層させたとき、高密度(8×10^<10>cm^<-2>)のドットの形成が確認された。ドットのサイズは直径30nm,高さ1.2nmとなり、(100)面上でのドットと比較する直径がやや大きく高さの低いドットが形成された。II-VI族化合物半導体(ZnTe, CdTe)を母体とした希薄磁性半導体(DMS)をベースに、原子層レベルでの結晶成長制御が可能なMBE法を利用することによってDMSの低次元量子構造(量子井戸や量子ドット)を人工的、自己組織的に作製し、その物性評価を行い以下のような成果を得ている。これについては前年度までにII-VI族では初めて磁気輸送特性と磁気発光特性の両方を同時に測定できる試料の作製に成功している。本年度は更にMn濃度とキャリア濃度を広範囲に変化させた試料を作製し、「量子ホール効果」、「励起子および荷電励起子発光」、「ランダウ占有数υに対応した磁場での発光エネルギーおよび強度の振動」等、量子効果に起因した様々な現象を観測することができ、解析が進捗している。(2)格子歪により自組織に作製された(Cd, Mn)Te量子ドットの研究これについては昨年までにZnTe(100)面上に直径約20nmの(Cd, Mn)Teドットを形成し、その磁気光学測定から、量子閉じ込め効果による発光とその磁場依存性を観察しているが、本年度にはドットの下地層を(Zn, Mg)Teや(Zn, Cd)Teにすることで、閉じ込め効果をより強める試みを行った。また、単一ドット層の上にさらにドット層を積み重ねた積層量子ドットを作製し、その評価を行った。その結果、下地を(Zn, Mg)Teにすることで、閉じ込め効果が強まったと思われる発光の温度特性の改善がみられ、積層ドットからはドット同士の相関によると考えられる新たな発光が観測された。我々のこれまでの研究で、ZnTe(100)面上に分子線エピタキシー法(MBE)によりCdTeおよびCd_<1-x>Mn_xTeを成長させ、格子歪みによる自己組織化ドットの作製を行ってきた。本研究では、1.障壁層を混晶にすることにより電子・正孔の閉じ込めエネルギーを変化させる(バンドギャップエンジニアリング)、2.ドット層/障壁層を繰り返し成長した積層構造(ドット超格子)を作製する、の2点のテーマの研究を行った。1.障壁層選択によるバンドギャップエンジニアリングドットを挟む障壁層をZnTeの代わりに(Zn, Mg)Te混晶として、その上にCdTeドットを成長させた。フォトルミネッセンス(PL)測定を行ったところ、発光強度の温度上昇に伴う低下がZnTe上のドットの場合に比べて抑制されるなど、発光特性の温度依存性が著しく改善ざれることがわかった。これは障壁層のバンドギャップ増加により電子・正孔がより強い閉じ込め効果を受けたためであると考えられる。また同様に(Zn, Mg)Te上に(Cd, Mn)Teドットを作製し磁場中でPL測定を行ったところ、巨大ゼーマン分裂による発光エネルギーのレッドシフトが見られ、そのシフト量は正孔のより強い閉じ込めから予想される値に近いことがわかった。