hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
強磁性/反強磁性交換結合積層膜の開発とマイクロ波磁気デバイスへの適用に関する研究

磁化の運動方程式(Landau-Lifshitz-Gilbert方程式)に基づくマイクロ波磁気特性の解析に「強磁性体の交換ステフィネス分散モデル」を導入することで、強磁性層の膜厚が厚くなるほど強磁性共鳴半植幅が広がるという実験事実を定量的に説明できることを明らかにした。半値幅の狭い共鳴吸収を持つ低損失マイクロ波材料を実現するには、強磁性厨の薄層化が有効である。(5)デバイス作製時の熱履歴の問題;デバイス作製プロセスに関連した熱履歴の影響を検討した結果、Mn-Ir/Fe-Si交換結合膜では、履歴温度の上昇とともに交換結合エネルギーが単調に減少するものの、300°Cの熱履歴での交換結合エネルギーの減少は30%程度であり、致命的劣化ではない。3.今後の課題(1)デバイスへの適用検討;Mn-Ir/Fe-Si交換結合膜の熱履歴と磁気特性の関係をさらに検討し、デバイスへの応用展開を図っていく。(2)他の材料系への展開;本研究の当初計画では、金属-金属系交換結合に加えて、金属-酸化物系交換結合磁性膜材料の開発を予定していたが、未蔚手に終わった。酸化物反強磁性材料としてNiO、CoO、Fe_2O_3などがあり、強磁性金誠材料との交換結合系が実現できれば、磁性フェライトに替わる高電気抵抗マイクロ波材料として期待できる。今後は、金属-酸化物系交換結合積層膜に加えて、グラニュラー系交換結合膜の開発を進める。本研究は、マイクロ波磁気デバイス用の新規磁性薄膜材料に関するものであり、高磁化強磁性薄膜/反強磁性薄膜交換結合による交換異方性を利用することで、強磁性共鳴周波数の高周波化ならびに高い透磁率を両立するマイクロ波帯用磁性薄膜材料を実現しようとするものであり、最終的には、デバイスへの適用可能性をも視野に入れている。平成16年度は、これまでに検討を進めてきたFeSi/MnIr系交換結合膜の特性改善に的を絞って検討を行った。以下に得られた結果を要約して示す。(1)Ru下地層によるFeSi膜の特性改善強磁性/反強磁性交換結合は、界面の状態に著しく依存することが知られているが、強磁性層の磁化ベクトルの空間的な揺らぎ(大きさ、方向)も大きく影響するものと考えられ、強磁性層の磁化ベクトルの分散を抑制することが良好な交換結合を発現するキーになるものと考えている。このためには、FeSi膜に対して、一軸異方性分散の大幅な抑制とともに保磁力の大幅な低減が必要である。この目的のために、FeSi膜の下地層として極薄(1nm)Ru膜を採用して種々の検討を行った結果、保磁力が数十Oeから数Oeに激減するとともに、明瞭な一軸異方性が発現することが明らかになった。Ru下地層は、FeSi膜の結晶粒の微細化に寄与するとともに、表面凹凸が1/5程度に改善することが確認されている。(2)Ru下地層によるFeSi/MnIr交喚結合膜の特性改善上記方法をFeSi/MnIr交換結合膜に対して適用し、Ru下地による特性改善の効果を調べた。その結果、FeSi膜の場合と同様に、Ru下地の採用によってFeSi/MnIr交換結合膜の保磁力が大幅に低下するとともに、交換結合エネルギーが約50%増大することが明らかになった。1nm厚Ru下地層を有するFeSi(50nm)/MnIr(10nm)二層膜の複素透磁率を評価した結果、交換バイアスによる強磁性共鳴周波数の高周波側へのシフトとともに、半値幅の狭い強磁性共鳴吸収が観測され、本方法が交換結合による一方向異方性の分散の抑制にも大きく寄与していることが示された。
特異多様体の特性類と特異点の不変量に関する研究

3.同変構成可能関数から誘導される、写像のファイバーの重み付きCSM類がlocally constantであること等、同変構成可能関数について幾つかの結果を得た。4.Fulton-MacPhersonの同変理論を用いて、ある種の写像に対してMilnor類の引き戻しを考察し、幾つかの引き戻し公式を得た。5.Milnor類の積公式を得て、その副産物として、Brasselet-Lehmann-Seade-Suwaの公式に現われるある種のコホモロジーに対してある種の幾何学的な意味を与えることができた。また、Thom-Sebastiani型の公式も得た。6.同変Chow群に値をもつ同変Chern類の存在がChow群に値を持つCSM類のVerdier-Riemann-Roch可換図式の存在と同値であることを示した。(現在「Chow群に値を持つCSM類のVerdier-Riemann-Roch可換図式の存在」の証明を完成しようとしているところである。)3.同変構成可能関数から誘導される、写像のファイバーの重み付きCSM類がlocally constantであること等、同変構成可能関数について幾つかの結果を得た。)1)研究分担者の大本亨氏との共同研究の結果、有限個の完全交叉多様体のデカルト積のミルナー類の積公式を与えた。更にその公式の応用として、一般の完全交叉多様体のミルナー類に対してParusinski-Pragacz型の公式を得るには、ベクトル束のChern類だけでは不十分で、ベクトル束の部分束達のChern類をも考える必要があることが明らかになった。2)また、Brasselet-Lehmann-Seade-Suwaの公式に現われるある種のコホモロジー類の意味がこれまで不明であったが、この積公式によりある種の幾何的な意味を与える事ができた。3)更に、この積公式に触発されて、我々はThom-Sebastiani型の公式を導くに至った。4)ミルナー類の同変理論的側面が少し明らかになり、代表者はある予想を立てた。この予想が解決すると、ミルナー類に関するParuSinski-Pragacz型の公式が求まることになる。5)上記積公式の「ファイバー束」版を現在検討中で、これには同変理論が有効であることが分かってきた。*(1)、(2)、(3)の研究成果ならびに予想(4)はルミニー数学研究所(フランス、マルセイユ市)での研究集会「ミルナー類」(1999年2月1日2月5日)で発表した。また、予想(4)については、Brasselet教授(ルミニー数学研究所所長)ならびにZhou教授(中国科学アカデミー研究員)と共同で取り組むことになった。(2) Fulton-MacPhersonの同変理論を用いて、ある種の写像に対してMilnor類の引き戻しを考察し、幾つかの引き戻し公式を得た。(この研究成果に基づき、課題「Milnor類を特異点の不変量を用いて表現すること」について「写像の分裂理論」を用いて「Parusinski-Pragaczの定理」に帰着させる方法を現在研究中。)(3) bivariant Chow群に値をもつ同変Chern類の存在がChow群に値を持つChern-Schwartz-MacPherson類のVerdier-Riemann-Roch可換図式の存在と同値であることを示した。(現在「Chow群に値を持つChern-Schwartz-MacPherson類のVerdier-Riemann-Roch可換図式の存在」の証明を完成しようとしているところである。)(4) Brasseletの同変Chern類が積公式を満たすことに気づき、現在公理的な証明が得られるか否かを研究中。
材質からみた日本彫刻史研究―素材選択の背景の探求と木彫像の年輪年代調査による―

木彫仏像の年輪年代調査をおこなったほか、銘記等によって特殊な由来の知られる材を用いた木彫仏像について調査をおこなった。木彫仏像の造像における素材選択の史的展開を明らかにすることで素材にこだわってきた日本彫刻史の一面に光を当てることを企図して特別展「木×仏像飛鳥仏から円空へ日本の木彫仏1000年」を企画し、2017年4月から6月にかけて大阪市立美術館において開催した。本研究成果を踏まえ、同展には56件の木彫仏像を展示した。本研究は日本彫刻史を特にその素材に注目して調査・研究するものである。仏像や神像の造像に際してその素材を選択した思想的背景の探求をおこなうとともに、木材を用いた木彫像や木心乾漆像については年輪年代調査を併用することによってその年代情報や木材の産地推定のための情報を集積することを目的としている。今年度は研究計画の初年度にあたるが、新年度より研究代表者の所属研究機関が変更となり、それまで使用できていて今後も使用することを予定していた機材や参考資料といった研究基盤を新たに整備する必要が生じるなど、研究計画の若干の変更を余儀なくされたため、まずはこれを順次おこなっている。あわせて研究計画どおり木彫像の調査および銀製仏像に関連する資料集成等につとめているほか、木心乾漆像の調査へ向けた準備を進めている。具体的な成果としては、福島県能満寺の重要文化財木心乾漆造虚空蔵菩薩坐像の調査を2015年の夏以降におこなうことの了解を得、その準備を進めているほか、米国シカゴ美術館の木心乾漆造菩薩形坐像の調査についても2015年秋以降の調査について了解を得ることができ、調査へ向けて準備を進めているところである。また、鳥取県三佛寺の木造男神騎馬像など新出の資料の紹介をおこなうとともにその年代情報なども明らかにすることができた。さらに、銀仏に関する資料については、その集成をほぼ終えることができたため、近い将来に研究成果として発表したいと考えている。本年度も年輪年代調査など作品の素材に注目した調査研究を継続しておこなっている。国有・木造二天王立像は同じく国有の木造阿弥陀如来坐像および東京・根津美術館所蔵の木造地蔵菩薩立像とともに仏師快助工房によって久安三年(1147)頃に造像された可能性が指摘されている。この二天像の年輪年代調査をおこなったところ、両像から得られた年輪変動パターンはきわめて酷似し、両像に用いられた材が同一の原木から木取りされた可能性の高いことが知られた。また、開口するその2像の最外年輪の形成年が1125年であることが明らかとなったほか、本像には虫蝕痕跡帯が観察され、これを辺材と解釈できるならば本像用材の伐採年代は1125年以降、数十年の幅におさまることとなり、上記の久安三年造像説とも齟齬をきたさないばかりか、木材の伐採から造像までの時間差を考えるうえでもきわめて貴重な調査結果を得ることとなった。このような年輪年代と制作年代の懸隔・差異については引き続き検討しなければならない大きな課題である。これまでの美術工芸品に対する年輪年代調査は制作年代を知るすべがないような作例に応用されるケースが多かったが、在銘作品等の制作年代が明らかな作品の年輪年代調査は制作過程や木材利用のあり方を知る上で重要である。今後は制作年代が明らかな作例をも調査対象として積極的に年輪年代調査をおこなう必要がある。こうした観点から、滋賀・横山神社懸仏群は貴重な作例である。紀年銘によってその制作年代については異論のないところだが、紀年銘を持つ9面を含む全60点に対して悉皆的に年輪年代調査をおこなうことによって、鏡板材の年代と制作年代との懸隔を検討し木材利用のありかたの一端を明らかにする好個の資料となり得る。今年度はその事前調査をおこなったが、幸いに同神社からも懸仏群の調査の許可を得ており、次年度以降に調査を進めたい。本研究は貴重な文化財を調査研究の対象とするため、どの調査も所蔵者や所蔵機関のご高配を得ることではじめて成り立つ。所蔵者・所蔵機関の都合如何によっては調査等を計画通りに進められないケースもままあるが、連絡調整を継続しておこなうことで良好な信頼関係を築き、予定する調査を所定の研究期間内に遂行できるよう努力している。本年度も、当初予定していた調査のうちの何件かは展覧会への出陳等の都合により、今年度の調査を断念せざるを得なかったが、いずれも今後の調査の協力に対しては快諾を得ており、引き続き調査の実現に向けて調整をはかりたい。また、調査成果の公表についても個別の報告書、論文、学会発表といった様々な媒体を通じて社会への還元を図っており、本年度もわずかながら成果を公表することができた。今後も引き続き成果の公表に努めたいが、研究成果のとりまとめや調査結果の公表までに時間を要し年度をまたぐこともある。研究期間内に効率よく成果を社会に還元できるよう計画的に研究を遂行していきたい。木彫仏像の素材である木材は「御衣木(みそぎ)」と呼ばれ、尊ばれてきた。材木を浄化し加持祈祷をおこなうことで樹木が仏像になる準備がなされることになる。この御衣木加持儀礼の痕跡を残すほぼ唯一の作例である滋賀・誓光寺十一面観音菩薩立像をはじめ、御衣木にこだわりのある以下のような木彫仏像の調査を進めた。奈良時代に制作された塑像の心木を像内に籠めた鞘仏とみることもできる奈良・妙観

寺十一面観音像は近世に雨宝童子像・難陀竜王像を脇侍として補作しており、台座蓮肉にも錫杖を突いた痕跡が残ることから、ある時期に長谷寺式十一面観音像に改変されたことが確かである。大和長谷寺の本尊・十一面観音像はその御衣木が観音になるまでに各地で祟りをおこしたと伝える霊木で、妙観寺像が像内に由緒ある古像の心木を籠めていることを踏まえて観音像を長谷寺式に改変したとすれば、像の御衣木に思いを致した特殊な事例ととらえることができる。奈良・春覚寺地蔵菩薩立像および奈良国立博物館愛染明王坐像は銘により大仏殿の替柱をもって御衣木としたことが知られる。この替柱が焼失した大仏殿の古材なのか、鎌倉再建時の新材の余材を指すのか断定しがたいが、建築部材を御衣木に転用した例として特筆される作例である。同様に、奈良国立博物館釈迦如来立像はカヤ材製の清凉寺式釈迦像だが、銘により元興寺古橋寺金堂の材を御衣木としたことが知られる。元興寺古橋寺なる寺名については明らかにしがたいが、カヤ材が金堂建築部材として用いられていることとあわせて建築部材を御衣木としたことが確かな作例として特筆される。東京国立博物館釈迦如来立像は像内の銘により御衣木の伐採地が明らかとなる貴重な例であり、本像の調査とともに銘によって明らかとなる伐採地、京都・一切経谷についても現地踏査をおこなった。これらの調査成果は大阪市立美術館における特別展で公開する予定である。本年度は木彫仏像のうち、その素材である御衣木に特徴のある作例の調査を積み重ねてきており、これらの成果を公表する準備をおこなっている。研究期間の最終年度である2017年度に研究成果報告の一環として勤務する大阪市立美術館において木彫仏像の素材である御衣木をテーマとした特別展を開催することとなった。この展覧会については当初の研究計画では予定していなかったため多少の研究計画の変更が生じた。この展覧会の開催により、当初の予定よりは前倒しで研究成果を発表することとなるが、本研究課題全体の進行には影響を及ぼしておらず、本研究課題の進捗状況についてはおおむね順調に進んでいると評価している。本年度は本研究課題の最終年度であり、研究代表者の所属する大阪市立美術館において特別展「木×仏像飛鳥仏から円空へ」を企画・開催し、研究成果の一端を社会に還元することができた。本展観は日本の木彫仏像の素材に注目し、どのような樹種木材を利用してきたのか、あるいはどのような由緒ある木材を活用してきたのかを紹介することで素材にこだわってきた日本の木彫仏像の歴史の一面に光を当てることを目的とした。本展の準備として70件以上の木彫仏像の調査を行い、展覧会会場では56件の木彫仏像を展示することができた。また、同展開催に伴い展覧会図録『木×仏像』を刊行し、論文「御衣木の文化史」および作品解説を執筆したほか、講演会「御衣木の文化史」等をあわせて開催し研究成果を公表した。さらに、米国・ハーバード大学で開催された研究集会「Asian Images Inside-Out: What Can the Materials and Contents of Statues Tell Us about Religion in China」に招聘され、「MISOGI(御衣木) Wood materials for Buddhist statuary in Japan」と題した研究発表をおこなったほか、吹田市立博物館で開催された特別展
カンボジアにおけるOERを活用した小学校での体育授業モデルの構築

本研究の目的は、カンボジアの体育科教育の実情を鑑み、同国を対象とした体育実技のオープン教材(Open Educational Resources:以下、OER)の開発とOERを活用した小学校の体育授業のモデルの構築を目指したものである。目的のために、次の研究課題を設定した。1.同国の小学校教員養成校及び小学校における体育科教育に関する現状と課題の把握、2.小学校教員養成校におけるOERを活用した体育授業モデルの構築と検討、3.同国の小学校におけるOERを活用した体育授業モデルの構築と検討、4.同国の小学校教員養成校及び小学校におけるOERを活用した体育授業モデルの有用性に関する検証である。本年度(2年目)は、1年目に実施した小学校教員養成校における体育科教育の現状と課題に関する調査結果をもとに、2.小学校教員養成校におけるOERを活用した体育授業モデルの構築と検討に関する研究課題に取り組んだ。調査対象とした小学校教員養成で行われている体育科教育法において、体育教師に体育実技に関するOERを活用した講義を一部実施してもらった。体育実技に関するOERの有用性を検証するため、体育科教育法の前後で、小学校教員養成校の学生を対象としてた質問紙調査を実施した。さらに、小学校教員養成校の学生が、教育実習で体育授業を実施する際の指導案作成や教材研究として体育実技に関するOERを活用し、一部体育授業を実施している。教育実習を通じた体育実技に関するOERの有用性を検証するため、小学校教員養成校の学生を対象とした教育実習前後で質問紙調査を実施した。くわえて、体育実技に関するOERのについて、ADDIEモデルを枠組みとして評価(Evaluate)に該当する質問紙調査を別途実施した。本研究については、論文投稿及び学会発表にて成果をまとめることができた。1年目の研究成果を基盤として、2年目は研究計画の当初予定通りに、カンボジアの小学校教員養成校における体育実技に関するOERを活用した体育授業モデルの構築と検討に関する研究課題に取り組んだ。同国の小学校教員養成校における体育教師によるOERを活用した体育科教育法に関する調査、小学校教員養成校の学生がOERを活用した教育実習先における体育授業の実施に関する調査を行うことができ、おおむね順調に進展しているといえる。体育実技に関するOERの有用性を検証するために質問紙調査内容を一部変更したが、研究計画に従って適切に質問紙を収集することができている。2年目で得られた質問紙調査の結果は3年目にフォローアップ調査を踏まえた上で、学会発表や論文等で報告する予定である。さらに、3年目は、同国の小学校におけるOERを活用した体育授業モデルの構築と検討が研究課題となることから、調査対象となる一部の小学校とのラポールの構築を試みている。3年目となる本研究では、カンボジアの小学校におけるOERを活用した体育授業モデルの構築と検討を行う。1年目に続いて2年目も続けて28本のOERを、動画共有サイト及びソーシャル・ネットワーキング・サービスを通じて公開した。3年目では、研究計画に従って、1.カンボジア都市部の小学校における体育実技に関するOERを活用した体育授業モデルの検討、2.同国農村部の小学校における体育実技に関するOERを活用した体育授業モデルの検討に関する調査を進めていく。調査方法としては、参与観察、質問紙調査やインタビュー調査を中心とする。2年目の小学校教員養成校におけるOERに関する研究の成果と、さらに3年目の小学校現場から新たに得られる成果や知見と合わせて、4年目(最終年)の同国における体育実技に関するOERの有用性の検証へとつなげていきたい。本研究の目的は、カンボジアの体育科教育の実情を鑑み、同国を対象とした体育実技のオープン教材(Open Educational Resources:以下、OER)の開発とOERを活用した小学校の体育授業モデルの構築を目指したものである。目的のために、次の4つの課題を設定した。1.同国の小学校教員養成学校及び小学校における体育科教育に関する現状と課題の把握、2.小学校教員養成学校におけるOERを活用した体育授業モデルの構築と検討、3.同国の小学校におけるOERを活用した体育授業モデルの構築と検討、4.小学校教員養成学校及び小学校におけるOERを活用した体育授業モデルの有用性に関する検証である。本年度は、研究計画に従い1.同国の小学校教員養成学校及び小学校における体育科教育に関する現状と課題の把握に関する研究を行った。まず、同国の体育科教育に関する文献調査や当該分野に関する学会に参加し専門家等からの情報を得て、フィールドワーク内容の検討を行った。また、同国へ渡航しフィールドワークを実施した。フィールドワークでは、小学校教員養成学校及び都市部の小学校と農村部の小学校における体育授業の参与観察を行い、さらに小学校教員養成学校教員や小学校教員に対してインタビュー調査を実施した。フィールドワークを中心として、小学校教員養成学校及び小学校における体育科教育の実態と課題を明確にすることができた。同時に、小学校教員養成学校や小学校の体育科教育に関する資料収集を行った。資料収集から、主に小学校教員養成学校の制度や現行のカリキュラム内容を実態と照らし合わせながら現状と課題を明らかにすることができた。次年度以降も継続的に同国を対象とした研究となるため、小学校教員養成学校及び小学校の関係者と情報交換や研究が滞りなく進むような関係の構築も行った。本研究では、1年目にカンボジアにおける体育科教育に関する現状と課題の把握、2年目及び3年目に小学校教員養成学校及び小学校におけるOERを活用した体育授業モデルの構築と検討、4年目に小学校教員養成学校及び小学校におけるOERを活用した体育授業モデルの有用性に関する検証を実施する計画としている。1年目の計画であった、同国の体育科教育に関する現状と課題の把握は、現地へ渡航しフィールドワークを中心として調査をすることができており、おおむねの目的は達成できた。特に本研究の拠点となる小学校教員養成

学校とは、全面的なサポートに加え良好な関係が築けており、次年度以降の研究基盤づくりにもつながったと考えている。また、同国を対象とした新たなOERの開発と動画共有サイトへのアップロードにも着手でき、おおむね順調に進展しているといえる。本研究の目的は、カンボジアの体育科教育の実情を鑑み、同国を対象とした体育実技のオープン教材(Open Educational Resources:以下、OER)の開発とOERを活用した小学校の体育授業のモデルの構築を目指したものである。目的のために、次の研究課題を設定した。1.同国の小学校教員養成校及び小学校における体育科教育に関する現状と課題の把握、2.小学校教員養成校におけるOERを活用した体育授業モデルの構築と検討、3.同国の小学校におけるOERを活用した体育授業モデルの構築と検討、4.同国の小学校教員養成校及び小学校におけるOERを活用した体育授業モデルの有用性に関する検証である。本年度(2年目)は、1年目に実施した小学校教員養成校における体育科教育の現状と課題に関する調査結果をもとに、2.小学校教員養成校におけるOERを活用した体育授業モデルの構築と検討に関する研究課題に取り組んだ。調査対象とした小学校教員養成で行われている体育科教育法において、体育教師に体育実技に関するOERを活用した講義を一部実施してもらった。体育実技に関するOERの有用性を検証するため、体育科教育法の前後で、小学校教員養成校の学生を対象としてた質問紙調査を実施した。さらに、小学校教員養成校の学生が、教育実習で体育授業を実施する際の指導案作成や教材研究として体育実技に関するOERを活用し、一部体育授業を実施している。教育実習を通じた体育実技に関するOERの有用性を検証するため、小学校教員養成校の学生を対象とした教育実習前後で質問紙調査を実施した。くわえて、体育実技に関するOERのについて、ADDIEモデルを枠組みとして評価(Evaluate)に該当する質問紙調査を別途実施した。本研究については、論文投稿及び学会発表にて成果をまとめることができた。1年目の研究成果を基盤として、2年目は研究計画の当初予定通りに、カンボジアの小学校教員養成校における体育実技に関するOERを活用した体育授業モデルの構築と検討に関する研究課題に取り組んだ。同国の小学校教員養成校における体育教師によるOERを活用した体育科教育法に関する調査、小学校教員養成校の学生がOERを活用した教育実習先における体育授業の実施に関する調査を行うことができ、おおむね順調に進展しているといえる。体育実技に関するOERの有用性を検証するために質問紙調査内容を一部変更したが、研究計画に従って適切に質問紙を収集することができている。
高歪分子と電子移動錯体を形成する超活性受容体の創製と合成反応

1.電子移動条件下におけるシクロプロパノンアセタール誘導体の反応挙動。ケイ素官能基を有するシクロプロパノンアセタール誘導体の1電子供与体としての反応挙動を検討する目的で、電子受容体としてよく知られたTCNE,DDQ,及びクロラニルとの熱反応を行った。その結果、シクロプロパノンアセタール誘導体は適切な電子受容体に対し、高い1電子供与性を示すことを明らかにした。さらに、その電子移動を経由する酸化的条件下でシクロプロパノンアセタール誘導体は、β-カルボニルラジカル種を効率よく良く発生する前駆体として機能することを見い出した。2.シクロプロパノンアセタール誘導体とアリールメチルメシラート誘導体との光誘起電子移動反応。β-カルボニルラジカルの発生とその合成的利用。上記したシクロプロパノンアセタール誘導体の1電子供与体としての反応特性を利用した合成反応の開発を目的とし、アニオンとしての脱離基メシラート基を有するアリールメチルメシラート誘導体を電子受容体に用いた光誘起電子移動反応を行った。その結果、光誘起電子移動反応は効率的に進行し、シクロプロパノンアセタール由来のβ-カルボニルラジカルとアリールメチルメシラート由来のアリールメチルラジカルを発生した。この反応により、イオン反応では一般に困難であるエステルカルボニル基の立体的に込み合ったβ位炭素上へのアリールメチル化反応を行うことができた。
ゼオライト鋳型炭素のリチウムイオン二次電池用正極材料への応用

本研究では「ゼオライト鋳型炭素」のユニークな構造を利用することで、高性能なリチウムイオン二次電池の正極材料の開発を行う。また、そこから得られた知見をベースにリチウムイオン二次電池と同様の蓄電デバイスであるリチウムイオンキャパシタの正極材料の開発研究も行う。今までの研究実績の概要は以下のように纏められる。まず、通常のリチウムイオン二次電池の電解液中(エチレンカーボネートとジエチルカーボネートに溶解したLiPF6中)でもゼオライト鋳型炭素の含酸素官能基は高電位側つまり正極として酸化還元反応を起こし、容量増加に寄与することを明らかにした。しかし、こ電気化学的反応は当初期待していたキノン基による酸化還元反応ではなく、ゼオライト鋳型炭素のフラン環がカチオンラジカルへと酸化し、電解質のアニオンと反応したものであることを明らかにした。さらに、一連の研究から蓄電デバイス用高性能正極材料に必要な要件は、電気化学的に酸化還元する含酸素官能基の存在だけでなく、高電圧下でも電解液中で腐食しないことが極めて重要であることが分かった。そこで、「ゼオライト鋳型炭素」の合成法と同じ鋳型法を用いて、「ゼオライト鋳型炭素」に比べて極めてエッジサイトが少ない3次元グラフェン状炭素を合成した。このような背景の元、本年度は下記のことを明らかにした。1.上記の3次元グラフェン状炭素をリチウムイオンキャパシタの正極材料として使用した結果、通常の活性炭より耐高電圧耐性が高いことを明らかにした。2.電気化学的に不安定なのは水素原子と結合しているエッジサイトだけでなく、COを脱離するような含酸素官能基の存在も電気化学的安定性を低下させることが分かった。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究ではまた、リチウムイオン二次電池と同様に蓄電デバイスであるリチウムイオンキャパシタや電気化学キャパシタの電極材料の開発研究も行う。リチウムイオン二次電池の場合と異なり、これらのデバイスでは電極材料の炭素と電解液との反応性の抑制が鍵となる。ゼオライト鋳型炭素は極端にエッジの量が大きい炭素であるため、電解液と炭素との電極反応を調べるのに最適であり、劣化メカニズムを明らかにすることで、高性能炭素材料の開発に繋げる。昨年度はゼオライト鋳型炭素のエッジサイトへの電気化学的な含酸素官能基導入および、疑似容量の発現について検討した。まず、テトラメチルアンモニウム/テトラフルオロボレートを電解質としてプロピレンカーボネート溶媒中でゼオライト鋳型炭素の電気化学的酸化を試みた。その結果、このような有機電解質中でも含酸素官能基がゼオライト鋳型炭素に導入されることを明らかにした。有機電解質中での含酸素官能基の生成はあまり報告がなく、本研究で初めてその種類と量等の詳細が分かった。さらに、通常のリチウムイオン二次電池の電解液中(エチレンカーボネートとジエチルカーボネートに溶解したLiPF6)中でもゼオライト鋳型炭素は疑似容量を発現することを見出した。この疑似容量はゼオライト鋳型炭素に存在しているフランタイプのエーテルが陽分極によりカチオンラジカルになることと、陰分極によりゼオライト鋳型炭素にあるキノンタイプの含酸素官能基がアニオンラジカルなるために発現した。つまり、この陽分極をした場合の電気化学的反応を利用すればゼオライト鋳型炭素をリチウムイオン二次電池の正極材料として利用できる可能性がある。昨年度はゼオライト鋳型炭素のエッジサイトへの電気化学的な含酸素官能基導入および、疑似容量の発現について非常に効率的に検討することができた。その結果、有機電解質中でも含酸素官能基がゼオライト鋳型炭素に導入されることを明らかにした。有機電解質中での炭素への含酸素官能基の生成はあまり報告がなく、本研究で初めてその種類と量等の詳細が分かった。さらに、通常のリチウムイオン二次電池の電解液中でゼオライト鋳型炭素は疑似容量を発現することを見出し、その機構を明らかにすることができた。とくに正方向に分極した場合にはゼオライト鋳型炭素に存在しているフランタイプのエーテルがカチオンラジカルになることとを明らかにし、リチウムイオン二次電池の正極材料として利用できる可能性を示すことができた。これらの結果を論文として投稿したところ、すぐにアクセプトされ、印刷するに至っている。前々年度まではゼオライト鋳型炭素のエッジサイトへの電気化学的な含酸素官能基導入および、疑似容量の発現について検討し、有機電解質中でも含酸素官能基がゼオライト鋳型炭素に導入されることを明らかにした。

さらに、通常のリチウムイオン二次電池の電解液中(エチレンカーボネートとジエチルカーボネートに溶解したLiPF6中でもゼオライト鋳型炭素は疑似容量を発現することを見出した。昨年度は「ゼオライト鋳型炭素」と同様の鋳型法を用いて、「ゼオライト鋳型炭素」に比べて極めてエッジサイトが少ない3次元グラフェン状炭素を合成した。この炭素はエッジサイトが極めて少ないので、正極の活物質として用いても劣化しないと考えた。実際、電気化学キャパシタの電極として3次元グラフェン状炭素を用いたところ、4 Vという高電圧を印加してもこの炭素は電気化学的劣化がないことがわかった。つまり、エッジサイトを少なくすれば正極として利用できることが明らかになった。本研究では「ゼオライト鋳型炭素」のエッジサイトにあるキノン基を酸化還元サイトとして利用することで、高性能で降雨容量なリチウムイオン二次電池の正極材料の開発を行うことが当初の目的であった。研究を進めていくと「ゼオライト鋳型炭素」のエッジサイトにあるキノン基やフランタイプのエーテル基はアニオンラジカルあるいはカチオンラジカルになることでリチウムイオン二次電池の電解質となるLiイオンと電気化学的酸化還元は行うことは実証したが、それら酸化還元が寄与する容量が少ないことと、「ゼオライト鋳型炭素」を正極として利用すると電気的にすぐに劣化することなどが明らかとなった。そこで、「ゼオライト鋳型炭素」と同様の鋳型法を用いて、「ゼオライト鋳型炭素」に比べて極めてエッジサイトが少ない3次元グラフェン状炭素の合成を試み、極めて電気化学的に安定な炭素の合成に成功した。これらの結果を論文として投稿したところ、すぐにアクセプトされ、印刷するに至っている。つまり、当初の目論見はやや外れたが、本研究を通じてそれより高性能な炭素を合成することができた。本研究では「ゼオライト鋳型炭素」のユニークな構造を利用することで、高性能なリチウムイオン二次電池の正極材料の開発を行う。また、そこから得られた知見をベースにリチウムイオン二次電池と同様の蓄電デバイスであるリチウムイオンキャパシタの正極材料の開発研究も行う。今までの研究実績の概要に以下に示す。1.ゼオライト鋳型炭素のエッジサイトへのキノン類を含む含酸素官能の電気化学的な導入が水溶液中だけでなく有機電解質中でも可能であることを明らかにした。2.通常のリチウムイオン二次電池の電解液中(エチレンカーボネートとジエチルカーボネートに溶解したLiPF6中)でもゼオライト鋳型炭素の含酸素官能基は酸化還元反応を起こし、容量増加に寄与することを明らかにした。3.一連の研究から蓄電デバイス用高性能正極材料に必要な要件は、電気化学的に酸化還元する含酸素官能基の存在だけでなく、高電圧下でも電解液中で腐食しないことが極めて重要であることが分かった。そこで、「ゼオライト鋳型炭素」の合成法と同じ鋳型法を用いて、「ゼオライト鋳型炭素」に比べて極めてエッジサイトが少ない3次元グラフェン状炭素を合成できるようになった。4.上記の3次元グラフェン状炭素は化学的に活性なエッジサイトが少ないので、蓄電デバイス用正極材料として高電圧下でも劣化しないことを明らかにした。
カドヘリン依存細胞接触による細胞膜ラフリング及び運動の制御機構

U251グリア腫細胞株を用いて、細胞接触に依存した細胞運動の停止に関する分子機構の研究を続行した。前年度までに、細胞運動の制御因子Nap1が細胞接触時に、細胞周縁部から消失すること、また、これがN-cadherinおよびその機能を支えるαE-cateninに依存することを明らかにしていた。今年度は、この細胞に、Nap1-GFPを導入して、細胞接着時における勲態をライブイメージングにより観察した。その結果、細胞接触時、Nap1-GFPが速やかに細胞周縁部から消失するだけでなく、細胞質に拡散することを確認した。さらに、αE-cateninを除去した細胞ではこの消失が抑制された。一方、N-cadherinの除去ではNap1-GFPの挙動に対する効果が弱かったので、他のカドヘリンが存在する可能性が示唆された。実際、種々のカドヘリンに結合するβ-cateninが、N-cadherinノックダウン細胞の細胞間境界に観察された。そこで、U251細胞からβ-catenin共沈物を集め質量分析した結果、R-cadherinが含まれていることが分かった。これにより、カドヘリンの、接触依存運動停止における役割について、より精密に解析することが可能になった。本研究終了後は、Nap1が細胞接触領域から消える分子メカニズムについて理解を深めるため、両カドヘリン除去前後におけるNap1結合因子の違いを、質量分析により調べる実験を計画している。U251グリオーマ細胞を使って、細胞運動の接触阻害の分子機構に関する研究を開始した。細胞の運動をけん引するlamellipodiaには、アクチンの重合制御に関わるNaplが局在する。しかし、この分子は細胞相互の接触と同時に接触部位から消失することが、我々による予備実験からわかっていた。また、細胞運動の接触阻害は、lamellipodiaの活動停止を伴うことが知られているが、この現象は、細胞間接着のために必須の役割を果たしているカドヘリンの活性に依存する可能性が指摘されていた。ここで、lamellipodiaの活動停止は、カドヘリン依存接着によってNaplが細胞周縁部から除去されることが重要ではないかというモデルが成り立つ。このモデルを検証するための予備実験として、まず、U251グリオーマ細胞が発現するカドヘリンと、その活性を支えるα-カテニンのタイプを調べた。その結果、N-カドヘリンとαE-カテニンが検出された。次いで、それぞれのsiRNAを用意し発現抑制を試みた結果、両者ともに適切な実験条件が見いだされた。そして、これらの分子の発現抑制実験の結果、いずれの分子を除去した場合でも、細胞が互いに接触した時、Naplを含むlamellipodiaが、細胞接触部位から消失しないこと観察された。すなわち、上記のモデルの正しさが立証され、この問題の分子機構を解明するための基盤が整った。今後、カドヘリン依存接着により何故Naplが消失するのかについて、さらなる解析を進める。
完全円偏光の生成とこれを用いた分光エリプソメーターの精密校正法の開発

本研究では回転検光子型分光エリプソメーターで,完全円偏光を基準偏光として生成して,0.02%精密度で装置を校正する方法を確立し,系統誤差の程度と性質を明らかにして,オーバーオールに測定の正確度を0.1%にすることを目的とした.エリプソメーターの測定誤差は、本研究の結果、装置固有の各種の系統誤差に加えて、試料の裏面処理と解析計算モデルの妥当性に付随する系統誤差に大別できた.まず,装置固有の系統誤差では,誤差原因を分離して検知し,処理する方法を考案した.理想的に校正された回転検光子装置では,完全円偏光に対しては出力が直流成分のみになる.残留周波数成分が回転数に一致する場合は,プリズム検光子の微小偏角によるビームの振れ,あるいは,検出器の感度ムラと回転機構に付随する機械的変動や光路中のビームの蹴られなどが結合した原因である.一方,回転同波数の2倍の成分の場合は,検出器の偏光特性などの偏光特性が関与した誤差と判断できる.また,装置に固有で調整できない誤差として,位相子の吸収二色性と位相角の±90゚からのずれを,位相子を装置に搭載したままで計測する方法を開発した.計測された値を考慮すると,消光法におけるゾーン測定の誤差を1/20に減少できた.さらに,試料の裏面反射の処理に付随する誤差と,試料薄膜の屈折率の厚さ方向の変化(不均一)の影響が明らかにできた.裏面反射については、波長の関数として周期的に起こる完全直線偏光反射の条件に着目し,残留する楕円率が誤差に比例することを利用して校正できた,また,不均一は,この条件で反射される完全直線偏光の方位角と,膜のない基板だけの試料での方位角との差で定量的に校正できる.本研究では回転検光子型分光エリプソメーターで,完全円偏光を基準偏光として生成して,0.02%精密度で装置を校正する方法を確立し,系統誤差の程度と性質を明らかにして,オーバーオールに測定の正確度を0.1%にすることを目的とした.エリプソメーターの測定誤差は、本研究の結果、装置固有の各種の系統誤差に加えて、試料の裏面処理と解析計算モデルの妥当性に付随する系統誤差に大別できた.まず,装置固有の系統誤差では,誤差原因を分離して検知し,処理する方法を考案した.理想的に校正された回転検光子装置では,完全円偏光に対しては出力が直流成分のみになる.残留周波数成分が回転数に一致する場合は,プリズム検光子の微小偏角によるビームの振れ,あるいは,検出器の感度ムラと回転機構に付随する機械的変動や光路中のビームの蹴られなどが結合した原因である.一方,回転同波数の2倍の成分の場合は,検出器の偏光特性などの偏光特性が関与した誤差と判断できる.また,装置に固有で調整できない誤差として,位相子の吸収二色性と位相角の±90゚からのずれを,位相子を装置に搭載したままで計測する方法を開発した.計測された値を考慮すると,消光法におけるゾーン測定の誤差を1/20に減少できた.さらに,試料の裏面反射の処理に付随する誤差と,試料薄膜の屈折率の厚さ方向の変化(不均一)の影響が明らかにできた.裏面反射については、波長の関数として周期的に起こる完全直線偏光反射の条件に着目し,残留する楕円率が誤差に比例することを利用して校正できた,また,不均一は,この条件で反射される完全直線偏光の方位角と,膜のない基板だけの試料での方位角との差で定量的に校正できる.本研究では,半導体産業を中心として,世界的に急激に普及している分光エリプソメーター(SE)で,測定値に系統的な不一致がみられる問題を解決するために,まず,精密な校正方法の要として,位相子を使わずに,楕円率角90.000度±0.005度の完全円偏光を分光波長域全体で実現する.この完全円偏光を基準偏光として,従来の完全直線偏光だけを用いる校正法の不備をおぎない,測定の精密度に見合う0.02%の精密度でSEを校正する方法を確立するとともに,測定の正確度を0.1%にすることを目的とする.本年度は,6月に,本研究のきっかけとなった標準試料ラウンドロビン測定に酸化した英国・米国のエリプソメトリー研究者が米国で行われた第2回SE国際会議に集まった.ここで本研究の校正法の原理について,外国研究者と討論してレビューを受け,議論を深めることが出来た.この結果,一般のSE装置使用者には,本研究で計画している測定段階での校正に加えて,解析モデルの選定と解析方法,及びその結果まで含めるべきだという意見が出され,本研究でもこの点に十分留意することにした.また,解析のためのソフトウェアーについても共同研究を進めることが合意され,本研究者も半年余の準備の後,2月に米国国立科学財団(NSF)の科学技術センター(STC)プログラム申請に参加した.

一方,装置の面では,高精度調整に向けて,本研究所で自作した汎用の高精度SEの機械部分の手直しを含めた抜本的な再調整を用うとともに,MgF2ローション偏光プリズムを購入し,半導体産業のエキシマレーザー波長(KrF248.4nm,ArF193nm)領域での計測に対応する準備を終え,予備実験を開始した.本研究では回転検光子型分光エリプソメーターで,完全円偏光を基準偏光として生成して,0.02%の精密度で装置を校正する方法を確立し,系統誤差の程度と性質を明らかにして,オーバーオールに測定の正確度を0.1%にすることを目的とした.装置固有の各種の系統誤差を分離して検知し,処理する方法を考案した.理想的に校正された回転検光子装置では,完全円偏光に対しては出力が直流成分のみになる.残留周波数成分が回転数に一致する場合は,プリズム検光子の微小偏角によるビームの振れ,あるいは,検出器の感度ムラと回転機構に付随する機械的変動や光路中のビームの蹴られなどが結合した原因である.一方,回転周波数の2倍の成分の場合は,検出器の偏光特性などの偏光特性が関与した誤差と判断できる.また,位相子の吸収二色性や位相角を装置に搭載したままで計測する方法も開発できた.これらと独立な系統誤差要素として,試料の裏面反射の処理に付随する誤差と,試料薄膜の屈折率の厚さ方向の変化(不均一)の影響が明らかにできた.裏面反射については,波長の関数として周期的に起こる完全直線偏光反射の条件に着目し,残留する楕円率が誤差に比例することを利用して校正できた.また,不均一は,この条件で反射される完全直線偏光の方位角と,膜のない基板だけの試料での方位角との差で定量的に校正できる.
間接冷却法による高電流密度超電導マグネット開発に関する研究

核融合実験装置に使用される超電導コイルに要求される特性の1つとして、コイルの高電流密度化の限界を明らかにすることが求められている。本研究では、従来小型超電導マグネットにおいて最も電流密度を上げ得る方式として実績のある含浸コイル方式の大容量化の限界を探ることを目的とし、本年度はNb_3Snテープ導体によるパンケーキ型コイルの特性試験を行い、以下の成果を得た。(1)浸漬冷却テープ導体超電導マグネットの磁気的不安定性テープ導体を用いた超電導マグネットの安定性は、端部パンケーキにおける磁束跳躍現象(flux jump)が超電導破壊(クエンチ)をトリガするという機構で説明される。励磁中に磁化曲線(major loop)上で発生する小規模な不安定性(minor flux jump)は、Bnmax=Bfjにおいてmajor flux jumpをトリガし、クエンチに到らしめていると考えられる。浸漬冷却された12パンケーキNb_3Sn超電導マグネットのボア中にパルスマグネットを挿入し、励滋中に周期的なパルス磁界を擾乱として加えるとクエンチ電流は4.2Kの値に比べてHeI(4.2K)で30%、HeII(1.9K)で70%増加した。これは、擾乱が磁化をmajor loopから離し、トリガとしてのminor flux jumpを起さなくするためである。これらの実験は、今後行われる間接冷却テープマグネットの安定化のための予備的研究として行われた。(2)ワックス含浸コイルの間接冷却特性テープ巾5mmのNb_3Sn導体によるコイルをエッヂ冷却した場合、冷却温度が4.2Kではflux jumpによる不安定性が観測され、クエンチ電流が導体の臨界電流値Icを大幅に下回るが、冷却温度を10K付近に上昇させると、ほぼIc上での運転が可能となる事が見い出された。この時、テストコイルの電流密度は430A/mm^2で、テープ面に垂直な磁場成分約2Tまで安定に動作することが確認された。
脊椎動物形態形成遺伝子ホモログの棘皮動物における発現と機能の解析

脊椎動物の祖先型動物のモデルと考えられているウニ胚を研究対象とし、ウニ胚のボディープランに関わる脊椎動物形態形成遺伝子ホモログの発現パターンと機能の解析を行った。1.in vivoトランスアクチベーションアッセイにより、OtxはArs遺伝子の転写の活性化に必要であるが十分ではなく、CAAT配列結合因子との相互作用が必要であることを明らかにした。また、Ars遺伝子のエンハンサーのCAAT配列にウニ胚の核タンパク質が結合することをゲルシフトアッセイにより示した。さらに、OtxのC末端領域に転写活性化ドメイン、N末端に転写調節ドメインが存在すること、また、共役因子を変えることによりOtxの標的遺伝子が変わる可能性を示唆した。2.Ars遺伝子の転写活性化にはプロモーター領域のSox標的配列が必須であること、また、ウニSoxホモログが、Ars遺伝子プロモーターに結合することを組換えSoxタンパク質とウニ胚核タンパク質を用いたゲルシフトにより示した。3.一次間充織細胞分化の要となる転写因子HpEtsの胚細胞内分布を抗HpEts抗体を用いて解析した。その結果、卵割期はHpEtsタンパク質合成速度が低くく、タンパク質は核移行シグナルをもっているにもかかわらず細胞質に留まっていること、孵化胞胚期にHpEts-mRNAとHpEtsタンパク質が急速に消失し、一次間充織細胞で起きる新たなHpEts発現により合成されるHpEtsタンパク質は核に移行することが明らかになった。卵割期のHpEtsタンパク質の機能は未だに不明であるが、転写因子としては機能していないことが予想された。4.これまでの我々の研究により、ウニのT-brainホモログHpTbは一過的に胞胚期の一次間充織細胞特異的に発現することが明らかになっていた。今年度は、HpTbの機能を阻害すると、一次間充織細胞は分化するものの、一次間充織細胞の中・内胚葉誘導能力が消失することが明らかになった。
フェルミ並びにボーズ粒子超流動体の新しい秩序相の探求

フェルミ並びにボーズ粒子超流動体に対しての新しい秩序相を探る理論的な研究を遂行した。フェルミ粒子系については超伝導体の磁場下で研究を中心にして、重い電子系物質CeCu2Si2, UPt3, UBe13の対関数の対称性の同定を実験グループとの共同研究を行い遂行した。これらの超伝導体についてこの課題の下で対関数の絞り込みに成功した。特にCeCu2Si2については従来のd波対称性説を否定することが出来、新たな対称性として多バンドフルギャップ状態であることを明らかにした。ボーズ粒子系については中性原子気体において人工ゲージ場を導入することによってスカーミオン状態が安定に存在できる可能性を見出した。当該課題の下に、以下の項目について研究を遂行し一定の成果を得た。(1)重い電子系の超伝導体UPt3についての研究この課題について実験グループとの緊密な連携の下に、対関数の対称性決定を行った。熱伝導率を磁場を結晶軸に対して回転しながら測定した。その結果、hexagonalな結晶対称性が高磁場で超伝導相内で自発的に破れていることを発見した。これはこの系で知られている3つの超伝導相A,B,Cの中の高磁場、低温相であるC相に対応している。それに対して、低温、低磁場相であるB相では対称性の破れは存在しないことも、明らかにした。従来予想されていた4回回転対称性ではなく、2回対称性が今回見いだされたことを踏まえて、理論的に対関数の群論的な分類を新たに実行した。その結果、これはhexagonal symmetryの中の、2次元既約表現に属するElu対称性のf波対関数であることが判明した。同定された対関数を用いて、準古典Eilenberger方程式を磁場中で解くことにより、3つの超伝導相A,B,Cそれぞれについて、渦の安定な周期的構造を見いだすことに成功した。特に、A,とC相は2回対称なので、渦格子もまた、それに呼応して特異な構造を形成していることを明らかにした。ここで見いだされた渦格子構造は、中性子散乱実験で検証されることが期待できる。また、走査型トンネル分光法によっても観測可能であることを指摘した。(2)マヨラナ準粒子の研究超流動3HeのA相並びのB相での表面束縛状態の研究を遂行した。Andreev-Majorana準粒子の存在条件を微視的な理論形式の下で、現実的な実験条件を念頭に置きながら研究を行った。特に今回は薄い平行平板に閉じ込められた3HeのA相について、準古典Eilenberger方程式を多成分超流動状態を記述できるように拡張して、詳しい計算を行いマヨラナ準粒子のもつ特徴的なスペクトル構造を明らかにした。この結果を観測するための実験を併せて提案した。以下の項目について研究を実行した。(1)重い電子系超伝導UPt3の対関数の同定を、比熱並びに熱伝導率の磁場回転下での測定実験を行い、理論を構築した。特に、後者においてab面内に2回回転対称性が出現することを見出し、それと辻褄のあった対関数をユニークに決定することに成功した。空間群E1uに属するf波軌道状態であり、この対関数はトポロジカルにも興味深い状態であることを理論的に見出した。(2)重い電子系超伝導CeCu2Si2の対関数の同定を、比熱測定を駆使して実行しこれを理論的に解析した。その結果この系は従来から考えられて来たd波対称ではなく、多バンドかつフルギャップの超伝導体であることを明らかにした。(3)スピン軌道相互作用を考慮した多成分BECを考察した。スカーミオンとよばれるトポロジカルにも興味深いスピン織目状態が安定に存在するパラメーター領域を特定した。近い将来、この提案が実験的に実現するものと期待する。(4)超流動ヘリウム3の研究を継続して遂行した。特に今年度においてはB相のトポロジカルな側面に着目して研究を行った。即ち、B相の界面に出現すると期待されているマヨラナ準粒子をどのように実験において検出するかの理論提案を、特に、核磁気共鳴実験に焦点をあてて遂行し、実験グループに提供した。当該科研費研究課題に基づいて研究を遂行した。今年度においてはSr2RuO4の理論研究を実験グループとの密接な連携の中で実行した。小角中性子実験(SANS)グループとの共同研究この課題は数年前より行っていて、昨夏において論文を出版して成果を問う事ができた研究課題である。問題はこの超伝導体のab面に正確に磁場を印可して電子の軌道運動を抑制した状況での磁気構造の解明である。即ち、面平行磁場によって生成された渦格子構造を小角中性子実験によってプローブすることである。

Eskildsen教授等の実験グループによって正確に角度のコントロールされたSANS実験に成功した。この結果、面内での渦格子の異方性が60に達することが明らかになった。これは上部臨界磁場の異方性が20であることと対比的である。この理由を一重項対関数を仮定し、またパウリ常磁性効果を考慮して理論的に解析を行った。理論の枠組みは微視的なEilenberger理論であり、これは定量性を有した信頼性の高い方法論である。その結果異方性60はこの系の固有の異方性であり、Hc2の異方性20はパウリ効果に起因する見かけのものであることを明らかにした。面平行磁場による磁化の観測とその解析磁場を面平行に正確に印可して磁化を測定することを理論サイドから提案し、その実験に物性研の榊原グループが成功した。またHc2での一次転移も観測された。磁化のHc2でのジャンプは低温で1G程度であり、その大部分が準粒子からの寄与であることを理論的に明らかにした。即ち、一重項対がパウリ効果によって一次転移を示したものと理解できることに成功した。対応する三重項対の計算ではこの実験を説明することは出来ない事も示した。当年度においては主としてフェルミ超流動体に発現する新規状態の研究を遂行した。鉄系物質に典型的に見られるように多バンド超伝導体はその生成機構の解明のみならず、超伝導状態とりわけ磁場下での振舞いについて興味深い現象が予想される。Fulde-Ferrell-Larkin-Ovchinnikov(FFLO)状態は従来単バンド超伝導体を念頭に理論、実験の双方から研究が遂行されてきたが、未だ確たる存在の証拠は発見されていない。その原因を探るために当該課題の下で多バンド超伝導体におけるFFLO形成機構とその発現条件について従来の単バンド理論との対比において理論的に考察した。用いた理論手法はBogoliubov-de Gennes方程式を2バンドに拡張し、解析的な考察の上でそれを数値的に解いた。その際FFLO状態の空間変調を表す波数を可能なだけ分子場の秩序変数の中に取り込んだ。その結果(1)2バンド系ではBCS状態からFFLOへの臨界磁場が単バンド系よりも低くなり得ることがわかった。(2)更には2バンドの競合効果の結果としてFFLO状態が各バンドに特徴的な波数をもった2つの状態に分割され、その間は一次転移で区分される。(3)2分割された各々の状態は有理数で特徴づけられる無限の状態に細分化されFFLOの空間変調の波数が磁場の関数として悪魔の階段状になることがわかった。中性原子系の研究として3He-A相とB相のトポロジカル構造の理論的研究を実施した。特に後者の回転下で生成される渦のフェルミ励起の空間構造をBogoliubov-de Gennes方程式とEilenberger方程式を併用しながら調べた。ボーズ粒子の超流動については人工ゲージ場を導入した系のスカーミオン形成の安定性を解析的、数値的に調べた。26年度が最終年度であるため、記入しない。物理学26年度が最終年度であるため、記入しない。実験並びに理論の共同研究者の協力があり、当初の計画よりも予想以上に研究が進展した。