hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
HII領域が影響する小規模分子雲における星形成機構の解明

OBアソシエーションの周囲における輝線星の大規模探査から比較的最近形成された星が多く存在することが明らかになってきている。1つの可能性として、このような若い星は分子雲の残骸から形成されたことが考えられる。HII領域に隣接した小規模分子雲であるブライトリム分子雲(以下BRCs)の研究から、BRCは活発な星形成領域であることが知られている。しかし、ボックグロピュールと比較して、このようにOB型星の影響で星形成が起こったと思われるBRCでの星形成は様々な点で違いが見られる。本研究では、まず最初にIRAS源にバイアスのかからない、十分な数のサンプルのBRCリストを作成した。若い星を検出するためのグリズム分光観測を行い、IRASを伴わないBRCにも輝線星を検出した。ミリ波分子輝線観測もBRCの物理量を決定する上で必要である。そこで、CS輝線による35個のBRCのサーベイを行った。CSの検出できたBRCに対しては、さらに光学的に薄いH^<13>C^+による観測を行い、最終的に24個のBRCの物理量を決定することができた。典型的なサイズは0.3pc程度で質量は10Msun程度であった。いくつかの興味深いBRCを見つけることもできた。3個の高密度クランプが密集しているようなBRC31、リムに垂直に伸びる星形成を伴うリッジ構造を示すBRC38などである。またBRC14は、大光度IRAS源の周囲を取り囲むようにクランプが分布しており、IRAS源との関連が示唆される。広い視野での近赤外線イメージング観測も数例行なって、南天も含めてCTTSの観測的指標である赤外超過天体の検出も目指した。関連する中質量形成領域や若い星の活動現象の研究にも時間をとられ、まだ得られたデータを有機的に結合するには至っていないが、今後の展開を目指したい。今年度は当初の予定通りブライトリム雲(BRC)の新たなカタログの作成として、IRAS源にバイアスのかからない65個のBRCを追加し、電波、可視光グリズム観測を行った。まず、野辺山宇宙電波観測所45m鏡によるBRCのミリ波観測は2000年12月にマッピング能力の高いBEARSを用いてCSJ=2-1での観測を行った。総計で35個のBRCのうち32個でCSが検出され、分子雲の分布が明らかになった。BRCとしての平均サイズは0.4pc程度であったが、IRAS源の付随しないBRCはCS検出率がやや低く(100%に対して85%)、線幅はやや狭い傾向(1.3±0.6km/sに対して1.0±0.4km/s)が見られた。特異なBRCとして、リムで10km/sもの急激な速度変化が見られる例も見いだされた。また約半数のBRCについてはC^<34>SJ=2-1観測も行ったが、検出されたのは1天体のみであった。これらの情報を元に、以前行った観測と総合してBRCにおける星形成について検討を進めてゆきたい。一方、アルメニアのビュラカン天文台2.5m鏡においてグリズム分光観測も行った。残念ながら今シーズンはオートガイダー装置の不調により十分な観測時間がとれず、依頼観測にせざるを得なかった。しかし、7つのBRCについて観測が行われ、総計で25個の前主系列星の候補としてのHα輝線星を検出することができた。まだサンプルが十分ではないため、来シーズンも観測を続けて行く必要がある。

今年は科研費の大部分はPCUNIXを用いた解析環境の構築に費やした。まず、南天の巨大HII領域であるカリーナ領域、およびいくつかの南天のブライトリム雲(BRCs)について、主に南アフリカの望遠鏡による広帯域での近赤外撮像観測を実施した。カリーナ領域には、MSX衛星による中間赤外域での観測から、電離領域の背後にあるダストグロビュールの先端付近にコンパクトな中間赤外源が6つ検出されている。今まで活発な星形成が行われていないと考えられていたこの6領域の近赤外線撮像から、多くの若い星の候補星が存在することがわかった。詳しい解析は現在続行中である。また他のBRCsについても、BRCsに付随する若い星の候補星の検出に成功した。またハワイ大学の2.2m望遠鏡による近赤外撮像観測も行った。こちらの観測の目的は、その極めて良いシーイングを生かした、H_2と[FeII]による狭帯域撮像を行い、若い低質量星の進化段階に着目して、質量放出現象を調べることにあった。2つのBRC(BRC14,BRC38)だけでなく、比較のために、いくつかの暗黒星雲中のClassI天体についても深い撮像を行った。こちらの解析もまだ完了はしていないが、予期しなかった多くのジェットに伴うH_2knotsの存在が明らかとなった。その一部は1月の研究会にて発表された。以上のように、昨年のデータからグリズム観測の有効性について検討を加えた結果、今年度は基本的に近赤外観測によって、BRCsに付随する前主系列天体の検出や星形成活動の影響等調べることを中心に進めた。なお、昨年度行った野辺山宇宙電波観測所45m鏡によるBRCsのミリ波分子線観測の結果は秋の日本天文学会において発表された。光学的に厚いCS分子による観測が中心であったので、さらに密度の高い領域を特定することについては問題がある。この問題を克服すべく、来年度はH_13CO^+輝線での継続観測がスケジュールされている。今年度は高密度部分と星形成領域との関連を探る上で、真のコア部分を調べることが重要であるとの認識から光学的により薄いH^<13>CO^+輝線を用いたミリ波観測を行った。天候のせいで昨年度のCS観測の追加はできず、サンプル数には不満が残るが、H^<13>CO^+の観測結果は個々に見て非常に興味深い。たとえばIRAS源はBRC(Bright-Rimmed Cloud)のリム側にあるが、サイズ0.3pc程度で質量数10M_<sun>の3個のクランプが密集しているようなBRC31の例、さらにリムに垂直に伸びる星形成を伴うリッジ構造を示すBRC38などを発見することができた。またBRC14は、IRAS源の周囲を半径0.2-0.3pcで取り囲むようにH^<13>CO^+が分布しており、中心部のクラスタとの関連することが示唆される。その速度構造はBRCがcollapse phaseにあることも示している。IC1396AはIRAS源を伴わないが、密度ピークがリム側に偏っている一方、BRC内にも前主系列の中質量星が存在する。我々が今シーズン得たハワイ大学2m鏡によるJHKsの近赤外線画像からは、そのほかにもこのBRC内部に多数の前主系列星が存在することが確認されたが、その分布は密度ピークよりもBRCの中心(すなわち上述の前主系列中質量星付近)に寄っており、今までBRCに見られた例とは逆である.このことはHII領域によるRDI(Radiation-Driven Implosion)によってBRCの中心に中質量星が形成され、その星の影響によって周囲に星形成が誘起された可能性を示唆するのかもしれない。
高エネルギー密度「カリウムイオン二次電池」の創製に向けた新規電解質の開発

資源面での優位性のみならず、Liイオン電池に比類する高電圧電池系が実現可能な利点から、次世代大型蓄電池の現実解としてカリウム(K)イオン電池があり、その研究開発、特に電極材料においては近年、急激に加速している。しかしながら、室温で作動が可能な電極材料が少ない。Kイオンのダイナミクスの促進(いわば電池の性能向上)には中温作動が必須であり、その環境に適用可能な電解質の開発は重要である。従って、本研究ではKイオン二次電池用のイオン液体・固体電解質の開発に取り組み、高エネルギー密度・高安全なKイオン二次電池の創製に資する。
可視光作動チタニア光触媒による着色歯ブリーチングシステム

本研究では可視光側に広い作動領域をもつチタニア光触媒を主剤あるいは助剤としたブリーチング剤を作製し、モデル化した着色エナメル質表面ならびに抜去歯を用いて、低輝度可視光照射下における脱色の効果について検討することを目的としている。さらに培養細胞系を用いて、可視光側に広い作動領域をもつチタニア光触媒ブリーチング剤の安全性試験を行い、より安全で効果の高いブリーチング剤を試作することを目的としている。本年度においては、昨年度と同様まず天然歯と同程度の着色性をもつモデル歯を水酸アパタイトにより作製した。次に、可視光作動型チタニア光触媒を助剤とした過酸化水素水系ブリーチング剤の調製を行った。昨年度はLEDを用いた可視光光源により検討を行ったが,本年度は青色レーザー装置を導入しこれを照射系とした。作製した作動型チタニア光触媒ブリーチング剤により着色モデル歯を漂白し、その効果を分光型測色計およびフラットベッド型スキャナにより測定した。両者の測定値を比較することにより簡便なフラットベッド型スキャナによる測定でも十分に実用になることを実証した。また,可視光作動型チタニア光触媒を助剤とした過酸化水素水系ブリーチング剤は過酸化水素水濃度が、従来の高濃度過酸化水素水系ブリーチング剤の10分の1程度でほぼ同様のブリーチング効果がえられ,その有効性を示すことができた。現在,工業所有権の出願準備と論文投稿の準備を行っている。本年度においては、まず天然歯と同程度の着色性をもつモデル歯を水酸アパタイトにより作製した。作製したモデル歯の着色性を変性させたテトラサイクリン系の抗生物質により確認した。比較対照のために、同様に過酸化水素を主剤とし、従来のアナターゼ型光触媒を助剤としたブリーチング剤も調製した。さらに、LEDを用いた可視光光源および照射系を作製した。作製した作動型チタニア光触媒ブリーチング剤により着色モデル歯を漂白し、その効果を分光型測色計により測定した。その結果、可視光作動型チタニア光触媒を助剤とした過酸化水素水系ブリーチング剤は過酸化水素水濃度が、従来の高濃度過酸化水素水系ブリーチング剤の10分の1程度でほぼ同様のブリーチング効果が得られた。しかし、従来のアナターゼ型光触媒を助剤としたブリーチング剤によってはこのような効果は得られなかった。従って、ブリーチング効果の点で可視光作動型チタニア光触媒を助剤とした過酸化水素水系ブリーチング剤の有効性が示されたことになる。
有機無機ハイブリッド液晶:異方性単分散無機微粒子の液晶化による複合デバイスの開発

本申請課題では,有機合成により得られる有機液晶と"ゲル-ゾル法"により得られる異方性単分散無機微粒子あるいはナノ粒子とをナノレベルでハイブリッド化して"有機無機ハイブリッド液晶"をあらたに創成することを目的としている.両者の形状異方性や刺激応答性を融合することができれば,電場・磁場・光・熱などの刺激に対して複合的かつ高速に応答するハイブリッドナノデバイスの開発につながることが期待できる.本年度の研究実績の概要は以下のようである.1.異方性単分散ヘマタイト微粒子とリン酸基を有する有機液晶とのハイブリッド化による有機無機ハイブリッド液晶の創製磁性微粒子の有機無機ハイブリッド液晶化を目的として,ゲル-ゾル法により得られる単分散ヘマタイト微粒子に着目し,その有機無機ハイブリッド液晶化の検討をおこなった.ヘマタイト微粒子は気相還元により形態を維持しつつ磁性粒子であるマグネタイトへの変換が可能である.一方,ヘマタイト微粒子と有機液晶とのハイブリッド化として,ヘマタイト表面に強く吸着することが期待できるリン酸基を有する有機液晶性分子に着目した.合成したヘマタイト微粒子とリン酸基を有する有機液晶とをハイブリッド化することで,ヘマタイト微粒子にサーモトロピック液晶性を付与することに成功した.この際,ハイブリッド化にはリン酸基のヘマタイト表面への面特異的吸着が鍵であることを見出した.2.単分散金ナノ粒子と有機デンドロンハイブリッド化による有機無機ハイブリッド液晶の創製液晶性超格子の開発を目的として,有機デンドロンと単分散金ナノ粒子とのハイブリッド化を行い,その熱的特性・組織構造を精査した.金ナノ粒子へのカルボキシル基の導入やアミノ基を有するデンドロンを用いることがハイブリッド化には必須であることを見いだした.本申請課題では,有機合成により得られる有機液晶と"ゲル-ゾル法"により得られる異方性単分散無機微粒子とをナノレベルでハイブリッド化して"有機無機ハイブリッド液晶"をあらたに創成することを目的としている.両者の異方性や刺激応答性の融合することができれば,電場・磁場・光・熱などの刺激に対して複合的かつ高速に応答するハイブリッドナノデバイスの開発につながることが期待できる.本年度の研究概要は以下のようである.1.異方性単分散酸化チタン微粒子とアミノ基を有する有機液晶性分子とのハイブリッド化による有機無機ハイブリッド液晶の創製単分散微粒子作製技術であるゲル-ゾル法により,異方的な形状を有する単分散酸化チタン微粒子の合成を行った.形態制御剤としてアミノ酸を用いることにより回転楕円体状の微粒子を効率よく合成する手法を開発した.また,形態制御剤の量および初期pHを制御することにより,その粒径制御が可能であることを見出した.さらに得られた酸化チタン微粒子と別途調製したアミノ基を有する有機液晶とを混合すると両者はナノレベルでハイブリッド化し,微粒子がサーモトロピック液晶状態を形成することが明らかとなった.液晶性の発現には用いる酸化チタン微粒子の形状異方性および単分散性が鍵であることが明らかとなった.2.異方性単分散ヘマタイト微粒子とリン酸基を有する有機液晶とのハイブリッド化による有機無機ハイブリッド液晶の創製磁性微粒子の有機無機ハイブリッド液晶化を目的として,ゲル-ゾル法により得られる単分散ヘマタイト微粒子に着目し,その有機無機ハイブリッド液晶化の検討をおこなった.リン酸基を有する有機液晶性分子とハイブリッド化することでヘマタイト微粒子にサーモトロピック液晶性を付与することに成功した.本申請課題では,有機合成により得られる有機液晶と"ゲル-ゾル法"により得られる異方性単分散無機微粒子あるいはナノ粒子とをナノレベルでハイブリッド化して"有機無機ハイブリッド液晶"をあらたに創成することを目的としている.両者の形状異方性や刺激応答性を融合することができれば,電場・磁場・光・熱などの刺激に対して複合的かつ高速に応答するハイブリッドナノデバイスの開発につながることが期待できる.本年度の研究実績の概要は以下のようである.1.異方性単分散ヘマタイト微粒子とリン酸基を有する有機液晶とのハイブリッド化による有機無機ハイブリッド液晶の創製磁性微粒子の有機無機ハイブリッド液晶化を目的として,ゲル-ゾル法により得られる単分散ヘマタイト微粒子に着目し,その有機無機ハイブリッド液晶化の検討をおこなった.ヘマタイト微粒子は気相還元により形態を維持しつつ磁性粒子であるマグネタイトへの変換が可能である.一方,ヘマタイト微粒子と有機液晶とのハイブリッド化として,ヘマタイト表面に強く吸着することが期待できるリン酸基を有する有機液晶性分子に着目した.合成したヘマタイト微粒子とリン酸基を有する有機液晶とをハイブリッド化することで,ヘマタイト微粒子にサーモトロピック液晶性を付与することに成功した.この際,ハイブリッド化にはリン酸基のヘマタイト表面への面特異的吸着が鍵であることを見出した.2.ヘマタイト微粒子のシリカコートによる共有結合性有機無機ハイブリッド液晶の創製ヘマタイト表面へ有機液晶を共有結合的に修飾することを目的として,ヘマタイト微粒子の表面シリカコート法を探索した.その結果,用いるヘマタイトの形態にかかわらず,表面を均一にシリカコートする方法を見出した.本申請課題では,有機合成により得られる有機液晶と"ゲル-ゾル法"により得られる異方性単分散無機微粒子あるいはナノ粒子とをナノレベルでハイブリッド化して"有機無機ハイブリッド液晶"をあらたに創成することを目的としている.両者の形状異方性や刺激応答性を融合することができれば,電場・磁場・光・熱などの刺激に対して複合的かつ高速に応答するハイブリッドナノデバイスの開発につながることが期待できる.本年度の研究実績の概要は以下のようである.

1.異方性単分散ヘマタイト微粒子とリン酸基を有する有機液晶とのハイブリッド化による有機無機ハイブリッド液晶の創製磁性微粒子の有機無機ハイブリッド液晶化を目的として,ゲル-ゾル法により得られる単分散ヘマタイト微粒子に着目し,その有機無機ハイブリッド液晶化の検討をおこなった.ヘマタイト微粒子は気相還元により形態を維持しつつ磁性粒子であるマグネタイトへの変換が可能である.一方,ヘマタイト微粒子と有機液晶とのハイブリッド化として,ヘマタイト表面に強く吸着することが期待できるリン酸基を有する有機液晶性分子に着目した.合成したヘマタイト微粒子とリン酸基を有する有機液晶とをハイブリッド化することで,ヘマタイト微粒子にサーモトロピック液晶性を付与することに成功した.この際,ハイブリッド化にはリン酸基のヘマタイト表面への面特異的吸着が鍵であることを見出した.2.単分散金ナノ粒子と有機デンドロンハイブリッド化による有機無機ハイブリッド液晶の創製液晶性超格子の開発を目的として,有機デンドロンと単分散金ナノ粒子とのハイブリッド化を行い,その熱的特性・組織構造を精査した.金ナノ粒子へのカルボキシル基の導入やアミノ基を有するデンドロンを用いることがハイブリッド化には必須であることを見いだした.
脂肪細胞分化を制御する自己分泌性液性因子の同定とそのシグナル伝達機構の解明

1.培養脂肪細胞の培養上清における分泌蛋白のプロファイリング3T3-L1前駆脂肪細胞と分化誘導後の3T3-L1脂肪細胞の培養上清を2次元電気泳動像に供し、前駆脂肪細胞より優位に増加したスポットから質量分析にて同定した分泌蛋白は、アディポネクチンやMIF(macrophage migration inhibitory factor)などの既存のアディポサイトカインのみであった。しかし長期培養にて肥大化させた3T3-L1脂肪細胞や、インスリン、TNFαなどで処理した3T3-L1脂肪細胞の培養上清の分泌蛋白のプロファイリングを実施したところ、新規なサイトカインやガングリオシド結合タンパクなどを同定した。2.高脂肪食給餌マウスの脂肪組織における増殖因子遺伝子群発現の経時的追跡C57BL/6マウスに高脂肪食を給餌し、脂肪組織から経時的にRNAを回収、マイクロアレイ解析により、新規な増殖因子などを同定した。一部増殖因子に関しては、脂肪細胞の増殖・分化に関与することを証明した。3.転写因子KLF15の機能解析と制御シグナルの解明上記のような増殖因子のシグナルは、転写因子のリン酸化、核内移行などによって活性化を誘導し、その作用を発揮するものと考えられている。我々は脂肪細胞の分化に関与する転写因子群の一つとしてKLF15を同定したが、この転写因子KLF15は脂肪細胞のみならず、肝臓における糖新生系酵素の発現制御にも関与することを証明した。さらに、肥満に伴い脂肪組織のKLF15発現は著明に抑制されることを見出し、生体内でのKLF15の機能を検討するために、KLF15の遺伝子改変マウスを作製した。脂肪細胞より分泌され、脂肪細胞の増殖及び分化の引き金となるパラクライン因子を同定し、その細胞内シグナル伝達機構を解明するために、株化脂肪細胞でのみ認められる分泌蛋白のプレテオーム解析を実施した。株化細胞である3T3-L1脂肪細胞の培養上清を用いた2次元電気泳動にて約2500個の分泌蛋白が確認されたが、前駆脂肪細胞より優位に増加した分泌蛋白は約300から400個存在した。この分泌増加した蛋白のうちで、約100個の蛋白を質量分析にて同定したが、アディポネクチンやMIF(macrophage migration inhibitory factor)などの既存のアディポサイトカイン以外に、新規の増殖因子・アディポサイトカインの同定には至らなかった。そのため培養3T3-L1脂肪細胞を約30日間培養することで肥大化を誘導した。この過程で細胞の体積が約8倍増大し、生体内に存在する脂肪細胞と同等の大きさの細胞が作成可能となった。この肥大化3T3-L1脂肪細胞の培養上清を2次元電気泳動に供し、脂肪細胞でのみ認められる分泌蛋白のプレテオーム解析を実施した。培養3T3-L1脂肪細胞から分泌が確認された約2500の蛋白のうち細胞の肥大化によって分泌が誘導された蛋白が約150個確認された。質量分析の結果、この150個の肥大化にて分泌が誘導される蛋白の中にはレジスチン、アポリポプロテインやCcl2、Ccl7、Ccl9、Cxcl12などのケモカインが確認されたのみならず、脂肪細胞での発現・分泌が報告されていない新規なインターロイキンやカテプシン、マトリックスメタロプロテナーゼが認められた。
鑑賞教育指導案の批判的考察と授業モデル（方法論）の構築

本研究はWebサイト上に公開されている鑑賞教育指導案をくまなく調査・収集し、批判的に考察しようとする。その際、鑑賞体験の四契機が、分析するための視点として設定される。この四契機こそ学習指導要領美術編が近接学問分野にはない、美術教育独自の見識を誇示すべく鑑賞体験の本質に関して洞察した内容であり、それに基づく鑑賞能力観を形づくっている。それぞれの類型における典型的な指導案例を対象として、各契機の有無と作用の様態を究明することによって、各類型に分別されるべき根拠を明確にした。事例ごとに教育的有効性を論評するとともに、契機欠落に起因する問題点及び改良すべき点を明らかにした。上位の第1、2類型に属する指導案及び、ワークシートの形式(質問項目と配列法)を次の観点から改善する。それは、鑑賞体験を構成する4契機が充足されるべき、という指針である。次いで、修正指導案に基づく教育実践を行う。生徒が授業中に書いた、ワークシートの内容を能力別に類型化及び数値化し、教育効果の高い指導案と見なされるものを選定した。宮城教育大学学部授業として設定されている、「美術科教育実践演習(2年生と実習予定の3年生が対象)」で学生に模擬授業を行わせる。その後、宮城教育大学附属中学校における教育実習で2週間、鑑賞の研究授業が行われる。同時進行の形で仙台市並びにその近辺にある、一般校で研究協力教員が現場実践した。23年度内に一度、仙台市で研究分担者と研究打合会を行うものの、24年度の段階から彼らが本格的に研究に参入する。絵画、彫刻、工芸、デザインの専門的立場を取れる大学教員と、生徒における発達の実態を熟知している大学教員の手助けを受けて、各種題材指導案の軌道修正と内容的な加味、充足がなされた。中学生はワークシートの質問項目「形・構成」「構図」「色づかい」への回答として第一に造形的特徴、第二にそれから感受される美的特性の種類、第三に主題の直観的把握の有り様を記載する。題材実践で生徒は表現方法の特徴から数多くの美的特性を感受し、それを導き手として絵の主題を感受することが期待される。多様で豊穣な美的特性を分析するという手法によって、鑑賞能力が序列化されうる。それを前提として、有効な指導のあり方を論理化することが、可能になるのである。題材実践研究では、最終的なねらいである主題感受へとつなぐパイプ役として、表現方法の特徴から感受される美的特性の大切さが認識された。広く美的特性を感じ取らせることが、最終課題である主題感受にとって有効である。だが、それ以上に「対比という美的秩序」の感受を促進させる指導法が、実践的方法論として確立されなければならない。主題を感受できなかった者については、一連の鑑賞体験を通して終始、作品のあり方や表現方法にこだわっている傾向が判明した。それは芸術学・美術史分野における、学的営みの類のものと見なされる。今後、鑑賞行為における知性的な方向と感性的な方向の関係を見極め、鑑賞教育にとってそのあるべき姿を探らなければならないと思う。現時点で取得できる指導案を、鑑賞体験の4契機という観点から、能力育成の効果別に類型化した。それぞれの類型における典型的な題材指導案例を対象として、各契機の有無と能力発揮の様態を究明した。その操作によって、指導案が各類型に分類されるとともに、序列化されるべき根拠が明確にされた。事例ごとに教育的有効性を論評するとともに、各契機が欠落することで析出される、問題点の諸相を明らかにした。本年度は、研究代表者立原慶一が各教育センターを訪れ、そこに保管されている鑑賞教育指導案をもれなく、調査・収集する予定であった。しかしそれらのサンプル調査したところ、質的に満足のゆくものは見あたらなかった。指導案執筆者にとって自信のあるものは、倉庫になど保管などせず、Webサイトに積極的に掲載している事実が判明した。かくてWebサイトに時間の許す限りアクセスし、全国の中学校や地区教育研究会がホームページにアップしている、指導案をくまなく取得した。それら指導案を立原が中心となって分析・検討した後、その研究成果についてはそのつどメールで各研究分担者に配信し、意見と質疑を相互にやりとりした。年度末には、仙台市で彼らが一堂に会して、一年間の成果について各専門分野の立場から討議を行った。中学校学習指導要領美術編、[2・3年生]B鑑賞(1)の「ア」は理論的に無自覚ではあるが、鑑賞体験の本質に関する洞察と、それに基づく鑑賞能力観を打ち出している。これは近接学問分野にはない、美術教育独自の見識と言ってもよい。それに対して「イ」「ウ」は美術史・芸術学を前提とした、教養主義に依拠している。

この立場からの指導案が多く目に付くが、これにのみ従えば生徒の感動する心はしぼみ、美意識も育成されまい。本研究はこの趨勢を反省し、「ア」がねらいとする「美的特性の感受」「解釈」「主題感受」「判断」の4契機が達成されるような、授業モデルを構築した。それによって、生徒が主体となれるような鑑賞授業を、促進することができた。第1、2類型は鑑賞能力が上位と位置づけられるが、それに属する指導案及び、ワークシートの形式(質問項目と配列法)を次の観点から改善した。それは、鑑賞体験を構成する4契機が充足されるべき、という指針である。ひいては修正指導案に基づく教育実践を行った。生徒が授業中に書いた、ワークシートの内容を能力別に類型化し、教育効果の高い指導案と見なされるものを選定した。これは平成24年度における課題であり、相当程度進んでいることが自覚される。鑑賞授業で課せられるワークシートでは、「表現方法の特徴を突き止めて、それから何が感じ取れるか(美的特性の感受)」「作品の主題として感じ取れるものは何か(主題の感受)」が不可欠な課題とされるが、この回答内容こそが研究対象となる。すなわち美的特性感受の回数と主題感受の有無は、鑑賞能力を類型化し数値化するための基本データとなり、客観的に処理される。この評価法を採用することによって、方法論的仮説としての各種指導案の有効性を判定しようと思う。修正指導案に基づく教育実践を附属中学校や協力校で行うことで、教育効果が高いと判定された指導案を蓄積していく。新たな題材を開発するために、全国の美術館における常設展や企画展を積極的に鑑賞する。美術館を視察して、鑑賞題材としての可能性を吟味する。そのため研究費は主に旅費にあてがわれる。鑑賞教育題材の考案・設定するために、数多くの美術館を訪れ作品を鑑賞する。学会並びに研究会で研究成果を発表し、評価を仰ぐ。そのため旅費と論文掲載料に研究費が使われる。
低コストと低環境負荷を両立する革新的な空気極支持型燃料電池セルの開発

高性能空気極支持膜式セルを安価なデュアル乾式成膜法(dual dry pressing method)とコーティング及び共焼結法を基本とした製造プロセスを確立した上で、空気極支持膜と解質を一体にしたハーフセルの上にアノード材料を塗布・形成・共焼結したセルを創製し、(1)セル構成材料の仕様(新規材料・粒度・混合割合など)とナノ-ミクロ構造制御・組成制御等の手法による空気極支持膜の改善;(2)発電特性とアノード電極反応ガスの並行分析;(3)SEMやXRD等の手法による発電試験前後の電極材料・構造の変化分析などの方法を用いて、多様な燃料(H_2,CH_4,CO等)適応型SOFCアノードの高性能化及び炭素析出による性能劣化への抑制条件を検討した。その結果、LSM-SDC/ScSZ/Ni-SDCセルの発電評価試験より、Aサイト欠陥型LSMは、空気極支持膜/電解質膜界面の変質抑制に効果的であることを明らかにする他、グリシン硝酸塩法(Glycine-nitrate combustion process)より合成したアノード合金材料を用い、作製したLSM-CGO/ScSZ/NiCuO-CGOなどのセルの発電試験によって、高電流密度領域におけるNiベースアノードの急速劣化現象を突き止め、その劣化の原因は電流密度増加に伴い生成したH_2Oが増加し、p(H_2O)/p(H_2)圧力比が高くなることによってNi合金中のNiが再酸化または焼結が急速に進んだことによるものと明らかにした。また、低濃度H_2燃料の場合でも、電流密度増大によってアノードの急速劣化が早くなり、急速劣化開始のしきい値は圧力比p(H_2O)/p(H_2)によって決まることを明らかにした。高性能空気極支持膜式セルを安価なデュアル乾式成膜法(dual dry pressing method)とコーティング及び共焼結法を基本とした製造プロセスを確立した上で、空気極支持膜と電解質を一体にしたハーフセルの上にアノード材料を塗布・形成・共焼結したセルを創製し、1セル構成材料の仕様(新規材料・粒度・混合割合など)とナノーミクロ構造制御・組成制御等の手法による空気極支持膜の改善;2発電特性とアノード電極反応ガスの並行分析;3SEMやXRD等の手法による発電試験前後の電極材料・構造の変化分析などの方法を用いて、多様な燃料(H2,CH4,CO等)適応型SOFCアノードの高性能化及び炭素析出による性能劣化への抑制条件を検討した。研究成果として、LSM-SDC/ScSZ/Ni-SDCセルの発電評価試験より、Aサイト欠陥型LSMは、空気極支持膜/電解質膜界面の変質抑制に効果的であることを明らかにする他、グリシン硝酸塩法(Glycine-nitrate combustion process)より合成したアノード合金材料を用い、作製したLSM-CGO/ScSZ/NiCuO-CGOなどのセルの発電試験によって、高電流密度領域におけるNiベースアノードの急速劣化現象を突き止め、その劣化の原因は電流密度増加に伴い生成したH2Oが増加し、p(H2O)/p(H2)圧力比が高くなることによってNi合金中のNiが再酸化または焼結が急速に進んだことによるものと明らかにした。また、低濃度H2燃料の場合でも、電流密度増大によってアノードの急速劣化が早くなり、急速劣化開始のしきい値は圧力比p(H2O)/p(H2)によって決まることを明らかにした。本研究の目的は、製造難易度の高い空気極支持平板型SOFCセルを低コストで製造する技術を開発することにあり、初年度における研究実績は次の通りである。(1)SOFCセルのナノーミクロ構造制御・組成制御等の手法を基本とした製造プロセスを確立した。

(2)空気極支持膜((La0.75Sr0.25)0.95MnO3-δ(LSM)+Sm0.2Ce0.8O1.9(SDC))と電解質膜(11mol%Sc2O3-doped ZrO2(ScSZ))を一体にしたSOFCハーフセルを作成し、NiO-SDC燃料極材料をScSZ上に塗布・形成し共焼結したセルを用いてH2燃料の発電試験を行った結果、セルの最大出力密度は800°Cと750°Cでそれぞれ0.228と0.133W/cm2で、Aサイト欠陥型LSMは、空気極支持膜/電解質膜界面の変質抑制に効果的であることを明らかにした。(3)グリシン硝酸塩法(Glycine-nitrate combustion process)によるアノード合金材料Ni0.5Cu0.5Oを合成し、空気極支持膜LSM-Ce0.8Gd0.2O1.9(CGO)と電解質膜ScSZを一体にしたハーフセル上にNi0.5Cu0.5O-CGOを塗布・形成・共焼結した後、H2(H2O-3%)とCH4(14.8%)燃料で発電試験を行った結果、セルの最大出力は850°C、800°C、750°Cでそれぞれ0.396、0.287、0.190W/cm2(H2)と0.294、0.164、0.096W/cm2(CH4)となり、セル性能も空気極支持膜のナノーミクロ構造の制御によって改善され、また、セルの開回路電圧から電解質膜はSOFCの求められる緻密性を満たしていることを明らかにした。初年度で得られた成果は今後の研究開発に極めて重要な意義があるものと考える。機器故障のため関連分野の先端的な技術動向を迅速かつ的確に把握し、計画通り進歩していない研究内容については、最新技術の積極的な活用と、原因調査や検討等を踏まえ対応方針等を明らかにする。申請書の計画通り使用する。
プロテオミクス解析によるスタチンの多面的作用の分子機序の解明

スタチンには心血管保護作用が知られているが、その分子機序は不明である。そこでスタチンによって活性化されるAktのインタラクトーム解析を行い、機序の解明を目的とした。血管内皮細胞をスタチンで処理し、アフィニティー精製を行うことでインタラクトーム解析を試みた。結果、22種類のタンパク質を同定した。そのうちHsp70ファミリー分子についてさらに詳細な実験を進めた。スタチンが誘導する内皮機能の亢進をHsp70阻害剤は有意に抑制した。以上より、Hsp70はAktの活性制御に関与しスタチンによる心血管保護効果に寄与していることが明らかになった。スタチン系薬剤は本来の血清コレステロール以外の作用機序で心血管保護効果を有すること(pleiotropic Effects)が知られている。そこで本申請課題では血管に焦点を当てスタチンのpleiotropic Effects発現に至るAktを中心としたシグナルネットワークをプロテオーム解析にて明らかにすることを目的とした。本実験に先立って19年度は実験系の構築を行った。1)in vitroの解析:材料として,ラット頸動脈由来血管内皮細胞を用いた。スタチンはプラバスタチン(1μM),ピタバスタチン(10n:M)を使用した。内皮細胞にエピトープタグ(strepタグ)を付加したAktを発現させ,アフィニティー精製を行ったのち,結合タンパクをMALDI-TOFにて同定した。その結果,スタチンに刺激によってAktへの結合量が増加するもの,減少するものを複数確認した。うち,比較的量の多い分子を同定した結果,複数の熱ショックタンパク,骨格系タンパク質であった。さらにmTORなどのシグナル関連分子も抗体にて結合を確認した。2)in vivoの解析:当初,ラットの頸動脈に対する遺伝子導入を考えていたが,条件検討の結果,得られるタンパク量が少なく,インタラクトーム解析まで進めることが困難であったことから,マウスの下肢虚血モデルへと変更した。スタチン系薬剤はマウス下肢虚血に対する血管新生を促進することが報告されている。モデル作成1時間後にAktのリン酸化を認めたことから,本モデルを採用した。Aktウイルスを筋肉注射した後に大腿静脈を切除し,血管新生モデルを作成した。アフィニティー精製の結果,同定した結合分子はvitroの結果と一部一致した。現在Aktインタラクトーム解析を施行中である。スタチン系薬剤は主作用である血清コレステロール低下以外の機序で心血管保護効果を有すること(多面的作用)が知られている。そこで本申請課題では血管に焦点を当て、スタチンの多面的作用発現に至るAktを中心としたシグナルネットワークをプロテオーム解析にて明らかにすることを目的とした。当初の申請では、20年度は病態モデルラットの頸動脈を用いたAkt相互作用分子の同定、結合分子の生理機能の解析を行うことを予定していた。しかし条件検討の結果、頸動脈に対する遺伝子導入効率の低さおよび得られるタンパク量の少なさにより、プロテオーム解析まで進めることが困難であった。そこで、血管内皮細胞でのプロテオーム解析で得られた結果をin vivoの実験系に外挿し、マウスの下肢虚血モデルで生理機能を評価するという方法に変更した。スタチン系薬剤は多面的作用の一つとしてマウス下肢虚血に対する血管新生を促進することが報告されている。内皮細胞でのアフィニティー精製/プロテオーム解析の結果、同定した20数種類のAkt結合分子の一つであるHsc70 (Heat shock cognate protein 70)に焦点を当てて解析を進めた。確証実験の結果、Hsc70は恒常的にAktに結合していることが明らかになった。阻害剤やsiRNAを用いてHsc70の機能阻害を行うと、プラバスタチンやVEGFが誘発する内皮細胞の遊走、脈管形成を有意に抑制し、Aktのリン酸化も抑制することが明らかとなった。さらにHsc70阻害剤を処置したマウスに下肢虚血を作製すると、血管新生の有意な抑制を認めた。以上より血管内皮においてHsc70はAktの活性を制御し、内皮機能の維持に寄与していることが明らかとなった。
分解反応による新中性子ハロー核の探索および微視的構造の研究

本研究では中性子束縛限界近傍に属する中性子過剰核Ne,Mg,Siのクーロン分解反応、及び核力分解反応の測定を行い、新中性子ハロー核の発見と、殻構造の微視的理解を目指した。中性子過剰領域では、安定線上に存在する核とは異なる性質を示す核がいくつも発見されており、近年この領域は盛んに研究されている。しかし、従来のシェルモデルによる記述が困難であり、理論的な理解が不十分な状況にある。そこで、中性子束縛限界にのみ存在する特異な核、中性子ハロー核を探索し、その微視的構造を明らかにすることで、シェル構造の発達といった中性子過剰領域特有の現象を系統的に理解すること試みた。実験で得られた^<29>Ne,^<33,35,37>Mg,^<39,41>Siのクーロン分解断面積のうち、特に^<37>Mgでは断面積の増大が見られ、この核がハロー核であることを示唆する結果を得た。^<41>Siのクーロン分解断面積は37Mgの断面積に及ばないものの、通常の核の断面積より大きく、有意なハロー成分を持つことが示唆された。また、核力分解断面積、フラグメントの運動量分布、ガンマ線の結果と組み合わせることで、^<29>Ne,^<37>Mg,^<41>Siの基底状態の中性子分離エネルギーとスピン・パリティを見積もることに成功した。クーロン分解反応と核力分解反応を組み合わせ、核構造についての知見を得る今回の手法は、本研究によって初めて開発された新しい核分光の手法である。現在、これらの結果をもとに、中性子数20,28の中性子束縛限界近傍における核構造を系統的に議論しており、論文を執筆中である。中性子束縛限界近傍に属する中性子過剰核Ne, Mg, Siのクーロン分解反応、及び核力分解反応の測定を行い、新中性子ハロー核の発見と、殻構造の微視的理解を目指した。実験は理化学研究所のRIビームファクトリーを用いて行った。鉛標的にNe, Mg, Siビームをそれぞれ入射し、クーロン分解反応の1または2中性子分離断面積を測定した。中性子ハロー核では、クーロン分解反応断面積が増大することが知られている。本研究では、この断面積を手がかりにハロー構造の有無を探った。さらに、炭素標的を用いて、核力分解断面積、分解反応後のフラグメントから放出されるガンマ線、及びフラグメントの運動量分布の測定も行った。ガンマ線の解析からは、フラグメントの励起状態の情報が得られ、核力分解断面積、及びフラグメントの運動量分布の解析からは、最外殻中性子の軌道の情報が得られる。これらの解析を組み合わせることで、核の微視的構造を明らかにすることができる。現在、実験データの解析が進行中である。中性子束縛限界近傍に属する中性子過剰核Ne,Mg,Siのクーロン分解反応、及び核力分解反応の測定を行い、新中性子ハロー核の発見と、殻構造の微視的理解を目指した。鉛標的にNe,Mg,Siビームをそれぞれ入射し、クーロン分解反応の1または2中性子分離断面積を測定した。さらに、炭素標的を用いて、核力分解断面積、分解反応後のフラグメントから放出されるガンマ線及びフラグメントの運動量分布の測定も行った。現在、論文を執筆中である。

実験で得られた^<29>Ne,^<33,35,37>Mg,^<39,41>Siのクーロン分解断面積のうち、特に^<37>Mgでは断面積の増大が見られ、この核がハロー核であることを示唆する結果を得た。^<41>Siのクーロン分解断面積は37Mgの断面積に及ばないものの、通常の核の断面積より大きく、有意なハロー成分を持つことが示唆された。また、核力分解断面積、フラグメントの運動量分布、ガンマ線の結果と組み合わせることで、^<29>Ne,^<37>Mg,^<41>Siの基底状態の中性子分離エネルギーとスピン・パリティを見積もることに成功した。クーロン分解反応と核力分解反応を組み合わせ、核構造についての知見を得る今回の手法は、本研究によって初めて開発された新しい核分光の手法である。現在、これらの結果をもとに、中性子数20,28の中性子束縛限界近傍における核構造を系統的に議論しており、論文を執筆中である。当初計画してたMg,Ne,Si同位体のクーロン分解及び核力分解反応の測定を理化学研究所RIビームファクトリーで行うことができ、順調に研究が進展しているといえる。Mg同位体の解析では核力分解によって生じたフラグメントからのガンマ線が予想以上に多く放出されることがわかった。今後は、実験で取得したデータの解析を引き続き行う。^<37>Mgのクーロン分解反応の測定から得られた断面積は通常の原子核のクーロン分解断面積をうわまわり、この核がハロー核である可能性がある。我々は、クーロン分解の断面積の他に核力分解反応の測定も行っており、この測定から^<37>Mgの1中性子分離反応の運動量分布を決定することができる。今後、この量を詳細に解析、検討することで、^<37>Mgの最外殻中性子の軌道といった微視的な核構造を決定する。さらに、同様の解析を行うことで、Ne,Si同位体の核種の核構造を決定する。
海苔由来成分の新規機能性物質の探索と利用

海苔由来成分のインスリン様作業物質(体内でインスリン様にはたらく経口可能な物質で,糖尿病の予防と治療に寄与する成分を示す)の分離・精製ならびに糖尿病モデル動物での作用確認を行った。海苔に含まれる分子量1000以下の画分(NS<1000)に強い作業を示すことが明らかとなったことから,この画分を糖尿病モデル動物に投与した結果,投与していない群に比較して血糖値が有為に低値を示すだけでなく,血中インスリン濃度も有意に低値を示した。メタボリックシンドロームとは、肥満に高血糖・高血圧・脂質異常症のうち2つ以上を合併した状態であり、その成因は様々な要因が重なり合っているが、食事による影響がかなり大きいと考えられている。そこで、本研究ではメタボリックシンドロームの予防と治療に寄与できる海苔由来成分を検索することを目的として研究を行った。まず本年度は、海苔成分の抗糖尿病効果を実験動物で確認するとともに海苔成分中に含まれるインスリン様作用物質の解明を進めた。これまでにインスリン様作用を確認できた成分をさらに大まかな分子量に分けて測定した結果、分子量1000以下の画分に最も強い作用を認めることができた。そこで、Wistar系雄性ラットに糖負荷試験を行い、経時的に採血して血糖値を測定した。その結果、その画分を投与した群で有意に低い値を示した。さらに、ストレプトゾトシン誘発糖尿病モデルラットを用いて、糖負荷試験を行ったところ、分子量1000以下の画分を投与した群で同様に有意に低値を示した。現在、遺伝的に高血糖と高インスリン血症を呈し、II型糖尿病のモデル動物として用いられているKK-Ayマウスにこの画分を長期投与して、糖尿病改善効果を示すかどうか検討している。さらに本年度は、この画分に含有する作用物質を明らかにする為に、物質同定ならびに分画をすすめながら作用を確認した。この画分には、ペプチドの他にも糖や色素などを含有する可能性があり、ペプチド以外の成分の影響を取り除く為に加熱処理を行った。その結果、加熱処理によってもインスリン様作用は大きく阻害されるものではなかったことから、作用物質はペプチドである可能性が高いことが明らかとなった。現在陸上植物由来のペプチドに、インスリン様作用を示すことが報告されている。従って、作用成分の同定についても今後進める予定である。本研究ではメタボリックシンドロームの予防と治療に寄与できる海苔由来成分を検索することを目的として研究を行った。昨年度に引き続き、インスリン様作用物質の分離・精製ならびに糖尿病モデル動物での作用確認を行った。インスリン様作用物質とは、体内でインスリン様にはたらく経口可能な物質で、糖尿病の予防と治療に寄与する成分を示す。昨年度の研究より、海苔に含まれる分子量1000以下の画分(NS<1000)に強い作用を示すことが明らかとなったことから、この画分を用いて実験を行った。まず、遺伝的に高血糖と高インスリン血症を呈し、II型糖尿病のモデル動物として用いられているKK-Ayマウスにこの画分を長期投与し、糖尿病改善効果を検討した。その結果、投与開始3週間後、コントロール群に比較して被験物群の血中インスリン濃度が有意に低値を示した。さらに、投与開始5週間後に糖負荷試験を行った結果、投与開始30分後、コントロール群に比較して被験物群の血中インスリン濃度が有意に低値を示した。これらの結果から、NS<1000はインスリン様作用を示すことで、高インスリン血症を改善する可能性が示唆された。高インスリン血症は、II型糖尿病が重篤化する過程において、インスリン抵抗性や膵臓の疲弊によるインスリン分泌不全に深く関与する重大な症状の一つである。そこで、血糖値と並んで血中インスリン値をコントロールする事は、糖尿病治療において非常に重要な役割と果たすと考えられる。また、インスリン注射が必要な1型糖尿病患者にとって経口可能なインスリン製剤として利用できる可能性をもつと考えられる。また、高速液体クロマトグラフィーでNS<1000に含まれるペプチドを分画した結果、220nmで検出された画分にインスリン様作用を強く示す結果を得た。したがって、この結果より作用物質は分子量1000以下のペプチドであることが示唆された。
人工一次元構造の形成とその物性の制御

直線的なステップが等間隔且つ平行に並ぶ金属単結晶の微傾斜面を基板に用いて、金属原子や炭化水素分子などを微量吸着させてから自己組織化させることで、一次元構造を制御性良く形成することに成功した。形成された一次元構造について、その構造・電子状態・磁性などについて調べた結果、それらが三次元バルクの状態とはまったく異なる物性を示すことがわかった。更に興味深い物性を示す物質系を求めて、探索を進めている。一次元系は、系のシンプルさ故に厳密解が得られ易いため、古くから理論的な研究が盛んに行われ、様々な物理現象の起こることが予測されたが、実際に作り出すことは技術的には難しく長い間実現しなかった。人工的に作り出した単原子ワイヤーに、実際に低次元系固有の物理現象が起こっているかどうかを観測しようとする試みは、まだ始まったばかりである。一次元系の形成とその物性に関する知見を得て蓄積することは、ナノテクノロジーの進歩と共に急激に微細化の進む電子デバイスにおいても非常に重要である。本研究では、固体の清浄表面に原子を並べて一次元系を創り出し、その構造・電子状態・磁性を詳細かつ精密に調べ、実際にどのような物理現象が起きているかを観測する。多くの系について観察を重ねてデータベースを構築し、その中から法則性を導き出し、一次元系に起こり得る低次元系固有の物理現象と、その発現のメカニズムを明らかにする。また、そのようにして得られた知見を基に、形成する一次元構造の諸条件をコントロールすることで、逆にその物性を制御することを目指す。Au(788)面上に平行に並ぶステップを微量蒸着した3d遷移金属で修飾することで一次元構造を形成し、その構造や電子状態、磁性などを調べ、一次元系の物理を明らかにすることを目指している。平成17年度は特に磁性に的を絞り、Feの一次元構造について、高輝度放射光からの円偏光を利用した磁気円二色性(XMCD)測定を行った。Feを蒸着して一次元構造を形成した場合、明確なXMCDシグナルが観測され、Feの3d電子が磁気モーメントを有する事が示された。更に、磁気光学総和則を用いて、磁気モーメントの大きさを調べた結果、蒸着量の減少(一次元構造の幅が減少)と伴に、磁気モーメントが増大する事を見出した。また、角度依存測定からは、Feの磁気モーメントが磁気異方性を有し、基板に垂直方向の磁化容易化軸を持つことがわかった。ステップ端に単原子細線が形成される0.07MLにおいて、磁場依存性を測定した結果、18Kでヒステリシス特性を示すものの、30Kにおいては磁場変化に対してXMCD強度がLangevin関数的に変化した。これは、Fe単原子鎖が短距離強磁性秩序を有するスピンブロックに分かれ、全体としては超常磁性的に振舞う事を示している。また、低温で観察されるヒステリシスは、磁気異方性により遅くなったスピン緩和の非平衡状態を観測しているものと考えられる。これまでに報告されている、単原子細線のような厳密な一次元系の磁性に関する観察例は極めて少なく、貴重なデータが得られたと考えている。蒸着する金属の3d軌道の電子配置を変えるだけでまったく異なる結果が得られており、今後更に、他の3d遷移金属など蒸着金属のバリエーションを増やすことで研究の展開を図っていく予定である。Au(788)面上に平行に並ぶステップを微量蒸着した3d遷移金属で修飾することで一次元構造を形成し、その構造や電子状態、磁性などを調べ、一次元系の物理を明らかにすることを目的として研究を行っている。平成19年度はこれまでに得られたFe一次元構造の測定結果の解析を更に進めるとともに、Ni及びMnの一次元構造について、高輝度放射光からの円偏光を利用した磁気円二色性(XMCD)測定を行った。Fe一次元構造のデータを更に解析した結果、この系が示す超常磁性的な振舞いは、Fe原子間の強磁性的な交換相互作用、Fe原子とAu基板の相互作用による面直磁気異方性、低次元系特有の強い揺らぎの効果などを考慮したモデルにより、よく説明出来ることが明らかになった。スピンブロックのサイズの温度依存性から交換エネルギーの値が得られ、ブロッキング温度の蒸着量依存性もモデルとSTM観察の結果を照らし合わせることによりよく再現された。NiのXMCD測定の結果からは、NiがFeとは異なり面内磁気異方性を有し、磁化容易化軸はステップに平行であることがわかった。一方、Mnは面直磁気異方性を有するもののFeと比べると異方性は弱いこと、また、蒸着量に依存して磁性が常磁性と超常磁性の間で変化することなどがわかった。STM観察から、Mnはステップ近傍とテラス中央では異なる構造をとることがわかっているが、この異なる構造がそれぞれ異なる磁性を有すると考えると、この結果がよく説明出来る。このように蒸着する金属の3d軌道の電子配置を変えるだけで、まったく異なる磁性を示すことがわかったことは意義深い。

今後、更に実験とデータの解析を進めることにより、そのメカニズムを明らかにしていきたい。Au(788)微傾斜面上に平行に並ぶステップを、微量蒸着した3d遷移金属で修飾することで一次元構造を形成し、その構造や電子状態、磁性について、走査型トンネル顕微鏡(STM)、角度分解型光電子分光法(ARPES)、X線磁気円二色性測定(XMCD)を用いて調べている。これまでに形成したFe、Ni、Mnの一次元構造の観察結果について、詳細なデータ解析を行い、3d電子と基板のs電子との相互作用による磁気異方性と、3d原子間に働く強磁性結合を仮定した簡単なモデルを当てはめて考察した。これにより、3d軌道の電子配置が基板と相互作用する軌道を決定し、3d軌道の基板に対する方位が固定され、その結果として磁気異方性の方向が決まること、3d原子の形成する格子の形状や格子定数が、3d原子間の磁気的相互作用の性質や強さを決めることなどが明らかになった。これらの考察に基づいて、これまでに観察された全ての一次元系の磁気的な振る舞いについて、統一的に理解出来るようになった。今後の展開として、バルクでは非磁性な金属や、C、B、Nなどの軽元素を用いて一次元構造を形成し、バンドの平坦化により強磁性を発現させることや、超伝導など磁性以外の現象を発現させることなどを視野に入れて、実験を進めている。金属単結晶の微傾斜面上に平行に並ぶステップをテンプレートに用いて一次元構造を形成し、その構造や電子状態、磁性について調べている。これまで主に3d遷移金属の一次元構造の観察を行ってきた。本年度は新たに、炭素原子からなる一次元構造を形成し、一次元π電子系の物性を調べる研究を始めた。まず、Pt(997)の清浄表面上にC_6H_6やC_3H_6などの炭化水素分子を微量吸着させたところ、ステップの上端でトラップされ一次元的に配列した。基板を700Kまで加熱したところ脱水素化が起こり、走査トンネル顕微鏡(STM)を用いた観察により、炭素原子からなる一次元構造の形成が確認された。同じプロセスを何度繰り返しても、再現性よく同様な結果が得られた。形成された一次元構造の電子状態を調べるため、超高真空チャンバー内で試料を移動してそのまま紫外光電子分光(UPS)測定を行ったが、Ptのphotoionization cross sectionが炭素に比べて大き過ぎたため、炭素の一次元構造の電子状態を捉えることが出来なかった。そこで、cross sectionの比較的小さなNiの基板を用いて、更なる実験を行った。Ni(755)表面上にC_6H_6を微量吸着させ、基板を750Kまで加熱して脱水素化したところ、同様の炭素の一次元構造が形成された。STM観察からは、より規則的な構造が観測された。これは、炭素の結合距離と基板の格子定数の整合性が良いためと考えられる。UPS測定を行ったところ、フェルミ準位より200meV程度低いエネルギーに、炭素の一次元構造の電子状態を反映すると考えられる状態密度の増大ピークが観られた。炭素原子を窒素やホウ素で置換することで電子やホールをドープすれば、このピークのエネルギーを自由に変化させることが可能である。これらの方法を用いれば、構造を低次元化することでバルクとは異なる電子構造を創り出し、更にキャリアドープにより電子のフィリングを制御することが出来るため、この物質系の電子状態を完全にコントロールすることが可能である。