hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
窒化物系ナノワイヤの育成と評価

微量のニッケルやコバルトを共存させて酸窒化ガリウムを合成すると、これらの遷移金属窒化物の熱的な準安定性が関与して、酸窒化ガリウムナノワイヤが生成する。これを電子顕微鏡観察してウルツ鉱型のc面にそってナノワイヤは伸びており、その積層様式は閃亜鉛鉱型との乱層構造となっていることが明らかになった。また窒化ガリウムよりも高エネルギーな4.3eVに弱いバンド端吸収と、2.7eVには酸素が関与する青色発光を観察した。金属窒化物および酸窒化物では、金属元素の種類により窒素との化学結合の熱的な安定性が大きく異なる。この安定性の差異を利用して微量のニッケルやコバルトをドープして酸窒化ガリウムを合成すると、そのナノワイヤが生成することを見出した。本研究ではこの酸窒化ガリウム半導体ナノワイヤの長尺化および高結晶性化を図るとともに、酸窒化ニオブ超伝導体を合成する際にもニッケルを共存させて、ナノワイヤが生成するかを検討することを目的とした。1.微量のNiを共存させて得られた幅30150nm、長さ25μmの酸窒化ガリウムナノワイヤを種結晶として結晶成長を試み、750800°Cの成長温度では150μmまで長尺化した。2.既に得られていた酸窒化ガリウムナノワイヤでは、酸素を含むところから窒化ガリウム(3.4eV)よりも高エネルギーの4.3eVに弱いバンド端吸収が見られた。この吸収強度を改善するためにナノワイヤの結晶性を高めることを目指して、同型構造を持つZnOでGaNを部分置換した(Ga1-xZnx)(N1-xOx)ナノワイヤを得た。3.1000°Cで酸窒化ニオブを合成したところ、Ni無添加では超伝導相δ-Nb(N,O)が主相であったが、添加すると非超電導相δ'-Nb(N,O)が主相になった。また1300°CでNi添加した場合には、10μm程度の六方晶的な自形に成長したε-Nb(N,O)が得られた。微量のNiが共存することによって、結晶相や形態が変化することが明らかになった。この安定性の差異を利用すると、窒化物系化合物ナノワイヤの得られる可能性を見出している。1)微量のNiを共存させ酸窒化ガリウムを合成し、幅30150nm、長さ25μmのナノワイヤが得た。HAADF-STEM電子顕微鏡によって観察し、陰イオンの積層様式が異なるウルツ鉱型と閃亜鉛鉱型が混在して積層する混合層構造を持ち、層構造が広がる方向にナノワイヤが伸びていることを明らかにした。またカソードルミネスセンスでは、酸素を含むところから窒化ガリウム(3.4eV)よりもイオン結合性の強いことを反映して、4.3eVに弱いバンド端と2.7eVには酸素が関与すると思われる青色の発光が見られた。このナノワイヤを種結晶として結晶成長を試みたところ、750800°Cでは150μmまで長尺化した。2)ウルツ鉱型Ga1-xAlx(O,N)y固溶体をx=0.2以下の組成域において得るとともに、固溶体ナノワイヤの生成も認められた。当初の研究計画通り、微量のNiを共存させて得た酸窒化ガリウムのナノワイヤーについてカソードルミネスセンスを測定し、窒化ガリウムよりも高エネルギーな4.3eVに弱いバンド端吸収と2.7eVには酸素が関与する青色発光を観測した。またその結晶構造についてHAADFーSTEM観察によって、多くの積層欠陥を含むことも明らかになった。これを種結晶とした結晶成長についても検討し、その長尺化に成功した。またGa1-xAlx(O,N)y固溶体についても、x=0.2以下の組成でナノワイヤーを得た。酸窒化ガリウムのナノワイヤーにおいては、前年度の研究によって欠陥密度がかなり高いことが明らかになった。そこで欠陥を減少させて高品質化するとともに、p型およびn型不純物半導体とする方策を検討してpn接合の形成を目指す。またNiやCoなど3d電子数が多く熱的に準安定な窒化物を形成する遷移金属をドープして酸窒化物ナノワイヤーを形成する手法が、酸窒化ニオブ超伝導体にも適用できるかについても検討する。金属酸窒化物の創製に関する研究では十分な研究成果が上がっているところから、平成23年度には民間の複数社から申し出があり、共同研究を開始した。これらにも対応しながら本研究を進めたところから、電気炉など新たな実験用装置や器具の設置や消耗品購入が遅れた。このため23年度には多額の未使用額が残ったが、上記のような十分な研究成果を踏まえて、24年度にはさらに研究を発展させて推進するために23年度未使用額も含めて使用する。

そこでは原料となる金属硝酸塩などの試薬および高純度アンモニア、反応用管状炉における石英製反応管、発熱体、ステンレス製配管類などの実験用消耗品代として物品費を使用する。また多くの研究成果を複数の国際会議および国内の学会で研究発表するために旅費に充当する。また研究成果を英文論文誌へ投稿する際の英文添削料などにも支出する。
サービス利用の変化が痴呆性老人の問題行動と家族介護者の援助行動に及ぼす影響

痴呆性老人を介護している家族介護者23名を対象に、サービス利用と介護生活についてインタビューをおこなって得られた成果は以下のようであった。1,痴呆性高齢者は重介護の人が多く,施設入所が4名であった。1年後にさらに1名が施設入所,2名が入院になっていた。これら入所、入院の理由は痴呆性高齢者の徘徊や暴力という問題行動であった。入所サービス利用を決めるには、家族介護の限界を助言する専門職の後押しがあった。これらのことから、「入所サービス利用の見極め」「痴呆症状悪化に伴う一時避難の保障」という援助が必要と考えられた。2,家族介護者はやむにやまれぬ心情で入所サービスを利用していた。施設から在宅に戻った事例は寝たきりになっていた。このようなことから、「入所している高齢者のケアと家族介護者への施設サービスの質の向上」が必要であると考えられた。3,軽度の痴呆性高齢者には利用するサービスがなく、家族の会などのインフォーマルな援助を利用していた。このことから、「痴呆が発症した早期からの援助活動」を「インフォーマルな援助者を発掘し育てる地域づくり」によって行い、「痴呆性高齢者自身の自己実現」をはかり、「問題行動が顕在化しないような援助」を予防的におこなっていくことが必要と考えられた。4,在宅で寝たきりの高齢者では通所サービスや短期入所を使って介護者の負担軽減をしていたが、高齢者には身体的に負担となっていた。このことから、「病状が重い高齢者に対する在宅サービスでの健康管理」が必要であり、「高齢者の通所サービスによる負担を軽減し、介護者の自己実現を図るような訪問サービス」が必要と考えられた。5,家族介護者は、インタビューのときに、自己の介護を振り返り、介護の意味を語っていた。このことから「家族介護者への語りの援助」の重要性が考えられた。研究目的:本研究の目的は介護保険制度を活用している痴呆性老人と介護家族を対象に、介護保険制度の前後で痴呆性老人と介護家族の変化を明らかにし、専門職による支援方法を明らかにすることである。研究方法:(1)研究参加者;調査対象者の選定は、家族の会の世話人に研究の趣旨を説明し、対象者となる介護家族の推薦を得た。家族の会を通して介護家族にインタビューの依頼を行った。(2)研究の説明と同意;研究参加者には研究の趣旨を書面によって説明し、同意を得た介護家族を対象とした。インタビューに際しテープ録音することの了解を得た。(3)インタビュー内容;インタビューは介護家族と研究者が、介護家族の自宅あるいは指定の場所で行った。痴呆性老人と家族の基本属性およびサービス利用の種類と頻度などを設問したほか、痴呆介護の経過、サービス利用状況、生活状況、痴呆性高齢者と介護家族とのかかわりの様子などを半構成面接によって話を聞いた。(4)分析方法;(1)基本属性およびサービス利用の種類と頻度などについては単純集計を行った。(2)半構成面接の内容は、テープ録音したインタビュー内容を逐語録に起こし、外部支援の状況、痴呆性老人の状況、介護家族の状況について経時的に整理した。分析の視点は、外部支援として介護保険制度の利用の前後によるサービスの変化および痴呆性老人の状況と介護家族の状況の変化であり、サービス利用の変化が痴呆性老人と介護家族の状況に及ぼす影響である。さらに、痴呆性老人の問題行動と介護家族の援助行動および、そのかかわりにあらわれる両者のケアリングのあり方をみた。

(5)分析の途中経過:インタビューを行った介護家族は23名で、妻9名、夫1名、娘6名、嫁3名、息子1名、兄1名であり、年齢は51歳から78歳であった。介護している痴呆性高齢者は男性10名、女性13名で、年齢は54歳から95歳であった。インタビュー時点で施設入所10名、在宅ケア11名、入院中2名であった。介護保険になって施設入所が増えていた。介護保険の切り替え時にショートステイが利用できないために、痴呆性高齢者の問題行動に対処できず施設入所に至った事例もあった。研究目的:呆け老人を抱える家族の会に入会している痴呆性老人を介護している介護者を対象に、介護保険制度導入前後の痴呆性老人と家族介護者の変化および、その1年後の療養生活の変化を明らかにして、専門職による援助のあり方を検討することである。研究対象と方法:家族の会の世話人に推薦をうけた家族介護者23名を対象に、サービス利用の変化、サービス利用に関する思いなどについてインタビューをおこなう。それぞれの介護者にインタビュー内容及び研究の報告を行い、1年後の状況について聞き取り調査をおこなう。サービスの利用等は統計的に集計し、介護者の気持ち等については質的帰納的に分析した。また、療養生活の変化については事例ごとにその変化をみた。結果:23名の高齢者は、介護度4が5名、5が8名と重介護の人が多かった。介護者は妻9名、夫3名、娘6名などであった。介護保険制度導入前後でサービスが変化した人が11名、そのうち施設入所が4名であった。さらに、1年後に1名が施設入所、2名が入院になっていた。これら入院や施設入所の理由は徘徊や暴力という問題行動であった。介護者はやむにやまれず入所サービスを利用していた。施設から在宅に戻った事例は寝たきりになっていた。施設入所継続の事例は安定した入所生活を送っていた。1年間になくなった高齢者は4名であった。考察:痴呆性老人と家族介護者に対する専門職の援助として、「痴呆が発症した早期からの援助活動」「問題行動が顕在化しないような援助」「施設サービス利用の見極め」「痴呆症状悪化に伴う一時避難の保障」「入所している高齢者のケアと家族介護者への援助という施設サービスの質の向上」「病状が重い高齢者に対する在宅サービスでの健康管理」「高齢者の通所サービスの負担を軽減し介護者の自己実現を図るような訪問サービス」「家族介護者への語りの援助」「痴呆性老人自身の自己実現の援助」「インフォーマルな援助者を発掘し育てる地域づくり」の必要性が考えられた。
近世を中心とする漢詩文関係出版書の研究

1.漢詩文関係図書(和古書)の購入(1)南海遺珠讃岐国の人々の漢詩を集めたもので、近世後期における漢詩の地方普及を知る上で貴重な資料である。挿絵があり、地誌的な面を併せ持つ点も興味深い。(2)本田種竹自筆詩稿明治・大正期の詩人の自筆本で、刊行された『懐古田舎詩存』との比較対照が漢詩集の出版を考える上で面白い。(3)聖諭像解和解中国の教訓書を和文にして平易な解説と挿絵を付けたもので、出版には至らなかった稿本と思われる。漢詩文関係図書の広がりが窺われる。(4)扶桑鐘銘集書物自体はポピュラーだが、刷りが良く、旧蔵者が寺院である点が面白い。2.写真撮影・複写中世から近世へ移る時期は、漢詩文関係図書においては、五山版から古活字版・整版へ、写本から版本へ、という大きな変化が見られる。そこで、中世の抄物、近世初期の林家周辺において書写・刊行されたものなどを選び、東京大学文学部国語研究室、東京大学史料編纂所、国立国会図書館、国立公文書館内閣文庫等の資料を撮影・複写した。書誌的調査・データ入力平成4年度に調査したデータ及び今年度のデータを、コンピュータに入力し、あわせて書誌的事項の整理を行なった。その際、補助者を使用した。なお、対象が余りに膨大なため、例えば「林家関係図書一覧」「作詩用辞書・手引書一覧」といった、テーマ別のデータベースを構想し、それに沿って調査を行なっていくのがより効果的であろう。来年度以降の検討課題としたい。また、それらのテーマ別に公表も考えたい。
確率制御における最適消費・投資問題の新展開

次の場合でリスク鋭感的ポートフォリオ最適化問題を解決した(1リスク志向的設定下での一般的な非線形確率ファクターモデルの場合2内部情報を持つ大きな投資家の場合3金利モデルが幾何ブラウン運動の場合)次の場合で最適消費問題を解決した(4リスク志向的設定下での一般的な非線形確率ファクターモデルの場合5部分情報の場合)次の場合で保険会社の最適消費問題を解決した(6線形Gauss型確率ファクターモデルの場合7一般的な非線形確率ファクターモデルの場合)リスク志向的設定下の一般的な非線形確率ファクターモデルを用いた有限期間の最適消費問題に取り組んだ。一番の困難は関連する境界値問題の解のgradient評価を得ることであったが、偏微分方程式論で知られている別の局所的なgradient評価を用いることで解決した。もう一度、全体を一通り間違いがないか見直す予定である。この研究は、確率制御問題の解が存在する投資家のリスク回避度を表すパラメータの上限に興味を持つ確率制御、制御工学の研究者に非常に重要な情報を与えると考えている。線形Gauss型確率ファクターモデルを用いた保険会社の最適投資問題に取り組んだ。関連する積分微分方程式から明示的な解を得ることができた。特にこの解は非斉次リッカチ方程式の解で特徴づけられることが分かった。今後、このリッカチ方程式の解の数値計算を安田和弘准教授(法政大学)と共にすることで、計算機を使った最適消費・投資問題に興味を持つ経済学や金融工学の研究者、金融実務家に少しでも刺激を与えるような研究にしたい。平成27年度科学研究費助成事業交付申請書の平成28年度の研究実施計画の欄に記入したが、合法インサイダー取引をする大きな投資家に対するリスク鋭感的ポートフォリオ最適化問題に取り組んだ。一番の困難であった確率制御問題として定式化したときの状態過程のマルコフ性の証明に成功した。もう一度全体を見直して、論文編集する予定である。第一目的である『リスク志向的設定下の一般的な非線形確率ファクターモデルを用いた有限期間の最適消費問題』と『線形Gauss型確率ファクターモデルを用いた保険会社の最適投資問題』について、前者は解決し、後者も数学的理論の部分で解決しているからである。・線形Gauss型確率ファクターモデルを用いた保険会社の最適投資問題に取り組んだ。理論的には問題解決をしていたので、安田和弘准教授(法政大学)と数値計算に取り組んだ。この数値計算の結果は最適消費・投資問題に興味を持つ経済学や金融工学の研究者、金融実務家に刺激を与えることができることを期待している。現在投稿中である。・一般的な非線形確率ファクターモデルを用いた保険会社の最適投資問題に取り組んだ。一番の困難はHJB方程式に関連する境界値問題の解のgradient評価を得ることであったが、偏微分方程式論で既知の結果である別の局所的なgradient評価を用いることで解決した。もう一度、全体を見直す予定である。この研究はgradientの非線形項が退化する基本扱いずらいの偏微分方程式を扱っているので、この結果は偏微分方程式論に新たな刺激を与えることを期待している。・合法インサイダー取引をする大きな投資家に対するリスク鋭感的ポートフォリオ最適化問題に取り組んだ。前年度で証明したVerification theoremを修正後、投稿した。明示的な解析をしたので、経済学や金融工学の研究者、金融実務家にいい影響を与えることを期待している。・部分情報下の有限時間範囲の最適消費問題に解決の目途がついたので、急遽取り組んだ。実際、動的計画原理とマルチンゲール法の2種類の方法で解決に成功した。現在投稿中である。一般的な非線形確率ファクターモデルを用いた保険会社の最適投資問題を解決できたからである。また、当初の予定になかったが、部分情報下の有限時間範囲の最適消費問題に解決できたことも理由として挙げられる。1.金利が定数であるが、株価過程とファクター過程を一般化した確率ファクターモデル用いた保険会社の最適投資問題の解析に成功した。より現実的な設定として、再保険の場合を考え、もう一度解き直す。既に数学的な問題はないので、論文として編集し投稿する予定である。2.完備市場であるが、金利過程、株価過程、ファクター過程を一般化した確率ファクターモデルを用いた保険会社の最適投資問題の解析に成功した。1,2の設定は多くの先行研究の設定を含む一般的で現実的な設定の下での解析結果なので、数学的にも実務的にも意義のある結果である考えている。3.リスク鋭感的ポートフォリオ最適化問題を対数正規金利モデルの下で明示的に解決した。Stochastic Analysis and Applicationsに投稿中である。この研究は明示的に解析可能な新たなモデルの探索の成功を意味しており、特に確率制御問題として有益であるだけではなく、金融実務に刺激を与える結果であると期待している。4.Hull-Whiteモデルを用いたスタートフォワードオプションの評価を行った。この研究は明示的にオプション評価可能な新たなモデルの模索の成功を意味しており、金実務に影響を与える結果であると期待している。次の場合でリスク鋭感的ポートフォリオ最適化問題を解決した(1リスク志向的設定下での一般的な非線形確率ファクターモデルの場合2内部情報を持つ大きな投資家の場合

3金利モデルが幾何ブラウン運動の場合)次の場合で最適消費問題を解決した(4リスク志向的設定下での一般的な非線形確率ファクターモデルの場合5部分情報の場合)次の場合で保険会社の最適消費問題を解決した(6線形Gauss型確率ファクターモデルの場合7一般的な非線形確率ファクターモデルの場合)線形Gauss型確率ファクターモデルを用いた保険会社の最適投資問題について、数学的に解析するだけでなく、最適戦略を特徴づける非斉次リッカチ方程式の解の数値計算を行う予定である。一般的な非線形確率ファクターモデルを用いた保険会社の最適投資問題に取り組む予定である。まず、関連するHamilton-Jacobi-Bellman方程式を動的計画原理を用いて導出し、対応する境界値問題を解析することで解決を図る。線形Gauss型確率ファクターモデルを用いて、富過程に床制約を置いた設定下での無限時間の最適消費問題に取り組む。実際、この問題に関連するNeumann境界条件を持つ非線形楕円型偏微分方程式の明示解を得ているので、Verification Theoremの証明に取り組む。確率制御、数理ファイナンス許順吉教授(國立中央大學、中央研究院数學研究所(台湾))と研究打ち合わせをする出張のために使用する予定だったが、許教授の配慮により台湾での滞在費を支援して頂いたため、次年度使用額が生じた。一度大阪大学への出張を予定していたが、予定が合わず出張できなかったため。ノートPC(1520万程度)の購入を予定している。また、安田和弘准教授(法政大学)との研究打ち合わせ(3,4回を予定している)のために使用するつもりである。国内旅費として、使用する予定である。
高校におけるコンフリクト転換のための心理教育的プログラム開発

高校におけるコンフリクト転換のための心理教育的プログラム開発のために、(1)高等学校教職員のコンフリクト解決法とメンタルヘルスの質問紙調査、(2)高校でのピア・メディエーションの講習会のアクションリサーチ、(3)教員を対象としたコンフリクト転換のプログラム評価、(4)高校での教職員のコンフリクトの態度構造分析、の4つの研究を行った。頻発するいじめや校内暴力などの生徒の問題行動の解決、および教員間、教職員とスクールカウンセラー、学校側と保護者との対立など広く学校現場に存在するコンフリクト解決の課題は、コミュニティ心理学的問題として認識することが必要である。本研究は、ある公立高校における教職員が学校勤務中に経験したコンフリクトをどう認識しているかの実態を個人別態度構造の手法により明らかにすることを目的とする。このことにより高校内における様々なコンフリクトに対し、コミュニティカウンセリング・アプローチによる生徒・教師などへの直接的・間接的なコンフリクト転換プログラムを開発するための基礎資料を得ることが期待できる。今年度は研究計画に従い、ある高等学校のステークホルダーのうち、教頭と養護教諭と2名の主任教員からレパートリーグリッド法とPAC分析を用いて個人別に態度構造分析を行った。それぞれの個人がステークホルダーとして学校の中でどのようなコンフリクトを感じているかを10項目程度語ってもらい、それらの関係について多次元尺度法やクラスター分析を使って可視化した。その布置図や樹状図に基づいて、研究者との対話を行い、本人の学校内で経験したコンフリクトの内容を詳しく語ってもらった。学校内での職務の異なる4名はそれぞれコンフリクトの具体的内容は異なっているものの、対人的な人間関係の葛藤が大きな位置を占めているという共通点が明らかとなった。教職員間の円滑なコミュニケーションの不足で、教育現場においてお互いが何を大事にしているかということを、学校の日常場面ではなかなか表明しないし、相互の確認も出来ていないことが問題であることが示された。また、そのことが原因で、対人関係の対立やこころの葛藤をひきおこしていること、および教師と学校内の職務役割の遂行というコンフリクトを抱えていることが浮き彫りとなった。本研究の目的は高校におけるコンフリクト転換のための心理教育的プログラムの開発である。2年目の本年度では、1年目の交付が半期過ぎの決定で変則的な時期より研究を開始することなったので、1年度目の計画と2年度目の計画を併せて実行する年度となった。【研究1】では高校のステークホルダーである教頭と養護教諭と2名の主任教員からレパートリーグリッド法とPAC分析を用いて個人別態度構造分析を行ったデータの分析作業を行った。その成果は、2010年度の国際応用心理学会に発表する予定である。また、トランセンド法による教育効果の研究を目標とする【研究2】ではこれまでは、学校という組織レベルにおいてトランセンド法が実施されたことがほとんどない事情を鑑み、現在進行中のある関西の高校におけるピア・メディエーター養成活動に注目し、その活動を調査した。とりわけエンパワーメント評価の観点と米国の学校カウンセリング理論から生まれたMEASURE法の観点から検討を行ってきている。また、本年度は新たに、【研究3】を研究計画に加えて、関東地方の公立・私立高等学校に対して、サンプリングを行い、各学校のステークホルダーの抱える問題の実態に関する郵送による質問紙調査を実施する計画を立て、発送準備までの研究活動を行った。3つの研究分野は、本年度で大きく進展しており、次年度の成果報告の活動へとつなげていくものとなっている。いずれも、高校におけるコンフリクト転換のための心理教育的プログラム開発の基礎研究として意義ある成果が期待される。最終年度である本年度では、(1)高校のステークホルダーに対するコンフリクトの調査研究、(2)ピア・メディエーションを高等学校レベルで行う実践的研究(アクションリサーチ)、そして(3)平和教育の一環としてのコンフリクト解決教育のプログラムとその評価という3つの軸を中心に研究活動がおこなわれた。(1)井上・いとう・飯田(2011)として印刷中の論文の基盤となったのは、高等学校のステークホルダーの葛藤対処方略スタイルと適応をあきらかにするための関東の高等学校に依頼した質問紙調査であった。そこでは、教職員のバーンアウト傾向及び学校特性の認知との関連を明らかにすることが出来た。(2)また本年度は、いとう・水野・井上(2010)で紹介したように、紛争解決法としてのピア・メディエーションに着目した。関西のM高校でのワークショップ活動に参加観察したのでほうこくした。その講習会の内容と参加者の感想文の分析は現在進行中である。(3)さらには、コンフリクト転換を重視した平和教育とその評価について検討した。具体的には、カルトゥング平和理論を主軸にした教員免許更新講習を小中高教員におこなったので、その内容とプロセスを紹介するとともに、プログラム評価としてテキストマイニングの手法により、参加者の感想文を分析し、いとう・杉田・井上(2010)として公表した。

以上の3つの軸での研究により、(1)教師の持っているコンフリクト解決方略と本人のメンタルヘルスとの関連が強いことが明らかになり、(2)コンフリクト解決教育を実際にピア・メディエーションとい形で現場に実現している試みの重要性を指摘し、さらに(3)コンフリクト解決教育の教職員向けのプログラムが時間的制約があっても有効であり、参加者の満足度が高いことを指摘できた。これらは高校におけるコンフリクト転換のための心理教育的プログラム開発のための基礎資料となるものである。
可溶不溶可逆酵素の開発と固体バイオマスのエネルギ-物質への連続変換における利用

バイオマスを生物燃料へ変換するプロセスにおいて加水分解工程は最大の律速段階であり、各加水分解酵素の利用効率を高める必要がある。そこで、可溶状態で立体障害なく固体バイオマスに効率よく作用した後、刺激を与えることによって不溶化し回収再利用できる可溶・不溶可逆加水分解酵素の調製およびその繰り返し利用いついて検討した。さらに、凝集酵母または固定化乳酸菌と本可溶・不溶可逆酵素を組み合わせて用い、固体バイオマスから直接有用物質を生産するためのバイオリアクタ-の開発について検討した。本研究の成果は以下のようにまとめられる。1.pHに応答して溶解性が変化する高分子に生デンプン分解酵素またはセルラ-ゼを水溶性カルボジイミドを用いて固定化することにより、可溶・不溶可逆酵素を調製できた。2.固定化酵素の調製条件としてpH,固定化時間、酵素と高分子の重量比、酵素添加量について検討し、最適な固定化条件を決定した。3.調製した固定化酵素は水に溶けている状態で効率よく固体バイオマスを加水分解し、反応終了後にpHを変えることによって不溶化し、反応生成物である精液と分離ができ、再利用ができた。4.不溶化時に沈降する可溶・不溶可逆酵素を繰り返しおよび連続的に用いるために、沈降分離型バイオリアクタ-を作製した。このリアクタ-を用いて生デンプンから直接エネルギ-物質としてのエタノ-ルの繰り返しおよび連続生産に成功した。また、同様にして生デンプンから直接乳酸の繰り返しおよび連続生産に成功した。
超低レイノルズ数における昆虫サイズ翼の空力特性の解明

昆虫の翅に相当するレイノルズ数における翼の空力特性を、独自の高感度天秤を組み込んだ超小型低圧風洞装置を開発することによって研究してきた。本風洞装置はこれに先立って採択された科研費(課題番号25630395)によって開発したものであるが、本研究の目的は、この装置を使った実験によって、昆虫サイズ翼特有の空力特性を明らかにすることである。研究を進めた結果、昆虫の翅に見られる独特の形状、例えばトンボの翅に見られるコルゲート薄翼や甲虫の前翅に見られる大きなキャンバの円弧薄翼の二次元翼特性において、これまでに得られていないレイノルズ数100010,000の範囲で空力特性を得ることができた。そのため、共同研究者はCFDでもコルゲート翼の解析を進め、コルゲート翼の凹凸にできる渦を捉えることができた。また、2016年に受理された円弧薄翼に関する論文が2018年3月に日本航空宇宙学会論文賞を受賞した。一方、三次元翼の実験を進めた結果、低アスペクト比翼の空力特性に、この超低レイノルズ数領域特有の現象があることが分かった。すなわち、一般的に低アスペクト比翼の揚力係数に付加される非線形な渦揚力が、昆虫サイズの翼になると消失することが分かった。この結果は過去に報告されたことのない研究成果と思われる。本実験結果は、2017年に論文として投稿し受理された。2018年はさらに他の平面形やアスペクト比に関する系統的な実験を行いさらにその現象を明確にした。この結果は複数の学界で発表したが、さらに論文として投稿し現在審査中である。これ以外にも、昆虫サイズの翼の空力特性や物体の抗力に関する実験を行い、多数のデータを得ることができたため、その都度学会等で発表を行った。本研究の目的は、昆虫の翅のような非常に小さな翼の空気力学特性を解明することにある。具体的には、開発した低圧風洞(科研費研究課題番号2563039)による微小空気力の測定に加えて、流れの可視化技術の確立と数値流体解析(CFD:Computational Fluid Dynamics)を併用して解明を目指している。今回の研究では、まず流れの可視化方法としてPIV(Particle Image Velocimetry)技術を開発することから始めた。その過程ではさまざまな問題点が現れたが、2016年末には二次元PIV測定が可能となった。このため、実際の翼の測定にも応用してきた。これらの実験の中で最も大きな成果となったのは、昆虫サイズの低アスペクト比翼の空気力学特性について新たな知見が得られたことである。これまで、低アスペクト比翼ではレイノルズ数依存性が小さく、低レイノルズ数になっても空気力学特性は殆ど変化しないと考えられてきたが、翼が昆虫の翅の大きさになると、低アスペクト比翼特有の迎角の増加と共に付加される渦揚力が殆ど得られなくなるという現象が明らかになった。PIVによる流れの可視化の結果、翼端渦は高レイノルズ数と同じようにできるものの、翼中央部の流れが剥離し、翼端渦もそれと共に翼面から離れることが分かった。これらの結果は各種の学会で発表すると共に、日本航空宇宙学会に論文として投稿し審査中である。以上のように、研究はほぼ順調に進んでおり、昆虫サイズ翼の空気力学特性として一つの知見を得ることに成功している。PIV技術は二次元流れについては概ね実験に使用できるようになったため、研究は計画通りに進んでいると言える。ただし、ステレオPIVによる三次元方向の流れの可視化については、本研究の測定における有効性を考えると問題点が多く現在検討中である。本研究は生物の翅が持つ空気力学特性の解明が主目的であるため、これを第一に効率のよい研究を進めたいと考えている。測定結果は、低アスペクト比翼に関して新たな知見が得られており、これを確かめるためのCFD解析も進めている。本研究は、昆虫のような生物の翅が持つ特有の形態の空気力学的特性を解明することを研究目的としている。具体的には、新たに開発した低圧風洞(科研費研究課題番号2563039)による微小空気力の測定に加えて、流れの可視化技術の確立と数値流体(CFD)解析を併用することが今回の課題である。この課題に対して、二次元翼と三次元翼の両面から実験を進めた結果、初年度、低アスペクト比翼の空力特性として昆虫サイズ翼において新たな現象が見つかったため、日本航空宇宙学会に論文として投稿した。これは当該年度に受理され、日本航空宇宙学会誌2017年10月号に掲載された。その後、この研究はさらに発展しており、さまざまな翼平面形においても一定のアスペクト比の範囲で同じ現象が確認できた。この現象はPIV計測を併用した結果、どれも同じような現象が確認できた。面白いことは、この現象が生じるのはどの平面形もアスペクト比が1付近に限定されており、それより大きくても小さくても現象はほとんど生じないことである。現在その点を詳細に確認中である。また、CFDはアスペクト比1の場合に実験結果との一致が確認できたため、現在レイノルズ数を変更して解析中である。一方、二次元翼については、特にトンボの翅断面に見られるコルゲート薄翼について形状を変更して計測し、より明確な結果を出すことができ、複数の学界で発表している。

また、CFDにおいても成果があり、実験結果と近い結果を得ることに成功している。PIV技術は二次元流れについては概ね実験に使用できるようになり、研究は計画通りに進んでいるが、三次元流れについては可視化が困難であるため、測定方法を変更して計測を行っている。このような低レイノルズ数領域に有効と思われる方法を試しており、機器類を有効に活用できるようになった。今後、実験を継続すると共に結果を公表していく。昆虫の翅に相当するレイノルズ数における翼の空力特性を、独自の高感度天秤を組み込んだ超小型低圧風洞装置を開発することによって研究してきた。本風洞装置はこれに先立って採択された科研費(課題番号25630395)によって開発したものであるが、本研究の目的は、この装置を使った実験によって、昆虫サイズ翼特有の空力特性を明らかにすることである。研究を進めた結果、昆虫の翅に見られる独特の形状、例えばトンボの翅に見られるコルゲート薄翼や甲虫の前翅に見られる大きなキャンバの円弧薄翼の二次元翼特性において、これまでに得られていないレイノルズ数100010,000の範囲で空力特性を得ることができた。そのため、共同研究者はCFDでもコルゲート翼の解析を進め、コルゲート翼の凹凸にできる渦を捉えることができた。また、2016年に受理された円弧薄翼に関する論文が2018年3月に日本航空宇宙学会論文賞を受賞した。一方、三次元翼の実験を進めた結果、低アスペクト比翼の空力特性に、この超低レイノルズ数領域特有の現象があることが分かった。すなわち、一般的に低アスペクト比翼の揚力係数に付加される非線形な渦揚力が、昆虫サイズの翼になると消失することが分かった。この結果は過去に報告されたことのない研究成果と思われる。本実験結果は、2017年に論文として投稿し受理された。2018年はさらに他の平面形やアスペクト比に関する系統的な実験を行いさらにその現象を明確にした。この結果は複数の学界で発表したが、さらに論文として投稿し現在審査中である。これ以外にも、昆虫サイズの翼の空力特性や物体の抗力に関する実験を行い、多数のデータを得ることができたため、その都度学会等で発表を行った。現在、新たな知見が得られた平面形特性については平面形の種類を増やすことでより詳細なデータを得たいと考えている。同時に翼断面形状の空力特性についても進めている。流れの可視化技術は、現象に合わせた最適な方法を模索していく。CFD解析については三次元計算であるため非常に時間がかかり、実験結果とどこまで一致させられるかが今後の課題である。三次元翼特性については、複数の平面形を計測した結果一定の成果が得られた。その応用として大きな上反角を持つチョウの翅の形状についても研究を進めている。二次元翼特性ではトンボの翅断面に見られるコルゲート薄翼についてさらに研究を進めている。今年度は今までに得られた多くのデータをどのようにまとめていくかが課題で、複数の学会において発表を予定している。本研究では、想定した超小型の翼の研究に使用可能なPIVによる可視化技術の確立が最初の目的であったため、これに集中して開発した結果、二次元流れについてはほぼ確立できた。しかし、当初考えていたステレオPIVのシステムについては、多数の技術的困難が予想され、本研究に最も有効な方法かを検討した。そのため、一度に装置を拡張することを控え、来年度の予算に繰り越した。
調理加工過程における油脂配合量と食品中脂質の質的変化・存在様態との関係

ドーナツ,カスタードプディングを試料として,配合される卵の役割を明らかにすることを目的に実験を行った。ドーナツでは,全卵あるいは卵白配合生地で揚げ油の吸着が少なく,卵黄配合生地あるいは卵を配合していない生地で揚げ油の吸着が多かった。生地の温度依存性測定から,卵黄配合生地で糊化開始温度が上昇していること,卵白配合生地で100°C付近のG',G"が高いことが認められた。周波数依存性測定では,卵黄配合生地では温度変化によるG',G"の変化が小さかった。これらのことから加熱過程において,卵白は生地を硬化させて揚げ油の吸着を抑制すること,卵黄は生地の粘弾性を維持することが推察された。カスタードプディングの結果は本文中に示した。プディングは全卵・牛乳・砂糖が材料であるが,現在では全卵や牛乳の一部または全てを卵黄や生クリームに置換したプディングが多く販売されている。このプディングは上層と下層に分かれており食感が異なっている。本研究ではこのことが卵黄と生クリームに起因すると推察し,上層と下層の脂質成分量の測定およびレオロジー測定を行った。プディングの調製は生クリーム,牛乳,卵黄,砂糖により,生クリームと牛乳を1:1とした。卵黄は生クリーム重量の40%,12%とし,また比較のため卵白を40%含むものも作製した。脂質抽出後,脂肪量,リン脂質中リン量,コレステロールを測定した。粒度分布は0.1%SDSあるいは水を分散系として超音波処理前後で行った。さらに,静的粘弾性測定(流動曲線),動的粘弾性混定(応力依存,周波数依存)をコーンプレート1°(φ35mm)を用いて行った。上層と下層の脂質分布は,脂肪量,脂肪酸組成,リン脂質リン量の差が小さい一方,コレステロールは下層に多かった。卵黄配合では卵白配合と比較して超音波処理前の粒子径が大きく,処理後に小さくなった。また,下層より上層で粒子径が大きかった。卵黄配合量が少ない場合は粒子径は小さかった。動的粘弾性測定では,卵黄配合と卵白配合は上層と下層ともに見かけの粘度〓に差は認められなかった。しかし応力依存測定では卵白配合と比較して卵黄配合のG'とG"の値およびそれらの差が大きく線形領域も広かった。また,卵黄配合が多いとG'とG"が逆転するτは大きくなった。周波数依存測定では,卵黄の量によりG'とG"の差が大きくなり,ゲル的になることが確認された。以上のことから卵黄は上層および下層の構造形成に複雑に関与していると示された。現在,低速での冷却遠心により,プディングの上層では脂肪およびコレステロールとリン脂質中リンが異なる分布をしていることを確認しており,21年度計画と並行して検討する予定である。21年度は,澱粉を主成分とする食品である小麦粉を試料として,「配合された油脂」の「食品に内在している澱粉との成分間反応・構造構築」および「食品に内在している脂質の質的変化」への影響を検討した。小麦粉,全卵,バターからドーナツを調製,生地およびドーナツに含まれる小麦粉(澱粉)と脂質の結合の強さにより脂質を分画した。すなわち,生地と強く結合していない脂質はBligh&Dyer法で,澱粉と強く結合している脂質はBligh&Dyer法抽出残渣を水飽和ブタノール法(WSB法)で抽出することで得た。澱粉に強く結合している脂質には小麦粉に内在しているアミロース脂質複合体(Starch Lipid)も含まれる。これらの脂肪酸(TG)分析,リン脂質種分析,コレステロール分析を行うことで,脂質由来を把握した。なお,全卵に代えて,卵黄,卵白を配合したもの,これらを配合しなかったものも調製,分析した。その結果,配合した卵黄,バターに由来する脂質および揚げ加熱中に吸着した揚げ油は,Bligh&Dyer法で抽出され,澱粉と強く結合しないことが示された。また,Starch Lipid (LPC, LPE)は揚げ加熱中に減少し,揚げ油中に溶出あるいはBligh&Dyer法抽出画分に抽出された。これらの結果に全卵,卵黄,卵白の配合の有無は影響しなかったが,揚げ油の吸着量には卵白の有無が関与していた。方,生地の加熱過程での熱的変化を示唆走査熱量計で測定した結果,2つの糊化ピーク(ピークI,II)およびアミロース脂質複合体解離ピーク(ピークIII)が認められ,卵黄配合によりピークII,IIIが小さくなり,卵白配合によりピークIIIは大きくなり,卵が糊化およびアミロース脂質複合体解離に影響を及ぼすことが示唆された。

なお,20年度に上層と下層では内部構造が異なることを確認した生クリームと卵黄が多く配合されたプディングにおいて,上層と下層で脂肪,コレステロール,リン脂質がわずかに異なる分布をしていることも冷却遠心分離による分画で明らかとした。22年度は,21年度にひきつづき,「配合された油脂」の「食品に内在している澱粉との成分間反応・構造構築」および「食品に内在している脂質の質的変化」への影響をドーナツ生地を試料として,配合される卵の役割を明らかにすることを目的とした。具体的には,Bligh-Dyer法で揚げ加熱後の脂肪量の測定を行うとともに,生地の動的粘弾性測定をペルチェ式温度コントロールシステムを有するストレス制御動的粘弾性測定装置RS6000(Thermo-HAAKE, Germany)を用い,貯蔵弾性率G'および損失弾性率G"の応力依存性,周波数依存性,温度依存性測定を行った。その結果,全卵あるいは卵白を配合した生地で揚げ油の吸着が少なく,卵黄を配合した生地あるいは卵を配合していない生地で揚げ油の吸着が多かった。動的粘弾性測定における生地の温度依存性では,卵黄を配合した生地では糊化が抑制され糊化開始温度が上昇していること,卵白を配合した生地で100°C付近のG',G"が他の生地よりも高いことが認められた。また,応力依存性測定の結果から,卵白を配合することでG'は上昇し,卵黄を配合することでG',G"の上昇が抑制された。さらに,周波数依存測定の結果,卵黄を配合した生地では温度変化によるG',G"の変化が小さく,また,G'とG"のプロットが20,60,75,90°Cでほぼ同一線上となった。これらのことから加熱過程において,卵白は生地を硬化させて揚げ油の吸着を抑制すること,卵黄は生地の粘弾性を維持することが推察された。今後は卵黄あるいは卵白の加熱による変化と調理特性について詳細に検討する必要があると考えられた。
キュウリモザイクウイルス抵抗性遺伝子の機能解析と下流シグナル伝達系の分子解剖

シロイヌナズナのエコタイプC24は、キュウリモザイクウイルス黄斑系統[CMV(Y)]に対する抵抗性遺伝子RCY1を持ち、過敏感反応抵抗性(HR)を誘導する。前年度までに、RCY1遺伝子のmRNAの発現量が高いほどCMV(Y)に対する抵抗性の強度が増すことを明らかにしている。本年度は,RCY1のタンパク質の蓄積量とCMV(Y)抵抗性の強度の関係及び、CMV(Y)抵抗性誘導時のRCY1タンパク質の発現変動について解析した。そのために、HAタグを付加したRCY1-HAタンパク質を発現する形質転換コンストラクトを作成し、CMV(Y)に対して罹病性を示すシロイヌナズナエコタイプColにアグロバクテリウム減圧浸潤法を用いて遺伝子導入を行い、形質転換体Col::pRCY1-HAを複数ライン作出した。Col::pRCY1-HA各ラインにCMV(Y)を接種した結果、野生型のC24同様にHRを誘導するライン、ウイルスの増殖を強く抑えHRによる壊死斑の拡大の小さいmoderate HRを誘導するライン、ウエスタンブロット法では確認できない程ウイルスの増殖が抑えられており、細胞死を伴わない高度抵抗性を示すラインとライン間で抵抗性強度に差異が認められた。HA抗体を用いたウエスタンブロット法により、Col::pRCY1-HA各ラインの健全状態のRCY1-HA量を比較すると、抵抗性の強度とRCYタンパク質の蓄積量との間に正の相関があることが明らかとなった。また、Col::pRCY1-HAのHRを誘導するラインにおいて、CMV(Y)接種後のRCY1-HA量を経時的に測定したところ、蓄積量に顕著な変動は見られなかった。以上より、CMV(Y)抵抗性は、健全状態のRCY1タンパク質量で制御されており、その蓄積量により抵抗性の強度が決定されるものと考えられた。シロイヌナズナのエコタイプC24は、キュウリモザイクウイルス黄斑系統[CMV(Y)]に対する抵抗性遺伝子RCY1を持ち、過敏感反応抵抗性を誘導する。これまで、RCY1遺伝子に一塩基置換を生じCMV(Y)抵抗性を失った変異体rcy1-27を作出した。本年度は、rcy1変異体のCMV応答を詳細に解析した結果、アミノ酸置換部位の差異により過敏感細胞死を誘導する系統(rcy1-2,4)と誘導しない系統(rcy1-3,5,6,7)があることを見出した。さらに、rcy1-2/rcy1-4ヘテロ型植物において、抵抗性反応が復帰することを明らかにし、RCY1タンパク質分子間の相補作用の存在を示した。また、RCY1遺伝子の発現量と抵抗性の強度の関係を調べるために、罹病性エコタイプColumbia(Col)にRCY1遺伝子を導入した形質転換体(Col::pRCY1)において、RCY1遺伝子の発現量が異なる複数のラインを作出した。Col::pRCY1のCMV(Y)応答を解析した結果、RCY1遺伝子の発現量が高いほど抵抗性の強度が増すことを明らかにした。また、RCY1遺伝子の発現量が野生型C24の100倍程度高いライン#2において過敏感細胞死の誘導を伴わず、ウイルスの増殖を著しく抑制する高度抵抗性を誘導することを示した。次に、マイクロアレイ解析により、Col::pRCY1#2と野生型Colそれぞれの健全植物体間で遺伝子発現量を比較したところ、発現量に差が認められた遺伝子の大部分は、防御関連遺伝子やストレス応答性因子、病害抵抗性シグナル因子であった。このことから、RCY1遺伝子の高レベル発現により、CMV抵抗性シグナル伝達系が活性化されるものと推察された。

以上より、CMV(Y)抵抗性は、健全状態のRCY1タンパク質量で制御されており、その蓄積量により抵抗性の強度が決定されるものと考えられた。
物性現象におけるカオス

1統計力学の基礎としてのカオスの研究.カオスの研究によれば,分布関数はt→∞と共に点毎には収束しない.ここで法則収束の概念を導入すると,分布関数はt→∞で収束する.法則収束とは確率論の概念で, t→∞ではちがった確率法則に収束するという意味である. tが有限でもこの概念を援用すると線形広答理論の新しい室式化が可能であり,従来の線形応答理論のもつさまざまな欠陥を取り除くことができる.またこの法則収束した分布関数がt→∞で一室であればエルゴード性をもつことが示される.このことはカオスの力学からのエルゴード理論への一つのアプローチとなるであろう.2量子系のカオス.量子系のカオスについてはその存在の有無や,古典論との対比などにおいて,まだ統一した見解がえられていない.本研究では量子系のカオスの本質は作用積分にあることを明らかにした.それは,グリーン関数の経路積分に現れる.これによって古典論との対応がつけられ,エネルギーレベルや波動関#の性質も原理的に導かれるはずのものである.また量子効果の##も論ずることができる.具体的に計算機実験などでしらべる必要はあるが,基本方針がたてられたことになる.またエネルギー単位の問題の分布と古典カオスの関係や,ランダムマトリックス,伏見関数などの立場からも量子カオスをしらべた.3その他生物にみられるカオスは生物の行動や脳を理解する上での大切なポイントであるとおもう.ゾウリムシの膜電位を解析し,そこに低次元のカオスの存在することを示した.更にスパイクをふくんだ長時間に亘る解析が必要である.また周期軌道の分岐を一般的に論じた.1統計力学の基礎としてのカオスの研究.カオスの研究によれば,分布関数はt→∞と共に点毎には収束しない.ここで法則収束の概念を導入すると,分布関数はt→∞で収束する.法則収束とは確率論の概念で, t→∞ではちがった確率法則に収束するという意味である. tが有限でもこの概念を援用すると線形広答理論の新しい室式化が可能であり,従来の線形応答理論のもつさまざまな欠陥を取り除くことができる.またこの法則収束した分布関数がt→∞で一室であればエルゴード性をもつことが示される.このことはカオスの力学からのエルゴード理論への一つのアプローチとなるであろう.2量子系のカオス.量子系のカオスについてはその存在の有無や,古典論との対比などにおいて,まだ統一した見解がえられていない.本研究では量子系のカオスの本質は作用積分にあることを明らかにした.それは,グリーン関数の経路積分に現れる.これによって古典論との対応がつけられ,エネルギーレベルや波動関#の性質も原理的に導かれるはずのものである.また量子効果の##も論ずることができる.具体的に計算機実験などでしらべる必要はあるが,基本方針がたてられたことになる.またエネルギー単位の問題の分布と古典カオスの関係や,ランダムマトリックス,伏見関数などの立場からも量子カオスをしらべた.3その他生物にみられるカオスは生物の行動や脳を理解する上での大切なポイントであるとおもう.ゾウリムシの膜電位を解析し,そこに低次元のカオスの存在することを示した.更にスパイクをふくんだ長時間に亘る解析が必要である.また周期軌道の分岐を一般的に論じた.1.カオスの基礎的研究。古典系カオスの量子系への反映として、エネルギー固有値の最近接レベル分布がウィグナー分布を示すことは有効な指標と考えられている。従来レベルの分布がウィグナー型になることの理論的根據とされて来たものは、ランダム行列理論であり、それは個々の行列要素の統計的独立性を仮定している。そこで四次の固次ポテンシャルや、モース型ポテンシャルをもったハミルトン系で、各行列要素が独立なランダム変数と見做されるかどうかを調べた。その結果によると実際のハミルトニアンの行列要素の分布は決してランダムとはみなしえず、非常に広範な非ランダム行列の集団もまたウィグナー分布を支えることがわかった。2.ゾウリムシの膜電位変化の解析。生物の行動にはしばしばゆらぎをともなっていてそれを積極的に利用していると考えられるものがある。例えばゾウリムシは適温の場所や餌の多い場所を探す際方向変換をしばしば行なってランダムに動く。この行動は繊毛の動きによるもので、膜電位の変化と密接な関係がある。これは積極的にカオスをつくっていると考えられるが、その力学系の自由度は小さいにちがいない。そのストレンジアトラクターの次元は少数次元であろう。GrassbergerとProcacciaは、一次元の時系列から、アトラクターの次元をきめる方法を考案した。我々はこの方法に従って、膜電位の時系列から、アトラクターの次元を求めた。こうして膜電位の時系列の測定からえられた結論を要約すると次のようにいうことが出来る。ゾウリムシの膜電位ゆらぎは自由度での力学系と、熱ゆらぎの重ね合わせである。なおこの力学系の自由度は環境によって、特に外液のカルシウム濃度によっても変わる。この力学系のくわしいことはこれからの研究である。カオスは力学系の普遍的性質であっていろいろなところに顔を出す.ここではそれらの中からいくつかの問題をとりあげている.本年度になされた主な仕事をのべる.1.線形応答理論とカオス.線形応答理論は統計力学に新しい考えを導入し有用な結果を提供して来たが,その基礎は必らずしも明確でなく,不都合な側面もある.

例えばエントロピが増大しないこと,感受率は孤立感受率であって断熱感受率を与えないことである.線形応答理論は力学の立場から取扱うがその力学はカオス状態の力学である.力学量は空間的にも時間的にもはげしくゆらいでいる.そのために法則収束の考を導入し,線形応答理論の〓〓策を試みた.その結果,エントロピーの増大が期待され,感受率が正しく断熱感受率を与えることが示された.また二次元の2つ又は3つの古典的双極子の一定〓場の下での力学を計算機によって解き,法則収束による粗視化の必要性を示した.2.量子力学系のカオス.昨年の研究で2自由度系ではエネルギー分布がウグナー型であってもハミルトン行〓は決してランダムでないことを示したが,道に完全にランダムではないマトリックスからもウィグナー分布が出ることを示した.マトリックスの要素は表示に依存するので,表示によらないランダム性や局所分布性をしらべることがこれからの課題である.3.微生物の運動のカオスについても研究の進展があったが,ここではのべない.4.生態系のカオス.偶数種の捕食者被捕食者間の関係は,適当な変換によってハミルトン形成にかき直すことが出来る.4種の生物種について,カオスの拡がりをしらべたが,これは不動点の分岐によるのではなく,回転者の変化による不動点の増加である.
プローブ誘起相転移を利用した超高密度記憶に関する研究

本研究では、申請者が見い出した新現象-プローブ誘起相転移-を利用して、新しい原理に基づくnmスケールの超高密度記憶を実現することを目的とし、硫化カルゴネゲナイト材料中に情報を再現性良く「読み書き」するための実験条件の最適化を行った。物質探索を進めた結果、セレンをドープした硫化イオウ系において、nmサイズの網目状構造を得た。また同材料の金属一絶縁体転移温度(180K)の直上において、走査トンネル顕微鏡(STM)の探針を走査したところ、局所的に絶縁体領域を「書き込む」ことに成功した。また、昇温することにより、一旦書き込んだ情報をすべてクリアできることも確認した。従って、本手法はリードオンリメモリとしての実用化が期待できる。網目の最小サイズは5nmであり、テラバイト-cm2レベルの超高密度が達成できる可能性がある。上記系では、実験温度を精密に制御する必要があったが、純粋な硫化イオウ系において合成条件を工夫した結果、室温においてもプローブ誘起相転移現象を確認した。本試料はマクロな意味では金属一絶縁体転移を示さず、結晶内に大きな歪みが存在するものと考えられる。この歪みを局所プローブにより緩和することで、高温においてもプローブ誘起相転移が起こったものと推測される。本研究では、申請者が見い出した新現象-プローブ誘起相転移-を利用して、新しい原理に基づくnmスケールの超高密度記憶を実現することを目的としている。すなわち、微小プローブを用いて金属材料中に局所絶縁体領域を「書き込む」、あるいは逆に同プローブにより情報を「読み込む」ための材料探索・微細組織化を進めるとともに、再現性良く「読み書き」を行うための条件(温度、バイアス電圧、トンネル電流など)を確立を目指した。遷移金属カルコゲナイトを中心に物質探索を行なった結果、TaS_2及びその置換系でプローブ誘起相転移現象を発見した。すなわち、SサイトをSeで15%置換した系において、網目状のナノドメイン構造の導入に成功し、金属-絶縁体相転移温度(180K)の直上において、各網目を単位として金属-絶縁体転移を誘起できることを見いだした。また、TaS_2においても、組成比を制御を制御することにより、同様の構造を作り出すことに成功した。Se置換系の場合、プローブ誘起相転移を起こす温度範囲が限られているが、TaS_2試料は、バルクとしては相転移を示さず、液体窒素温度においても、プローブ誘起相転移を確認した。上記相転移は1次相転移であり、ヒステリシスが大きい程書き込み結果は安定に保持されると考えられる。今後は、Nbによる陽イオン置換を中心に物質探索を進めるとともに、プブローブ誘起相転移の機構解明を目指す。また同材料の金属-絶縁体転移温度(180K)の直上において、走査トンネル顕微鏡(STM)の探針を走査したところ、局所的に絶縁体領域を「書き込む」ことに成功した。網目の最少サイズは5nmであり、テラバイト/cm2レベルの超高密度が達成できる可能性がある。本試料はマクロな意味では金属-絶縁体転移を示さず、結晶内に大きな歪みが存在するものと考えられる。