hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
オーロラPLD法による強誘電体/強磁性体積層薄膜の300℃以下結晶化とメモリ応用

平成18年度は17年度に完成させたダイナミックオーロラPLD法で強磁性体薄膜の低温結晶化を行うとともに、成膜中の磁場印加が磁性体薄膜の磁気特性に及ぼす影響を明らかにした。磁性体としては亜鉛フェライト(ZnFe_2O_4)を選択した。亜鉛フェライトは反強磁性体で強磁性を示さない。しかしながら、ダイナミックオーロラPLD法で成膜時に磁場の印加を行うと強磁性が発現することを見出した。このとき発現する飽和磁化の大きさは印加する磁場の増加に伴い増加した。2000Gの磁場印加により、室温において57emu/gという高い値を示した。フェライトは正四面体間隙であるAサイトと正八面体間隙であるBサイトから構成されているが、通常亜鉛フェライトではZn2+イオンがAサイトを、Fe3+イオンがBサイトを占有しているために反強磁性となるが、ダイナミックオーロラPLD法で磁場中で作製した薄膜ではZn2+とFe3+イオンがAとBサイトを統計的に占有している可能性があることがSQUIDによる2Kにおける磁化の測定結果より明らかになった。すなわち、成膜時の磁場印加はサイトの占有状態の変化を引き起こす可能性があることが明らかになった。この効果は500°Cで最大となったが、300°C以下でも強く出現した。また、強誘電体であるPZTについてはPLD法とMOCVD法を組み合わせることにより290°Cというこれまで報告がない低温で結晶化するとともに高い強磁性を示す薄膜を得ることができた。すなわち、本研究に於いて、強誘電体と強磁性体の両方について300°C以下での結晶化に成功した。また、磁性体薄膜をMOSFETのゲート上に形成し、磁性体の残留磁化によるドレイン電流の変化を定量的に明らかにし、多値記録メモリ実現のための道筋を得た。申請者はPLD法ではレーザー光線の照射によりターゲット表面から発生するプルームがプラズマ状態にあることに注目し、このプラズマを磁界によって基板付近に集めれば『自発的アシスト』効果が得られるのではないかと考えた(オーロラPLD法)。この手法を強誘電体薄膜と強磁性体薄膜を積層させた積層薄膜の作製時に用いることにより、新しい強誘電体/強磁性体メモリの機能が実現できるのではないかと考えるに至った。平成16年度は(1)最高磁場430GのダイナミックオーロラPLDチャンバーでNiOおよびニッケル亜鉛フェライト薄膜の結晶化や特性におよぼす磁場印加効果を調査すること(2)2000Gの最高磁場を実現するための新しい『ダイナミックオーロラPLD装置』の試作行うための準備を完了させた。NiO薄膜についてはMgO基板上に室温という低温でエピタキシャル成長させることに成功したが、このような低温結晶化に対しては酸素圧力が大きく作用し、20mtorrの場合に結晶性が極端に高くなることを見いだした。15mtorrおよび30mtorrでは結晶性が低いことが見いだされた。このことは低温エピタキシャル成長が生じるためには気相の平均自由行程や運動エネルギーが鍵であることを示唆する。また、結晶性は印加させた磁場が大きいほど強くなることが明らかになった。ニッケル亜鉛フェライト薄膜については、成膜中の磁場印加により、印加しない場合より約200°Cほど低温で結晶化し、かつ、バルクに匹敵する飽和磁化が得られることを明らかにした。また、磁場印加効果が生じる条件を検討するため、種々の物質に対してオーロラPLDの効果の有無を調査した。平成17年度は(1)2000Gの最高磁場を実現するための新しい『ダイナミックオーロラPLD装置』を完成させ(2)磁場中で成膜することにより、400°C以下という低温でPb(Zr,Ti)O_3(PZT)の結晶化に成功するとともに、30.5μC/cm^2という高い残留分極を実現することに成功した。作製したダイナミックオーロラPLD装置を用いて、Pt/PZT/SrTiO_3/Pt/CeO_2/Si構造のMIMキャパシタを作製した。CeO_2はSi基板上に低温で高い結晶性を有する酸化物層を形成するために導入したが、その成膜温度は300°Cとした。磁場を印加しない場合にはCeO_2の結晶性は低いのに対して、2000Gの磁場を印加することにより、結晶性が著しく向上した。Pt層はRFスパッタリング法で作製した。SrTiO_3はPZTを低温で結晶化させるためのシード層として導入したが、SrTiO_3の場合には、2000Gの磁場印加によりTi過剰の組成の膜となることが明らかになった。そこで、ターゲット組成をTi/(Sr+Ti)=0.45に変化させたところ、化学量論組成のSrTiO_3薄膜が得られた。しかしながら、必ずしも得られたSrTiO_3薄膜の結晶性が高くなかったため、成膜時の雰囲気をO_2からN_2Oに変更したところ、高結晶性のSrTiO_3薄膜が得られることが明らかになった。なぜ雰囲気をO_2からN_2Oに変更することによって結晶性が向上するのかを調べるために、購入したマルチチャンネル検出器でプルーム中の各元素の状態を調査した。

その結果、磁場を印加しない場合には主に中性の原子のピークが弱く観測されたのに対して、磁場を印加するとO_2中での成膜ではイオン化したSrとTiの発光ピークが観察されたのに対して、N_2O中ではSr,Tiに加えてイオン化した酸素のピークが鮮明に観測された。このことは、N_2O雰囲気で磁場中で成膜を行うと、各元素のイオン、特に酸素イオンの活性が高くなって、高エネルギー状態となり、このために400°Cという低温でSrTiO_3が結晶化したものと考えられた。このようにして作製したSrTiO_3層の上にPZTの成膜をN_2O雰囲気下で2000Gの磁場を印加して試みた。その結果、高い結晶性を有するPZT薄膜が400°Cという低温で結晶化した。この膜は低温成膜にもかかわらず、30.5μC/cm^2という高い残留分極を有していた。平成18年度は17年度に完成させたダイナミックオーロラPLD法で強磁性体薄膜の低温結晶化を行うとともに、成膜中の磁場印加が磁性体薄膜の磁気特性に及ぼす影響を明らかにした。磁性体としては亜鉛フェライト(ZnFe_2O_4)を選択した。亜鉛フェライトは反強磁性体で強磁性を示さない。しかしながら、ダイナミックオーロラPLD法で成膜時に磁場の印加を行うと強磁性が発現することを見出した。このとき発現する飽和磁化の大きさは印加する磁場の増加に伴い増加した。2000Gの磁場印加により、室温において57emu/gという高い値を示した。フェライトは正四面体間隙であるAサイトと正八面体間隙であるBサイトから構成されているが、通常亜鉛フェライトではZn2+イオンがAサイトを、Fe3+イオンがBサイトを占有しているために反強磁性となるが、ダイナミックオーロラPLD法で磁場中で作製した薄膜ではZn2+とFe3+イオンがAとBサイトを統計的に占有している可能性があることがSQUIDによる2Kにおける磁化の測定結果より明らかになった。すなわち、成膜時の磁場印加はサイトの占有状態の変化を引き起こす可能性があることが明らかになった。この効果は500°Cで最大となったが、300°C以下でも強く出現した。また、強誘電体であるPZTについてはPLD法とMOCVD法を組み合わせることにより290°Cというこれまで報告がない低温で結晶化するとともに高い強磁性を示す薄膜を得ることができた。すなわち、本研究に於いて、強誘電体と強磁性体の両方について300°C以下での結晶化に成功した。また、磁性体薄膜をMOSFETのゲート上に形成し、磁性体の残留磁化によるドレイン電流の変化を定量的に明らかにし、多値記録メモリ実現のための道筋を得た。
プロテインフォスファターゼ関連因子の組織的探索と新規染色体機能制御機構の解析

タンパク質は細胞内で機能する際に様々な修飾を受けてその機能が調節される場合が多く知られている。中でもリン酸化、脱リン酸化反応は、非常に多くのタンパク質が受ける修飾の一つであり、それらのタンパク質の活性自体、あるいは他の分子との相互作用に関与する事が示されてきた。本研究では分裂酵母を材料とした網羅的遺伝学的アプローチを用い、タンパク質脱リン酸化酵素と機能的に相互作用する遺伝子を複数同定し、その遺伝子を解析した。本研究課題ではタンパク質の脱リン酸化反応が細胞内でどのような機構によって生命現象、とりわけ細胞増殖を制御しているのかという点に焦点を絞った解析を行なっている。プロテインフォスファターゼは、タンパク質の脱リン酸を担う酵素であるが、その逆反応を担うプロテインキナーゼに比較して、作用機序が不明な部分が多い。本研究では酵母ランダム突然変異株ライブラリーを用いた組織的スクリーニングにより、プロテインフォスファターゼに機能的に関連する因子のスクリーニングを網羅的に行なう。一連の解析により、触媒サブユニットを制御する因子、基質、あるいはプロテインキナーゼや他のプロテインフォスファターゼとの機能的相互作用等が見出される事が期待される。それらの結果を総合的に解析し、プロテインフォスファターゼの新規機能、ならびにそれら遺伝子間の機能的ネットワークの理解を目的とする。本年度は昨年に引き続き、分裂酵母のランダム変異株ライブラリー中の変異株に対して、1型プロテインフォスファターゼとしてDis2を、2型プロテインフォスファターゼとして、Ppa2(2A型), Ptc1(2C型)を用いて、機能相互作用する変異株ならびに遺伝子の同定を行なった。その結果、Ptc1により相補される変異株が多数同定され、それらの変異遺伝子の解析を進めた。遺伝子の解析を進めた結果、機能的にMAPキナーゼ経路を始めとして、大別して4グループの遺伝子群の作用機序にPtc1が関係している事が明らかとなった。そのうち3グループには共通する遺伝子がPtc1以外にも見いだされた。Dis2, Ppa2についてはスクリーニングを継続している。本年度は申請者らが構築した分裂酵母のランダム変異株ライブラリー中の変異株に対して、既知のプロテインフォスファターゼをコードする遺伝子を形質転換により導入し、機能的に相互作用する変異株ならびに遺伝子の同定を行なった。各過程は以下に述べる3段階に分けられる。(1)分裂酵母のランダム変異株ライブラリー約1,000株に対して、一株ずつ既知のフォスファターゼ遺伝子を形質転換により導入する。(2)得られた形質転換株のすべてについて制限温度、準制限温度における生育の促進効果、あるいは許容温度における生育の阻害効果の有無を調べる。(3)同定された遺伝子について、既知の表現型データ、および塩基配列データを詳細に分析し、機能的相互作用を示す遺伝子群についてのデータを集積する。出発点となる遺伝子は1型プロテインフォスファターゼとしてDis2を、2型プロテインフォスファターゼとして、Ppa2(2A型), Ptc1(2C型)を用いた。本研究課題ではタンパク質の脱リン酸化反応が細胞内でどのような機構によって生命現象、とりわけ細胞増殖を制御しているのかという点に焦点を絞った解析を行なった。具体的には酵母ランダム突然変異株ライブラリーを用いた組織的スクリーニングにより、プロテインフォスファターゼに機能的に関連する因子のスクリーニングを網羅的に行なった。用いた遺伝子は、1型プロテインフォスファターゼとしてDis2を、2型プロテインフォスファターゼとして、Ppa2(2A型), Ptc1(2C型)で、これらの遺伝子を持つプラスミドDNAを突然変異株ライブラリーの変異株に1株ずつ形質転換し、機能相互作用する変異株ならびに遺伝子の同定を行なった。多くの成果が得られたのはPtc1であり、MAPキナーゼをはじめとする4群の機能を持つ遺伝子群が同定された。そのうち最終年度はSMC5/6に関する解析を進め、このサブユニットの変異がPtc1だけでなく他の複数のプロテインフォスファターゼによっても、異なる相補性を示しながら相補される事を明らかにした。また逆反応を司るプロテインキナーゼについても解析を進め、Pka1による相補性がキナーゼ活性のみ無くした点変異で相補されない事を明らかにした。この事はリン酸化、脱リン酸化反応がSMC5/6の機能に直接関与する事を示唆している。

キナーゼについては他のキナーゼについても相補性を試したが、強く相補するものが無い事から、SMC5/6の特異的なリン酸化部位が機能制御に効果がある事が示唆された。また最終年度には1型、2A型プロテインフォスファターゼを用いたスクリーニングを進めたが、候補遺伝子は得られなかった。これらの2種の遺伝子はPtc1とは異なり、反応特異性を示すためにはサブユニット制御等の他の制御が重要なのかもしれない。分子生物学Ptc1により相補される変異株、ならびに相補する遺伝子のネットワークについて解析を進めた結果、4グループの遺伝子群に大別された。まず1番目のグループとしてMAPキナーゼSty1/Spc1変異株を3株同定し、さらにそれらの株の中にはPtc3(プロテインフォスファターゼ)やRep1(Rabゲラニルゲラニル転移酵素エスコートタンパク質)で相補される事を見いだした。これらはMAPキナーゼ経路とPtc1以外のプロテインフォスファターゼ、ならびに後述のプレニル化反応関連因子との関連を示唆する結果である。2番目のグループとしてRep1に変異を持つ株を6株同定した。これらの株についてもPtc1以外にもSpo9(ファルネシルピロリン酸合成酵素)や未同定Rabゲラニルゲラニル転移酵素アルファサブユニット、Fps1(ゲラニルゲラニル転移酵素)、Zfs1(亜鉛フィンガータンパク質)、Ptc3等の遺伝子が相補する事を見いだした。3番目のグループとしてSpo9変異株を3株同定し、これらもまたPtc1以外にもFps1, Rep1,未同定Rabゲラニルゲラニル転移酵素アルファサブユニット、Zfs1、Ptc3等の遺伝子が相補する事を見いだした。4番目のグループとしてSpr18変異株を新たに同定(合計2株)した。Spr18変異株からはいずれも上述のタンパク質修飾関連の遺伝子との機能相互作用は観察されなかったがTop3(トポイソメラーゼ)との相互作用が観察された。以上の結果から、上述の4グループの変異株群はいずれもPtc1と機能相互作用するが、最初の3グループについてはPtc1以外にも共通する遺伝子が見いだされた事から、これら3グループ間の機能相互作用の存在が新たに示唆された。それに対してSpr18はPtc1以外に共通な遺伝子が見いだされないことから、それらとは別の経路により生体内で機能する事が示唆された。分裂酵母のランダム変異株ライブラリーを用いて既知のフォスファターゼ遺伝子と相互作用する因子の解析についてはまずPtc1(2C型)を用いた解析では、スクリーニングの規模を拡大し、形質転換による生育の促進を示す変異遺伝子として以前と同様に多くの候補遺伝子が同定された。それらを分類すると、ゲラニルゲラニル転移酵素等のタンパク質のプレニル化反応に関与する酵素群とSpc1等のMAPキナーゼを中心とするストレス応答関連因子群が同定された。
腫瘍壊死因子から見た難治性うつ病性障害の病態解明とその治療戦略について

うつ病性障害ではその難治化が問題となっており、新たな分類・対応の設定が迫られている。難治性うつ病性障害群と血中腫瘍壊死因子(TNF)-αとの関連がこれまで検討されており、1)TNF-αが難治性うつ病性障害の病態生理に関与する、2)難治性うつ病性障害に対する治療薬の作用機所には血中TNF-α低下が関与する、3)TNF-α低下作用により難治性うつ病性障害が奏功する一群が存在する、ことが示唆されている。そこで本研究では、本研究に同意の得られた少なくとも3種類の抗うつ薬あるいは気分安定薬に治療抵抗性を示した難治性うつ病性障害を55症例を集積し、症状、社会的機能、縦断経過を評価した。さらに、前治療薬を固定し抗TNF-α作用を有するラモトリギン(LTG)による強化療法を8週間行い、治療前および治療8週後までの2週間ごとにうつ病症状の重症度を定量的に評価した。治療前および治療後に10 mLの採血を行い、今後は血中TNF-α、TNF-αの受容体である水溶性TNF受容体1、水溶性TNF受容体2の測定を行い、更には、TNF-αの活性に影響を与える遺伝子多型を検索する予定である。4週目と8週目でのうつ症状改善率が有意な正の相関があることから、4週目での部分治療反応性からその後の治療反応を予測できることを英語論文として報告した。更に、ラモトリギン代謝酵素を規定する遺伝子多型とラモトリギン定常状態血漿濃度には有意な関連がなく、その遺伝子多型は強化療法を行った場合のラモトリギン血漿濃度に影響を与えないことも英語論文で発表した。研究計画では、研究期間内に80100名を目標に本研究に同意を得られた難治性うつ病性障害症例を対象とする予定であった。しかし、初年度で既に症例数は55名に達している。周辺のクリニックあるいは病院から難治性うつ病性障害の紹介が非常に多く症例が集積する立地であること、加えて難治症例への経験が豊富であること、治療成績が良好であることなどがその理由としてあげられる今後も、難治性うつ病性障害の症例の集積に努める。血中TNF-α、TNF-αの受容体である水溶性TNF受容体1、水溶性TNF受容体2の測定を行い、更には、TNF-αの活性に影響を与える遺伝子多型を検索する予定である。試薬、ピペットなどの物品費にあてるため、次年度使用額とした
討議民主主義をめぐる実証研究-有権者意義と話し合いによる効果の分析-

本年度においては、無作為抽出質問票調査結果の分析を行い、実験研究の分析を進めると共に、いくつかの学会において分析結果の報告を行った。無作為抽出質問票調査結果の分析については、8月に実際に市民討議会が開催された東京都内の自治体において行われた無作為抽出(2000名)のアンケート調査の結果を用いて、市民討議会への参加意欲、政治的関心、政治的有効感といった政治意識や政治的会話の頻度、年齢といった属性について市民討議会の参加者と非参加者の比較などを行った。分析の結果、参加者の方が6070代が多く、政治的関心は高いが、政治的有効感や政治的会話の頻度においては参加者と非参加者の間に統計的な違いがないことが明らかになった。分析結果は、昨年度までの分析結果と共に論文としてまとめ、日本政治学会の討議民主主義に関するセッションにおいて報告を行った。また、引き続き市民討議会のフィールド調査も行った。実験研究に関しては、政治的認知に関する実験研究の分析を進め、分析結果の報告とフィードバックの議論を進めると共に、実験の方法についての理解を深めた。研究報告については、4月にイエール大学にて行われた神経認知科学のシンポジウムにおいて報告を行い、学際的な研究について学ぶと共に意見交換を行った。8月には、アメリカ政治学会において報告し、意見交換を行った。10月には日本政治学会にて報告を行い、日本における討議民主主義の実証研究についてのフィードバックを得、意見交換を行った。11月にはSociety for Neuroscienceにおいて報告し、意見交換を行った。本研究計画の1年目にあたる平成18年度においては、19年度以降に予定しているフィールド調査・実験調査の準備段階として、文献調査、方法論研究、準備的なフィールド調査を行う一方、世界政治学会において有権者意識に関する論文の報告を行った。文献調査は、討議民主主義の理論を中心に行うと共に、夏学期のゼミでは討議民主主義の主体となる市民の条件についても考察を行った。方法論に関しては、討議をめぐる調査研究や実験研究に必要な統計手法や実験手法についての理解を深めた。特に実験的手法は政治学においては蓄積が少ないため、心理学や経済学など社会科学の他分野の実験研究者の会合に出席する等して多くを学ぶと共に政治学における実験的手法の可能性について考察を行った。また実験的手法の一つとして、近年社会科学における応用が始まっている脳機能イメージング等の神経科学の手法にも注目し、方法を学ぶと共に実験の可能性を探っている。準備段階のフィールド調査としては、千代田区の市民討議会(7月1日/15日開催)と三鷹市のまちづくりディスカッション(8月26・27日開催)に準備段階から参加し、実施計画や主催者側の意識について話を聞くと共に、実際の準備過程について見聞し、討議会当日には参加者の発言や進行状況に注目し、次年度以降における調査や実験のデザインに反映させることができるよう努めた。7月の世界政治学会においては、修士課程にて取り上げた政策争点をめぐる有権者の意識と行動について英語で報告を行い、討議の前提となる有権者の政策認識について議論を深めることができた。本研究計画の2年目にあたる平成19年度においては、討議民主主義の実践に関するフィールド調査を引き続き行い、ランダムザンプル質問票調査の準備を進めると共に、来年度に予定している実験調査の準備と幾つかの研究報告を行った。フィールド調査においては、市民討議会を8・9月に開催した千代田区・江東区・葛飾区・墨田区(民間主催)、10月に開催した三鷹市(行政との協働)、11月に開催した日野市(行政との協働)において、実行委員会や準備ミーティング等に出席し、実施計画や主催者側の意図・意識について見聞すると共に、討議会開催当日においては、実際の討議を観察し、それぞれの討議会において討議前と討議後に質問票調査を行い、データの収集を行った。データは分析を進めている。また、ランダムサンプルでの質問調査の質問項目を作成した。実験調査については、集団過程・実験手法・実験統計に関する文献調査と神経科学に関するゼミの聴講を行って引き続き社会心理学的・神経科学的方法論に関する知見を深め、実験デザイン構築の準備を進めた。研究報告については、6月の日本政治研究学会研究会にて政策争点認知についての研究報告を行い、6月の早稲田大学でのランチセミナーにて神経科学についての報告、2月にワシントン大学においてfMRI実験についての報告を行った。また来年度の日本政治学会にて討議民主主義の実証研究報告を行う予定であり、その準備を進めている。

研究報告については、4月にイエール大学にて行われた神経認知科学のシンポジウムにおいて報告を行い、学際的な研究について学ぶと共に意見交換を行った。8月には、アメリカ政治学会において報告し、意見交換を行った。10月には日本政治学会にて報告を行い、日本における討議民主主義の実証研究についてのフィードバックを得、意見交換を行った。11月にはSociety for Neuroscienceにおいて報告し、意見交換を行った。
肉視鏡的生検材料を用いたヒト小腸粘膜グルコース輸送の検討(グルコース吸収抑制物質の検討)

本研究ではヒト消化管粘膜の内視鏡的生検材料を用いることにより,ヒト小腸粘膜グルコース輸送を検討することができた.またこの系を用いて種々のグルコース吸収抑制物質と考えられる物質を検討できた.特にグルコースとマルトースの吸収に対する抑制作用の比較よりアカルボースの如く二糖類分解酵素を阻害することにより糖吸収を抑制する物質,Ginseng Radixの如くNa依存性グルコース輸送坦体(SGLUT)を抑制することにより糖吸収を抑制する物質を区別できた(文献1).本研究で検討した物質のなかで特にGinseng Radix(朝鮮人参)は過血糖を抑制することが報告されており,臨床的にも漢方医学の分野で糖尿病の治療に用いられているが,その作用機序はインスリン合成促進作用,肝における糖輸送坦体(GLUT2)の発現促進作用によると考えられれてきた.しかし本研究で使用したユッシング法において無糖リンゲルを粘膜側およびしょう膜側チャンバーで満たした後,粘膜側に10mMのグルコース溶液またはマルトース溶液を投与すると短絡電流量の増加がみられ続いて投与したGinseng Radixにより,2分以内にIscの増加分を抑制できた.これによりGinseng RadixはNa^+-グルコース共輸送坦体(SGLT1)を直接阻害することにより食後の過血糖を軽減している可能性が示唆された.この他にグルコース吸収抑制物質を検討する過程で,Troglitazoneがヒト小腸粘膜の重炭酸イオン分泌を抑制すること(文献2)やOkadaic acidが腸管上皮細胞のParacellular pathwayを開くことにより,粘膜の水電解質の透過性を亢進させることで腸管浮腫をきたすこと(文献3)等,ヒト消化管粘膜に対する生理学的作用を広く観察することが出来た.また小腸粘膜にとどまらず内視鏡的生検で認めたヒト胃粘膜の生検材料でも同様に電気生理学的な検討が可能であること(文献4)など,興味ある結果が得られた.インフォームドコンセントを得たのち、数個のヒト十二指腸粘膜を同一個体から採取し、速やかにユッシングチャンバーに装着することにより、ヒト小腸上皮粘膜におけるNa+依存性グルコース輸送をグルコース粘膜側投与により生じる微弱なNa+電流の増加として測定できた.検体の採取には大型生検鉗子を用い十分な大きさの検体を得た.また検体が微小なため直径1mmの円形開口部をもつホルダーに装着し、これをユッシングチャンバーに装着した.粘膜面積が小さくこのため生じる粘膜抵抗の増大に対し、抵抗補正回路にアンプを挿入することで実験方法を確立した.まずラット小腸粘膜を用い、グルコース吸収を抑制すると考えられる物質(アカルボース、ボグリボース、カテキン、クルクミン)がグルコース吸収に伴うNa+電流を容量依存的に抑制することを確認した.さらに、グルコース(単糖類)およびマルトース(二糖類)を粘膜側へ投与し両者の電流増加量の比較からアカルボース、ボグリボースは刷子縁膜上の二糖類分解酵素を抑制よること、カテキン、クルクミンはSGLT-1を抑制することが示された.平成11年度は同方法によりヒト小腸粘膜を用いた検討を予定している.本研究ではヒト消化管粘膜の内視鏡的生検材料を用いることにより,ヒト小腸粘膜グルコース輸送を検討することができた.またこの系を用いて種々のグルコース吸収抑制物質と考えられる物質を検討できた.特にグルコースとマルトースの吸収に対する抑制作用の比較よりアカルボースの如く二糖類分解酵素を阻害することにより糖吸収を抑制する物質,Ginseng Radixの如くNa依存性グルコース輸送坦体(SGLUT)を抑制することにより糖吸収を抑制する物質を区別できた(文献1).本研究で検討した物質のなかで特にGinseng Radix(朝鮮人参)は過血糖を抑制することが報告されており,臨床的にも漢方医学の分野で糖尿病の治療に用いられているが,その作用機序はインスリン合成促進作用,肝における糖輸送坦体(GLUT2)の発現促進作用によると考えられれてきた.しかし本研究で使用したユッシング法において無糖リンゲルを粘膜側およびしょう膜側チャンバーで満たした後,粘膜側に10mMのグルコース溶液またはマルトース溶液を投与すると短絡電流量の増加がみられ続いて投与したGinseng Radixにより,2分以内にIscの増加分を抑制できた.これによりGinseng RadixはNa^+-グルコース共輸送坦体(SGLT1)を直接阻害することにより食後の過血糖を軽減している可能性が示唆された.この他にグルコース吸収抑制物質を検討する過程で,Troglitazoneがヒト小腸粘膜の重炭酸イオン分泌を抑制すること(文献2)やOkadaic acidが腸管上皮細胞のParacellular pathwayを開くことにより,粘膜の水電解質の透過性を亢進させることで腸管浮腫をきたすこと(文献3)等,ヒト消化管粘膜に対する生理学的作用を広く観察することが出来た.また小腸粘膜にとどまらず内視鏡的生検で認めたヒト胃粘膜の生検材料でも同様に電気生理学的な検討が可能であること(文献4)など,興味ある結果が得られた.本研究ではヒト消化管粘膜の内視鏡的生検材料を用いることにより,ヒト小腸粘膜グルコース輸送を検討することができた.またこの系を用いて種々のグルコース吸収抑制物質と考えられる物質を検討できた.特にグルコースとマルトースの吸収に対する抑制作用の比較よりアカルボースの如く二糖類分解酵素を阻害することにより糖吸収を抑制する物質,Ginseng Radixの如くNa依存性グルコース輸送坦

体(SGLUT)を抑制することにより糖吸収を抑制する物質を区別できた(文献1).本研究で検討した物質のなかで特にGinseng Radix(朝鮮人参)は過血糖を抑制することが報告されており,臨床的にも漢方医学の分野で糖尿病の治療に用いられているが,その作用機序はインスリン合成促進作用,肝における糖輪送坦体(GLUT2)の発現促進作用によると考えられれてきた.しかし本研究で使用したユッシング法において無糖リンゲルを粘膜側およびしょう膜側チャンバーで満たした後,粘膜側に10mMのグルコース溶液またはマルトース溶液を投与すると短絡電流量の増加がみられ続いて投与したGinseng Radixにより,2分以内にIscの増加分を抑制できた.これによりGinseng RadixはNa^+-グルコース共輸送坦体(SGLT1)を直接阻害することにより食後の過血糖を軽減している可能性が示唆された.この他にグルコース吸収抑制物質を検討する過程で,Troglitazoneがヒト小腸粘膜の重炭酸イオン分泌を抑制すること(文献2)やOkadaic acidが腸管上皮細胞のParacellular pathwayを開くことにより,粘膜の水電解質の透過性を亢進させることで腸管浮腫をきたすこと(文献3)等,ヒト消化管粘膜に対する生理学的作用を広く観察することが出来た.また小腸粘膜にとどまらず内視鏡的生検で認めたヒト胃粘膜の生検材料でも同様に電気生理学的な検討が可能であること(文献4)など,興味ある結果が得られた.
真核細胞プロテアソームの試験管内再構成

真核生物の20Sプロテアソームは28個のサブユニットから形成され、α(1-7)β(1-7) β(1-7)α(1-7)から成る4層の円筒型構造をとる。真核生物の20Sプロテアソームを試験管内で再構築することにより、複合体形成機構の理解とその利用を目指し、構成サブユニットの発現、精製系の構築および複合体の再構成を行った。その結果20Sプロテアソームはαサブユニットだけでは安定なリング構造を形成せず、βサブユニットが結合することによりαリングが安定化することが示された。また、プロテアソーム19S制御因子複合体の分子集合に関わる専用シャペロンHsm3、Hsm3-Rpt1-C複合体、Rpn14 E384AのX線結晶構造解析を行った。26Sプロテアソームにおいて分解活性をもつコアを形成する20Sプロテアソームは14種類(α1-α7, β1-β7)、28個のサブユニットから成っている。20Sプロテアソームの複合体形成過程にはPba1-Pba2複合体、Pba3-Pba4複合体、Ump1の3組の専用シャペロンタンパク質が関わることが報告されている。試験管内において20Sプロテアソームを再構築することを目指し、各サブユニットおよび専用シャペロンタンパク質を個別に精製した後、混合することにより複合体の作製を行った。これまでの研究より、α1-α7の7サブユニットにPba1-Pba2複合体、Pba3-Pba4複合体を混合し、ゲルろ過クロマトグラフィーにより複合体形成状態を確認した結果、安定なαリングの形成は見られなかった。細胞内では20Sプロテアソームの複合体形成中間体としてαリングにβ2サブユニットとUmp1が結合した中間体が見出されていることから、βサブユニットの結合がαリングの安定化に必要であると考え、αリング形成に必要なタンパク質にβ2、β3サブユニットを加え、複合体状態の解析を行った。その結果、ゲルろ過クロマトグラフィーにおいて、古細菌プロテアソームで作製したホモ7量体αリングと同じ位置にピークが確認された。この結果はプロテアソームの複合体形成において、αリングは不安定でありβサブユニットが結合することにより安定なリングを形成していることが示唆された。また、このことは古細菌プロテアソームの中間体状態とも異なっており、ヘテロな複合体を形成するための機構が示された。26Sプロテアソームを構成する20Sプロテアソームは14種類(α1-α7, β1-β7)、28個のサブユニットが複合体を形成することにより、機能を獲得している。この複合体形成過程には複数の専用シャペロンが関わっていることから、これら専用シャペロンを利用することにより試験管内において20Sプロテアソームαリング(α1-α7)の再構成を行った。20Sプロテアソームは可溶性タグ融合状態で精製した。この時、α6サブユニットは不溶性となったことから、FATTタグ融合タンパク質として精製を行った。また、20Sプロテアソーム複合体形成に関わる専用シャペロンとしてPba1-Pba2複合体、Pba3-Pba4複合体を大腸菌発現系より精製した。精製した各構成サブユニットおよび専用シャペロンのゲルろ過クロマトグラフィーを行い、単独状態における分子状態、凝集性を確認した。その結果、サブユニット単独状態ではα4、α7は多量体、α5はホモ二量体を形成していることが明らかとなった。α5は専用シャペロンPba3-Pba4複合体が共存することによりα5- Pba3-Pba4のヘテロ三量体を形成した。また、α1-α7の7種類のサブユニットのみで行ったゲルろ過クロマトグラフィーではほとんどのサブユニットが単独状態で行ったゲルろ過クロマトグラフィーと同様の時間で溶出されαリングの形成は確認できなかった。次にα1-α7の7サブユニットにPba1-Pba2複合体、Pba3-Pba4複合体を加えてゲルろ過クロマトグラフィーを行った。しかし、これら専用シャペロンの共存状態においてもαリングの形成は確認できず、一部のサブユニットとシャペロンの複合体による中間体状態のみが観測できた。このことから、αリング中間体は不安定であることが示唆された。酵母20Sプロテアソームおよび専用シャペロンの大腸菌発現系構築が完了し、それらを用いた試験管内構築を行った。さらにゲルろ過クロマトグラフィーによりαリング形成中間体の分離を行い、中間体を形成するサブユニットの解析を行った。これらの成果は当初計画通りである。

試験管内におけるプロテアソームαリング構築研究より、αサブユニットと専用シャペロンのみで形成されるαリングは不安定であることが示唆された。そのため、βサブユニット、βリング形成シャペロン(Ump1)を加えた試験管内複合体再構築を行う。本実験により7種類のβサブユニット中、αリングの形成に関わるβサブユニットを特定する。また、βサブユニット存在状態において形成される中間体の解析を行い、より詳細な複合体形成機構の解析を行う。さらに、αリング形成に必要な専用シャペロンが他に存在するか探索を行う。24年度の研究計画では、20Sプロテアソームを形成する全14種類のサブユニットを用いて再構成実験を行う。そのため、各サブユニットタンパク質の培養、精製に使用する試薬を購入する。また、研究成果を学会発表するための旅費を申請する。
大学生を対象とした課題解決型中国語学習教材の開発：PBLでのSDGｓを題材にして

本研究の最終目的は、“SDGs"(持続可能な開発目標)を題材とした、大学生を対象とした「課題解決型」中国語学習教材の開発とその教育効果を検証することにより、グローバル人材の育成のための中国語学習教材を開発することである。初年度にあたる2018年度は、まず中国語学習教材の内容を構築するために、中国におけるPBL科目を実施する際の、実践的中国語会話文、語彙、文法などを整理することができた。これに関しては、北京大学中文系の金永兵教授の協力および指導を受け、完成することができた。また中国語学習教材の本文の中国語会話文は、ネイティブチェックとして辺明江氏(北京大学中文系博士課程修了)に依頼し、2018年9月末には、冊子という形にすることができた。完成した冊子は試作版として、本学の中国語を学習する学生の秋学期の授業(6セメスター)において、中国語学習教材として使用した。更に、本教材を、中国語を履修する学生が事前・事後学習として活用できるように、音声教材としての録音の準備を行うこともできた。更に、教材の開発目的やこの期間における一定の教育効果の検証を学外で発表することができた。計画の2年目となる2019年度においては、完成した「課題解決型」中国語学習教材を、国内いくつかの他大学にも発送し、中国語学習の中で使用してもらい、アンケートを実施する予定である。また、本学においては、本教材と学内の“LMS"を活用した教育効果の検証を行い、その成果は全国大会(「ICT利用による教育改善研究発表会」2019年8月9日)において発表する予定である。2018年度には、中国語学習教材の内容を構築するために、中国におけるPBL科目を実施する際の、実践的中国語会話文、語彙、文法などを整理し、完成することができた。そして、2018年9月末に完成した冊子は試作版として、本学の中国語履修学生の秋学期の授業(6セメスター)において、中国語学習教材として使用し、更に本教材を、中国語を履修する学生が事前・事後学習として活用できるように、音声教材としての録音の準備も行うこともできた。更に、教材の開発目的やこの期間における一定の教育効果の検証を学外の学会などで、発表することができた。計画の2年目となる2019年度においては、完成した「課題解決型」中国語学習教材を、国内いくつかの他大学に発送し、中国語学習の中で使用してもらい、アンケートを実施する予定である。また、本学においては、本教材と学内の“LMS"を活用した教育効果の検証を行い、その成果は全国大会(「ICT利用による教育改善研究発表会」2019年8月9日)において発表する予定であり、当初の計画以上の進捗状況にある。3年計画の2年目に当たる2019年度は、“SDGs"(持続可能な開発目標)を題材とした「課題解決型」中国語学習教材(音声教材も含む)の教育効果の検証を行う。その成果は、全国大会(「ICT利用による教育改善研究発表会」2019年8月9日)において発表する予定である。具体的には、研究期間の前半において出版した教材を国内のいくつかの大学に送り、実際に使用して頂き、教育効果に関するアンケート調査を実施し、データを取集し、分析しながら更なる教材開発への始点とする予定である。

計画の2年目となる2019年度においては、完成した「課題解決型」中国語学習教材を、国内いくつかの他大学に発送し、中国語学習の中で使用してもらい、アンケートを実施する予定である。また、本学においては、本教材と学内の“LMS"を活用した教育効果の検証を行い、その成果は全国大会(「ICT利用による教育改善研究発表会」2019年8月9日)において発表する予定であり、当初の計画以上の進捗状況にある。3年計画の2年目に当たる2019年度は、“SDGs"(持続可能な開発目標)を題材とした「課題解決型」中国語学習教材(音声教材も含む)の教育効果の検証を行う。その成果は、全国大会(「ICT利用による教育改善研究発表会」2019年8月9日)において発表する予定である。具体的には、研究期間の前半において出版した教材を国内のいくつかの大学に送り、実際に使用して頂き、教育効果に関するアンケート調査を実施し、データを取集し、分析しながら更なる教材開発への始点とする予定である。次年度使用金額として少額の39円であるため、当該年度はほぼ計画通りに研究が遂行されたといえる。よってこの39円は次年度においてはその他に配分する計画である。・中国語学習教材内容を紹介する目的で「語学学習から見る日中文化理解-真のグローバル人材とは」というテーマで中国・常州大学周有光語言文化学院で報告を行った。(2018年10月15日)・2018年には『SDGsを題材にした課題解決型中国語』の冊子を作成し、履修学生に配布し、授業において教育効果の検証を行いながら、本研究の目標である中国語学習教材の修正を行うことができた。
球技を通して時空間マルチスケールな集団における分岐現象を解明する

本研究では、球技の時空間マルチスケールな集団行動を明らかにすることを目的に、当該年度は2つの研究について成果をまとめた。(1)まず球技の5対5の測定データを分析し、守備チームに危機が起こった際の、守備選手の階層的な役割の切替と重複を明らかにし、この研究が国際誌に受理された。(2)次に上記の評価システムの評価値と現場のコーチの評価を主観的評価尺度を用いて妥当性を検証した結果、両者は異なっていた。そこで選手位置から計算された新たな特徴量から、現場のコーチの主観的評価を予測する機械学習モデルを中心においた、チームプレーの自動評価システムを構築し、特許出願を行った。28年度が最終年度であるため、記入しない。申請者は、球技の時空間マルチスケールな集団行動をテーマに、当該年度は2つの実験を行い、3つの研究について成果をまとめた。(1)まず、相手がいる状況に適応する運動制御過程に着目し、世界で初めての対人競技における逆動力学法を用いた動力学的分析研究を行った。(2)さらに、1対1における各個人の離散的な認知要素と連続的な運動要素のハイブリッド力学系、および確率的な身体準備状態とそれから生じる時間遅れを導入し、非同期的な相互予期を含む二者の競合モデルを作成した。(3)また、球技の5対5の実験を行い、協調・競合ダイナミクスを分析する新たな枠組みを作ることに着手している。本研究は、球技の時空間マルチスケールな集団行動を明らかにすることを目的に、当該年度は3つの研究について成果をまとめ、成果が国際雑誌に受理された。(1)まず、相手がいる状況に適応する運動制御過程に着目し、逆動力学法を用いた動力学的分析研究を行った。相手の動き出しに対応して動くというシンプルな状況を仮定し、動き出す前の関節トルクの変化から動き出しが遅れることを説明した。(2)次に、動きたくても動きが遅れてしまう「移動しにくさ」、つまり武道でいう居着きと呼ばれる概念をモデルに導入し、二者間の攻防を制するには、「自分は居着かず、相手が居着いた瞬間を狙う」ことが重要であることを、実測とモデルシミュレーションを用いて明らかにした。この研究の考え方は、予測不能な環境に適応する、ヒトの動きを解明する新たな枠組みとなることが期待される。(3)さらに、集団に起こった問題に対する柔軟な協力行動の階層的な構造として、危機のレベルに応じた幾層にも重なった役割の切替えと重複について、集団球技を通して世界で初めて定量化に成功した。集団球技では、実際の社会のように問題・危機が頻発し、全てを事前に防ぐことはできない。そのためチームワークが必要となり、それが球技では目に見えて計測可能なので、協力などの人間関係を理解するための重要な題材となる。近年、選手の位置を自動で計測するシステムが球技のプロリーグ等で商業的に用いられているが、本研究で使用したチームプレーを評価するシステムと組み合わせることで、これまで科学で未解明であったチームワークの定量化が期待される。これまでの成果が国際雑誌に3本受理され、次の研究も順調に進んでいるため。昨年度以前の成果が当該年度において国際雑誌に2本論文が受理され、1対1に関する研究が2つと5対5に関する研究の分析も進んでいるため。今後は二者間攻防については、より詳細な筋関節モデルを構築して巧みさの本質に迫り、二集団間攻防についてはチームプレーに関して、多方面によるより詳細な分析を行うことを考えている。今後は今年度の研究成果をまとめた多くの論文が、国際誌に受理されることが期待できる。また今後は5対5(最大の空間スケール)と1対1(最小の空間スケール)を統合して分析できる枠組みを開発することを考えている。
エピタキシヤル薄膜におけるバルク超音波による音速測定法の開発

本研究では、連続波による機械的共振法を用いて,超伝導薄膜の磁場中での音速の精密測定を行うことにより,薄膜でしか得られない物質の音速の決定法を模索することを目的とした.ここでは,薄膜試料と基板の音速変化を分離するために,超伝導体で磁束のピン止めにより音速が磁場とともに大きく変化することを利用した.研究代表者の所属が変更になったために,研究計画調書では旧所属の超音波測定系の標準信号発生器を高精度の物に置き換えることにより,音速の測定精度を向上させる予定であったが,それを変更し,測定系全体の作製を行った.周波数精度が10Hzと旧所属のものより1桁よい標準信号発生器を購入し,また,広帯域増幅器,同軸検波器についても旧所属の装置と同等以上のものを揃えたため,0.1ppmの音速測定精度が得られるようになった.測定系の作製と平行して,旧所属の装置を用いてBi系酸化物超伝導体のバルク試料を用いて,磁場中での予備実験を行った.その結果,1テスラの磁場中でも磁束のピン止めによって10ppm程度の変化が音速に現われることが分かった.また,レーザー・アブレーション法を用いて,上記物質の薄膜を作製し,その磁束ピン止め特性の測定を行い,バルク試料におけるものと対応する結果を得た.以上のことから,バルクと薄膜を用いて超音波測定を行った際の対応付けができるものと考えられる.現在,薄膜を用いた超音波測定を行っているところであるが,さらに磁場強度を上げるか,測定精度を上げる必要があることが判明した.最近,低雑音の位相検波増幅器を購入したので,さらに精度を上げることができ,薄膜の音速測定ができるようになるものと期待している.本研究では、連続波による機械的共振法を用いて,超伝導薄膜の磁場中での音速の精密測定を行うことにより,薄膜でしか得られない物質の音速の決定法を模索することを目的とした.ここでは,薄膜試料と基板の音速変化を分離するために,超伝導体で磁束のピン止めにより音速が磁場とともに大きく変化することを利用した.研究代表者の所属が変更になったために,研究計画調書では旧所属の超音波測定系の標準信号発生器を高精度の物に置き換えることにより,音速の測定精度を向上させる予定であったが,それを変更し,測定系全体の作製を行った.周波数精度が10Hzと旧所属のものより1桁よい標準信号発生器を購入し,また,広帯域増幅器,同軸検波器についても旧所属の装置と同等以上のものを揃えたため,0.1ppmの音速測定精度が得られるようになった.測定系の作製と平行して,旧所属の装置を用いてBi系酸化物超伝導体のバルク試料を用いて,磁場中での予備実験を行った.その結果,1テスラの磁場中でも磁束のピン止めによって10ppm程度の変化が音速に現われることが分かった.また,レーザー・アブレーション法を用いて,上記物質の薄膜を作製し,その磁束ピン止め特性の測定を行い,バルク試料におけるものと対応する結果を得た.以上のことから,バルクと薄膜を用いて超音波測定を行った際の対応付けができるものと考えられる.現在,薄膜を用いた超音波測定を行っているところであるが,さらに磁場強度を上げるか,測定精度を上げる必要があることが判明した.最近,低雑音の位相検波増幅器を購入したので,さらに精度を上げることができ,薄膜の音速測定ができるようになるものと期待している.
室温巨大磁気抵抗を示す二重ペロブスカイト型マンガン酸化物単結晶体の探索

二重ペロブスカイト型マンガン酸化物の1つであるNdBaMn2O6が室温・低磁場で巨大磁気抵抗効果を発現する起源を探るため、単結晶体を用いた放射光x線回折測定を行った。その結果、300 K以下の絶縁体相でのユニットセルが、Mn3+とMn4+のイオンが空間的に配列している「電荷整列」と呼ばれる状態のときと同じ大きさであることが分かった。もし、NdBaMn2O6の絶縁体相が電荷整列に起因するものであるとすると、巨大磁気抵抗は電荷整列融解に起因しているものとなる。これは転移の急峻性などの結果とも一致している。しかし、NdBaMn2O6は235 K以下の低温でA型(層状)の反強磁性体となることが粉末中性子線回折測定より報告されており、この磁気構造は電荷整列状態とは矛盾する。そこで、次に磁気構造が粉末と単結晶体では異なるのではないかという仮説をたて、単結晶体の中性子線回折測定を行った。その結果、単結晶体であっても反強磁性相の磁気構造はA型であることが分かった。また、この測定では放射光x線回折測定で観測されたのと同じ大きさのユニットセルを示す回折スポットも観測されている。この矛盾を明らかにすることが室温・低磁場での巨大磁気抵抗の発現機構の解明の重要なカギとなっていると考えている。そこで、現在は得られた中性子線回折測定のデータを用いて結晶構造解析を行っている。申請時、小さな単結晶で行った放射光x線構造解析により絶縁体相的な性質は軌道整列に異方的な格子歪の効果が加わることで発現していると考えており電荷整列の寄与は全く考えていなかった。それが、大型単結晶体を用いた放射光x線構造解析により、絶縁体相が電荷整列相である可能性がが強く示唆される結果を得たのが大きな発見であった。電荷整列融解であれば3次元的な絶縁性や巨大磁気抵抗の変化の急峻性などの多くの観測結果を説明することが出来、この観測結果はこの研究課題を大きく前進させるものであると考えた。しかし、室温で安定な電荷整列が、2 T程度の低磁場で融解してしまうことはこれだけでは説明できない。また、粉末中性子線回折研究により報告されている、この相でのA型の反強磁性磁気秩序は電荷整列状態とは相いれないものであることも課題として残っていた。そこで、特に後者の課題を明らかにするべく、単結晶体での中性子線回折測定を行った。当初、粉末と単結晶体では磁気構造が異なるのではないかというという仮説を立てていたが、実際は電荷整列を示唆するユニットセルと、A型反強磁性の磁気構造を併せ持つという結果となった。ここまで、当初考えていた仮説とは全く異なる結果となっているが、それはこれらの結果がこれまで他の物質でも全く観測されたことないものであることを意味しており、これが室温・低磁場の巨大磁気抵抗の起源を明らかにする鍵となっていると考えている。そのため、ここまで室温・低磁場の巨大磁気抵抗のメカニズムの解明は順境に進んでいると考えている。このまま進めることで、新物質の探索にもつなげられると期待している。まずは、単結晶中性子線回折測定の結果を用いた結晶構造解析を行うことで、絶縁体相の結晶状態を明らかにする。この物質は、300 Kで金属-絶縁体転移をし、235 Kで反強磁性相転移をする。すなわち、235 Kと300 Kの間では絶縁体相でありながら磁気秩序が存在しない相となる。中性子線回折測定ではこの温度領域(270 K)で、構造解析に必要な回折実験をおこなったので、まずはそのデータを用いて結晶構造解析を行う。さらにそこで得られた構造データを用いて、低温(100 K)で磁気構造を含めた構造解析行う予定である。この解析により、この物質の絶縁体相の軌道、電荷、スピン空間的な秩序状態が明らかになれば、室温という高温で安定な絶縁体相が比較的低磁場で融解してしまう理由を解明できるのではないかと考えている。その起源を解明することでより実用に適した条件で巨大磁気抵抗効果を発現する物質の作製の指針を得られると期待しており、その指針に則して物質の探索を行う予定である。

また、この測定では放射光x線回折測定で観測されたのと同じ大きさのユニットセルを示す回折スポットも観測されている。この矛盾を明らかにすることが室温・低磁場での巨大磁気抵抗の発現機構の解明の重要なカギとなっていると考えている。そこで、現在は得られた中性子線回折測定のデータを用いて結晶構造解析を行っている。申請時、小さな単結晶で行った放射光x線構造解析により絶縁体相的な性質は軌道整列に異方的な格子歪の効果が加わることで発現していると考えており電荷整列の寄与は全く考えていなかった。それが、大型単結晶体を用いた放射光x線構造解析により、絶縁体相が電荷整列相である可能性がが強く示唆される結果を得たのが大きな発見であった。電荷整列融解であれば3次元的な絶縁性や巨大磁気抵抗の変化の急峻性などの多くの観測結果を説明することが出来、この観測結果はこの研究課題を大きく前進させるものであると考えた。しかし、室温で安定な電荷整列が、2 T程度の低磁場で融解してしまうことはこれだけでは説明できない。また、粉末中性子線回折研究により報告されている、この相でのA型の反強磁性磁気秩序は電荷整列状態とは相いれないものであることも課題として残っていた。そこで、特に後者の課題を明らかにするべく、単結晶体での中性子線回折測定を行った。当初、粉末と単結晶体では磁気構造が異なるのではないかというという仮説を立てていたが、実際は電荷整列を示唆するユニットセルと、A型反強磁性の磁気構造を併せ持つという結果となった。ここまで、当初考えていた仮説とは全く異なる結果となっているが、それはこれらの結果がこれまで他の物質でも全く観測されたことないものであることを意味しており、これが室温・低磁場の巨大磁気抵抗の起源を明らかにする鍵となっていると考えている。そのため、ここまで室温・低磁場の巨大磁気抵抗のメカニズムの解明は順境に進んでいると考えている。このまま進めることで、新物質の探索にもつなげられると期待している。まずは、単結晶中性子線回折測定の結果を用いた結晶構造解析を行うことで、絶縁体相の結晶状態を明らかにする。この物質は、300 Kで金属-絶縁体転移をし、235 Kで反強磁性相転移をする。すなわち、235 Kと300 Kの間では絶縁体相でありながら磁気秩序が存在しない相となる。中性子線回折測定ではこの温度領域(270 K)で、構造解析に必要な回折実験をおこなったので、まずはそのデータを用いて結晶構造解析を行う。さらにそこで得られた構造データを用いて、低温(100 K)で磁気構造を含めた構造解析行う予定である。この解析により、この物質の絶縁体相の軌道、電荷、スピン空間的な秩序状態が明らかになれば、室温という高温で安定な絶縁体相が比較的低磁場で融解してしまう理由を解明できるのではないかと考えている。その起源を解明することでより実用に適した条件で巨大磁気抵抗効果を発現する物質の作製の指針を得られると期待しており、その指針に則して物質の探索を行う予定である。2018年度は大型で良質な単結晶作製に注力していた。これらの実験に必要とした費用は所属している大学より交付されている研究費を使用したため本科研費での使用は無かった。2019年度は作製した単結晶試料を用いて、物性研究を行う予定である。特に、申請時に記載した電気伝導測定を行うためのシステムを構築する予定であり、今年度繰り越し分は主にそのシステム構築に使用する予定である。