hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
血管内皮増殖因子の破骨細胞誘導・活性化に及ぼす影響に関する研究

(1)VEGFの破骨細胞誘導能に関する実験Plate底面にVEGFとRANKLを含むFBSを塗布したプレート上に、調整したマウス造血幹細胞細胞を播種し6日間培養した。VEGFが支持能力は小さいものの破骨細胞を誘導することを確認した。(2)成熟破骨細胞に対するVEGFの及ぼす影響に関する実験マウス破骨細胞様細胞・単離破骨細胞にVEGF添加約10分後に、細胞遊走,偽足形成・伸展を認めた。(3)2種類のVEGF受容体の破骨細胞における発現の有無に関する検索破骨細胞の前駆細胞および破骨細胞様細胞のVEGF受容体の発現の有無を確認した。細胞内ドメインを持つ膜型とこれを持たずシグナルを伝えない可溶型の両方を持っており、可溶型受容体の方が膜型に比べて強く発現していたVEGFによる破骨細胞形成誘導は、細胞内ドメインを持たないデコイレセプターとなるFlt-1/Fcキメラでは完全には阻害できなかったが、anti-VEGF抗体により破骨細胞誘導は完全に阻害された。CSF-1^<op/op>マウスおよびTK-/-マウスの造血幹細胞は、VEGFとRANKLを加えると破骨細胞が誘導された。一部は、造血支持能があるCSF-1^<op/op>マウス由来細胞株OP9細胞株との共存培養実験では、CSF-1^<op/op>マウス由来の造血幹細胞でも、TK-/-マウスを用いた場合には認められた。このことから、VEGFによる破骨細胞誘導はVEGF2型受容体の関与も示唆された。本年度は研究の初年度なので、まずVEGFがCSF-1の代わりに造血幹細胞を破骨細胞様細胞に分化するか否かを検討した。(1)VEGFの破骨細胞誘導能に関する実験大腿骨及び脛骨より採取したマウス骨髄細胞をsephadex G10カラムを通過させることにより造血幹細胞のみの画分に調製した。一方培養するPlate底面にVEGFとRANKLを含むFBSを塗布する。そのプレート上に、調整した細胞画分を播種し最終濃度が50ng/ml VEGFと100ng/ml RANKLを添加して6日間培養した。培養終了後、TRAP染色にて破骨細胞を同定した。また鳥取大学の林らが樹立した破骨細胞分化能を持つマクロファージ様細胞株C7細胞でも同様の実験を行い、VEGFが支持能力は小さいもののCSF-1と同様に破骨細胞を誘導することを確認した。(2)成熟破骨細胞に対するVEGFの及ぼす影響に関する実験マウス破骨細胞様細胞もしくは長管骨より単離した破骨細胞にVEGFを添加して、細胞遊走,偽足形成もしくは伸展が起こるか否かを顕微鏡下で経時的に観察した。VEGF添加後、破骨細胞は約10分後に細胞伸展・偽足形成が認められた。(3)2種類のVEGF受容体の破骨細胞における発現の有無に関する検索破骨細胞の前駆細胞および破骨細胞様細胞のVEGF受容体の発現の有無をWesternBlot法で確認した。破骨細胞は、Flt-1は細胞内ドメインを持つ膜型(190kD)と細胞内ドメインを持たずシグナルを伝えない可溶型(110kD)を持っており、興味深いことに可溶型受容体の方が膜型に比べて強く発現していた。本年度は研究の中間年なので、まずVEGFがCSF-1の代替因子となる理由を詳細に検索した。VEGFによる破骨細胞形成が誘導の阻害実験により細胞内ドメインを持たないデコイレセプターとなることでVEGF受容体からのシグナル伝達を阻害するFlt-1/Fcキメラ、VEGFの作用を中和するanti-VEGF抗体及びCSF-1受容体の中和抗体を添加した群について検討を加える。Flt-1/Fcキメラでは完全には阻害できなかったが、anti-VEGF抗体により破骨細胞誘導は完全に阻害された。CSF-

1受容体の中和抗体ではVEGFの作用はまったく阻害できなかった。VEGFの作用の主な経路はVEGF1型受容体を介するが、別の経路もある可能性は否定できなかった。未熟なマクロファージ・単球系は自身でリガンドであるCSF-1を産生する可能性があり、正常の造血系細胞を使用した場合、内因性のCSF-1産生を完全に否定することが出来ない。そこでVEGF+RANKLによる破骨細胞誘導系をop/opマウスの脾細胞を使用して行なった。その結果破骨細胞は、op/opマウスからも同様に誘導された。VEGFによる破骨細胞誘導には、CSF-1の関連がないことが証明された。VEGFの細胞内情報伝達は、細胞内のチロシン燐酸化ドメインが重要であると報告されているので、チロシン燐酸化部位の欠如したTK-/-マウスから採取した骨髄細胞を用い、VEGFとRANKL共添加することで破骨細胞誘導が完全に阻害されるか否かを検索した。TK-/-の脾細胞を使用した場合は、破骨細胞誘導能は減少した。このことからキナーゼドメインは破骨細胞分化に重要な役割があると考えられた。本年度は研究の最終年なので、昨年度得られた結果を参考に検索をさらに進めた昨年までの研究から血管内皮増殖因子(VEGF)が破骨細胞分化・活性化に必要なCSF-1の作用を代償することを、CSF-1活性を喪失した大理石骨病(CSF-1^<op/op>)マウスを用いた実験で明らかにした。造血幹細胞および破骨細胞にはVEGF受容体であるVEGFR1型受容体/Flt-1の強い発現があり、重要な役割を果たしていると考えられる。そこで今年度はVEGF1型受容体の役割を詳細に検討する目的で1型受容体のキナーゼドメインを削除したミュータント受容体を発現するTK-/-マウスを用いて実験を行った。CSF-1^<op/op>マウスおよびVEGFR-1チロシンリン酸化ドメインを欠損したTK-/-マウスの脾臓よりSephadex G10カラムを用いて造血幹細胞を調整し、VEGFとRANKLを加えると破骨細胞が誘導された。一部は、造血支持能があるCSF-1^<op/op>マウス由来細胞株OP9細胞株との共存培養実験を行ない破骨細胞分化の有無を検討した。CSF-1^<op/op>マウス由来の造血幹細胞にVEGFとRANKLを加えると破骨細胞が誘導された。この誘導はTK-/-マウスを用いた場合には認められなかった。VEGFファミリーのうちVEGFR-1型受容体特異的に結合するP1GFを用いた実験でも同様の結果が認められた。1型受容体の結合を阻害すると野生型マウスでは破骨細胞形成を抑制することも出来た。しかしながらOP9細胞とTK-/-マウスspleen cellsの共存培養に2型受容体にのみ特異的に結合するVEGF121を添加しても、破骨細胞は誘導された。造血幹細胞はVEGFとRANKLの共添加によりCSF-1非依存性に破骨細胞へと分化することが可能であった。このVEGFによる造血幹細胞への作用は1型受容体を主に作用している可能性が示唆されたが、CSF-1^<op/op>マウス由来の造血支持細胞株OP9との共存培養系を用いた実験から、VEGF2型受容体の関与も示唆された。
物性論におけるトポロジーと幾何学的位相

(1)系の幾何学的位相が、本質的に重要な役割を果たす系として量子ホールがある。この系の標準的モデルである、格子上での強結合電子系(ブロッホ電子)に対して、今回の奨励研究により、解析的な厳密解を発見することに成功した。具体的に述べると、系のハミルトニアンが特定の磁気的運動量の点においては、通常考えられているより高い対称性である、量子群U_q(sl_2)で支配されていることを用いU_q(sl_2)のサイクリック表現の多項式表示を使い、いわゆるベ-テ方程式を導びく。そこで我々は、ある種の関数方程式を用い、そのあらわな解を発見した。さらにその解析的な解を用い格子あたりの磁束が非常に小さい場合、またその値が無理数である場合等について、解析的にその極限を取り扱い、物理的観測量を解析的に得た。更に解析的な解が得られない場合に対しても量子群U_q(sl_2)、ベ-テ方程式等に対する数値的手法により研究を更に進めた。(2)また幾何学的位相は、(1)で我々が議論したような場合には、ある意味で新しい代数的構造である、量子群、及びその直交多項式による表現とも関連が深いと考えられるが、この直交多項式によりいくつかの解析的結果の予想されているランダム行列の系についてもいくつかの研究を行い、主に数値的な研究を行った。(3)幾何学的位相が重要な系として以前から、私が研究を行ってきたエッジを持った量子ホール系があるが、その系での議論を用い、質量を持つ2次元ディラック電子の量子ホール効果に対して研究を行った。その結果、質量の小さな発見しやすいディラック電子のみならず、非常に質量の大きな、いわゆる隠れたディラック電子の存在が、系の量子ホール伝導度の量子化のためには、必須であることを示した。具体的には、エッジ状態がバルクの状態と縮退するときには、具体的な分散関係によらず、ディラック電子がその運動量近傍に存在存在することになるのである。
粗飼料作物生産を基盤とする肉牛生産体系における窒素の収支と土壌からの溶脱

牧草地(0.9ha)を、放牧専用草地と採草・放牧兼用草地とに分けて利用した場合の、それぞれおよび全体の牧草と放牧牛の生産量、窒素の収支(1999年と2000年)、土壌中窒素含有率(2000年のみ)を調べた。牧草はオーチャードグラス、トールフェスク、シロクローバーの混播であった。1999年は牧草を乾草として収穫した後、化学肥料を施用した。2000年には施肥は行わなかった。放牧牛は、1999年はホルスタインと黒毛和種育成牛(合計45頭)、2000年は黒毛和種育成牛(34頭)とした。放牧牛には配合飼料およびヘイキューブを補助飼料として給与した。牧草窒素生産量は、放牧期間が長い草地ほど高い傾向にあった。牧草窒素採食量も同様な傾向にあり、放牧牛が増体として蓄積した窒素、糞尿として排泄した窒素についても、同様であった。窒素surplus(投入量-生産量)は、草地の利用形態の間で、大きな違いはみられなかった。土壌中の可給態窒素含有率は、夏にピークをもつ季節的推移を示したが、草地の利用形態の間で明確な違いは認められなかった。同じく無機態窒素含有率は、放牧期間の長い草地において、高い傾向を示した。年次間で比較すると、面積あたり放牧牛の増体蓄積窒素量は年時間で大きな違いはみられなかったのに対し、窒素surplusは、1999年に比べて、2000年のほうがかなり低い値になった。放牧期間の長い草地における高い牧草生産量は、無機態窒素含有率が高いことに起因すると考えられ、このことはさらに、放牧牛の糞尿排泄量が多いことに起因すると考えられると同時に、放牧牛の糞尿排泄に起因する硝酸態窒素溶脱量が多いことが推察される。可給態窒素含有率に草地間で違いが認められなかった原因は、明らかにできなかった。1999年のほうが窒素surplusが高く見積もられたのは、この年に化学肥料を施用したことが原因と考えられる。また、2000年の春刈り取った牧草の収穫量が高かったことも原因の一つである。窒素溶脱量の測定が今回できなかったため、放牧を含む草地管理と窒素溶脱量および土壌への窒素の蓄積量との関係を明らかにすることはできなかった。草地管理の方法を改善して、牧草生産量をより高め、窒素surplusが低減した条件での窒素溶脱量の測定が今後の課題として残された。研究の目的:平成11年度は、牧草地からの硝酸態窒素溶脱量を調査する予備段階として、採草地において、化学肥料の施用量が、土壌中および牧草の硝酸態窒素含有率、牧草の収量に及ぼす影響について調査を行った。調査項目と調査方法:東京農工大学津久井農場の採草地(トールフェスク、オーチャードグラス、ホワイトクローバーの混播)で調査を行った。窒素施肥量をhaあたり年間で96kg(C1)、192kg(C2)、288kg(C3)、384kg(C4)とした試験区を設定した。施肥は4月28日と9月3日(刈り取り後)行い、刈り取りと土壌(05cm)のサンプリングは5月23日、9月3日、11月20に行った。土壌中および牧草搾汁液中の硝酸態窒素含有率、牧草収量を測定した。結果と考察:1番草刈り取り時(5月23日)には施肥量の違いにより土壌中および牧草中の硝酸態窒素含有率に違いがみられ、C1区では土壌中が40mg/kg乾土、牧草中が200mg/L、C2区で50mg、600mg/L、C3区で90mg、1000mg/L、C4区で125mg、2200mg/Lであった。両者の間には1%レベルで有意な正の相関関係が認められた。2番草および3番草刈り取り時には、試験区ごとの土壌中および牧草中硝酸態窒素含有率の違いは明確でなく、両者の間の相関関係も有意ではなかった。牧草収量は1番草で最も高く、35kg生草/m^2の範囲にあり、2および3番草では1.53.3kg生草/m^2の範囲にあった。すべての刈り取り時において、試験区ごとの収量の違いは認められなかった。以上の結果より、特に2番草以降では、C2区以上の増肥は、牧草収量および牧草による硝酸態窒素吸収量の増加をもたらしたとはいえず、硝酸態窒素の溶脱量を増加させていると推察された。

牧草窒素生産量は、放牧期間が長い草地ほど高い傾向にあった。牧草窒素採食量も同様な傾向にあり、放牧牛が増体として蓄積した窒素、糞尿として排泄した窒素についても、同様であった。窒素surplus(投入量-生産量)は、草地の利用形態の間で、大きな違いはみられなかった。土壌中の可給態窒素含有率は、夏にピークをもつ季節的推移を示したが、草地の利用形態の間で明確な違いは認められなかった。同じく無機態窒素含有率は、放牧期間の長い草地において、高い傾向を示した。年次間で比較すると、面積あたり放牧牛の増体蓄積窒素量は年時間で大きな違いはみられなかったのに対し、窒素surplusは、1999年に比べて、2000年のほうがかなり低い値になった。放牧期間の長い草地における高い牧草生産量は、無機態窒素含有率が高いことに起因すると考えられ、このことはさらに、放牧牛の糞尿排泄量が多いことに起因すると考えられると同時に、放牧牛の糞尿排泄に起因する硝酸態窒素溶脱量が多いことが推察される。可給態窒素含有率に草地間で違いが認められなかった原因は、明らかにできなかった。1999年のほうが窒素surplusが高く見積もられたのは、この年に化学肥料を施用したことが原因と考えられる。また、2000年の春刈り取った牧草の収穫量が高かったことも原因の一つである。窒素溶脱量の測定が今回できなかったため、放牧を含む草地管理と窒素溶脱量および土壌への窒素の蓄積量との関係を明らかにすることはできなかった。草地管理の方法を改善して、牧草生産量をより高め、窒素surplusが低減した条件での窒素溶脱量の測定が今後の課題として残された。研究の目的:ライシメーターを設置した草地(0.9ha)を、放牧専用草地、放牧採草兼用草地の2つに分け、4月から10月にかけて、草地への窒素の投入量(化学肥料、放牧牛に給与する濃厚飼科)と、牧草および牛の生産量の測定を行う。さらに、ライシメーター中の土壌が安定したと思われる秋以降から、溶脱量等の測定を開始し、それぞれの草地における窒素ベースの生産量と溶脱量との関係を明らかにする。調査項目と調査方法:東京農工大学農学部附属津久井農場内の牧草地(トールフェスク、オーチャードグラス、ホワイトクローバーの混播)で調査を行った。放牧専用草地は0.41ha、放牧採草兼用草地は0.49ha、放牧頭数は年間を通して5頭であった。4月22日から7月2目まで放牧専用草地で放牧し、7月3日から兼用草地も解放した。5月28日に兼用草地の牧草を刈り倒し、6月3日に乾草として収穫した。施肥は兼用草地のみで行い、硫安を6月3日の1回のみ6.86gN/m^2施用した。結果と考察:放牧専用草地においては放牧牛による牧草採食量が18.1gN/m^2/yearであり、兼用草地においては、乾草として3.61gN/m^2year収穫され、放牧牛による牧草採食量が2.7gN/m^2/year、合計6.38gN/m^2/yearであった。草地利用法による牧草窒素生産量の違いは、放牧牛の糞尿による窒素の土壌還元が影響したものと考えられる。9月から12月までの間、ライシメーターで収集した溶脱水の量は15.5987ml/m^2/dayであった。9月から11月にかけて特に多かった。その中に含まれる無機態窒素などの量は現在分析中である。今後は、さらに上述の測定を継続し、増体のデータに基づく糞尿排泄量および牛体に蓄積された窒素量の計算、溶脱水中の無機態窒素含有率の測定にもとづく窒素溶脱量の計算などを行って、放牧草地全体の窒素収支を明らかにする予定である。牧草地(0.9ha)を、放牧専用草地と採草・放牧兼用草地とに分けて利用した場合の、それぞれおよび全体の牧草と放牧牛の生産量、窒素の収支(1999年と2000年)、土壌中窒素含有率(2000年のみ)を調べた。牧草はオーチャードグラス、トールフェスク、シロクローバーの混播であった。
高周波インピーダンスによる農産物の非破壊・非接触鮮度判定

青果物の内部品質と電気的諸性質との関係に注目し,非破壊で測定できる高周波インピーダンスにより,青果物の鮮度など内部品質の判定を試みた.1.実時間で測定解析できる青果物の電気特性測定システムを試作し,鮮度の異なる青果物を破壊及び非破壊で, 10Hz13MHzの範囲で測定した結果,損傷や腐敗により青果物の電気特性は明かに変化し,果肉部のインピーダンスと抵抗は著しく減少,容量は1kHz以下で増大する等の傾向が見られた.2.鮮度の異なるカキと二十世紀ナシにつして,容量結合による非接触抵抗測定を試みた.その結果,空隙の電気容量が一定となるよう上部電極位置を制御して直列等価抵抗を測定すれば,青果物の大きさに大差がない場合,鮮度・熟度・内部損傷等が非破壊・非接触でも測定判別しうることが分った.3.青果物の電気特性による非破壊内部品質判定において最も困難な問題は電気的測定値が青果物の大きさや形状に左右される点にある.そこで複雑な形状を持つ青果物の内部品質判定にも適用でき,大きさに関係なく簡単にその平均的性質が判別できる方法として,青果物の電気特性を液体の電気特性値と比較して測定する方法を開発した.例えば,しきい値に相当する抵抗率を持つ浸漬液中に青果物を沈めると,電極間抵抗値の浸漬前後の増減から抵抗率による選別が可能である.浸漬液として水道水を用い,リンゴにこの方法を用いた結果,非破壊・非接触で鮮度等を測定判別しうることが分った.4.青果物を丸ごと液体中に浸漬し電極間の電気特性を掃引測定すれば,浸漬液と青果物が同じ電気特性を示す周波数(交点周波数)が存在する.浸漬液として水道水を用いカキ・ナシ・モモを浸漬し,抵抗・容量・インビーダンスの交点周波数と鮮度・堅さ等との相関関係を調べた.交点周波数と鮮度・堅さ等には有意な相関が見られ,鮮度等平均的品質を大きさや形状に関係なく非破壊で測定てきることを実証した.青果物の内部品質と電気的諸性質との関係に注目し,非破壊で測定できる高周波インピーダンスにより,青果物の鮮度など内部品質の判定を試みた.1.実時間で測定解析できる青果物の電気特性測定システムを試作し,鮮度の異なる青果物を破壊及び非破壊で, 10Hz13MHzの範囲で測定した結果,損傷や腐敗により青果物の電気特性は明かに変化し,果肉部のインピーダンスと抵抗は著しく減少,容量は1kHz以下で増大する等の傾向が見られた.2.鮮度の異なるカキと二十世紀ナシにつして,容量結合による非接触抵抗測定を試みた.その結果,空隙の電気容量が一定となるよう上部電極位置を制御して直列等価抵抗を測定すれば,青果物の大きさに大差がない場合,鮮度・熟度・内部損傷等が非破壊・非接触でも測定判別しうることが分った.3.青果物の電気特性による非破壊内部品質判定において最も困難な問題は電気的測定値が青果物の大きさや形状に左右される点にある.そこで複雑な形状を持つ青果物の内部品質判定にも適用でき,大きさに関係なく簡単にその平均的性質が判別できる方法として,青果物の電気特性を液体の電気特性値と比較して測定する方法を開発した.例えば,しきい値に相当する抵抗率を持つ浸漬液中に青果物を沈めると,電極間抵抗値の浸漬前後の増減から抵抗率による選別が可能である.浸漬液として水道水を用い,リンゴにこの方法を用いた結果,非破壊・非接触で鮮度等を測定判別しうることが分った.4.青果物を丸ごと液体中に浸漬し電極間の電気特性を掃引測定すれば,浸漬液と青果物が同じ電気特性を示す周波数(交点周波数)が存在する.浸漬液として水道水を用いカキ・ナシ・モモを浸漬し,抵抗・容量・インビーダンスの交点周波数と鮮度・堅さ等との相関関係を調べた.交点周波数と鮮度・堅さ等には有意な相関が見られ,鮮度等平均的品質を大きさや形状に関係なく非破壊で測定てきることを実証した.本研究は農産物、特に鮮度が重要な意味を持つ果実・果菜・根菜等の青果物の電気的性質による非破壊・非接触内部品質判定を目的としている。1.実時間で測定解析できる青果物の電気特性測定システムを製作した。このシステムを用いて、青果物のインビーダンスおよび等価容量・等価抵抗などのインピーダンスパラメータを破壊・接触及び非破壊・非接触で測定し、これらの電気特性と青果物の鮮度・熟度・内部損傷・糖度など内部品質の関係を基礎および応用的立場から追究した。2.その結果リンゴ・カキ・スイカ・ナシ・トマトなどについて鮮度や果肉の損傷などの内部品質と各インピーダンスパラメータとの関係が明確となった。特に、鮮度と高周波抵抗との相関が大きく、青果物内部の損傷や腐敗によってその抵抗値は1/21/10にも減少する。3.次に容量結合による非接触抵抗測定を試みた。この測定方法では、青果物の大きさおよび形状が測定値に影響するが、同時に測定される直列等価容量を一定に保つように電極位置を制御することにより、果実径の影響を小さくできることが分った。球状青果物で大きさに大差がなければ、鮮度・内部損傷等が非破壊・非接触でも短期間に測定判別しうる事が明らかとなった。4・青果物の電気特性による非破壊内部品質判定において最も困難な問題は電気的測定値が青果物の大きさや形状に左右される点にある。

特に青果物には形状の複雑なものが多いので、任意形状の青果物の電気特性値の測定方法が問題となる。そこで当初計画したとうり、青果物を水中に沈め水の電気特性値と比較して、青果物の電気特性値を測定する方法を試みた結果高い測定精度がえられ、任意形状の青果物の鮮度を非破壊・非接触で判別しうる事を実証した。
特許制度と実用新案制度のイノベーション促進効果：制度間の補完・代替関係

平成30年度は、主に、特許権の保護範囲が拡大してきた分野に着目し、そこでの特許取得の効果について分析を行った。特に、IoTやAIなどの技術を活用するうえで重要となるソフトウェア分野において、特許権の取得が、中小企業の資金調達や成長、研究開発活動に与える効果を分析した。ソフトウェアは特許権と著作権の両方によって保護されているが、内生性をコントロールした分析の結果、少なくともベンチャーキャピタルへのシグナリング効果という意味においては代替的な関係にあり、両権利が併存する経済効果は小さいという結果が得られた(この研究結果はRIETI Discussion Paper Series 18-E-036として刊行)。また、ソフトウェア特許の保護範囲の拡大は、大企業の特許出願を大きく増やしたが、それと同時に、小企業の特許出願も有意に増やしたことが確認された。さらに、そうした特許出願には、中小企業の売上、雇用、研究開発を成長させる効果があることも明らかになった。これらの結果は、制度改正前には、発明を保護する術を持っていなかった多くの中小企業にとって、専有可能性や交渉力の向上をもたらす特許出願が、パフォーマンスの向上に大きく貢献することを示している。他方で、大企業の特許出願については有意な効果は確認されなかった。すでに大規模な特許ポートフォリオを保有し、制度改正前から、ハードウェアと一体として、または周辺技術で当該発明を保護していた大企業については、出願する分野や件数が増えても、パフォーマンスへの効果は小さいことを示唆している。あるいは、特許の藪を深刻化する負の影響により、正の効果が相殺されたという可能性も考えられる(この研究成果はRIETI Discussion Paper Series 18-E-063として刊行)。平成30年度は、分析対象をソフトウェア分野に限定することで、特許制度の存在意義に関して実証的な評価を行うことができた。その際、内生性の問題も考慮した分析を行った。さらに、シグナリング効果に関する特許制度と著作権制度との代替性についての分析も行うことができた。他方で、実用新案権については、パネルデータの構築はできているものの、企業データとの接続の精度に課題があるため、次年度に精度の向上を図ったうえで、分析を進める予定である。次年度は、まず、前年度までに構築した実用新案のパネルデータと、出願企業の財務データの接続精度を高める必要がある。そのため、リサーチアシスタントを活用しつつ、データのクリーニングを行う。そのうえで、前年度に実施した分析(特許制度のイノベーション促進効果や著作権制度との代替性)のフレームワークを、実用新案権制度が保護対象としている分野に適用して分析を行う。ただし、前年度の手法を単純に適用するのではなく、特許制度と実用新案制度が代替・補完となる条件に着目した分析を行う。近年では、技術や知識のシェアリングを促進するのに適した形で特許制度を変えていくべきとの主張も聞かれるようになってきている。実用新案権の保護範囲の拡大も、その手段のひとつとして考えることができる。本研究を通じて、そうした政策議論に有益なエビデンスを提供したい。平成29年度は、主に、中小企業による特許取得の決定要因やその効果についての分析を行った。その際、これまで行われてきた先行研究についての包括的なレビューも併せて実施した(この成果は「特許研究」に掲載)。それによれば、特許の取得が正の効果を持つのは、そもそも企業が知財活動に積極的に取り組んでいる場合が多いことが分かった。したがって、資金的・人的制約等により知財活動にリソースが割けない企業は、たとえ知財保護が強化されたとしても、知財活動を行っている企業と比べると成長率が低くなりやすいことが考えられる。この点について、本研究では、そうした制約が大きいと考えられる中小・ベンチャー企業の中でも、特許を取得した方がパフォーマンスが高まるかを分析した。今年度の試行的な分析結果によれば、操作変数を用いて内生性をコントロールしても、特許取得は中長期的に、付加価値や研究開発支出の上昇に結びつくことが明らかとなった。また、最初の特許取得により、ベンチャー・キャピタルからの資金獲得の可能性が高まることも分かった。さらに、設立から最初の特許取得までには長期間を要するが(平均で30年以上)、そのきっかけとして、実用新案の出願経験や、他社(特に関連企業)との共同出願が重要であることも示唆された。したがって、実用新案制度の存在が、中小企業に知財活動経験を蓄積させ、それが特許取得を促しパフォーマンスを高める可能性がある。この点については、次年度以降に分析を進めていく予定である。なお、実用新案の無審査主義への移行は、特に審査が重要であった分野において、実用新案から特許へのスイッチを促したと考えられる。しかし、分野別に全体的な動向を見る限り、審査請求率が高かった分野の方が、無審査主義への移行後に実用新案の出願の減少が抑えられている。この原因についても次年度以降に探求していく予定である。平成29年度は、先行研究のレビューを行い、また特許データを整備したうえで、試行的な分析を行うことができた。ただし、分析の質を高めるためには、操作変数についてもパネルデータの構築が必要であることが分かった。この作業については次年度の計画に追加して行うこととした。他方で、今年度は、実用新案のデータ整備にも着手することができた。しかし、本格的なデータセットの構築には、出願人の名寄せ・同定を行う必要があり、この作業については、予定通り次年度に実施する。

特に、IoTやAIなどの技術を活用するうえで重要となるソフトウェア分野において、特許権の取得が、中小企業の資金調達や成長、研究開発活動に与える効果を分析した。ソフトウェアは特許権と著作権の両方によって保護されているが、内生性をコントロールした分析の結果、少なくともベンチャーキャピタルへのシグナリング効果という意味においては代替的な関係にあり、両権利が併存する経済効果は小さいという結果が得られた(この研究結果はRIETI Discussion Paper Series 18-E-036として刊行)。また、ソフトウェア特許の保護範囲の拡大は、大企業の特許出願を大きく増やしたが、それと同時に、小企業の特許出願も有意に増やしたことが確認された。さらに、そうした特許出願には、中小企業の売上、雇用、研究開発を成長させる効果があることも明らかになった。これらの結果は、制度改正前には、発明を保護する術を持っていなかった多くの中小企業にとって、専有可能性や交渉力の向上をもたらす特許出願が、パフォーマンスの向上に大きく貢献することを示している。他方で、大企業の特許出願については有意な効果は確認されなかった。すでに大規模な特許ポートフォリオを保有し、制度改正前から、ハードウェアと一体として、または周辺技術で当該発明を保護していた大企業については、出願する分野や件数が増えても、パフォーマンスへの効果は小さいことを示唆している。あるいは、特許の藪を深刻化する負の影響により、正の効果が相殺されたという可能性も考えられる(この研究成果はRIETI Discussion Paper Series 18-E-063として刊行)。平成30年度は、分析対象をソフトウェア分野に限定することで、特許制度の存在意義に関して実証的な評価を行うことができた。その際、内生性の問題も考慮した分析を行った。さらに、シグナリング効果に関する特許制度と著作権制度との代替性についての分析も行うことができた。他方で、実用新案権については、パネルデータの構築はできているものの、企業データとの接続の精度に課題があるため、次年度に精度の向上を図ったうえで、分析を進める予定である。平成30年度は、実用新案に関するデータベースを、特許庁の整理標準化データから構築する。出願人の名寄せやクリーニングについても、専門業者やリサーチアシスタントを活用しつつ、これまで特許データベースについて行われてきたものと同様の作業を行う。平成30年度の多くの時間はこのデータベース構築作業に費やされることになるが、こうしたデータベースはそれ自体が非常に貴重な研究インフラとなるため、この分野の研究の進展のために一般公開することも検討する。平成30年度の後半は、構築したデータベースを用いて実用新案権の取得効果に関する分析を行う。特許権の取得効果に関する先行研究は多数存在するが、実用新案権と特許権では保護される発明・考案が異なる部分があり、また、制度の趣旨も異なりうるため、それらの違いを考慮した分析が必要になる。
キー・コンピテンシーの「相互にかかわりあう」能力を育成する道徳授業モデルの開発

平成30(2018)年度は、平成29(2017)年度の研究を基に、以下の研究を行った。第1に、平成29年度の研究を補完しながら、道徳授業における子ども相互の交流場面での教師の授業方法の分析を行った。具体的には、道徳授業に関する研修会や公開授業等に参加し、道徳授業における「話し合い活動の組織化」「意見交流の組織化」「討論・討議の組織化」という子ども相互の交流場面での教師の授業方法の実際が、「二つの意見」を用いた場合とどのように異なるか、研究協力者と共に分析した。第2に、子ども用のタブレット端末を概ね2人に1台使用できるように購入するとともに、先行研究に基づきながら道徳授業の意見交流場面におけるICTの活用方法を探った。その上で、平成30(2018)年7月1日に文京学院大学で開催された日本道徳教育学会第91回において「道徳授業における意見交流場面でのICT活用方法の構想」と題した自由研究発表を行った。その際、子ども相互の協働的な学習場面でのICTの具体的な活用方法として、(a)ワークシートに記入したものを写真で撮影し、グループやクラスで共有する、(b)クラウド上のプラットフォームに自分の考えを入力し、グループやクラスで共有する、という2種類の方法が考えられることを明らかにした。こうした研究を基に、「二つの意見」を用いた道徳授業モデルに基づいた意見交流場面でのICTの活用方法を、研究協力者による実験授業を通じて検証した。第3に、教科書教材に基づいた「二つの意見」を作成するワークショップを開催した。具体的には、小学校では各社の教科書に共通する教材を、中学校では「私たちの道徳」に掲載されている読み物教材を抽出し、34人程度のグループで主発問を考えた上で「二つの意見」を作成するというワークショップを開催し、50名程の教職員から参加していただいた。第1に、平成29(2017)年度の研究成果を基に、道道徳授業の意見交流場面におけるICTの活用方法の構想を日本道徳教育学会第92回大会の自由研究発表において発表するとともに、その成果に基づきながら、「二つの意見」を用いた道徳授業モデルに基づいた意見交流場面でのICTの活用方法を研究協力者による実験授業を通じて検証することができた。具体的な検証結果としては、教師や子どもにタブレット端末に関する十分なスキルがなくとも、クラウドに直接写真をアップすれば、クラスでの共有は容易であることが明らかとなった。ただし、今回の実験授業は中学生を対象としたものであり、小学生を対象とするまでには至らなかった。第2に、教職員を対象とした道徳教育研修会を開催し、教科書の読み物教材に基づいた「二つの意見」を作成するワークショップを行うことができた。主発問を定めた上で「二つの意見」のを作成することを目指したが、主発問と「二つの意見」をどのように関連づけるかといった、作成プロセスを定型化するまでには至らなかった。第1に、道徳授業の意見交流場面でのICTの活用方法を実験授業を通じて検証するため、研究協力者に協力を求め、小学校も含めた実験授業を複数回行う。第2に、ワークショップを複数回開催し、「二つの意見」の作成過程を明確化する。第3に、デジタル教科書を含む小学校・中学校用の道徳科教科書を可能な限り購入し、実験授業を通じて、教科書教材での「二つの意見」を用いた道徳授業モデルの実践可能性を検証する。第4に、学会発表等を通じて研究成果を公表すると共に、WEB上で研究成果を発信・共有することを目指す。平成29年度は、以下の研究を行った。第1に、道徳授業における子ども相互の交流場面での教師の授業方法の分析を行った。具体的には、既存の道徳授業論に関する国内外の文献を収集するとともに、「『特別の教科道徳』の指導方法・評価等について(報告)」において「質の高い指導法」として例示されている「問題解決的な学習」「道徳的行為に関する体験的な学習」等の道徳授業に関する公開授業や校内研修の場に参加した。その際、道徳授業における「話し合い活動の組織化」「意見交流の組織化」「討論・討議の組織化」という教師の授業技量の内実という視点から、研究協力者と共に問題点の省察を行った。こうした省察成果等にもとづきながら、平成29(2017)年11月19日に神戸親和女子大学において開催された日本道徳教育学会第90回大会において、「道徳授業における交流場面の分析」と題した自由研究発表を行った。また、この自由研究発表等の研究成果に基づきながら、平成30(2018)年2月に発行された『敬和学園大学研究紀要』第27号において、「道徳授業における交流場面の分析」と題する研究論文を発表した。第2に、教師用と子ども用のタブレット端末を複数台購入し、道徳授業の意見交流場面でのICTの活用方法を探った。具体的には、研究協力者を対象とした研修会を開催し、実際にタブレット端末インストールした複数のアプリを使いながら、意見交流場面で使用可能と考えられる具体的な活用方法のアイディアを探った。第3に、定番教材をもとにグループで指導案を作成するワークショップと、研究協力者による講演会の2部構成からなる道徳教育研修会を開催し、30名程の教職員から参加していただいた。第1に、道徳授業における子ども相互の交流場面での教師の授業方法の分析を行った結果、日本道徳教育学会第90回大会の自由研究発表において発表するとともに、その成果に基づきながら、『敬和学園大学紀要』第27号において論文として発表することができた。

こうした研究を通じて、「二つの意見」を用いた道徳授業を含む従来の道徳授業では、話し合い活動の交流後の授業の収束に向かう場面において、教師の側から「出された意見の共通点や相違点は何か」と提示しがちであるが、子ども自身が「問い」を持つこと、子どもが「問いの発し方」を知る必要があることが明らかとなった。第2に、研究協力者を対象としたICTの研修会を開催することによって、意見交流場面で使用可能と考えられる具体的なICT活用方法のアイディアを得ることができた。と同時に、タブレット端末を教室で使用する際の留意点として、教師が実際の授業でタブレット端の操作するためにはある程度のスキルが必要であることや、高速なwi-fi環境が必要であること等が明らかになった。また、購入したタブレット端末の台数に限りがあったため、模擬授業形式での研修会を開催するまでには至らなかった。第3に、教職員を対象とした道徳教育研修会を開催し、実際に指導案を作成するワークショップを行うことはできたが、「二つの意見」の作成プロセスをより明確化するまでには至らなかった。平成30(2018)年度は、平成29(2017)年度の研究を基に、以下の研究を行った。第1に、平成29年度の研究を補完しながら、道徳授業における子ども相互の交流場面での教師の授業方法の分析を行った。具体的には、道徳授業に関する研修会や公開授業等に参加し、道徳授業における「話し合い活動の組織化」「意見交流の組織化」「討論・討議の組織化」という子ども相互の交流場面での教師の授業方法の実際が、「二つの意見」を用いた場合とどのように異なるか、研究協力者と共に分析した。第2に、子ども用のタブレット端末を概ね2人に1台使用できるように購入するとともに、先行研究に基づきながら道徳授業の意見交流場面におけるICTの活用方法を探った。その上で、平成30(2018)年7月1日に文京学院大学で開催された日本道徳教育学会第91回において「道徳授業における意見交流場面でのICT活用方法の構想」と題した自由研究発表を行った。その際、子ども相互の協働的な学習場面でのICTの具体的な活用方法として、(a)ワークシートに記入したものを写真で撮影し、グループやクラスで共有する、(b)クラウド上のプラットフォームに自分の考えを入力し、グループやクラスで共有する、という2種類の方法が考えられることを明らかにした。こうした研究を基に、「二つの意見」を用いた道徳授業モデルに基づいた意見交流場面でのICTの活用方法を、研究協力者による実験授業を通じて検証した。第3に、教科書教材に基づいた「二つの意見」を作成するワークショップを開催した。具体的には、小学校では各社の教科書に共通する教材を、中学校では「私たちの道徳」に掲載されている読み物教材を抽出し、34人程度のグループで主発問を考えた上で「二つの意見」を作成するというワークショップを開催し、50名程の教職員から参加していただいた。第1に、平成29(2017)年度の研究成果を基に、道道徳授業の意見交流場面におけるICTの活用方法の構想を日本道徳教育学会第92回大会の自由研究発表において発表するとともに、その成果に基づきながら、「二つの意見」を用いた道徳授業モデルに基づいた意見交流場面でのICTの活用方法を研究協力者による実験授業を通じて検証することができた。
拡張現実技術を用いたボリューム可視化システムの構築

本研究では先進的なボリューム可視化と直感的な操作のための三次元ユーザインターフェースの開発を行った.具体的には(1)流体シミュレーションとのインタラクションのためのシステムと,(2)医療用ボリュームデータのセグメンテーションのためのシステムを開発した.また研究成果は国際、国内会議で発表された.さらに本研究内容が2011年にSpringerから発行予定の書籍にも掲載される.また本研究成果の動画はYouTubeでも公開されている.本研究では先進的なボリューム可視化と直感的な操作のための三次元ユーザインターフェースの開発を行った.具体的には(1)流体シミュレーションとのインタラクションのためのシステムと,(2)医療用ボリュームデータのセグメンテーションのためのシステムを開発した.また研究成果は国際、国内会議で発表された.さらに本研究内容が2011年にSpringerから発行予定の書籍にも掲載される.また本研究成果の動画はYouTubeでも公開されている.本研究では先進的なボリューム可視化と直感的な操作のための三次元ユーザインターフェースの開発を行うことを目標としている.本研究の特色は拡張現実技術を用いてユーザが三次元ボリュームデータを直接操作できる点にある.ボリュームデータは三次元のデータであるので効率的な操作のために三次元ユーザーインターフェースを開発することは極めて重要である.また,ボリュームデータは流体工学,機械工学,医療分子構造,宇宙気象などあらゆる分野で利用されているため本研究成果の利用範囲は極めて大きい.さらに,本システムは既存のVRシステムなどに比べ非常に安価に導入できることから大きな波及効果が期待できる.本年度は研究計画に基づき基本システムの作成,三次元ユーザインターフェースの開発を行った.具体的には(1)流体シミュレーションとのインタラクションのためのシステムと,(2)医療用ボリュームデータのセグメンテーションのためのシステムを開発した.(1)のシステムではユーザは流体シミュレーションへの入力を三次元空間で指示しシミュレーションによる波の挙動をリアルタイムに可視化することができる.三次元の位置情報の取得にはARToolKitを用いた既存のマーカーベースの手法を利用した.(2)のシステムではCTやMRIで取得されたボリュームデータを解析するために必要な領域の抽出操作を三次元空間で行うことを可能とした.このシステムでは前処理でボリュームデータの境界面から距離関数を作成しその距離を参照しながら領域拡張を行う.操作には(1)のシステムより複雑な機能を必要とするためWiiリモコンと(1)のマーカーベースの手法を合わせたコントローラを提案した.研究計画は順調に進んでおり,本年度は国際会議の査読付き論文および発表1件,国際会議の査読付きポスター発表2件,招待講演2件国内学会発表1件の業績がある.本研究では先進的なボリューム可視化と直感的な操作のための三次元ユーザインターフェースの開発を行うことを目標としている.本研究の特色は拡張現実技術を用いてユーザが三次元ボリュームデータを直接操作できる点にある.ボリュームデータは三次元のデータであるので効率的な操作のために三次元ユーザーインターフェースを開発することは極めて重要である.また,ボリュームデータは流体工学,機械工学,医療,分子構造,宇宙,気象などあらゆる分野で利用されているため本研究成果の利用範囲は極めて大きい.さらに,本システムは既存のVRシステムなどに比べ非常に安価に導入できることから大きな波及効果が期待できる.本年度は研究計画に基づき,昨年度に引き続き,拡張現実技術を利用した医療用ボリュームデータのセグメンテーションと可視化システムの開発の高度化を行った.具体的には領域拡張のための始点設定の際の断面表示手法を平面のみから二次関数曲面に拡張した.また複数の抽出領域を表示する際のProgramableGPUコードを高速化した.さらに理化学研究所のVCADシステム研究プログラムの生物基盤構築チームと協力してマウスの脳のカラー三次元ボリュームデータの可視化も行った.研究は計画通りに実施され,本年度は査読無論文発表1件と学会発表2件,さらに本研究内容がSpringerから2011年7月に発行予定の書籍の1章として掲載される.また本研究成果の動画はYouTubeでも公開されている.
好酸球機能抑制に関する研究

アレルギー性炎症の発症、増悪に関与する好酸球の制御方法を明らかにするために、好酸球機能特に分化および生存・アポトーシスの制御機構の解析を行った。1.好酸球の分化機構を解明するために臍帯血単核球由来好酸球のTh1由来のIFN-γまたはTh2由来のIL-4による分化抑制を検討した。ヒト臍帯血単核球由来IL-3およびIL-5依存性誘導好酸球分化系を確立した。rhIL-4は誘導好酸球分化を28日培養時で濃度依存性に有為に抑制した。一方rhIFN-γは誘導好酸球分化を28日培養時で濃度依存性に有為に抑制した。以上の外因性サイトカインの効果はそれぞれの中和抗体により特異的に阻害された。rhIL-4およびrhIFN-γの分化抑制効果は培養初期0日から14日のみ添加実験で認められた。rhIL-4およびrhIFN-γがIL-3-IL-5-誘導好酸球の分化を非常に効果的に抑制した本研究結果は、好酸球分化能を有する前駆細胞はIL-3およびIFN-γ感受性であることを示唆する。2.末梢血好酸球のサイトカインによる生存延長作用を検討し、その作用がアポトーシス抑制と相関するかまたはプロトオンコジーン発現と相関するかを検討した。(1)rhIL-5およびrhIFN-γは生理的濃度で好酸球生存を延長し、それはアポトーシスを抑制するためであることを示した、(2)rhIL-5(250pg/ml)は48時間培養好酸球にBcl-2蛋白を誘導した、(3)rhIL-5(250pg/ml)は0-16時間培養好酸球に時間依存性にbcl-2 mRNAを誘導した、(4)bcl-2に対するフォスフォロチオエ-トアンチセンスDNAはrhIL-5による48時間培養好酸球生存率の改善効果を有為に阻害した。(5)rhIFN-γの好酸球生存延長効果にはBcl-2蛋白およびbcl-2 mRNA発現は相関しなかった。rhIFN-γの好酸球生存延長効果解明のために、他のbcl-2ファミリー遺伝子であるbcl-X/bak発現を検討中である。本研究では、今年度アレルギー性炎症の治癒・治療方法の解明に必要な好酸球機能抑制機構の解析、特に好酸球の分化およびアポトーシスの制御機構解析を目的とした。研究実績は以下に記したものである。1.好酸球分離法:従来の比重遠心法による分離法に加え、抗CD16抗体よる好中球ネガティヴセレクシヨン法を用いることで好酸球分画の低い末梢血検体から高い純度で好酸球を分離することが可能となった。2.IL-3(3.5×103u/ml),IL-5(250ng/ml)を添加して臍帯血単核球を4週培養し好酸球培養系を確立した。またこの系にrhlL-4(10-300u/ml)およびrhlFN-gamma(5-500u/ml)を添加しこれらサイトカインが濃度依存性に好酸球分化を抑制することを確認した。この結果については、論文投稿準備中である。

3.好酸球のアポトーシスへのサイトカインの関与を細胞性プロトオンコジーン蛋白(c-Myc,c-Bc12)の発現という点から解析した。その結果、末梢血好酸球および臍帯血単核球由来1L-3-1L-5-誘導好酸球において1L-5,1FN-gamma添加でアポトーシスの抑制を確認した。ウエスタンブロット法によるプロトオンコジーン蛋白の解析では、c-Bc12の発現が認められIL-5によりしの発現が増強されるように考えられた。この結果については、平成6年6月ストックホルムでの国際臨床免疫・アレルギー学会において発表予定である。本研究では、アレルギー性炎症の治療方法の解明に必要な好酸球機能抑制機構の解析、特に1)好酸球の分化およびアポトーシスの分子生物学的解析、2)好酸球表面の接着分子、受容体の発現制御機構の解析を目的とした。研究実績は以下に記したものである。2.好酸球のアポトーシスの制御機構の解析では、昨年までに解明した好酸球に対するlL-5の抑制効果がプロトオンコジーン蛋白の一種であるBcl-2の発現(蛋白およびmRNA)に依存すること、さらにBcl-2のS-オリゴアンチセンスcDNAの投与でlL-5の好酸球アポトーシス抑制効果がブロックできることを確認した。この結果については、平成6年6月ストックホルムでの国際臨床免疫・アレルギー学会および10月日本アレルギー学会において発表し、現在論文投稿準備中である。3.HL-60より誘導されたヒト好酸球細胞ラインYY-lにアポトーシスに関与するFas抗原を確認し、その発現が好酸球機能を調整するサイトカインにより制御されることを確認した。モノクローナル抗体を用いてFas分子を介してYY-1内で起こるシグナル伝達を解析中である。4.末梢血好酸球およびヒト好酸球細胞ラインYY-lにフローサイトメトリー法およびRT-PCR法で高親和性lgE受容体(蛋白およびmRNA)の存在を確認した。in vitroで好酸球での高親和性lgE抗体受容体発現の制御因子を解析中である。5.アレルギー性疾患患者末梢血よりTh2タイプのT細胞クローンを確立し、これを用いて好酸球の抗原提示機能を解析中である。本研究では、アレルギー性炎症の機構さらに治療方法の解明に必要な好酸球機能抑制機構の解析、特に1)好酸球の分化およびアポトーシスの分子生物学的解析、2)好酸球表面の接着分子、受容体の発現制御機構の解析を目的とした。本年度研究実績は以下に記したものである。1.好酸球のアポトーシスの制御機構の解析では、好酸球に対するIL-5の抑制効果がプロトオンコジーン蛋白の一種であるBcI-2の発現(蛋白およびmRNA)に依存すること、さらにBcI-2のS-オリゴアンチセンスcDNAの投与で好酸球アポトーシス抑制効果がブロックできることを確認した。この結果についてJ. Immunol誌に論文投稿したが、1)IL-5濃度が生理的濃度より高いこと、および2)濃度依存性に加えbcI-2分子発現の経時変化を示すよう指摘を受けた。この点を再検討し、IL-5(250pg/ml)にても好酸球のアポトーシス抑制に相関したbcI-2分子発現が経時的に惹起されることを確認した。この結果は平成7年10月日本アレルギー学会シンポジウムにおいて発表した。現在新たな結果を加え論文投稿中である。IFN-γの好酸球生存延長効果についてはbcI-2発現と相関しないと結論した。現在bcI-2関連遺伝子であるbcI-xおよびbak発現との相関を検討中である。2.モノクローナル抗体を用いてFas分子を介したHL-60より誘導されたヒト好酸球細胞ラインYY-I内で起こるシグナル伝達を解析した。
結晶シリコン太陽電池の表面パッシベーションによる高効率化

結晶シリコン太陽電池の高効率化を図るため,単結晶および多結晶シリコン基板におけるSiNx:H膜とa-Si:H薄膜及びそれらの各種2層構造によるパッシベーション効果と熱アニール効果について調べた結果,以下の知見が得られた。1.SiNx:H膜のパッシベーション効果として,Siリッチの成膜条件で、Nリッチな条件よりも、顕著な実効キャリア・ライフタイムの改善効果が得られた。2.熱アニールの効果として、実効ライフタイムの変化とともに、Si-H結合密度とN-H結合密度が変化しており、実効ライフタイムと水素結合状態に相関があることを実証した。3.SiNx:H/SiNx:H2層膜のパッシベーション効果として,単層膜よりもパッシベーション効果と反射防止効果の両方を改善できることを実証した。4.SiNx:H/a-Si:H2層膜のパッシベーション効果として,SiNx:H単層膜と比べて、顕著なライフタイム改善効果が確認された。更に熱アニールにより極めて高いパッシベーション効果が得られることが分かった。5.a-Si:H薄膜単層のパッシベーション効果として,400°C500°Cでの熱アニールによって,キャリアの実効ライフタイムが大幅に改善されることが確かめられた。6.実際にセルの作製を行い,セル表面におけるSiNx:H膜の効果,セル裏面のBSF層へのa-Si:H薄膜の効果について検証した。1.多結晶シリコン基板におけるSiNx:H膜のパッシベーション効果Gaドープ多結晶シリコン基板表面に、PECVD法によりSiNx:H膜を形成し、パッシベーション効果への原料ガス組成比SiH4/NH3の影響を調べた。その結果、SiH4リッチの条件で、NH3リッチな条件よりも、顕著な実効キャリア・ライフタイムの改善効果が得られた。その要因について、FTIRにより水素の結合状態を調べた結果、N-H結合密度よりもSi-H結合密度が高い膜が効果的であることが確かめられた。400°C800°Cの範囲でFGAアニールの効果を調べた結果、実効ライフタイムの変化とともに、Si-H結合密度とN-H結合密度が変化しており、実効ライフタイムと水素結合状態に相関があることが実証された。a-Si:H薄膜のパッシベーション効果を検証するため、BドープCZシリコン基板表面に、リモートPECVD法により250°Cの低温で、a-Si:H/SiNx:H積層膜を形成し、キャリアの実効ライフタイムを評価した。その結果、a-Si:H単層膜およびSiNx:H単層膜と比べて、顕著なライフタイム改善効果が確認された。更に400°CでのFGAアニールにより極めて高いパッシベーション効果が得られることが分かった。1.アモルファスシリコン薄膜のパッシベーション効果結晶シリコン太陽電池表面のパッシベーション層の飛躍的な改善を図るため,高周波リモートプラズマCVD法により,p型CZシリコン結晶基板上に250°Cの低温でアモルファスシリコン薄膜の形成を行い,パッシベーション効果のアニール依存性について調べた結果,アニール温度300°Cでは効果が現れないが,400°C500°Cでの熱アニールによって,キャリアの実効ライフタイムが大幅に改善されることが確かめられ,アモルファスシリコン薄膜の有効性が実証された。その要因が表面パッシベーションのみならず,バルクパッシベーション効果によるものであることが確かめられた。FTIR測定により,熱アニールによって,シリコン原子との水素結合密度が減少していることも確かめられた。C-V特性にもアニールの影響が現れた。2.シリコン窒化膜のパッシベーション効果上記と同様の目的で,高周波リモートプラズマCVD法により,モノシランとアンモニアを原料ガスとして,シリコン窒化膜の形成を行い,パッシベーション特性について調べた結果,原料ガス比によって,水素結合状態が大きく変化すること,および屈折率が変化することが確かめられた。

熱アニールの効果として,400°C,4minではキャリアの実効ライフタイムの改善が確認されたが,800°C,30secでは減少が認められた。アモルファスシリコン薄膜とシリコン窒化膜との詳細な比較については,今後検討していく予定である。