hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
睡眠時6自由度顎運動測定システムを用いたブラキシズムの動態の解明

睡眠時6自由度顎運動測定システムを用い顎運動を含む,筋電・脳波などの生体信号の測定を行った。(1)被験者3名を対象とし、睡眠中の覚醒反応時や体動の際にどのような顎運動が生じているのかを検討し、睡眠中に覚醒は平均13.3回生じ、そのうち77.5%が睡眠時ブラキシズム様の顎運動を伴っていた。(2)被験者12名を対象とし、睡眠時ブラキシズム時のクレンチング時の顎位と咬筋活動との関係を検討した。睡眠時ブラキシズムイベント中に、顎運動が2sec以上静止する区間をクレンチング区間とし、咬頭嵌合位から0.5mm以内に顎位があるものは86回(76.1%)、1mm以上離れた顎位にあるものは17回(15.0%)認められた。本研究は、睡眠中のブラキシズムの動態を解明するために、睡眠中の顎口腔系の可視化方法の確立をさせること,また、そのシステム(6自由度顎運動測定器とポリソムノグラフ)を用いて,睡眠中の顎運動を含む,筋電・脳波などの生体信号の測定を行う事を目的に行った。まず、上記目的のために、睡眠時顎運動測定システムの改良に時間の大半を費やしたが、6自由度顎運動測定器の精度向上を行うことができなかった。そこで、現行のシステムで、顎運動を含む,筋電・脳波などの生体信号の測定を行い、以下のことを明らかにした。1被験者3名を対象とし、睡眠中の覚醒反応時や体動の際にどのような顎運動が生じているのかを検討した。その結果、睡眠中に覚醒は平均13.3回生じ、そのうち85.7%が体動を、77.5%が睡眠時ブラキシズム様の顎運動を伴っていることを明らかにした。臨床的に筋活動による顎口腔系への影響を評価するためには、従来解析から除外されてきた覚醒反応時においても高い頻度で何らかの顎運動が生じていることを考慮に入れる必要があることが分かった。2被験者12名を対象とし、睡眠時ブラキシズム時のクレンチング時の顎位と咬筋活動との関係を検討した。左右咬筋活動量の和は1mm以内にあるものが29.2±22.7%MVC、1mm以上離れた顎位にあるものが16.0±12.7%MVCで、前者が有意に大きく(P≦0.01)、また、クレンチング区間の持続時間に有意な差は認められなかった。睡眠時ブラキシズム時のクレンチングは、咬頭嵌合位付近だけでなく、咬頭嵌合位から1mm以上離れた偏心位でも生じてる事が分かった。申請者が開発した6自由度顎運動測定器は,位置分解能0.048mmRMS、姿勢分解能0.104°RMSを実現できているが、咬合接触を解析するのに必要な精度30μm(分解能3μm)を満たしていない。平成23年度は,本測定器の改良を行い,必要な測定精度を得る事を目的として実施してきた。しかし、6自由度顎運動測定器の故障が発生し、顎運動測定器の修理に大半を割く結果となっている。顎運動測定器の修理をする際にセンサ回路を見直すことにより、基盤の不具合を見つけ、測定信号のノイズを減らす事が出来ているが、必要な精度には及んでいないのが現状である。顎運動測定器の修理を行うのにあたって、材料の取り寄せなどにも時間がかかっていたため、空いた時間で、H24年度予定であった、3次元形状測定の高速,高精度化のうち歯列形状測定の確立を先に進めた。従来は接触方式三次元座標測定機を用いて歯列咬合面の3次元歯列形状データを得ているが、接触式で高精度であるため測定に時間がかかっている。測定の効率化を図るため、光学式非接触方式形状測定システムで歯列情報を再現する方法を確立している。口腔内において、特殊なトレーを作成し、上下顎歯列の印象を一度に採得し、光学式非接触方式形状測定器で歯列情報データを読み込む方法を考案している。顎運動データと歯列情報データは、ゼロ位法を用いて、また座標系の重ね合わせ標点として3個のセラミック球を使用している。

顎運動測定器の修理を行い、実際に睡眠測定しデータを正確に収集できることを確認するために、被験者2名に協力してもらい、それぞれ3夜の睡眠測定を行い、正常に測定・解析できるところまでは確認しているが、顎運動測定器の精度として30μm(分解能3μm)を達成する課題が残っている。顎運動測定器の故障により、平成23年度の目標である、咬合接触を解析するのに必要な顎運動測定器の精度である30μm(分解能3μm)を達成していない。平成23年度に達成するはずであった、6自由度顎運動測定器の精度向上を46月に行い、精度30μm(姿勢分解能3μm)を目標に測定器の改良を行う。また、顎関節部形状測定との重ね合わせの方法も確立する。7月以降は従来の予定通り、被験者測定を行う。睡眠状態や顎口腔機能に関するアンケートを作成し,本学教職員ならびに学生に対して調査を行い,対象となる被験者を選択する。この後,口腔内診査や顎機能診査および研究用模型による診断を行い,最終的に脱落者や測定ミスをふまえ,被験者として睡眠状態および顎口腔系に異常のないコントロール群16名(男性8名,女性8名),顎機能に疼痛を認める顎機能異常者群16名(男性8名,女性8名)とし,研究デザインとしてはランダマイズド・コントロール・スタディを採用する。なお,被験者は健常成人有歯顎者とし,智歯および矯正治療による小臼歯以外の欠損のないものとする。測定は2夜連続で行い,1夜目は習熟模擬測定とし,2夜目のデータを解析対象とする。なお,2夜目の起床時に顎運動測定器が外れていたり,電極が剥がれていたりなどの測定ミスがあった場合には,測定期間を1日延長する。また,その際には念を期してサージカルテープにてマスクおよび電極を強力に固定する。解析においては,Ikedaら1)の手法を用いて,ブラキシズムの判定を行う。こうしてブラキシズムイベントを抽出し,頻度や発現時間,筋活動量について解析するとともに,その時の咬合接触状態・関節窩と顆頭の位置関係などの3次元データと重ね合わせをする。物品費としては、消耗品として、ディスポーザブル電極に40,000を予定している。また、研究成果発表や他の研究者との話し合いのための学会等の旅費に340,000予定している。また、人件費として被験者謝金やデータ解析などの研究補助の謝金として520,000予定している(この中には、平成23年度に測定できなかった分の謝金も含めている)。
インスリンシグナル伝達転換マウスの作製

従来まではインスリンが生体内で血糖値を下げることのできる唯一の生理活性物質であったが、トランスジェニックマウスの手法でPDGFレセプターを骨格筋に発現させ、PDGFで血糖値を下げることができるか否かを検討する。血糖値降下というインスリン独特の作用は、本質的には細胞増殖因子が潜在的に共通に持つ作用であることを実証し、インスリン作用の本質的な解明を行う事を目的とする。申請者はmycのtagを挿入したGLUT4mycとPDGFレセプターを安定に発現させた培養細胞を確立し、この細胞をPDGF刺激するとPI3-キナーゼが活性化され、GLUT4のトランスロケーションが起こり、細胞ヘグルコースを取り込むことを明らかにしている。またマウス骨格筋ではPDGFレセプターはほとんど発現していないし、普通のマウスにインスリンを投与すれば血糖値は下がるが、PDGF投与では下がらないことは既に確認済みである。そこで骨格筋に特異的に発現するmuscle creatinine kinase(MCK)の遺伝子プロモーター下流にPDGFレセプターcDNAを結合し、トランスジェニックの手法で骨格筋でPDGFレセプターを大量に発現しているトランスジェニックマウスを確立するべく進めている。なおMCKのプロモーターはcDNAを骨格筋で特異的に発現するのに既に使用されており、PDGFレセプターが骨格筋で特異的に発現できる可能性が高い。今後PDGF投与により血糖値を下げることが出来るか否か検討したい。
欧州の越境災害ガバナンス－2010年アイスランド火山噴火を事例として－

アイスランドにおける越境噴火災害対応を中心に研究・調査を実施した。5月には構成メンバー全員による会議を開催し研究実施方針を確認した。6月には京都大学による「大規模噴火時の航空輸送の危機管理体制に関する研究」と情報交換を行った。7月には日本における大規模噴火による災害対応を検討するため、京都大学桜島火山観測所で研究会・フィールド調査を実施した。8月には2010年のアイスランドのエイヤフィヤトラヨークトル火山の噴火対応について、アイスランド気象庁、環境省、EUROVOLCなどに対しヒアリング調査、フィールド調査を行うとともに、アイスランド大学、レイキャビック大学と合同セミナーを開催し、アイスランドの関係機関と災害対応についてより詳細な情報共有を行った。2018年度の研究からは、大規模噴火に伴う越境被害を分析するための視点として、1噴火に伴う直接被害を軽減するための災害対応、2火山灰・火山性ガスの広域拡散に伴う環境被害・健康被害のモニタリング、3火山灰拡散に伴う航空機事故・物流被害を防ぐための情報共有体制、の重要性が示された。アイスランドでは、火山観測は気象庁が、災害対応は内務省国家警察委員会(NICP)市民保護緊急管理局(DCPEM)が統括している。2010年のエイヤフィヤクトラーヨクトル火山の噴火後に避難情報の発出体制の見直し、ハザードマップの整備など防災対策が進められている。一方、国際社会と連携するために、国内の火山観測情報を随時国際社会に発信する仕組みとしてCatalogue of Icelandic Volcanoesの構築、欧州全体を管轄するロンドン航空路火山灰情報センター(VAAC)との情報共有と定期的な訓練や図上演習、噴火に伴う火山灰・火山性ガス拡散状況のモニタリングと欧州環境機関(EEA)への報告が行われていることが明らかになった。当初の研究計画通りに進捗している。2019年度は、欧州における広域噴火対応の仕組みに着目して研究を進める。具体的には、1各国で起こった噴火被害に関する情報がどのように共有されているのか、2欧州災害対応調整センター(European Emergency Coordination Center)との調整がどのようになされているのか、3国際法上に災害対応がどのように位置付けられているのか、を明らかにする。火山灰の広域拡散については、Lodon VAACを中心としたモニタリング体制、一方、災害対応については欧州災害対応調整センターにおける対応を中心に検討する。
最下部マントル条件下での放射光X線及び超音波法による弾性波速度測定技術の開発

高輝度放射光X線を利用して、下部マントル条件での超音波エコー法による弾性波速度測定を実現するために、新たに高圧セルと超音波測定システムを開発した。低ノイズアンプと高速半導体リレーを使用して小型試料の超音波エコーを測定することを可能にした。このシステムは下部マントル条件下でのマントル構成鉱物の精密弾性波速度測定を可能にし、マントルの化学組成や温度分布の解明に非常に有用である。下部マントル条件下での弾性波速度測定のために、高圧セル・ガスケットの最適化、高周波信号の入出力分離装置の開発を行った。まず、圧力発生効率の確認のために高硬度のバインダレス超硬合金アンビルを使用し、圧力発生試験を行った。アンビルにはフジダイス製超硬アンビル(TJS01)を使用し、トランケーションサイズ3.0 mm、トランケーション面は鏡面研磨を施し、超音波の散乱を低減した。ガスケットは圧力発生効率を高めるため脱水処理したパイロフィライトを使用した。ガスケットは八面体の圧力媒体との間に隙間が生じないような特殊な形状に加工した。圧力媒体には(Mg,Co)O、ヒーターにはTiB2を使用した。実験は大型放射光施設SPring-8のBL04B1に設置の川井型高圧発生装置SPEED-Mk2を使用した。常温下で約38 GPaまでの圧力発生に成功したが、高温下で約10 GPaの圧力低下がみられ、今後断熱性の向上や圧力媒体内の流動低減等の対策を施す必要がある。一方、高S/Nでの超音波エコー取得のため、高周波信号の入出力装置の開発を行った。3段の高速半導体リレーで構成され、不要なRF反射を終端抵抗で吸収する機構となっている。設計製作は(株)サムウェイで行い、現在性能評価を行っている。今後、高圧セルの更なる改良を行い、高周波信号の入出力装置と組み合わせて、下部マントル条件下での弾性波速度測定を実施する。今年度に計画していた高圧セルの最適化と高周波信号の入出力装置の開発の双方とも実施できており、おおむね良好な結果を得ている。高圧セルに更なる改良が必要であるが、既に対応策の準備を進めており、本研究課題の遂行には問題ないと考える。下部マントル条件下での弾性波速度測定のために、高圧セルの最適化をおこなった。放射光X線と超音波法を利用した弾性波速度測定では、X線ラジオグラフィーによって試料長さを測定し、超音波エコー測定によって超音波の伝搬時間を測定する。測定された試料長さを、超音波伝搬時間で割ることで弾性波速度を算出するが、現状の測定システムでは、超音波伝搬時間の測定誤差は0.1%、試料長さの測定誤差は数%であるため、試料長さの測定精度が弾性波速度の測定精度に大きく影響する。そこで、本年度の研究ではX線ラジオグラフィー像を鮮明化するために、X線吸収の少ない新ヒーター材の選定と高圧下での加熱テストをおこなった。今回テストしたヒーター材はTiB2+BN、TiC+Al2O3、Ti2SiC3の3種で、高融点かつX線透過性に優れたチタン化合物及びチタン化合物と軽元素の複合物を選定した。これらの物質は常圧下でヒーター材としての使用実績はあるものの、高圧下での挙動についてはほとんど知られていない。アンビルには冨士ダイス製超硬アンビルTJS01を使用し、トランケーションサイズ3.0 mmで、約30 GPaまでの高圧力下でX線ラジオグラフィー像の取得テストとヒーター特性について実験をおこなった。実験の結果、ヒーター材の平均原子量に比例して、TiB2+BN、TiC+Al2O3、Ti2SiC3の順に試料像が不鮮明となることが分かった。また、高圧下でのヒーター安定性に関して、TiB2+BNは1600°C以上の高温下で不安定化し、Ti2SiC3は2200°C以上まで安定的に加熱できたが、電気抵抗が非常に低く、加熱に大電流を必要とする。TiC+Al2O3は今回のヒーターの中で最も安定した特性を示した。これらヒーター材を今後の超音波実験に使用する。高圧下での弾性波速度測定に必要な要素技術を着実にテストできており、超高圧下での超音波測定の実現に近づいている。下部マントル条件下での精密弾性波速度測定を実現すべく、本研究期間を通じて、超音波法による弾性波速度測定の要素技術の開発及び試験を行ってきた。小型試料の超音波速度測定には高S/Nな超音波信号の発生と測定、試料のX線吸収像の高分解能撮影が必須である。これまでに、インピーダンスマッチグ装置または多段半導体リレーを用いた低ノイズ超音波測定システムを試作し、試験測定を行ってきたが、これまでに満足いく結果は得られていない。しかしながら、開発技術の一部はHigo et al.,2018に論文発表し、約27GPaまでの精密弾性波速度測定に成功している。平成29年度は、超高圧、極小試料の測定を実現すべく、これまでの開発に加えて新規焼結ダイヤモンドアンビル材のテストを行った。最下部マントル条件下の圧力発生には焼結ダイヤモンドアンビル(SDアンビル)が欠かせない。これまでのSDアンビルは焼結助剤に金属コバルトを使用しており、ダイヤモンドの粒界に金属コバルトが残留している。ダイヤモンドとコバルトのインピーダンスコントラストは非常に大きく、入射超音波がアンビル内で散乱し、アンビルエコー強度を極端に低下させる原因となっていた。

そこで、本研究ではよりインピーダンスコントラスト差が小さいSiCを焼結助剤に用いたSDアンビルを超音波測定に使用し、その効果について検証をおこなった。詳細は現在解析中であるが、本研究期間を通じて得た知見を今後下部マントル条件下での弾性波速度測定に活かしていく。高輝度放射光X線を利用して、下部マントル条件での超音波エコー法による弾性波速度測定を実現するために、新たに高圧セルと超音波測定システムを開発した。低ノイズアンプと高速半導体リレーを使用して小型試料の超音波エコーを測定することを可能にした。このシステムは下部マントル条件下でのマントル構成鉱物の精密弾性波速度測定を可能にし、マントルの化学組成や温度分布の解明に非常に有用である。昨年度に引き続き、圧力媒体の断熱対策(LaCrO3等でヒーターの周りを覆う)や高周波システムのテストを行う。今後、下部マントル構成鉱物の焼結体作成の準備を進め、地球科学のテーマに沿った研究を進める。これまで、超音波測定システム、X線ラジオグラフィー像撮影システム、高圧セルの要素技術の開発に成功している。今後はこれらの技術を組み合わせて、下部マントル条件下での弾性波速度測定実験をおこなう。高圧地球科学平成27年度のSPring-8での実験数が予定より少なくなったため。SPring-8は共同利用施設であるため、当初見込みの実験日数が割り当てられないことがある。高圧セル用の部材購入が予定より少なかったため。次年度は高圧実験に使用する部材の購入に使用する。次年度は高圧下での超音波実験をおこなうため、上記の部材購入に助成金を使用する。
時系列計量経済学における平滑化およびその実行方法

本研究では、経済データの特性に則してカーネル平滑化を発展・拡張させた。データ特性とは、1多くの経済変数の分布は台に境界を持ち、かつ境界付近に観測値が集中する一方裾も重いという特徴を持つこと、及び、2経済時系列データが単位根過程に従うと仮定し、定常化変換を行わずにモデルを構築する場合が多いことの二点である。本研究では、前者に対しては非対称カーネル関数の発展・改良、一方、後者に対しては、共和分回帰モデルのノンパラメトリック・セミパラメトリック推定の発展・拡張という形に特化した。本研究の成果として、論文4点が英文査読誌に掲載された。さらに、研究成果を国内外の学会・セミナーで合計19回報告した。平成24年度は、前年度までに研究が進捗した課題の仕上げ、および新たな研究課題の双方に取り組んだ。まず、非対称カーネル関数に関する研究では、短期金利拡散課程のノンパラメトリック推定への応用に関する論文がJournal of Empirical Finance(査読付き)に掲載された。さらに、新たな非対称カーネル関数を発生させる方法に関する論文を国内外の学会およびセミナーで発表した。この論文は近日中に査読付き雑誌に投稿する予定である。次に、汎関数係数共和分モデルをトレンド項・単位根過程双方を含むモデルへと拡張する研究に関しては、論文で提案する複数の係数推定法各々について漸近混合正規性が成り立つことが証明できた。この論文も国外の学会およびセミナーで発表し、かつ、近日中に査読付き雑誌に投稿する予定である。最後に、米国のデータを用いた資産価格モデルの統計的特性に関し、程島次郎教授(名古屋市立大学)と共同研究を開始した。この論文は現在査読付き雑誌で審査中である。平成25年度も、前年度に引き続き、これまでに研究が進捗した課題の仕上げ、および新たな研究課題双方に取り組んだ。まず、非対称カーネル関数を利用したノンパラメトリック推定に関する研究では、乗法バイアス修正を応用した確率密度関数の収束速度の改善に関する論文が平成26年度中に査読付き雑誌に掲載されることが決定している。さらに、新たな非対称カーネル関数を発生させる枠組みに関する論文が先ごろ査読付き雑誌から「修正後再投稿」を要請され、現在改定作業を行っているところである。今後はこの新たな非対称カーネル関数を適合度検定・対称性検定へ応用することを検討している。次に、可変係数回帰モデルの拡張に関しては、トレンド項・単位根過程双方を含む共和分モデルの漸近理論に関する論文が査読付き雑誌で審査中である。さらに、合致させたサンプルによる固定係数および可変係数回帰モデルのセミパラメトリック推定問題にも着手し、いずれの場合にも最小二乗推定に一致性がないことを証明し、バイアス修正法を提案する段階へ発展させた。さらに、これらの課題に加え、国内外の研究者と共同で、資産価格モデル推定に関する統計的特性の導出、寡占モデルのセミパラメトリック推定等、応用計量経済学の研究にも着手した。特に、前者の論文は査読付き雑誌で審査中である。加えて、以上の研究成果を国内外の学会およびセミナーで発表した。平成23年度は既に準備段階に入っている、もしくはある程度研究が進んでいる課題を中心に取り組んだ。具体的には(1)非対称カーネル関数を利用したノンパラメトリック回帰の短期金利に関する拡散過程推定への応用、(2)非対称カーネル密度推定量に関するバイアス特性の改善、(3)汎関数係数共和分モデルのトレンド項を含む場合への拡張の3点を重点的に研究した。まず、(1)に関しては、一連のモンテカルロ実験から、非対称カーネル関数を利用したノンパラメトリック拡散過程推定量が、従来の原点対称カーネル関数を利用したものに比べて優れた小標本特性を持つことを発見した。この結果をまとめた論文を本年度中に2度招待講演で発表した(下記「13.研究発表-学会発表」参照)。また、本論文は先ごろJournal of Empirical Finance(査読付き)に掲載されることも決まった。次に、(2)に関しては、元々原点対称カーネル関数を利用した密度関数推定量に対して提案された複数のバイアス修正法が、非対称カーネル密度推定量に対しても同様に適用可能であることを証明した。特に、この推定量はバイアス修正にもかかわらず全区間で非負となり、かつ、収束速度が改善するという特性を持ち、様々な経済変数の密度推定に応用可能である。この結果をまとめた論文はある査読付き雑誌で審査中である。最後に、(3)に関しては、ある定常変数により係数が変動する汎関数係数共和分モデルをトレンド項・単位根過程双方を含むものへと拡張し、汎関数係数のノンパラメトリック推定量に関する大標本・小標本特性の分析を行った。特に、汎関数係数の推定量は漸近的に混合正規分布に従い、さらに、極限分布は説明変数に内生性があるなしに関係なく同一となるということを証明した。

この結果をまとめた論文を本年度中に学会で1度発表した(下記「13.研究発表-学会発表」参照)。平成26年度は、これまでに研究が進捗した課題の仕上げ、及び新たな研究課題双方に取り組み、以下のような成果を上げることができた。まず、非対称カーネル関数を利用したノンパラメトリック推定に関する研究に関しては、新たな非対称カーネル関数を発生させる枠組みを提案する論文が査読付き雑誌に掲載された。さらに、この新たな非対称カーネル関数を分布の対称性検定に応用する研究に着手し、国内学会で研究成果を発表した。次に、可変係数回帰モデルの拡張に関しては、トレンド項・単位根過程双方を含む共和分モデルを米国イリノイ州のデータを用いた電力需要関数の推定に応用し、この実証分析結果を共和分モデルの漸近理論とともにまとめた論文を査読付き雑誌に投稿した。その結果、この雑誌から「修正後再投稿」を要請され、現在論文の改訂を進めている。さらに、結合データを用いた固定係数及び可変係数回帰モデルの推定問題にも引き続き取り組み、その成果をまとめた論文を国際学会で三度発表する機会に恵まれた。さらに、固定係数モデルに関して言えば、結合データを作成する際、最近傍法に用る変数の数が2個以上である場合、セミパラメトリック・バイアス修正推定量の収束速度が一般に遅くなることがわかっている。そこで、収束速度を落とさない一致推定量を先頃開発し、その漸近理論を導出した。また、この推定量に関するモンテ・カルロ実験の結果も極めて良好で、今後論文を査読付き雑誌に投稿する際に一定の評価を得られるものと期待している。計量経済学、統計学1本年度に研究を予定していた課題3点のうち2点で論文を査読付き雑誌に投稿できる段階に仕上げることができたこと、および、2当初想定していた以外の共同研究を開始し、同様に論文を査読付き雑誌に投稿できる段階に仕上げることができたことによる。査読付き雑誌に「掲載決定」もしくは「修正後再投稿」となった研究論文が2点、査読付き雑誌で審査中の研究論文がさらに2点出たことに加え、当初想定していた以外の複数の課題について共同研究を開始し、論文を学会等で発表できたため。本年度に研究を予定していた課題4点のうち、3点で上記「9.研究実績の概要」に記述した通りの結果を出すことができたため、「おおむね順調」と判断する。平成25年度以降の研究は、これまでの課題を発展・拡張したものとする。具体的には、1非対称カーネル関数を利用したノンパラメトリック推定の発展、2汎関数係数共和分モデルの拡張、3資産価格モデル推定に関する統計的特性の研究、4一般化積率法の小標本特性の改善を重点課題と位置付ける。特に、1に関しては、新たに定義した非対称カーネル関数の適合度検定への応用、および確率密度推定における平滑化パラメータ計算方法の提案に着手している。
微生物群集構造解析と同位体分析の結合による水汚染ダイナミクスの解明

ネパールのカトマンズ地域で浅層地下水汚染の調査を行い、雨水浸透や水位上昇等の水文学的変化が微生物汚染の引き金になること、複数地点の地下水に病原性微生物が混入しており、家畜排泄物も一因であることを明らかにした。また、地理的条件と水利用形態の情報を加味した解析により、人口と下水施設の老朽化が重なった地区に汚染が偏る可能性を地理統計学的に推定するとともに、地下水汚染に加えて、慢性的な水不足と断続的な給水、水道水の貯蔵、これらが引き起こす水源確保の不安定さが、下痢症発症と関連することを医学統計学的に示した。従って、いわゆる見かけ上の衛生施設整備率の向上は健康影響の低減に必ずしも直結しないと結論づけた。安全な水源と適切な衛生設備の不足は世界的な問題である。その解決のため、水系の微生物汚染に対して、一般水質、微生物群集構造解析、安定同位体比分析等の結果を統合し、アジアモンスーン域において時空間的に変化する水汚染の原因を解明する。水汚染が深刻で、代表者らが研究体制を整備しているネパールのカトマンズ盆地をケーススタディとする。特に、現地で生活用水としての依存度が著しく高い地下水を対象とし、健康関連微生物に注目する。本研究の成果として得られる知見と方法論が、モデル解析等により発展、一般化され、他の地域や水汚染現象へ応用されることを期待している。初年度の雨季前(5月)に行った現地調査で、浅層地下水の水質変化の季節性と地点特異性を優先的に検討する必要を認めたため、特に季節変化の傾向が強く現れる地点を対照地点とともに選定し、23年雨季後半(9月)から24年雨季終了まで、水質と水位の毎月観測を実施した。さらに、23年度の乾季(1月)と24年度の雨季(9月)に現地調査を追加実施した。これらの結果から、雨季は乾季に比べて指標微生物濃度が統計学的に有為に高くなり、期間雨量とも良く対応すること、地下水位の変動が水質に影響を及ぼしている地点は透水性が高いか、井戸の構造が古い可能性があることが分かった。また、一般水質を用いて地下水への下水混入率を試算した。浅井戸水中の微生物群集構造については、クローンライブラリ法により、初年度に汚染度と多様性が減少する可能性を示したが、平成24年度はさらに詳しい解析を進め、逆に汚染度が低い地点に特徴的な種を発見した。また、DNAマイクロアレイ法により、供試試料の大部分に病原性細菌(合計71種)が存在すること、そのうち約70%がバイオセーフティーレベル2であること、複数地点に共通する属が見られること、家畜の排泄物も一因であることなどを確認した。特に、現地で生活用水としての依存度が著しく高い浅層地下水を対象とし、健康関連微生物に注目する。計画では、地下水、雨水、河川水等の水文・水質に関する1次データと、気象、地形、土地利用等の2次データを主に海外現地調査により取得し、地下水流動と微生物汚染の情報を抽出することとしていた。これまでに、雨水浸透や地下水位上昇等の水文学的変化が微生物汚染の引き金になること、複数地点の地下水に病原性微生物が混入しており、家畜排泄物も一因であることが明らかになった。最終年度は、取得データを詳細かつ統合的に解析するため、地理的条件と水利用形態の情報を加味して、汚染機構と影響のモデル化を試みた。その結果、人口と下水施設の老朽化が重なった地区に汚染が偏る可能性を地理統計学的に推定した。また、地下水汚染に加えて、慢性的な水不足と断続的な給水、水道水の貯蔵、これらが引き起こす水源確保の不安定さが、下痢症発症と関連することを医学統計学的に示した。従って、いわゆる見かけ上の衛生施設整備率の向上は健康影響の低減に必ずしも直結せず、短期的には適切な衛生行動、中期的には水源安全性の分類、長期的には下水施設改修など、地域の状況を理解した水管理計画が重要であると結論づけた。安全な水源と適切な衛生設備の不足は世界的な問題である.

その解決のため,水系の微生物汚染に対して微生物群集構造解析と安定同位体比分析の結果を結合し,アジアモンスーン域において時空間的に変化する水汚染の原因を解明する.水汚染が深刻で,代表者らが研究体制を整備しているネパールのカトマンズ盆地をケーススタディとする.特に,現地で生活用水としての依存度が著しく高い地下水を対象とし,健康関連微生物に注目する.本研究の成果として得られる知見と方法論が,モデル解析等により発展,一般化され,他の地域や水汚染現象へ応用されることを期待している.平成23年度は,連携関係にある現地の連携機関の協力を得ながら,汚染解析に必要な基本一次データを取得することが主たる計画であった.一般水質に関しては,追跡の対象として想定した環境水および下排水のうち,浅層地下水の現地採取を乾季(5月)と雨季(8月末9月)に行った.既得データを再検証した結果,水質の季節変動を早急に確認する必要が生じたため,乾季調査は次年度の計画を前倒しして行った.過去の浅層地下水の乾季及び雨季データに今回のデータを加えて統計解析を行った結果,雨季に大腸菌濃度が高くなる地点とそのような傾向が見られない地点が存在することが判った.これは今後の汚染井戸の管理に重要な視点であり,季節変化の機構を検証し対策に役立てるため,数地点については雨季終了時期まで毎月データを継続的に取得するよう,連携機関に依頼した.他の項目については,分析が進行中である.水中微生物の遺伝子解析に関しては,今年の乾季までの現地調査で採取された前処理済みの試料が一括して凍結保存されており,分析が進行中である.これまで得られた予備的知見としては,汚染度が高い水試料では群集構造の多様性が減少し易い可能性があること,高病原性種が検出され易い傾向にあること,などが示された.申請時の計画は、モデル計算による水移動の概要の把握、同位体分析による地下水環境の可視化、微生物群集構造解析による汚染の全体像の把握、情報の統合による汚染ダイナミズムの解明、であった。水移動については、23年度に当該地域の汚染が予想以上に非系統的かつ局所的で、既存モデルの適用が困難なことが判明したことから、24年度は計画の一部を柔軟に変更し、微生物汚染への水文学的な影響因子を抽出すること、水質トレーサー解析を実施することとした。これに対しては、現地の連携機関の協力を得て水質と地下水位の変動を継続的に観測するとともに、月平均雨量を入手することで、概要で述べた解析が可能となった。また、一般水質データから一定条件のもとで下水混入率を算出し、比較的狭い範囲で起こる水移動を考慮する手がかりを得た。微生物群集構造については、遺伝子解析データの精緻化と、病原性と非病原性を含む群集構造の全体を把握することを目指した。これらを特に重要な課題に設定して、雨季の現地調査を実施した。遺伝子試料の前処理では、プロトコルを修正して試料容量を減らして処理数を増加させるとともに、現地で試料を固定することで検出率を格段に向上させることができた。また、浅井戸水に高い確率で病原性細菌が含まれること、それらは極めて多様であること、動物由来の可能性があること、非汚染度の指標となり得る種が存在することなどが明らかとなり、今後の水質管理にとって有効な微生物群集の全体構造に関する情報を整理することができた。海外現地調査は種々の困難を伴うが,代表者は当該地域で過去に研究実績を有しているため,当初想定していた以上にスムーズかつ効率の高い研究を遂行することが出来ている.
YAGレーザを用いたシリコンウエハの精密割断加工システム

Siウエハを一定速度で移動させながらパルスYAGレーザを照射する方法で割断加工を行った.加工中は,光ファイバ型2色温度計を用いて照射部温度を測定すると同時に,ウエハ上にセンサを取り付けて割断の際に発生するAE(Acoustic Emission)波を測定した.測定した照射部温度より割断条件を温度の面から検討し,レーザ照射面および割断面における加工損傷・精度と温度との関係を明らかとした.加工中に測定したAE波から,割断加工に要する主き裂発生と加工物の欠けなどの原因となる副き裂発生の判別が可能となった.測定したAE波発生のタイミングから主き裂発生時の応力分布をFEM熱応力解析によって求めることが可能となった.熱応力解析においては,より正確な解析結果を得るために,解析に先立ちシリコンウエハのレーザ光吸収率を積分球を用いて測定した.解析により得られた応力分布から,き裂先端周囲の応力拡大係数を計算した.解析によって求めた応力拡大係数は,別の材料試験によって求めたシリコンウエハの破壊靭性値と比較し,き裂が進展してAE波が発生する際にき裂先端の応力拡大係数が破壊靭性地と等しくなることを示し,割断加工の基本的メカニズムを明らかとした.また,他のセラミックス材料にもレーザ割断加工を適用して,アルミナ,Al_2O_3, Si_3N_4,ジルコニア,ガラスの割断加工を行い,それぞれの加工精度,加工損傷について評価を行った.これら材料の割断加工においてはパルスYAGレーザのほかに,連続発振のYAGレーザ,C0_2レーザを用いて,加工材料によって最適な加工条件を明らかとしている.NCテーブルによって一定の送り速度でシリコンウエハを移動させ,Nd:YAGレーザをパルス照射して割断加工を行った.この際,光ファイバ型2色温度計を用いて,レーザ光照射部の温度を非接触で計測している.同温度計は光ファイバ,光電変換素子,レンズなどの光学部品と光電変換素子の出力を増幅・記録する信号処理系からなっており,パルスレーザ照射時の非常に何時間の温度上昇を捕らえることができる.加工後のシリコンウエハは,加工精度に着目して,レーザ照射面の照射痕サイズと割断面のあらさを測定し,これらと照射部温度の関係について調査した.加工条件の検討の結果,照射痕を残さずに割断することが可能となった.加工時に発生するAE(Acoustic Emission)波を測定することで,レーザの照射開始からき裂が進展するまでのタイミングを観測した.観測したAE波発生のタイミングから,加工損傷の原因となる副き裂発生と加工に必要とされる主き裂発生とを判別することが可能となった.さらに,き裂先端周囲の温度分布,熱応力分布を有限要素法によって解析し,き裂進展時の応力拡大係数K_1と破壊靭性値K_<1C>を比較検討を行っている.有限要素法による照射部温度解析については,来年度行う予定であるシリコンウエハのレーザ光吸収率測定の結果を適用することで,さらに信頼性を高くする予定である.また,比較のため,シリコンと同じく脆性材料であるガラス,Al_2O_3-TiCを加工材料とした割断加工を行い,いずれの場合も割断加工が可能な適切な加工条件を見い出しており,現在,加工損傷評価を行っている.Siウエハを一定速度で移動させながらパルスYAGレーザを照射する方法で割断加工を行った.加工中は,光ファイバ型2色温度計を用いて照射部温度を測定すると同時に,ウエハ上にセンサを取り付けて割断の際に発生するAE(Acoustic Emission)波を測定した.測定した照射部温度より割断条件を温度の面から検討し,レーザ照射面および割断面における加工損傷・精度と温度との関係を明らかとした.加工中に測定したAE波から,割断加工に要する主き裂発生と加工物の欠けなどの原因となる副き裂発生の判別が可能となった.測定したAE波発生のタイミングから主き裂発生時の応力分布をFEM熱応力解析によって求めることが可能となった.熱応力解析においては,より正確な解析結果を得るために,解析に先立ちシリコンウエハのレーザ光吸収率を積分球を用いて測定した.解析により得られた応力分布から,き裂先端周囲の応力拡大係数を計算した.解析によって求めた応力拡大係数は,別の材料試験によって求めたシリコンウエハの破壊靭性値と比較し,き裂が進展してAE波が発生する際にき裂先端の応力拡大係数が破壊靭性地と等しくなることを示し,割断加工の基本的メカニズムを明らかとした.また,他のセラミックス材料にもレーザ割断加工を適用して,アルミナ,Al_2O_3, Si_3N_4,ジルコニア,ガラスの割断加工を行い,それぞれの加工精度,加工損傷について評価を行った.これら材料の割断加工においてはパルスYAGレーザのほかに,連続発振のYAGレーザ,C0_2レーザを用いて,加工材料によって最適な加工条件を明らかとしている.
子宮内膜の癌化及び腫瘍進展過程におけるCD44蛋白発現の果たす役割の解明

1. RT-PCR法によるCD44 standard及びvariant exonsのmRNA発現の検索2.臨床病理学的意義CD44各種variantsの発現と、臨床病期、筋層浸潤の程度、及びリンパ節転移の有無の関連性を検討したが、明らかな関連性は認めなかった。以上より、子宮内膜癌では癌化に伴いCD44の過剰発現を認めるが,これは単にsplicing機構の異常による可能性が示唆された。1.免疫組織化学の結果a)正常子宮内膜CD44s,CD44v3,CD44v6陽性内膜腺は、増殖期では散在性に認められ、かつ、そのintensityは非常に弱かったが、分泌期の中期から後期にかけて、いずれの発現も統計学的に有意に著しく増強した。b)過形成性内膜Simple,complex,及びatypical typeのhyperplasiaについて検索した。いずれの発現様式も正常内膜の増殖期とほぼ同様で、明らかな相違は認められなかった。c)内膜癌正常(増殖期)及び過形成性内膜に比べて、CD44の発現は有意に増加したが、臨床病理学的事項(病期、筋層浸潤の程度、リンパ節転移の有無)との関連性は乏しかった。腫瘍内に扁平上皮化生を示す部分にはCD44v3及びCD44c6の過剰発現が認められた。2)CD44とホルモンレセプター発現との関係正常内膜及び内膜癌についてCD44s,CD44v3,及びCD44v6について検索した。免疫組織学的検索結果とWestern blotの結果はほぼ同様であった。内膜癌におけるCD44mRNAの発現は,正常内膜に比べて有意に増加していた。しかしながら、蛋白レベルの発現との関連性は乏しかった。
語彙・構文論的アプローチによる所格交替現象の日英対照研究

Pinker(1989)は、所格交替(locative alternation)において2つの形式(spray paint onto the wall/spray the wall with paint)が、それぞれ位置変化と状態変化を表す、と分析した。この考え方はそれ以降の殆どの研究において受け入れられている。確かにlocatumが目的語に生じる形式では位置変化を表しているというのは妥当であるように思われるが、locationが目的語に生じる形式が状態変化を表すという考えには実は問題がある。(1)典型的な状態変化動詞とされるbreak等と区別がつかなくなってレまう。(2)所格交替の例とされるものの中には、明らかに状態変化の鋳型に収まらないものが存在する。更に(3)交替現象が純粋に動詞だけの問題とされているが、実はそうでない。本研究では、基本的にはGoldberg(1995)流の構文理論の立場を取りながらも、より個々の動詞を細かく分析することにより妥当な記述・説明が可能になるとの立場を取り、使用依拠モデル(usage-based model)の考え方を取り入れた語彙・構文論的アプローチにより所格交替を分析している.。この分析では、抽象的レベルの構文でなくもっと具体的な動詞固有レベルの構文を認めることにより、所格交替に首尾一貫した説明が可能になる。2つの形式はそれぞれputクラス構文とcoverクラスもしくはfillクラス構文により認可され、breakのような状態変化動詞とは区別される。また状態変化の鋳型に収まらない例は、実はcoverクラスでなくwipeクラスにより認可されている。さらに使用依拠モデルでは動詞の意味特性から統語構造が投射されると考えないので、動詞を偏重する必要もない。日本語の所格交替も基本的に英語と同じように説明できる。1.英語の所格交替(spray paint onto the wall/spray the with paint)で問題となるのはwith形(spray the wall with paint)をどう捉えるか、である。Pinker(1989)を始めとするほとんどの先行研究ではwith形が状態変化を表す、としている。しかしbreakのような典型的状態変化動詞と比較してみると、この捉え方に問題があることが判明した。状態変化説に従えば、breakが「壊れていない状態」から「壊れた状態」への変化を表すのと平行して、with形では「ペンキ等が塗られていない状態」から「ペンキ等が一面に塗られた状態」へ変化することになる。しかし予めペンキが塗ってある壁に対してペンキを塗ってもspray thewall with paintと言える。ペンキを一面に塗ったからといってそれで事象が完結すると限らないし、またペンキが一面に塗られた後に塗り続けてもspray thewall with paintである。つまり「状態変化」の鋳型に収まらないことになる。2.次に、with形のwith句は一見道具を表すwith句と同じに見えるが、統語的・意味的特性を比較してみると、両者は別のものとしなければならないことが確認された。両者は「付随・付与」のような基本的意味を共有しているが、どの実体と実体の間でその関係が成り立つか、という点において異なると考えるのがよいようである。3.with形は全体性の解釈を伴うが、これはcoverもしくはfillの事象タイプを表しているためと考えればよいことが分かった。またこの考えを理論的に表すためには、認知言語学で提唱されているusage-based modelの考え方を取り入れるのが有効であることが判明してきた。今後はconstructionをusage-based modelの見方で捉えなおしていくことで、所格交替のみならず交替現象全般にも有効な理論が構築する方向で研究を進めていきたい。1.英語の所格交替(spray paint onto the wall/spray the wall with paint)を起こす動詞は6つのクラスに分けられる(1.spray,2.smear,3.scatter,4.pile,5.cram,6.load)。

従来の分析では、6つのクラスとも一様に、物質の位置変化と場所の状態変化を表すために交替が可能になると考えられてきた。しかし実はこれらのクラスが全く一様な訳ではない。まずsprayクラス、smearクラス、scatterクラスでは、その表す出来事が、物質が位置変化を蒙る事象としても、場所がcoverされる事象としても解釈できる。その結果、後者の解釈のもとではcoverと同じくwith形が可能になる(cover the table with a cloth)。次にcramクラス、loadクラスでは、その表す出来事が、物質が位置変化を蒙る事象としても、容器がfillされる事象としても解釈できる。その結果、後者の解釈のもとではfillと同じくwith形が可能になる(fill the glass with water)。最後にpileクラスは、実はこれまで気づかれてこなかったが、場所がcoverされる事象としても容器がfillされる事象としても解釈できる。つまりこのクラスはどちらの解釈によってもwith形が可能になる。2.Pinker(1989)の語彙規則アプローチでもGoldberg(1995)の構文論的アプローチでも、実質的に1つのメカニズムで6つのクラスを説明しようとしている。しかしこの立場に立つと、sprayクラス、smearクラス、scatterクラスとcramクラス、loadクラスとでは違った特性を示す(前者の3クラスのwith形ほ必ずしもtelicにならないし、状態変化の鋳型に収まらないが、後者の2クラスではそうならない)事実を説明できない。しかしCroft等が主張しているようにusage-based modelの考えを構文理論と組み合わせると、これらの事実もうまく説明できる。1.英語の所格交替(spray paint on the wall/spray the wall with paint)と平行して、日本語にも所格交替が存在する(壁にペンキを塗る/壁をペンキで塗る)。Fukui, Miyagawa, and Tenny (1985)は、(1)日本語で所格交替を起こす動詞は英語に比べて極端に少ない、(2)ただし「-つくす」を付けると交替する場合があり(舗道に水を撒く/*舗道を水で撒く/舗道を水で撒きつくす)、そのような動詞の数は相当数に上る、と主張している。しかしこの主張のいずれも厳密には正しくないことが判明する。まず、「-つくす」を付けて交替可能になる動詞は事実上「撒きつくす」と「貼りつくす」の2つのみである。他方、確かに交替する動詞の数は英語よりは少ないが、それでも20以上の動詞が交替する。2.日本語における所格
中国伝統劇の動態的研究：メディア、流通、民間

近代的メディアの成長と関わりながら展開してきた二〇世紀以降の中国演劇にとって、二次的な「記録」こそが演劇研究の重要な資料となりうる。本研究では、主に二〇世紀の中国伝統劇を対象として、上演とその「記録」との関係について、1宣伝、劇評、図像、映像といった「記録」から過去の上演実態を分析し、2現実の上演団体が「記録」をいかに上演に活用しているか、流通する「記録」からいかに影響を受けうるか、について解明することを目指す。このような「記録」の構築(アーカイブ化)と「記録」の介入(民間劇団の動態観察)という方法と視点を通して、中国伝統劇が二〇世紀を通じて身体化した「近代性」を明らかにしていく。
ゲルマニウム基板上へのバリウムシリサイド薄膜太陽電池作製とガラス基板上への展開

本年度は、BaSi2太陽電池の更なる高効率化に向け、光吸収層の高品質化を行った。一般に、多元素を同時供給する化合物半導体の成長では、それぞれの堆積レート比が結晶の諸特性に大きな影響を与えることが知られている。よって、高品質な化合物薄膜太陽電池を作製するうえで、それぞれの原子比を制御することが重要である。そこで、BaとSiの堆積レート比RBa/RSiを変えたBaSi2/Si(111)を作製し、結晶性や電気・光学特性を評価することで、BaSi2 pnホモ接合作製に向けた光吸収層の高品質化を目指した。まず、X線回折と反射高速電子回折により、RBa/RSiが1.0から5.1までの範囲でBaSi2がエピタキシャル成長することを確認した。次に、分光感度測定を行った結果、RBa/RSiの変化に対して分光感度スペクトルが敏感に変化し、RBa/RSi=2.2の試料で分光感度が最大になった。また、キャリア密度を測定したところ、RBa/RSi=2.2に近付くごとに電子密度が減少し、RBa/RSi=2.02.6の試料ではn型伝導からp型伝導に変化した。また、最少のホール密度は1×10^15 cm-3であり、従来のキャリア密度よりも一桁程度小さい値であった。更に、第一原理計算により、BaSi2中のSi空孔がバンドギャップ中に局在準位を形成し、ドナーとして働きうることが予測された。よって、MBE成長中のRBa/RSiが最適値から外れたときにSi空孔が生成され、それらがドナー不純物として働いていると考えられる。また、RBa/RSiが2.02.6の範囲でBaSi2の伝導型がn型からp型に変わった理由は、Si空孔等の密度がSi基板に残留していた汚染B密度を下回ったために起こったと考えている。以上より、BaSi2太陽電池の特性改善のためには、RBa/RSiを精密に制御することが重要であることが分かった。29年度が最終年度であるため、記入しない。昨年度の研究で、BaSi2表面を自然酸化膜あるいは非晶質Si(a-Si)で覆うことで、少数キャリア寿命が格段に向上することを明らかにした。そこで、今年度は硬X線光電子分光(HAXPES)によって自然酸化膜/BaSi2およびa-Si/BaSi2のバンドオフセットを評価し、undoped BaSi2の正孔輸送の観点から、BaSi2太陽電池の表面層としてどちらが有利か検討した。HAXPES測定では、光電子の取り出し角を様々に変えることによって検出深さを変え、表面層とBaSi2のスペクトルを分離した。価電子帯スペクトルより、undoped n-BaSi2の正孔に対する自然酸化膜の障壁高さは3.9eV、a-Siの障壁高さは-0.2eVであることが分かった。よって、a-Si/BaSi2構造では表面から正孔をスムーズに取り出すことができるため、a-Si層は表面パッシベーション層としてだけでなく、正孔輸送層としても機能することが判明した。次に、Ge基板上のBaSi2成長について検討した。従来法のように、Ge(111)基板上にBaSi2を直接MBE成長すると、BaSi2の横方向の成長制限によってアイランドを形成し、結果としてBaSi2膜が酸化し易かった。そこで、今年度はGe(111)基板上に固相成長(SPE)法によってBaSi2を作製し、これをテンプレートとしたBaSi2の成長を試みた。成長条件を最適化することで、高a軸配向のBaSi2連続膜の作製に成功した。また、a-Si/MBE-BaSi2(930nm)/SPE-BaSi2/p-Ge構造において、BaSi2由来の明確な分光感度が得られ、順バイアス下2V下で最大20%の内部量子効率を得た。よって、表面パッシベーション層の検討結果とGe(111)基板上BaSi2の成長技術を重畳することで、Ge基板上BaSi2の分光感度測定に初めて成功した。当初の研究計画では、BaSi2をMBE成長した後、スパッタ法でAZOやITOを形成することで表面パッシベーション効果があるか否かを検討する予定であった。しかし、MBE成長後にスパッタ装置へ試料を導入するためには、必ず大気暴露を行わなければならず、ITO堆積前に自然酸化膜が形成されていた。結果として、自然酸化膜によってBaSi2中のホール輸送が妨げられ、分光感度特性の低下を招いていた。しかし、本年度の研究により、BaSi2表面にin situで堆積することができるa-Si膜が、表面パッシベーション層としてだけでなく、ホール輸送層としても機能することが明らかになった。また、a-Si膜の形成は低温で可能であり、尚且つ膜厚を高精度に制御することができるため、BaSi2を利用したあらゆる太陽電池構造に対して応用が可能である。実際にa-Si層を表面に堆積したa-Si/p-BaSi2/n-Siヘテロ接合太陽電池構造において、シリサイド半導体を含む太陽電池構造の中で世界最高の変換効率9.0 %を達成した。よって、BaSi2の表面パッシベーションに関する研究は、当初の計画以上に進展しているといえる。また、本年度の研究により、厚さ900 nmのundoped BaSi2高a軸配向膜作製に成功した。

更に、前述したa-Si表面パッシベーション膜を用いることで、Ge基板上BaSi2の分光感度測定に初めて成功した。結晶成長の観点ではいくつか問題があるが、これらの成果は期待していた以上のものであり、順調に研究が進んでいるといえる。本年度は、BaSi2の表面キャップ層であるa-Si層の厚さがBaSi2太陽電池に与える影響を中心に調べた。昨年度までに、a-Siキャップ層がBaSi2の表面パッシベーション層およびホール輸送層として働くことを明らかにした。この時、a-Si層の膜厚がBaSi2太陽電池特性に大きな影響を与えることが予想できる。先行研究のHIT型Si太陽電池では、a-Si層の厚さが界面での少数キャリア輸送および再結合に重大な影響を与えていたため、変換効率が大きく変化した。そこで本年度は、MBE法によってa-Si/p-BaSi2/n-Siヘテロ接合太陽電池を作製し、a-Si層の膜厚が太陽電池特性に与える効果を評価した。a-Siの膜厚を0.7, 2, 3, 5 nmに変えたところ、変換効率は3 nmで最大値を取り、それ以外のところでは変換効率が低下した。その原因を調べるために、太陽電池の直列抵抗を調べた結果、a-Siが3 nmよりも薄い範囲で直列抵抗が急激に増加していた。これは、a-Si層中で酸素をブロックすることが出来ず、BaSi2表面で酸化絶縁膜が形成したためであると考えている。また、a-Siの厚さが2 nmと5 nmの試料の外部量子効率スペクトルを比較すると、a-Siのバンドギャップに相当する1.7 eVよりも大きなエネルギーを持つフォトンに対して、外部量子効率が顕著に減少していた。そのため、a-Siの厚さが3 nmよりも厚い範囲ではa-Si層中で光吸収が起こったために変換効率が低下したと考えられる。以上より、da-Siの最適値は3 nmであることが明らかになった。今年度の研究で、大気暴露時間を増やすことでp-BaSi2/n-Siヘテロ接合太陽電池の変換効率が向上することが明らかになった。これは、ペロブスカイト太陽電池のように急激に経時劣化しないことを表しており、BaSi2太陽電池の長期的な安定動作に寄与する大きな発見をしたと考えている。また、BaSi2の表面パッシベーション層であるa-Siの最適な膜厚は3 nmであることも明らかにした。この結果は、p-BaSi2/n-Siヘテロ接合太陽電池だけでなく、BaSi2を用いたあらゆる太陽電池構造に応用可能であるため、p-BaSi2/n-BaSi2ホモ接合太陽電池の実現に向けて大きな一歩を踏み出したといえる。更に、p-BaSi2/n-Geヘテロ接合という全く新しい構造で太陽電池動作を実現した。結晶成長の観点ではいくつか問題があるが、これらの成果は期待していた以上のものである。以上より、本年度の研究は順調に進んだといえる。本年度は、BaSi2太陽電池の更なる高効率化に向け、光吸収層の高品質化を行った。一般に、多元素を同時供給する化合物半導体の成長では、それぞれの堆積レート比が結晶の諸特性に大きな影響を与えることが知られている。よって、高品質な化合物薄膜太陽電池を作製するうえで、それぞれの原子比を制御することが重要である。そこで、BaとSiの堆積レート比RBa/RSiを変えたBaSi2/Si(111)を作製し、結晶性や電気・光学特性を評価することで、BaSi2 pnホモ接合作製に向けた光吸収層の高品質化を目指した。