hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
公立学校における危機管理の学際的研究-法学・経営学的手法を用いた分析-

公立学校における危機管理に関して(1)公立高等学校の校長に対するアンケート調査の計量分析と(2)学校の危機管理に関係する判例分析の2領域における研究の結果、主に以下の3点が明らかとなった。第一に、公立高等学校校長の勤務校における安全配慮に関する取り組みでは、部活動中と自習時間の学校事故対策としての教員の立ち会いと、外部進入者への対策としての来校者の把握に重点が置かれていた。第二に、事故が多発する時間帯における事故発生可能性に対する認識は実際の発生よりも少なく捉える傾向にあった。第三に、「学校において児童・生徒が被害者及び加害者となった事件・事故」の裁判例を分析した結果、学校(教職員を含む)に求められる安全配慮義務に変化がみられた。これまで学校の危機管理やリスクマネジメントに関連した研究としては、いじめや学校事故等に関して個別の裁判例の分析や不審者や災害への具体的対応に関する実践研究が中心であり、学校経営並びに教育制度的側面からの研究は、あまり注目されてこなかった。そこでこのような側面から学校の危機管理及びリスクマネジメントに関する研究を進めるため、本年度は、まず学校の危機管理に関する資料の他、危機管理論やリスクマネジメント論に関連する資料や先行研究を収集し、その整理を行った。また、オンラインデータベースや裁判例集等から、学校において、児童・生徒が加害者や被害者となった事件と事故に関する裁判例を収集し分析した。現段階では個々の裁判例における争点の分析が中心であるが、一方で、収集した判例の時系列的分析を進めつつある。この分析から、教育委員会及び学校に対して求められる安全配慮義務内容の変化が明らかになることが予想される。平成21年度に実施予定のアンケート調査項目を作成するため、教育委員会指導主事及び校長、教諭へのインタビュー調査を実施した。学校の危機管理に関する現状把握や、学校に課せられた安全配慮義務に対する認識に注目した調査はこれまでほとんど行われていない。教育委員会の指導主事や校長、教諭の協力を得ることができ、現状をより厳密に把握することが可能となったと考える。校長への質問紙による調査を計画通り平成21年度中に実施するために、現在、インタビュー調査の結果を質問紙に具体的に反映させる作業を進めている。これまで危機管理学及びリスクマネジメント論に関する研究において対象とされることが少なかった学校教育について検討するため、昨年度に引き続き、危機管理学及びリスクマネジメント論等の関連分野における先行研究の整理を行った。また、学校教育分野における危機管理への応用可能性が予想される産業心理学や医療安全学等の分野における先行研究についても、これと併せて文献の収集に努めた。第二に、「児童・生徒が被害者になる事件・事故」、「児童・生徒が加害者になる事件・事故」において学校に課せられた安全配慮義務等が時代とともにどの様に変化しているかを明らかにするため、オンラインデータベースなどから判例を収集し、その分析を進めた。今年度は特に「授業時間外」に起こった学校事故判例に着目し、「場所」、「教育課程」、「時間」という視点から分類し、児童生徒への「活動の強制」及び「空間的拘束」を軸に学校に求められる安全配慮義務について判例の整理を行った。第三に、学校に課せられた安全配慮義務に対する認識に注目した調査はこれまでほとんど行われていないため、危機管理やリスクマネジメントに対する教職員の意識の違いを明らかにすることを目的として、昨年度に引き続きインタビュー調査と行い、質的調査に向けて調査項目を作成した。これを基に複数の都道府県の教育委員会及び校長会に協力依頼を行い、予備調査を実施し、質問項目等の見直しの作業を進めている。本研究においては、危機管理学及びリスクマネジメント論等、関連分野の研究動向を参照しつつ、学校の危機管理及びリスクマネジメントの在り方について考察した。今年度は、公立学校の校長(高等学校)に対して、アンケート調査を実施した。本調査では、教育委員会や校長へのインダビュー調査をふまえ、学校に課せられた安全配慮義務に対する認識に注目し調査項目を作成した。なお昨年度初任者に対して同様の調査を行ったため、その比較も含め、統計ソフトウェアを利用した計量分析を行った。分析の結果、教員等の経験と意識に一定の関係があることが明らかとなった。第二に、最高裁判所判例集等の公式の裁判例集や判例時報などの専門誌、オンラインデータベースから「児童・生徒が被害者になる事件・事故」、「児童・生徒が加害者になる事件・事故」を収集し比較・分類した。昨年度は「授業時間外」に起こった学校事故判例の分析を行ったため、今年度は「授業時間」をはじめとする教育課程に位置づけられた活動中に生じた事件・事故の判例に着目し、当該児童・生徒の年齢及び当該活動に内在する危険性などの視点から整理した。第三に昨年度に引き続き、危機管理学及びリスクマネジメント論などの関連分野における学校の危機管理及びリスクマネジメントに関連する先行研究を整理した。
パルス電磁界を用いた体内小型医療デバイスの高精度位置推定システムに関する研究

まず、物質の広帯域な分散特性を考慮できる時間領域有限差分法のアルゴリズムを新たに開発した。これまでの開発した手法では、アンテナを含めた解析において電束密度及び電界の境界条件を設定することが必要であるため、給電点での処理が困難であった。一方で、本研究において新たに提案した時間領域有限差分法では、境界条件は電界のみ与えればよいため、アンテナを含めた数値シミュレーションが容易に行うことができ、本研究における人体近傍アンテナ設計を行うことができる。10 MHz4 GHzの周波数範囲において、提案手法を用いて、ファントム近傍の広帯域アンテナを計算するために要する時間は、約283秒であった。これに対して、従来の手法では、一点の周波数で解析を行うために要する時間は279秒であった。従って、広帯域の周波数範囲で解を求める必要がある場合、本提案手法は従来の手法と比べても計算効率の観点から、数十数百倍以上の計算速度を向上することができた。次に、提案手法を用いて、人体近傍の広帯域アンテナの数値シミュレーションを行った。アンテナは広帯域特性を有する自己補対型アンテナを選択し、均一人体ファントム近傍にアンテナを配置したときの反射係数を数値シミュレーションした。数値シミュレーションを行った結果、300 MHz3 GHzの周波数範囲において、所望のVSWR < 2の反射特性を実現できた。また不均一人体近傍に設計した広帯域アンテナを配置したときの反射特性の変化を調べた。人体腹部においてアンテナを置いた場合でもほぼ所望の特性が得られることが分かった。実際に広帯域アンテナを製作して人体近傍におけるアンテナの反射特性を評価し、設計目標を達成できることが分かった。当初の計画通り、媒質の分散特性を考慮できる電磁界解析アルゴリズムを新たに考案し、初年度の目的である体内小型医療デバイスの位置推定を行うための人体近傍広帯域アンテナを製作し、基本的な特性が確認できたため。今後は、当初の予定通り、広帯域パルス電磁界を用いた新たな位置推定アルゴリズムに関する研究を遂行する。また、高い周波数帯における位置推定用体内デバイスに取り付けるアンテナの開発設計を進めていく予定である。次年度使用額が生じた理由:物品購入費及び旅費の負担が予想を下回ったため、次年度使用額が生じた。次年度使用額が生じた使用計画:新しい計算アルゴリズムについての本年度執筆した論文が採択されているため、次年度での論文掲載料の支払いのために充当する予定である。
卵巣癌腹膜播種における免疫寛容誘導機序の解明と新規標的免疫療法の開発

本年度の研究では、卵巣癌の腹膜播種のプロセスにおいて、トリプトファンの代謝酵素で、免疫抑制作用を有するIndoleamine 2,3-dioxygenase(IDO)に着目し、以下の知見を得た。(1)臨床検体を用いた解析においてIDOが卵巣癌を含む婦人科癌に高頻度に発現し、病期進行や患者生存率の低下に有意に相関すること、またIDOの発現量は腫瘍内CD8+T細胞数と逆相関し、IDOがヒト卵巣癌組織内で宿主免疫細胞を抑制して不良な予後に関与している可能性を示した。(2)次にIDO過剰発現ヒト卵巣癌細胞株を初めて樹立し、ヌードマウスに腹腔内移植すると対照株移植時と比較して播種腫瘍の有意な増加を認めた。(3)ヌードマウスモデルにおいては、T細胞を介する宿主免疫系の関与が解析できない。この限界を打開すべく、マウス卵巣癌細胞株HM-1にマウスIDO遺伝子を導入したIDO過剰発現株を初めて確立し、これをC3B6F1同種マウスに移植した同様の卵巣癌腹膜播種モデルを作成し、Immunecompetentな様態において解析をおこなった。本モデルにおいても、ヌードマウスと同様にIDO過剰発現が腹膜播種および腹水産生を有意に促進し、マウスの生存期間を有意に短縮するデータが得られた。またその際に腹水中の免疫抑制性サイトカインの有意な上昇、および腫瘍組織内のCD8+T-cellおよびNK cellの有意な低下を伴っていた。またこの実験系を用いて、IDO阻害剤であるI-MTが有意に腹膜播種重量を低下させる知見を得た。マウス卵巣癌腹膜播種モデルにおけるトリプトファン代謝酵素IDOの腫瘍促進的効果の検討:IDO過剰発現株移植マウスにおいて、腹腔内移植後day14における開腹所見はmock移植マウスに比較して肉眼的に著明な腹膜肥厚を認め、病理組織学的にも癌細胞の腹膜浸潤の有意な増加をみた。day10、day14の腹膜播種腫瘍重量および腹水量は、ともにmock移植マウスに比較して有意に増加した。IDO過剰発現株移植マウスは、腫瘍内浸潤CD8+T-cell, NK cellの有意な減少を認めた。IDO阻害剤1-MTの抗腫瘍効果および抗癌剤との併用治療効果の検討:1-MTを隔日腹腔内投与して、単独効果と抗癌剤との併用効果を検討した。D-1MTの単独投与群において、コントロール群と比較してday10の有意な播種重量の低下および腹水量の減少を認めた。L-1MT単独群では毒性の可能性が認められ有意な抗腫瘍効果を得られなかった。さらに1-MTの隔日腹腔内投与とシスプラチンの毎週投与による併用効果については、有意な相加効果や相乗効果は認めなかった。IDOの腹水中の免疫関連サイトカイン産生に与える影響の検討:HM-1-IDOおよびMOCKの腹腔内移植マウスにおけるday10の腹水中のサイトカイン濃度を測定したところ、IL-10,およびTGF-β1の有意な濃度上昇を認めた。以上より、腫瘍由来の免疫抑制分子IDOが卵巣癌の腹膜播種を抑制し、そのメカニズムとして腫瘍微小環境内の宿主T細胞・NK細胞の抑制および腹水中の免疫抑制性サイトカイン促進を介する免疫寛容状態の構築が考えられた。IDOをターゲットとした新たな標的治療の効果が認められたが、抗癌剤との併用に関しては、さらなる検討が必要である。癌が増殖・進展するためには腫瘍微小環境内での宿主免疫監視機構からの逃避、免疫寛容の獲得が必須である。Indoleamine 2,3-dioxygenase (IDO)はトリプトファン代謝酵素であり、腫瘍浸潤性T細胞(TIL)やNK細胞を抑制することにより腫瘍免疫寛容を誘導する。これまでの我々の研究において、ヒト卵巣癌において腫瘍細胞のIDO発現量は腫瘍内に浸潤するCD8+Tリンパ球数と逆相関し、Stage進行や生存率の低下と相関することが判明している。本研究においては、卵巣癌進展における免疫寛容誘導分子IDOの機能的役割の解明と新規標的免疫療法の開発を目的とし、マウス卵巣癌腹膜播種モデルを用いて検討した。方法はマウス卵巣癌細胞株OV2944-HM-1にマウスIDO遺伝子をstable transfectionし、IDO過剰発現株(HM-1-IDO)を確立し、in vitroにおける性格をコントロールベクター導入株(mock)と比較検討した。次にIDO過剰発現株およびmockを100万個ずつ5週令のB6C3F1マウス(♀)に腹腔内移植した後、day11およびday14にて開腹し、腹水量および播種腫瘍重量を比較した。平成23年度までの結果として、IDO過剰発現株のin vitroにおける細胞形態および72時間までの細胞増殖能は親株およびmockと有意差を認めなかった。In vivo実験の結果、IDO過剰発現株移植マウスにおいて腹膜播種腫瘍重量(腹膜を含む合計)および腹水量は、ともにmock株移植マウスと比較して有意に増加し、摘出腫瘍の病理組織学的検索にて腹膜・腸間膜および横隔膜に広汎に浸潤・増殖する卵巣癌細胞を確認できた。以上より免疫寛容を誘導するIDOは卵巣癌の癌性腹膜炎の促進に関与し、分子標的治療の候補に成り得ることが示された。本年度は、当初予定していたとおり、マウス卵巣癌のIDO過剰発現細胞株を確立し、これをsyngeneic mouse modelに移植した実験系を用いて、有意な卵巣癌腹膜播種の進展やそのメカニズムにかかわる免疫能の評価が達成できた。

平成23年度には、当初計画していた実験は順調に進み、卵巣癌腹膜播種の進展において、免疫寛容誘導分子であるIDOがメインプレーヤーとして重要な役割を果たしていることを、マウスIDO過剰発現卵巣がん細胞株を樹立することにより、マウスIN VIVOモデルで証明できた。次年度以後、この分子を標的とした治療効果を調べる研究への基盤を確立できた。HM-1細胞株に加えて、新たに別のマウス卵巣癌細胞株ID8を用いて、ID8の親株および、新たにIDOを過剰発現させたID8細胞も樹立し、同様にこれらの細胞の腹腔内播種モデルにおけるIDOの機能解析とその阻害剤である1-MTの効果を検討する。さらには、HM-1 mock、IDO過剰発現HM-1を使用し、種々のケモカインおよびケモカイン受容体の発現をreal-time PCRにて比較検討しする。また播種組織においても同様の発現をPCRおよび蛍光免疫組織染色で検討し、これらの結果から、卵巣癌の腹膜播種に重要なケモカインおよびケモカイン受容体を同定する。これらからIDOの免疫寛容誘導作用に関与するケモカインまたはケモカイン受容体を検討する。今後は、IDOを中心とした卵巣がんの免疫寛容ネットワークに関連するさらなる分子の同定とともに、IDO阻害剤と抗がん剤との併用抗腫瘍効果、生存延長効果、免疫賦活効果などをマウスモデルでさらに詳細に検討し、臨床応用への基盤を固めていく。実験動物(マウス)の購入、各種ケモカインおよびケモカインレセプターに関する抗体の購入。PCRのプライマー購入、一般試薬、細胞培養器具にあてる予定である。IDO阻害剤などの試薬の購入、マウスモデルに使用する動物購入、免疫能をみるためのサイトカインエライザやFACSに使用する抗体などに、主に研究費を使用していく。さらにマイクロアレイやサイトカインアレイにも研究費をあてる予定である。
人と森世界に関する大陸間比較研究

本計画は初年度にアジア地区の中国雲南、ネパールを中心とした大陸部東南アジア周辺、2年度には北ヨーロッパと東及び中央アフリカ、そして最終年度には南北アメリカ大陸において、人と森世界の大陸間比較研究に視点をあわせた調査を行った。この中で、雲南についてはもっとも重要な地域として、3年間継続して調査をおこない、この部分の報告書として、東南アジア研究35巻3号に「雲南およびその周辺」と題する特集号を編集し、1997年12月に出版した。そこでは、これまであまりふれていなかった雲南の地域像を、歴史、生態誌、森林史、森林観などを、周辺のタイ、ラオス、モンゴルなども含めて描写するこころみを行った。この地域は、これまで調査が遅れていたが大陸部東南アジア、チベット、およびヒマラヤ山系の接点あたる、極めて重要な場であることが再認識された。先進地域としてのヨーロッパとアメリカにおいて、東南アジアなどでよく見られる森と人の関係が各地で起こっている実情もこれまでの南北問題としてだけのとらえ方では処理できないことを考えさせられた。たとえば、カナダのバンクーバー島の一地域では、先住民のファーストネーションと伐採会社、観光業者、漁業関係者などの利益が相反し、森林を中心にして、様々な環境問題が政治化し、国際的な環境問題へのひろがりをみせていた。今後の視点としては、南北の構図ではなく、各地域の特色ある森林をとりまく状況を把握していかなければ、多様な現状に対処しきれないことを感じた。特に今後の重点的研究の場として、ネパールからチベットの山地帯、北ヨーロッパと北アメリカの冷温帯林、南米アマゾンへ下るアンデス東斜面などが重要であり、異生態域を含めた広範な地域研究の必要性がうかびあがってきた。本年度は、中国の雲南省を中心とする少数民族の森へのとりくみ方を一つのテーマとして、集中的に調査し、それに付随して、周辺のタイ、ラオス、ネパールの各地で、森と人との実態について臨地調査を行った。雲南では、ビルマ、ラオス国境の西北部から南部の西双版納にかけて、調査をおこなった。北のチベット族から南下して、怒族、ナシ族、リス族、ジンポー族からタイ族への移りかわりは、それぞれの民族の特色が顕著にあらわれたが、伝統的に森の一部分を大切に保存している事実は、どの民族でも共通していた。森の資源量としては、北から南下するにしたがって豊富になる。各民族間の交流とともに漢文化の影響の大きさも見逃せない。また国境とは関係なく、中国、タイ、ラオス、及びビルマの間を相互にいききする人と物の流れが最もダイナミックにみられるのもこの地域である。東南アジア島嶼部の海域世界とのつながりとは異なり、内陸交易路の中心として、この地域の森林資源は、極めて重要である。また、東南アジアの地域性を考える上で、北の境界をかたちづくるこの地域の生態文化複合系は、さらに詳細な調査が必要である。一方、ネパールでは、20年前の最も森林破壊が強かったとされる時期に入った多くのODAやNGOの効果があらわれはじめ、様々な修復活動の経過をみることができる。特に興味深いのは、最貧困層と、女性の意見をとり入れた開発計画を実行することが、大きな流れとなっていることである。ヒマラヤという世界第一の山脈のおかげでエコツーリズムは盛んであるが、土着の生態文化に及ぼす影響も大きい。また、南部のタライ平原ではインドの影響が大きい。いずれの地域も大文明の影にあって、目立つことはないが、極めて独自の生態文化複合維持機能が綿々とひきつがれていることが知ることができたのは、大きな収穫であった。平成8年度は2年目にあたり、初年度のアジアの中国雲南、ベトナム、およびタイの継続調査を行うと同時に、ヨーロッパとアフリカの調査を行った。その中で得た新しい知見は以下の通りである。まず、ヨーロッパ世界に住む人々にとっての森の位置づけが、東南アジアと根本的に異なる点である。ヨーロッパ人にとって、森はあくまでも人間の支配下に置かれる存在である。

彼らは森を庭園化し、機能的にバカンスを過ごす重要な景観の一部と考える。従って森とそれを取りまく村落景観は、きわめて美しく保たれる。また林業的には徹底した機械化が行われている。平地林と単純な針葉樹新が多く、熱帯でみられる森の深みはない。従って、ヨーロッパの森で満足できない人々は、南の熱帯林へ出かけ、より深い森の世界--カミと精霊の宿る森を求める。ヨーロッパの人々の南の国へのエコツーリズムの原点は、このようなところにありそうである。一方、アフリカのケニアは、サファリを中心としたヨーロッパ型のエコツーリズムが国を支えている。これに対し、中央アフリカのカメルーンでは、小さな単位の部族社会がみられ、低地の森林地帯から山地を経て乾燥地帯に至るまで、明白な棲み分けがみられる。北からの牧蓄民の移動が大きな波となって南下してきているが、生態的条件によって限定される。熱帯多雨林地帯のピグミー世界は、東南アジアの狩猟採集民よりも隔絶性が高く、独自の世界を維持していることがわかった。人と資源の移動については、多島海にある東南アジアの有利性と、巨大大陸としてのアフリカの困難さを実地にみることができた。そして最も強く印象に残ったのは、アフリカを覆うヨーロッパの力の強さである。南北問題といっても東南アジアとアフリカでの状況は全く異なるのである。平成9年度は3年計画の最終年度として、南北アメリカの調査を重点的におこなう一方これまで継続してきた中国の雲南地方の調査にも区切りをつけた。北アメリカでは、北方針葉樹林帯からプレーリーにいたる生態圏を調査し、先住民であるファーストネーションと、木材会社、カナダ政府との間で森をめぐっての論議が白熱する現場を訪れた。カナダ政府が1970年代頃からファーストネーションの権利を認める方向に政策を転じた。それに呼応して、ファーストネーションが伝統的に次世代へゆずりわたせる形での森林利用を前提とした管理体制を主張し、それが伐採会社の意向と相対立した。地元の漁業や観光業者などが入りみだれ、複雑な権利関係がつづいる。調停役の政府は困難な現実に直面していた。このケースは、南北対立という形式的なとらえ方でなく、同じような問題が北の地域内で存在していることを示している。南アメリカではアンデス山脈のアルティプラノ地帯の植生変化と、歴史的な植民の関係について調査をおこなった。アジアでは、ネパールではなく、チベット高原が、南米アンデスと匹敵する高地生態系をもっている。この両者の比較研究の重要性が認識された。雲南地域の継続調査をふまえて、これまでの成果の一部を、『東南アジア研究』に特集号として発表することができた。3年間にわたる調査で三大陸の全域を網羅することはできなかったが、重要な地域を重点的に調査できた。東南アジア以外には、ネパールからチベットにかけての山地帯、北ヨーロッパ、中央アフリカ、北アメリカ高緯度地帯と南米アンデスの高地帯からアマゾンに至る東斜面域等が、地球上での森と人の関係がドラスティックに動きつつある地域として、今後さらに広範な調査を要する地域として考えらる。
C60単結晶における励起状態の緩和ダイナミクスと光伝導機構

C_<60>単結晶は抵抗値が10^9程度と高い物質であるため、光伝導の測定に際して電極との接触抵抗をなくすための工夫が必要となる。本研究ではブロッキング電極とOPOレーザーのnsパルス励起を用いた飛行時間型(TOF)時間分解測定システムを構築し、励起波長をチューニングしながら光伝導の時間応答観測を行った。また、相転移と光学物性の関連を明確にするには、個々のドメインを特定した光学測定が重要である。このため、顕微ラマン散乱・蛍光と飛行時間型光伝導の同時測定を実現させることでC_<60>単結晶の特定部位について実験を行い、キャリア生成とその輸送過程、並びにその構造相転移との関連に関して以下の研究成果を得た。(1)フレンケル励起子の熱解離によるキャリア生成を仮定したシミュレーションの結果は、光伝導スペクトルの"異常ピーク"の出現の様子や温度依存性の振舞いも含めて、その特徴を良く再現することができる。すなわち、系の最低励起状態は広い温度領域にわたって、フレンケル励起子状態と束縛励起子による局在状態の二種類で矛盾無く理解することができる。(2)TOF光伝導と同一条件下で発光を観測し、光電流強度の温度に対する振舞いは熱活性的であり局在励起子からの発光強度と逆相関であることを確認した。フレンケル励起子を媒介とした占有数移を仮定したフィッティングから、吸収端近傍ではフレンケル励起子が局在状態の発光中心に捕獲される前に活性化エネルギー99meVで熱解離してキャリアが生成すると結論できる。(3)光電流は時間のべき乗で減衰する分散型伝導を示し、その主要キャリアは電子であることが判明した。分散型伝導は、分子表面の電子分布の不均一さと分子回転が各サイトのホッピング確率に分布をもたらすため、各サイトでの電子の滞在時間に連続的な分布が生じた結果と考えられる。(4)250260Kで構造相転移を反映した移動度の増大を確認した。これは分子配向の秩序化が、キャリア伝導経路に秩序をもたらしたためと考えられる。(5)移動度は、250K付近でわずかに増加するものの、室温から200Kにかけて温度減少とともに単調に減少し、200K以下では一転して増加する傾向を示す。この移動度の複雑な温度変化は、キャリアホッピングと分子配向の秩序化の競合過程として、200K以上の温度領域の移動度の振舞いは温度減少に伴うホッピング確率の減少、200K以下はキャリア移動を容易にするような分子回転の変化に由来すると考えられる。ホッピング拡散や、熱解離エネルギー、欠陥による捕獲と再解離など、C_<60>単結晶における光キャリア生成に関与する物理パラメータは多様であるが、本研究では、発光強度の励起エネルギー依存性、キャリア生成の量子効率の励起エネルギー依存性、それらの温度依存性、ならびに光伝導の時間応答特性に着目することにより、光キャリアの最終生成量子効率を規定している因子が何か、何がどのように変化する結果

キャリアー発生に至るのかを、明らかにしようとしている。本年度は、特に「吸収端異常光伝導ピーク」の原因解明に主点を置き、以下の事項を実施した:・CCD検出器システムを購入して既設の分光測定装置受光部に取付調整を行い、光伝導と発光スペクトルの同時高感度検出を可能とした。また、VUV励起用分光器を移設して接続整備を行い、真空紫外域に至る励起エネルギー下での分光実験装置を構築した。・C_<60>単結晶は抵抗値が10^9程度と高い物質であるため、光伝導の測定に際して電極との接触抵抗をなくすための工夫が必要となる。そこで、2端子法および4端子法による定常測定に代えて、ブロッキング電極とパルスレーザー励起を用いた時間分解測定システムを構築した。・QスイッチYAG励起のOPOレーザーからのパルス光を用いて、励起波長をチューニングしながら光伝導のTOF時間応答観測の予備実験を行った。幾つかの励起波長に対して、温度、電場、をパラメータとしたTOF信号が得られており、これらの知見から、キャリアの輸送、再結合、および捕獲に関する包括的な知見が集積されつつある。・以上の結果を基に、「吸収端異常光伝導ピーク」を説明するモデルの提示を平成16年7月開催予定の励起子物理国際会議(EXCON'04)で発表するため準備を進めている。・今後は可視から紫外領域にわたる光伝導スペクトルの測定をから、局在励起子、フレンケル励起子、電荷移動励起子それぞれの励起状態からの光キャリア生成の量子効率とその温度依存性を決定し、励起子発光収量の温度依存性と突き合わすことによって、キャリアー生成へ至る光励起後の緩和チャンネルを同定する予定である。ホッピング拡散や、熱解離エネルギー、欠陥による捕獲と再解離など、C_<60>単結晶における光キャリア生成に関与する物理パラメータは多様であるが、本研究では、光キャリアの最終生成量子効率を規定している因子が何か、何がどのように変化する結果キャリアー発生に至るのかを明らかにしようとしている。特に相転移と光学物性の関連を明確にするには、個々のドメインを特定した上での分光実験が必要になる。また、キャリアの生成・消滅の機構を特定する上で、光励起が誘起する発光と光伝導の静的並びに動的相関を明らかにすることが極めて重要と考えられる。そこで本年度は顕微測光ユニットと分光検出器とを購入して既設光学系と組み合わせて整備し、他方で飛行時間測定(TOF)法による光伝導の時間分解測定システムを立ち上げることで、特定部位からの顕微ラマン散乱・蛍光検出とTOF光伝導の同時測定をめざした新たな分光実験をスタートさせた。気相成長法で作製したC_<60>単結晶について、非接触型の電圧印加下において、波長可変ナノ秒レーザーパルス(1.9-3.8eV,10Hz)を励起源とした飛行時間測定(TOF)法による光伝導の時間分解測定を実施し、温度、励起波長をパラメータとして光キャリアの生成量や輸送過程の時間応答性を調べた。その結果、主キャリアである電子の生成過程は熱活性型であり、キヤリア生成量は励起波長に依存するが、輸送過程を反映する時間応答は励起波長に依らないことが明らかになった。一方、吸収端領域での光伝導スペクトルの構造に関する前年度の研究から、吸収端付近の励起ではフレンケル励起子の熱解離によりキャリアが生成していることは確実である。従って、C_<60>
生細胞イメージングによる内在性ｍＲＮＡ分解過程の定量解析

本研究では、これまでに開発した線形アンチセンスオリゴ2'-O-methyl RNAプローブを用いた生細胞内mRNA可視化法を応用して、細胞質におけるmRNAの分解といった細胞機能に重要であるだけでなく、新規遺伝子治療の有望な標的となる現象の定量的な解析を行うことを目的とした。前年度までに開発したGAPDH mRNAアンチセンスプローブを用いて、COS7細胞内の内在性GAPDH mRNAのイメージング、および蛍光相関分光法(FCS)を用いた発現量の定量的解析を行った。多数の細胞内に発現しているGAPDH mRNAの定量化、およびその実時間追跡を行った。また、siRNAにより選択的に分解を誘導した際のGAPDH mRNA発現量を追跡したところ、時間とともに分解されている様子を観察に成功した。以上の検討から、定量的イメージング解析法を用いて生細胞内のアンチセンスプローブとmRNAとの相補的結合や解離定数、発現量といったパラメータを決定する方法を開発した。また、本法を用いることでRNA分解の定量的追跡が可能となることから、mRNAを標的とした未来の治療法開発に重要な一歩となると期待される。25年度が最終年度であるため、記入しない。まず、細胞質における新規細胞内mRNA検出法の開発に取り組んだ。代表的な遺伝子であるグリセルアルデヒド3-リン酸脱水素酵素(GAPDH)のmRNAを標的として、その予測二次構造を参考にしてプローブ配列の設計を行った。次いで、生細胞内におけるプローブ結合を定量的に評価するため、プローブが内在性mRNAとの結合により見かけ分子量が著しく増大して拡散が遅くなることに着目して、アンチセンスプローブの状態を高感度蛍光顕微鏡を用いた細胞内拡散の定量的解析法により詳細に解析した。この結果、実際にプローブが標的mRNAとの結合により有意に拡散が遅くなることを発見し、さらにこの変化に基づき結合率や解離定数を定量的に決定した。当初の目的であるRNA分解の観察にむけて、細胞内のmRNAの定量的検出法の開発に成功した。今後は、これまでに開発した細胞内mRNAの定量解析法を応用してmRNA分解の実時間追跡へと応用する予定である。
iPS細胞を用いた悪性グリオーマに対する遺伝子細胞治療の基礎的研究

悪性神経膠腫は最も難治性の悪性腫瘍であり、現在の標準治療である脱落症状を呈さない範囲での最大切除、temozolomideによる化学療法、放射線治療による集学的治療では不十分で予後は未だ約15ヶ月に過ぎない。周辺脳への強い浸潤性があり、抗癌剤・放射線治療にも抵抗性示す。根治の為には腫瘍辺縁脳に浸潤する腫瘍細胞の根絶が重要であり、効果的な新規治療法の開発は急務である。我々はinduced pluripotent stem cell(iPS細胞)から分化誘導したNeuralstem cell (NSC)と自殺遺伝子治療(herpes simplex virus thymidine kinase(HSVtk) / Ganciclovir (GCV))を組み合わせた悪性神経膠腫に対する遺伝子細胞療法の開発をした。NSCは腫瘍細胞に高い遊走能を持つことが知られており、浸潤性の強い悪性神経膠腫に対して、魅力的な治療用細胞と言える。ヒトiPS細胞由来のNSCにLentivirusを用いてHSVtkを導入し、ヒト脳腫瘍モデルマウスに移植すると、GCV投与により明瞭な殺腫瘍効果(bystander effect)を認め、著名に生存期間を延長させることに成功した。また、遺伝子細胞療法を行うにあたり、移植したNSCの生体内での生存の有無を検証する必要があり、治療終了後の脳組織内で、移植したNSCの残存がないことも確認し、本治療法の安全性も示した。我々が考案した遺伝子細胞療法は、移植したiPS由来NSCも死滅するため、安全性が高い治療法であり、幹細胞を用いた再生医療に直接応用でき汎用性・将来性が高く将来iPS細胞を用いた遺伝子治療のプラットフォームになりうる研究である。
高原子価の鉄イオンを含んだ酸化物の合成と物性

Feの高酸化状態でありその電子状態(3d)^4が,高温超伝導体で重要な役割を演じているCu^<2+>イオンの(3d)^9と非常な類似性を持っている,Fe^<4+>を含んだCaFeO_3について研究を行った.酸化剤にKIO_3,KC10_4,CrO_3,CaO_2を用いた高酸化雰囲気下の反応により,23GPa,9501100°Cの圧力・温度範囲での合成が可能であることを明らかにした.熱分析測定において昇温過程で,200°C付近の温度からFe^<3+>の酸化物であるCaFeO_<2.5>-への分解が始まり,Fe^<4+>の熱的な不安定性が確認された.さらに合成条件を検討し,酸化剤にCaO_2を用いることにより,粒径の比較的大きな100μm程度の単結晶合成にはじめて成功した.得られた結晶の多くは結晶軸関係を同じくした長周期構造を持つ酸素欠損相と思われる相が混在しており,CaFeO_<.5>-CaFeO_3系列における欠損配列の規則化に伴う超周期構造の存在が明かとなった.酸素欠損相を伴うわない結晶について,放射光X線を用い室温,113K(電荷不均化反応が完了していると思われる温度)における構造解析を行った.Fe^<4+>を含むが不均化反応を起こさないSrFeO_3との比較を行った.その結果,室温,113Kでの構造はともに斜方晶ペロブスカイト構造であることが明かとなった.Fe-O-Fe角度は,SrFeO_3での180°に対して,160°まで曲がっている.このことから,SrFeO_3とはFe-O-Fe間相互作用が異なることにより,CaFeO_3における不均化反応を誘起すると考えられる.Fe-O距離はSrFeO_3とほぼ同じであるが,室温でわずかに1方向に延びているFeO_6八面体は,113Kで正八面体に近づいており,不均化反応と関わりがあると考えられる.また差フーリエ合成図においてFe-O結合の中間に1.2e/A^3の余剰電子ピークがあり,4価のFeでの共有結合性の強さが示された.これは,クラスター軌道計算の結果とも一致している.Feの高酸化状態でありその電子状態(3d)^4が,高温超伝導体で重要な役割を演じているCu^<2+>イオンの(3d)^9と非常な類似性を持っている,Fe^<4+>を含んだCaFeO_3について研究を行った.酸化剤にKIO_3,KC10_4,CrO_3,CaO_2を用いた高酸化雰囲気下の反応により,23GPa,9501100°Cの圧力・温度範囲での合成が可能であることを明らかにした.熱分析測定において昇温過程で,200°C付近の温度からFe^<3+>の酸化物であるCaFeO_<2.5>-への分解が始まり,Fe^<4+>の熱的な不安定性が確認された.さらに合成条件を検討し,酸化剤にCaO_2を用いることにより,粒径の比較的大きな100μm程度の単結晶合成にはじめて成功した.得られた結晶の多くは結晶軸関係を同じくした長周期構造を持つ酸素欠損相と思われる相が混在しており,CaFeO_<.5>-CaFeO_3系列における欠損配列の規則化に伴う超周期構造の存在が明かとなった.酸素欠損相を伴うわない結晶について,放射光X線を用い室温,113K(電荷不均化反応が完了していると思われる温度)における構造解析を行った.Fe^<4+>を含むが不均化反応を起こさないSrFeO_3との比較を行った.その結果,室温,113Kでの構造はともに斜方晶ペロブスカイト構造であることが明かとなった.Fe-O-Fe角度は,SrFeO_3での180°に対して,160°まで曲がっている.このことから,SrFeO_3とはFe-O-Fe間相互作用が異なることにより,CaFeO_3における不均化反応を誘起すると考えられる.Fe-O距離はSrFeO_3とほぼ同じであるが,室温でわずかに1方向に延びているFeO_6八面体は,113Kで正八面体に近づいており,不均化反応と関わりがあると考えられる.また差フーリエ合成図においてFe-O結合の中間に1.2e/A^3の余剰電子ピークがあり,4価のFeでの共有結合性の強さが示された.これは,クラスター軌道計算の結果とも一致している.
初期啓蒙主義詩学を創発するパラダイム-ドイツ詩学の位置価と模倣説の体系構築-

まず、詩学の枠を超えた諸学の相関という点では、概念把握・認識・推論といった論理学的な知の歩みが、ヴォルフ哲学に基礎付けを求めるテクストで幅広く見て取れた。また、想像力や情動という概念は、悟性概念との関連で基礎付けられていたり、哲学的な原理の外で作用の技法論を形成したり、体系的な裏付けが希薄であったりした。また、知の総覧の役割を担った哲学をどの程度基盤とするかで、論証スタイルや章立ての姿も変わるという見通しを得た。学の対象として上位の悟性能力から下位の能力が独立したという従来の理解図式は、まだ哲学の分節化に依拠しており、修辞学等で古典の影響や技法の集積的記述というものが哲学的な体系構築を上回る場合や、アルファベット順の百科事典の発想で哲学の体系性から離れる場合の方が、諸学のパラダイム転換にとってより重要である。こうした成果を踏まえて改めて模倣説を問い直すと、模倣概念は、諸学を横断して体系構築に関わる悟性概念と間接的に関係し合い、その規定の度合いによって様相を変えると推定された。情動面と理論面に別々に影響源がある場合、技法面と理論面で異なる模倣概念が観察され、詩学書の章立にて表れる主題の分節化が少数の原理に還元できない場合、模倣概念の統一的把握も困難となる。詩学の固有性に関わる概念が、そうした構造的規定を外部から受ける。詩学の領域規定や詩学内の領域区分は、主に論じる対象で規定されるが、深層ではより広く、体系化の要請と辞書的な項目化の要請、体系内の相互参照と体系外の伝統への参照によって構造的に規定されている。模倣すべきは可視的自然か古代人か真理かといった一見奇妙な模倣観の揺れや、文芸と絵画と音楽とでは模倣の特性が異なるといった議論の展開は、そうした構造的規定に立ち返ることで人文主義諸学のパラダイムからいかに詩学が創発されてきているかという構図のなかで整合的に理解可能となる。初年度の予定を変更して、研究計画調書に掲げた2年目の内容を中心に研究した。1.従来の詩学史記述の核であった模倣と想像は、相補的な関係にあるのではないか。ただし、概念の内包に揺れがあったり、用語法が現代とは異なる面があり、言葉は明確に表れていない理論範型を捉え直す必要がある。当時の合理主義哲学は、知覚未端に精神と身体の継ぎ目を想定する。不在の事物の想像は記憶に近い意味で考えられている。しかしそれだけでなく、類似の知覚を基礎とした推論活動において働く想像力なども想定されている。詩学では、素材である対象を模倣するのではなく、対象を超越した関連を模倣するという文脈で想像が問題にされる。さらに、形而上学が精神の本質を表象能力から説明する場面で心身問題が立ち現れる。2.精神の病を蒸気説や体液説に関連づけて理解する思考法、それと並行した催眠の実践からも、心身関係の理論的範型が抽出できる。催眠によってもたらされる幻覚には、想像の問題に触れる面がある。こうした精神医学での議論はま、一部で合理主義哲学の議論と融合を見せている。今年度、エルンスト・アントン・ニコライの想像力論を中心に、精神医学とヴォルフ学派の哲学との関係を考察した。3.古典的精神分析の抑圧理論のように、観念連合の阻止を精神にとって好ましくない事態と捉える見方は、初期啓蒙主義にも見られる。そこでは、観念が自由に展開することから快の感情が生じると考えられている。この問題を突き詰めると、精神分析の力動的な精神モデルに対して、観念の複合性を高めるなかで合理性を増していくという初期啓蒙主義の精神モデルが比較項として対置できる。前年度は、2年目に予定していた医学において見られた想像力論を検討するなどしたので、本年度は、当初初年度に予定していた内容を中心に研究を進めた。詩学書を著している複数の人物の書物を研究対象としたが、中心的に取り上げたのはズルツァーの論考である。ズルツァーはスイス出身であるが、ベルリンのアカデミーを舞台に啓蒙主義時代の学の在り方を実践的に提示する著述を数多く残した。1.ズルツァーには知の手引きと言える学問論の著作がある。版を重ねた成功した著作で、そこには18世紀半ばの学問文化が表現されている。学識が学問全体を分野別に通覧する形で整理されていて、従前の哲学から継承した百科全書の叙述スタイルを採っている。事実認識と理性認識の対比が記述を規定しており、歴史と哲学の二分法が変奏され反復されている。百科全書の叙述に分節を与えるものが記述対象なのか記述言語なのかという問題は、詩学史研究で模倣と想像の問題を論じる際の、素材である対象を模倣するのか、対象を超越した構造を模倣するのかという問題と、階梯を異にして連関する関係にある。2.ズルツァー自身に学問横断的な知的関心の遍歴が認められる。初期の著作の中心的な主題は自然についての学であり、中期から後期にかけてはそれが人間についての学となる。この思考の圏域にヴォルフ哲学の影響が幅広く認められ、それがアカデミーにおけるズルツァーの位置を与えてもいる。3.当初はギムナジウムの数学教員としてベルリンに移ったズルツァーであったが、ベルリンで美的な学問や技芸に一層親しむこととなり、それが美学事典に結実することになる。

その歩みには、人文科学のパラダイムが詩学を創発する啓蒙主義時代の学問の形と、そのパラダイムから次の枠組みへと移行していくこの思想家の姿とが見て取れる。まず、詩学の枠を超えた諸学の相関という点では、概念把握・認識・推論といった論理学的な知の歩みが、ヴォルフ哲学に基礎付けを求めるテクストで幅広く見て取れた。また、想像力や情動という概念は、悟性概念との関連で基礎付けられていたり、哲学的な原理の外で作用の技法論を形成したり、体系的な裏付けが希薄であったりした。また、知の総覧の役割を担った哲学をどの程度基盤とするかで、論証スタイルや章立ての姿も変わるという見通しを得た。学の対象として上位の悟性能力から下位の能力が独立したという従来の理解図式は、まだ哲学の分節化に依拠しており、修辞学等で古典の影響や技法の集積的記述というものが哲学的な体系構築を上回る場合や、アルファベット順の百科事典の発想で哲学の体系性から離れる場合の方が、諸学のパラダイム転換にとってより重要である。こうした成果を踏まえて改めて模倣説を問い直すと、模倣概念は、諸学を横断して体系構築に関わる悟性概念と間接的に関係し合い、その規定の度合いによって様相を変えると推定された。情動面と理論面に別々に影響源がある場合、技法面と理論面で異なる模倣概念が観察され、詩学書の章立にて表れる主題の分節化が少数の原理に還元できない場合、模倣概念の統一的把握も困難となる。詩学の固有性に関わる概念が、そうした構造的規定を外部から受ける。詩学の領域規定や詩学内の領域区分は、主に論じる対象で規定されるが、深層ではより広く、体系化の要請と辞書的な項目化の要請、体系内の相互参照と体系外の伝統への参照によって構造的に規定されている。模倣すべきは可視的自然か古代人か真理かといった一見奇妙な模倣観の揺れや、文芸と絵画と音楽とでは模倣の特性が異なるといった議論の展開は、そうした構造的規定に立ち返ることで人文主義諸学のパラダイムからいかに詩学が創発されてきているかという構図のなかで整合的に理解可能となる。
日本における大気成層の気団気候学的研究

本研究の目的は、従来まとまった研究が少ない、東アジアの大気の鉛直方向の構造すなわち大気の成層状態のとりまとめを気候学的見地から試みた。内容は高層気象観測資料の気候学的解析の部分と、春先に中国から飛来する黄砂をトレーサーとして大気の成層状態を調べた部分の二つに大別される。前者の主要な成果は次のとおりである。本研究に関連して、代表者が指導している大学院生の学位論文"北半球対流圏における逆転層の気候学的研究"において、北半球の夏と冬の逆転層の出現高度の頻度分布をクラスター分析で型分けし、地域区分を行ったところ、その分布は気団分布と極めてよく対応することが明らかになった。そこでこれとは別に日本国内の高層観測地点20地点について、逆転層の出現高度のほかに、その厚さや強度の情報も加味してクラスター分析を行い、地域区分をした。その結果、大区分は、北半球で行った区分の結果とよく合致する(北日本・中央日本・西南日本)。このうち、とくに本州・四国・九州の主要部を含む中央日本が4地域に細分される。またそれぞれの地点(地域)において、大気境界層内に出現する接地逆転層をはじめ各種の逆転層・混合層の出現高度や頻度分布は、その地域を蔽う気団の特性を反映して、特徴のある季節性と地域性が見られる。後者については研究分担者が所属する研究室で行っているレーザーレーダーによる対流圏・成層圏のエアロゾルの観測結果を用いた研究である。本研究では春先に中国大陸から飛来する黄砂をトレーサーとして、大気成層状態を調べた。1986-1988年の春、黄砂のレーザーレーダー観測を実施し、黄砂の鉛直構造と大気の成層状態との関係を明らかにした。また、数値シミュレーションにより、黄砂の3次元的な輸送過程を解明した。研究成果報告書は、これらの成果の概要をとりまとめ作成した。詳細は未完の部分を補充して印刷論文としたい。本研究はこれまでまとまった研究の少ない,東アジアの大気の鉛直構造(大気の成層状態)の気団気候学的な解明を窮局の目的としている.本年度は初年度であるため,資料の収集と整理に重点をおき,若干の解析結果を得て,現在のところ主要部分は解析が進行中である.これまでに収集した主な資料は,北海道・関東・中部・近畿・中国・四国の各気象官署の高層気象,気象庁が手がけた大気環境調査のうち,西瀬戸・むつ小川原・秋田湾・南関東各地域の気象特別観測資料・気象研究所の鉄塔およびライダー観測資料,水理実験センター(筑波大学)の鉄塔観測資料である.これらに加えて東アジアの周辺地域の高層気象観測資料を整備した.本年度これまでに判明した主要な点は次のとおりである.(1)大気境界層内に出現する接地逆転層をはじめ各種の逆転層・混合層の出現高度や頻度分布には,その地域をおおう気団の特性を反映して,特徴のある季節性と地域性が見られる.(2)とくに海陸風と関係した逆転層と夜間の接地逆転に特色が見られる.(3)冬季にシベリア気団に支配されるときは,季節風の吹き出しから吹き終りまでの過程で,接地逆転層の生成消滅,対流混合層の発達,換気ドームの構造と関係する逆転層などの系統的な存在が明らかになった.(4)季節風の衰弱期や春・秋の移動性高気圧の後面や高圧帯に見られる沈降逆転層の分布に特色のある地域性が見られる.

本研究の目的は、これまでまとまった研究が少ない、東アジアの大気の成層状態(鉛直構造)の気候学的とりまとめを行うことである。本年度は第2年度にあたるので、前年度未収集の資料を入手するとともに研究実施計画にしたがって解析を行いその結果をとりまとめた。内容は主として気象官署の高層気象観測資料の解析と、レーザー・レーダー等の観測資料を用いた研究の二つに大別される。前者については年度繰り近い時期に予期しなかった厖大な資料が入手できたことなどのため最終的な論文は、その資料の解析結果を含めてとりまとめたい。しかし、予定した資料に基く解析結果は次のとおりである。(1)東アジア地域の逆転層の出現度数分布(高度分布)型を、クラスター分析で分類し、地域区分を行った。(2)これとは別に、日本国内の高層気象観測を行っている20地点を対象にして、逆転層の出現高度のほかに、その厚さや強度の情報も加味してクラスター分析を行い、日本全域を6地域区区分することができた。(3)大気候内に見た(1)の結果は、(2)の大区分とよく合致する。北日本・中央日本・南日本(南西諸島)がそれで、中央日本が、東北地方型、西日本型・内陸型・その他に組分される。(4)気団との対応は、初年度に述べた結果が、より詳しく正確に確認され特色のある地域性が見られる。(5)レーザーレーダーはエアロゾルの鉛直分布の観測手段として有力である。本研究では、春先中国から飛来する黄砂をトレーサーとして大気成層状態を調べた。また、数値シミュレーションにより、黄砂の3次元的な輸送過程を解明した。その結果、大規模な移動性高気圧に伴う逆転層の存在と構造が明らかになった。また黄砂は大気成層状態を知る上で極めて有力なトレーサーである。
超熱分子ビ-ムを用いた固体表面反応の研究

分子線を用いる固体表面の研究として,まずシリコン(001)表面とアセチレンの反応による炭化シリコン膜の生成機構について詳細に研究した。炭化シリコン膜は1000Kより高い温度で形成されるが,入射分子線が少ない条件では表面反応が律速になり,エピタキシャル成長し,入射分子数が多くなると内部から表面へのシリコン原子の供給が問に合わなくなり,カ-ボンリッチな膜が表面に形成されて,炭化シリコン膜の成長が阻害されることが明らかにされた。分子線をパルス化して反応生成物が現れる時問的分布を観測する方法は,分子線緩和法の一種であるが,我々はこの方法に国内で始めて挑戦し,パルス酸素分子線を用いてシリコン(001)および(111)表面からの一酸化シリコン分子の生成速度の測定に成功した。この反応では,生成物出現までに誘導時問が観測され,出現波形の解析から中問体を径る逐次反応であることが結論された。また,反応後の表面の電子顕微鏡像から,反応は不均一に進み,ステップやエッジが反応活性点であることが明らかにされた。紫外線レ-ザ照射された固体表面と気体分子との相互作用について研究するため,レ-ザ照射に伴って表面から飛来する分子を質量分析計で検出し,分子の運動量を飛行時問法で求めた。その結果,数電子ボルトに達する高速分子が生成していることを発見した。その発生機構についてはなお研究中である。シリコン(001)表面に,数百電子ボルトのネオンイオンビ-ムを照射すると,一部は中性化されて弾性的に散乱する。表面に水分子を吸着させてゆくと,その中性化割合は増加するが,それとは対照的にイオンによってはじき飛ばされた酸素原子は水分子の吸着と共にイオン化割合が増加するという興味ある現象を発見した。分子ビームを用いて、表面反応の機構を明らかにする目的で、今年度はシリコン単結晶表面とアセチレンガスの反応によるシリコンカーバイド膜の生成反応について研究した。シリコン表面は超高真空下で加熱によって清浄化し、800°C以上の表面温度のところに、種々のフラックスのアセチレンビームを照射した。気相に放出される生成物は質量分析計を用いて調べたが、反射アセチレン以外には水素が主なものである。シリコン表面にできた反応生成物は、オージェ電子分光、赤外線吸収分光、レーザラマン分光、X線回折、電子線回折によって、シリコンカーバイドであることが確認された。シリコンカーバイド膜の成長速度は、反応後にアルゴンイオンスパッタリングで表面を削りながら、オージェ電子分光法でシリコンとカーボンの存在比を測定して決定した。膜厚成長から求めた反応確率は、入射ビームのフラックスが低い場合はほぼ一定であるが、それが高くなると低下する。生成膜の形態は走査型電子顕微鏡で観測した。その形態はビームフラックスによって著しく変っている。極低フラックスでは、表面上にまばらな結晶粒の像が得られ、フラックスが少し増すと、表面全体にタイルを敷きつめたちうな微結晶が成長し、エピタキシャル成長が起っているようにみえる。それは電子線回折からも裏付けられる。それに対して、フラックスが非常に大きくなると、表面にはクレータ状の無数の欠陥をもつ無定形の膜になる。この状態では、膜の成長はきわめて遅くなる。成長後の最上層部の元素組成をみると、低フラックス入射の場合には、表面にシリコン原子が多くあり、入射分子数が律速になっているとみられる。

それに対して、高フラックス入射では表面に炭素原子が多く、シリコン原子の内部から表面への拡散が律速であると考えられる。今後は他の表面反応についてもさらに詳しく研究する予定である。分子(またはイオン)ビ-ムを用いた、表面反応機構を明らかにする目的で、今年度はシリコン単結晶表面と酸素および水分子との反応について研究した。シリコン表面は超高真空下でイオン衝撃や加熱によって清浄化した。イオンビ-ム法では1001000電子ボルトのイオンで表面を衝撃し、散乱イオンと二次放出原子の運動エネルギ-を飛行時間法で分析することによって、表面原子についての情報を得ることができた。主として調べた系は、ネオンイオンビ-ムで水分子と作用したシリコン(001)面から脱離粒子の飛行時間スペクトルである。スペクトルでは4本のピ-クがみられたが、それらはそれぞれ表面のシリコン原子による散乱ネオンと、玉つきのようにはじき出された水素および酸素原子によるものと同定した。この方法は最上層の原子に敏感な新しい表面分析法として注目される。また、表面からの脱離粒子の電荷を区別することもできるので、表面における電荷交換反応につていも情報を得ることができる。実験では、水を吸着したシリコン表面を昇温する過程で水素および酸素が脱離して清浄化する様子が観測でき、表面から出てゆくイオンと中性原子の割合が、酸素の被覆率と共に変化する現象を発見した。また、出てゆくネオンと酸素のそれぞれのイオン化率には逆相関があることも判明した。しかし、これらの実験結果の詳細な解析には、理論的なシュミレ-ションを必要とするので、将来の課題として残された。分子ビ-ムの実験では、加熱したシリコン表面に酸素分子ビ-ムを照射し、生成した一酸化シリコン分子の脱離の時間変化を質量分析計で追跡した。このような方法は分子線緩和法と呼ばれる。分子線およびイオンビ-ムを用いて,表面反応機構を明らかにする目的で,今年度も継続してシリコン表面の酸化反応および金属表面における電荷交換反応について調べた。パルス化(2ms,50μs)した酸素分子線を加熱したシリコン単結晶(100),(111)表面に照射すると,700°C以上で一酸化シリコンが生成物として質量分析計で検出された。しかし,その波形の崩れは温度に著しく依存するのがみられた。表面温度750°C以下では生成物の出現までに誘導期間があり,反応が中間体を経て進む遂次反応であることが判明した。生成物の緩和波形の解析のために,コンピュ-タによるシミュレ-ション法を開発し,一つの緩和波形から二つの素過程の反応速度定数を求めることができた。さらに,速度定数の温度依存性からそれぞれの過程の活性化エネルギ-を得た。反応速度および活性化エネルギ-は,(100)面と(111)面とでほとんど変らない。反応後の表面を電子顕微鏡で観測すると,(100)面では(111)面を露出する多くのエッチピットが現われていたが,(111)面ではステップの成長がみられた。このことは,反応が面のエッジやステップの所で不均一に進行し,反応活性点は二つの面で類似していると云える。この研究は,我国で始めて反応生成物の分子線緩和スペクトルの観測を成功させたものである。イオンビ-ムを用いては,種々の金属表面の酸素被覆率を変化させ,準弾性散乱と友跳した粒子のそれぞれについて,イオン化割合を調べた。