hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
OCTを用いた口腔内エナメル質初期う蝕に対するフッ化物配合ガムの再石灰化効果評価

口腔内初期エナメル質う蝕に対するカルシウムおよびフッ化物配合ガムの再石灰化効果について、ICDASコードおよびOCTを用いて、二重盲検下ランダム化比較試験で経時的に観察した。また、比較対象として、カルシウムのみ配合したガムおよび無配合ガム(コントロールガム)を同様に用いた。その結果、コントロールガムと比較して、カルシウム配合ガムならびにカルシウムおよびフッ化物配合ガムが有意に高い再石灰化効果を認め、カルシウム配合ガム・カルシウム+フッ化物配合ガム間では有意差は認められなかったものの、後者の方がより早期の段階から再石灰化効果を認める事が示唆された。本研究では、OCT(光干渉断層画像診断法)を用い、口腔内エナメル質初期う蝕(表層下脱灰部)に対するカルシウムならびにフッ化物配合ガムの再石灰化効果について評価する。すなわち、エナメル質初期う蝕を有する被験者20名協力のもと、ランダムに2群に割り付けし、2重に盲検下された2種ガム(カルシウム配合ガム・カルシウム+フッ化物配合ガム)いづれかを3ヶ月間毎日咀嚼する。ガム咀嚼前後のう蝕病巣断面変化を経時的に月1回(最大3ヶ月後まで)OCTを用いて観察することで、これまで世界的に明らかにされていなかった、口腔内初期エナメル質う蝕内部の再石灰化有無について明らかにする。さらに、OCTを用いたエナメル質初期う蝕診断・モニターの可能性について解析を試みる。平成25年度は、両ガム群あわせて10症例集積することができ、各々群におけるOCT画像および光学データの比較解析を開始した。ただし、盲検化されているため、目標症例数(20症例以上)に達するまでは、どちらのガムの画像が分からず、詳細な検討に至っていない。今後、さらに臨床症例数を増やし、目標症例数に達することで、盲検化された情報を開示し、得られたOCT画像および光学データの分析を進めることで、カルシウム+フッ化物配合ガムの再石灰化効果が検証できる。なお、OCTの臨床応用に関しては、チェアサイドにおいても高解像度な断面画像をリアルタイムに得るられることから、初期う蝕の診断およびモニターにおいて有効な臨床手段であることが判明した。本研究では、ICDAS(International Caries Detection and Assessment System)ならびにOCT(光干渉断層画像診断法)を用い、口腔内エナメル質初期う蝕(表層下脱灰)に対するカルシウムならびにフッ化物配合ガムの再石灰化効果について評価する。すなわち、エナメル質う蝕を有する被験者(20名以上)協力のもと、ランダムに2群に割り付けし、2重に盲検下された2種ガム(カルシウム配合ガム・カルシウム+フッ化物配合ガム)いずれかを3ヶ月間毎日咀嚼する。ガム咀嚼前後におけるう蝕表層部変化に対するICDAS評価(経時的に月1回・最大3ヶ月後まで)に加え、同う蝕病巣の断面変化(表層下脱灰部変化)に対してOCT観察をICDAS評価同様に行うことで、これまで世界的に明らかにされていなかった、口腔内初期エナメル質う蝕内部の再石灰化有無について明らかにする。平成26年度までに、両ガムあわせて20症例を集積することができ、盲検データを開示し、各ガム群におけるOCT画像および光学データの比較解析を開始した。さらに、学内倫理審査委員会承認の上で、カルシウムおよびフッ化物共に配合しないコントロールガムの追加検討を開始した。なお、OCTの臨床応用に関しては、チェアサイドにおいても高解像度な断面画像をリアルタイムで得られることから、初期う蝕の診断およびモニターにおいて有効な臨床手段であることを再確認した。本研究では、ICDAS(International Caries Derection and Assessment System)ならびにOCT(光干渉断層画像診断法)を用い、口腔内エナメル質初期う蝕(表層下脱灰)に対するカルシウムならびにフッ化物配合ガムの再石灰化効果について評価した。すなわち、エナメル質う蝕を有する被験者(20名以上)協力のもと、ランダムに2群に割り付けし、2重に盲検化された3種類のガム(カルシウム+フッ化物配合ガム、カルシウム配合ガム、無配合ガム)のいずれかを3ヶ月間毎日摂取する。ガム咀嚼前後におけるう蝕表層部変化に対するICDAS評価(経時的に月1回・最大3ヶ月後まで)に加え、同じう蝕病巣の断面変化(表層下脱灰部変化)に対してOCT観察を同様に行うことで、これまで世界的に明らかにされていなかった、口腔内初期エナメル質う蝕内部の再石灰化有無について明らかにする。平成27年までに、全27症例を集積することができ、盲検データを開示して、各ガム群におけるOCT画像解析を開始した。

平成26年度までに、両ガム群(カルシウム配合ガム・カルシウム+フッ化物配合ガム)あわせて20症例集積することができ、目標症例(20症例)に達し、盲検データを一旦開示してOCT画像および光学データ解析を開始した。また、カルシウムおよびフッ化物の再石灰化効果をより詳細に検討するため、学内倫理審査委員会承認のもと、両素材無配合のコントロールガムの追加検討を開始し、コントロールガムとカルシウム・フッ化物配合ガムとの比較検討について学会報告を行った。なお、これまでの臨床研究において、ガム摂取による身体への影響や、OCT使用事故も生じていない。歯学来年度は、再度ガムの盲検性を設定した上で、全群(コントロールガム、カルシウム配合ガム・カルシウムおよびフッ化物配合ガム)の臨床症例数をさらに追加し、口腔内エナメル質初期う蝕の再石灰化におけるカルシウム・フッ化物の役割について鋭意検討を加えた上で、最終年度として論文作成を行い国際学術雑誌への投稿を目指す。平成25年度は、両ガム群(カルシウム配合ガム・カルシウム+フッ化物配合ガム)あわせて10症例集積することができ、目標症例(20症例以上)の半分を終了した。これまでの臨床研究において、ガム摂取による身体への重大な影響や、OCTの故障等トラブルは生じておらず、引き続き臨床症例の集積に尽力する。本研究課題における目標臨床症例数(20症例以上)に対し、本年度までに20症例の集積にとどまったため、5名分以上の被験者謝金を含む経費が残高として残り、このため次年度使用額が生じた。来年度以降は、さらに臨床症例数を集積し、目標症例数に達することで、盲検化されているガムの種類に関する情報を開示し、同情報をもとに得られたOCT画像および光学データの分析を進め、各種ガムの再石灰化効果に関し学会発表を行うことをを課題とした。来年度以降、さらに臨床症例を随時増やし続けてゆくことで、次年度使用額を含む研究費を計画的に使用してゆく予定である。本研究課題における目標臨床症例数(20症例以上)に対し、本年度は両実験群あわせ半数症例(10症例)の集積にとどまった為、10名分以上の被験者謝礼金を含む経費が残高として残り、このため次年度使用額が生じた。来年度以降、臨床症例数を随時増やし続けてゆくことで、次年度使用額を含む研究費を計画に的に使用してゆく予定である。
歯原性腫瘍におけるヘパラナーゼの役割

ヘパラナーゼはヘパラン硫酸特異的エンドβ-D-グルクロニダーゼである。ヘパラン硫酸プロテオグリカンは組識の細胞表面と細胞外マトリックスに存在し、細胞接着や増殖因子の受容体として機能する。本年度は,良性および悪性歯原性腫瘍におけるヘパラナーゼの発現に加え,ヘパラナーゼが特異的に分解するヘパラン硫酸およびヘパラン硫酸結合性サイトカインであるBMP-4について検討した。歯原性腫瘍としてエナメル上皮腫,腺様歯原性腫瘍,エナメル上皮線維腫,エナメル上皮癌を用いた。一次抗体として抗ヒトヘパラナーゼ抗体(中島元夫博士より供与)を用いた。ISHには約600bpのジゴキシゲニン標識mRNAプローブを用いた。エナメル上皮腫では全ての症例においてヘパラナーゼ蛋白および遺伝子発現を認めた。特に腫瘍胞巣辺縁部の高円柱状細胞において強い蛋白の局在および遺伝子発現が認められた。また,腫瘍細胞が歯提様に増殖する部位や浸潤先端部において強い発現がみられた。腺様歯原性腫瘍においても多くの細胞で蛋白および遺伝子発現を認めた。エナメル上皮線維腫では不規則な染色性を示した。エナメル上皮癌では極めて強い蛋白発現を認めた。ヘパラン硫酸とBMP-4は良性歯原性腫瘍では,ヘパラナーゼと類似した局在を示し,ヘパラナーゼによりサイトカインの調節が行われていることが考えられた。エナメル上皮癌では腫瘍実質ではヘパラン硫酸は消失し,腫瘍間質を含めたサイトカインの過剰な作用が行われていると考えられた。ヘパラナーゼは歯原性腫瘍において特異的な発現を示し,ヘパラン硫酸とヘパラン硫酸結合性サイトカインの調節により,その浸潤や細胞の分化に関与する可能性が示唆される。本年度は,歯原性腫瘍におけるヘパラナーゼの発現について免疫組織化学およびIn situ hybridization法により検討した。歯原性腫瘍としてエナメル上皮腫,腺様歯原性腫瘍,石灰化嚢胞性歯原性腫瘍,エナメル上皮線維腫を用いた。石灰化嚢胞性歯原性腫瘍およびエナメル上皮線維腫では不規則な染色性を示した。ヘパラナーゼは歯原性腫瘍において特異的な発現を示し,その浸潤や細胞の分化に関与する可能性が示唆される。

ISHには約600bpのジゴキシゲニン標識mRNAプローブを用いた。エナメル上皮腫では全ての症例においてヘパラナーゼ蛋白および遺伝子発現を認めた。特に腫瘍胞巣辺縁部の高円柱状細胞において強い蛋白の局在および遺伝子発現が認められた。また,腫瘍細胞が歯提様に増殖する部位や浸潤先端部において強い発現がみられた。腺様歯原性腫瘍においても多くの細胞で蛋白および遺伝子発現を認めた。エナメル上皮線維腫では不規則な染色性を示した。エナメル上皮癌では極めて強い蛋白発現を認めた。ヘパラン硫酸とBMP-4は良性歯原性腫瘍では,ヘパラナーゼと類似した局在を示し,ヘパラナーゼによりサイトカインの調節が行われていることが考えられた。エナメル上皮癌では腫瘍実質ではヘパラン硫酸は消失し,腫瘍間質を含めたサイトカインの過剰な作用が行われていると考えられた。ヘパラナーゼは歯原性腫瘍において特異的な発現を示し,ヘパラン硫酸とヘパラン硫酸結合性サイトカインの調節により,その浸潤や細胞の分化に関与する可能性が示唆される。
骨組織のアポトーシスに及ぼすアクチビンAの作用

アポトーシスに関する研究は近年めざましいものがあるが、in vivoにおける硬組織のアポトーシスの研究はほとんど行われていない。一方、アクチビンAはTGF-βスーパーファミリーに属する蛋白質で、近年、骨芽細胞様細胞のDNA合成を促進することや破骨細胞の形成を促進することなどが報告されており、最近の我々の研究ではマウスの移植骨への局所投与により移植骨の骨形成が促進されることが示された。これらの点をふまえ、今回の研究では遺伝的にFas抗原を欠損しているマウス(C3H/HeJ-1pr/1pr)40匹とそのコントロールマウス(C3H/HeJ-+/+)40匹を用いてそれぞれ同系骨移植を行った。移植骨としてドナーマウスの二本の脛骨を摘出し浸透圧ポンプを接続、一方にアクチビンAを、他方に生食を持続投与した。これら一対の移植骨および浸透圧ポンプは同系統のレシピエントマウスの側背剖皮下に移植した。投与期間は2週間、アクチビンA濃度は5ng/hrとした。摘出した移植骨は脱灰後パラフィン切片とし、H.E.染色およびTRACP染色を施し、画像解析装置なども用いて組織学的検索を行った。その結果、(1)1prマウスの対照骨の骨芽細胞数、破骨細胞数、新生骨面積は+/+マウスの対照骨に比べて低値を示したことから骨芽細胞、破骨細胞の分化・増殖にFasが関与していることが示唆された。(2)アクチビンA投与によって1prマウスの骨芽細胞数、新生骨面積は+/+マウスにおけるのと同様に上昇が認められ、アクチビンA投与骨同士では有意差は認められなかった。このことから、アクチビンAには骨芽細胞の分化・増殖を促進する作用があるものの、その機序にはFasの関与は低いことが示唆された。(3)破骨細胞数はアクチビンA投与によって+/+マウスでのみ上昇がみられ、1prマウスでは有意の差が認められなかったことから。アタチビンAには破骨細胞の分化・増殖を促進する作用があり、その機序にはFasが関与していることが示唆された。アポトーシスに関する近年の研究は目ざましいものがあるが、in vivoにおける硬組織での研究はほとんど行われていない。一方、TGF-βスーパーファミリーに属するアクチビンAは、最近の我々の研究からマウスの移植骨への局所投与により移植骨の骨形成を促進する事が示された。そこで今回、骨芽細胞や破骨細胞といった骨系細胞におけるFas介在性アポトーシスの発現や、骨組織におけるFas介在性アポトーシスに及ぼすアクチビンAの作用について検索をおこなうため、遺伝的にFas抗原を欠損しているマウスとそのコントロールマウスを用いてそれぞれ同系骨移植を行った。マウスはC3H/HeJ-1pr/1pr(Fas抗原欠損)およびC3H/HeJ-+/+(コントロール)を40匹づつ用いた。移植骨としてドナーマウスから両側の脛骨を摘出し浸透圧ポンプを接続、一方にアクチビンAを、他方に生食を持続投与した。これら一対の移植骨および浸透圧ポンプは同系統のレシピエントマウスの両側側背部皮下に移植した。投与期間は2週間、アクチビンAの濃度は5ng/hrとした。投与後摘出した移植骨を固定、脱灰し、パラフィン切片を作成した。現在、H.E.染色を施した標本にて組織学的検索の最中であるが、Fas抗原欠損マウスにおける移植骨の骨形成量は、そのコントロールマウスにおける骨形成量を上回っているようである。これが骨形成系の細胞のどのような変化によるものかは現時点では明らかではないが、次年度よりは破骨細胞の動態を検索するTRACP染色や、アポトーシスを検索するTUNEL染色などを行い、そのメカニズムを検索する予定である。また、投与期間や投与量の異なる群を作成し、硬組織におけるFas介在性アポトーシスの発現およびFas介在性アポトーシスに及ぼすアクチビンAの作用について検討する予定である。

その結果、(1)1prマウスの対照骨の骨芽細胞数、破骨細胞数、新生骨面積は+/+マウスの対照骨に比べて低値を示したことから骨芽細胞、破骨細胞の分化・増殖にFasが関与していることが示唆された。(2)アクチビンA投与によって1prマウスの骨芽細胞数、新生骨面積は+/+マウスにおけるのと同様に上昇が認められ、アクチビンA投与骨同士では有意差は認められなかった。このことから、アクチビンAには骨芽細胞の分化・増殖を促進する作用があるものの、その機序にはFasの関与は低いことが示唆された。(3)破骨細胞数はアクチビンA投与によって+/+マウスでのみ上昇がみられ、1prマウスでは有意の差が認められなかったことから。アタチビンAには破骨細胞の分化・増殖を促進する作用があり、その機序にはFasが関与していることが示唆された。
子宮頸部悪性腺腫と良性類縁疾患の鑑別診断に向けた病理学的研究

子宮頸部悪性腺腫(minimal deviation adenocarcinoma:MDA)や良性類縁疾患の症例を集積し治療前の胃型粘液染色やMRIを含めた諸検査結果と手術摘出標本の病理所見、およびその後の経過を総合的に検討した。まず、悪性腺腫やその類縁疾患の診断で子宮摘出術を含めた手術を行った63症例を集積し、術前に施行された諸検査を用いて悪性腺腫あるいはその類縁疾患の治療前診断を改めて行った後、病理組織標本を検討し、最終病理組織診断を決定して、MRI画像と病理組織の所見の対比、診断の照合を行った。摘出標本の最終病理組織診断で良性疾患は51例、悪性腫瘍は12例であった。良性疾患の51例中40例はLEGHであった。悪性腫瘍12例中MDAは7例であった。MRI画像での診断と病理組織診断を比較検討したところ、最終病理診断にて良性疾患の診断であったものは、MRI画像でもすべて良性と評価されていた。最終病理組織診断で悪性腫瘍であった12例中3例はMRI画像で良性疾患と評価され、under-diagnosisであった。この3例はいずれもMRI画像でLEGHと評価し、病理組織診断でもLEGHを認めたが腺癌を一部に認めた。このうち1例がMDAであった。近年、病理組織学的にLEGHの概念も周知されるようになったが、LEGHとMDAの関連性の有無は明らかとなってはいない。今後、臨床所見やMRI所見からLEGHが強く疑われる場合に手術を行わず経過観察となる場合が増加することも予測される。しかし、今回の我々の検討でunder-diagnosisとなった症例はMRIでLEGHと診断され、病理組織でもLEGHを認めたが一部にMDAを伴っていた。病理組織学的にLEGHがMDAの前癌病変なのか偶発的に合併したものかは不明であることから、現段階ではLEGHとして典型的な臨床所見を呈する患者であっても、単純子宮全摘術にて子宮を摘出し、病理組織診断で診断を確定することが重要であると考える。子宮頸部悪性腺腫(minimal deviation adenocarcinoma : MDA)や良性類縁疾患の症例を集積し治療前の諸検査結果と手術摘出標本の病理所見、およびその後の経過を総合的に検討した。術前に臨床所見およびMRI画像所見からMDAあるいは良性類縁疾患と診断され、手術を施行された計28症例を検討した。まず、手術摘出標本の病理組織学的診断は良性疾患が23例、悪性腫瘍が5例であった。良性疾患の内訳は形態学的にMDAに類似する頸管腺の増殖性疾患であるlobularendocervicalglandular hyperplasia(LEGH)が19例、頸管腺のHyperplasia (nonspecific)が1例、ナボット嚢胞が2例、Endocervical adenomyomaが1例であった。悪性腫瘍の内訳はMDA1例、MDA+粘液性腺腫1例、粘液性腺癌2例、粘液性腺癌+LEGH1例であった。次にMRI画像所見より病理組織診断を推定しこの診断と最終病理組織診断を比較検討した結果、最終的な癌は5例ともMRIにて明らかに癌と診断できた。良性疾患の23例のうち19例は明らかに良性と診断され、1例はMRI上悪性腫瘍が疑われoverdiagnosisとなり、3例は画像の質や撮影条件が十分でなかったため、MRIからの診断が得られなかった。以上の検討からMRIによる悪性腫瘍に関する術前診断正診率は感度100%特異度91.0%であった。病理組織とMRIで共通した所見をまとめると、悪性腫瘍5例中5例とも腫瘍が子宮頸部間質の深部に及んでおり、腫瘍の辺縁は不整であった。また、5例とも病巣に小さな嚢胞や腺腔を形成しているものの、大きな嚢胞の形成は認めなかった。一方、良性疾患の特徴としては、LEGH19例中9例で子宮頸管内側に病変を認め、病巣辺縁の境界は明瞭であった。10例で子宮頸部に充実性成分が認められたが、これより深部の間質に大きな嚢胞像を認めた。ナボット嚢胞の2例は充実性成分がなく、嚢胞像のみであった。以上の検討から、病理組織診断にて真のMDAと診断し得る症例は稀であり、これまでMDAと診断されていた症例の中でもLEGHの頻度が高いことが判明した。またMRI画像でLEGHは特徴的な所見を呈する可能性があることが示唆された。これらの新しい知見をさらに確実なものにするためにさらに症例を集積している。

悪性腫瘍12例中MDAは7例であった。MRI画像での診断と病理組織診断を比較検討したところ、最終病理診断にて良性疾患の診断であったものは、MRI画像でもすべて良性と評価されていた。最終病理組織診断で悪性腫瘍であった12例中3例はMRI画像で良性疾患と評価され、under-diagnosisであった。この3例はいずれもMRI画像でLEGHと評価し、病理組織診断でもLEGHを認めたが腺癌を一部に認めた。このうち1例がMDAであった。近年、病理組織学的にLEGHの概念も周知されるようになったが、LEGHとMDAの関連性の有無は明らかとなってはいない。今後、臨床所見やMRI所見からLEGHが強く疑われる場合に手術を行わず経過観察となる場合が増加することも予測される。しかし、今回の我々の検討でunder-diagnosisとなった症例はMRIでLEGHと診断され、病理組織でもLEGHを認めたが一部にMDAを伴っていた。病理組織学的にLEGHがMDAの前癌病変なのか偶発的に合併したものかは不明であることから、現段階ではLEGHとして典型的な臨床所見を呈する患者であっても、単純子宮全摘術にて子宮を摘出し、病理組織診断で診断を確定することが重要であると考える。
微小重力環境下でのヒトの運動制御系の変化-足関節底屈・背屈筋群活動に着目して-

運動制御系は重力の存在を前提として筋紡錘や腱器官などの固有感覚器からの求心性入力の情報を基に正常に機能している。しかし微小重力環境下では拠り所となる重量が存在しないため、求心性入力が減少し、その少ない情報を基に運動を制御しなければならなくなる。その結果として運動制御計に何らの影響が引き起こされることが考えられる。そこで本研究は水浸法を用い、模擬微小重力暴露時の運動制御系に及ぼす影響について足関節の足底屈・背屈筋群を対象として筋電図学的に検討することを目的とした。健康な成人男性数名を対象とし、被験者を水槽内に直立させ首まで水浸させた。両手で水槽の壁に手を当ててバランスを保つだけで体は固定せずに、足関節角度を90度より小さな角度となる数段階の傾斜台の上に直立させて下腿三頭筋を予備緊張させ、その状態から足底屈筋群の等尺性随意収縮を発揮させた。その際前頸骨筋、下腿三頭筋から表面筋電図および運動単位活動を導出し水の状態と比較検討した。実験の結果、水浸下では1)傾斜が急になり足関節角度が小さくなるにしたがって前頸骨筋活動は徐々に増加する傾向を示したが、水のない状態と比較した場合やや少ない傾向を示した。また運動単位の閾値に若干変化が見られた。2)緊張の増加ともにヒラメ筋活動は増大した。3)腓腹筋は立位での等尺性収縮にはほとんど活動が認められなかった。以上の結果から水浸微小重力下では足関節底屈筋の等尺性収縮時に運動単位の活動様式に変化が引き起こされることが推察された。今後は装置の充実、いろいろなタスクでの測定を実施しより詳細な検討をする。
非線形回路を用いて妨害信号を除去する連続時間系フィルタ

昨年度に続いて,提案の非線形連続時間系フィルタの原理的な性能の評価を行ない,比較器を用いて非線形な前処理を行なうことによる妨害波の除去能力を示した.昨年の成果により,通過域内の信号成分が妨害信号に比べて小さいという特徴を活用することで,通過域内の信号成分と妨害信号が同時に入力されたとき,比較器の出力である矩形波を近似式で表すことができ周波数領域で解析できることがわかった.しかしながら,解析が煩雑であったため,見通しの良い結果が得られず,提案のフィルタの前処理の特長を理解しにくかった.そこで,複素周波数を用いて新たな解析方法を採った.解析における繁雑な計算量を軽減させることができ,提案手法の特長を比較的容易に示すことができた.特に,前処理部における妨害波成分に対する利得が通過域信号成分に対する利得の2倍であることが,多くの場合分けをすることなく示された.非線形増幅回路である比較器における通過域信号成分および妨害波成分に対する利得はいずれも矩形波の波高値に比例するという性質や,妨害波を完全に除去するためには矩形波の波高値を妨害波の波高値のπ/4倍となるように設計する必要があることが基礎的成果として得られた.以上の結果は,理論的な検討のまとめとして公表しており,提案手法の得失や実現上の課題なども明らかにした.また,従来の信号処理技術では見られなかった特徴を非線形連続時間系信号処理が有している,という可能性を示すことができた.本年度は、提案の非線形連続時間系フィルタの原理的な性能の評価を行なった。提案のフィルタでは比較器を用いた非線形処理を行なうため従来のフィルタ構成の知識を活用することが難しいことから、基礎的な検討として妨害波の除去能力を理論的に示した。通過域内の信号成分が妨害信号に比べて小さいという特徴を活用することにより、通過域内の信号成分と妨害信号が同時に入力されたとき、比較器の出力である矩形波を近似式で表すことができ周波数領域で解析できる。複雑な解析の結果からまず、比較器が非線形な増幅回路であり、妨害波成分に対する利得は通過域信号成分に対する利得の2倍であることが明らかになる。従って、提案のフィルタにより矩形波を入力信号から減算すると妨害波成分は通過域信号成分に比べ大きく減衰し、妨害波の除去に有用であることがわかる。また、評価形増幅回路である比較器における通過域信号成分および妨害波成分に対する利得はいずれも矩形波の波高値に比例し、矩形波の波高値が妨害波の波高値のπ/4倍のとき妨害波が完全に除去できることも式から導出される。以上の結果と設計例の理想素子を用いたシミュレーションより、提案のフィルタが適切な設計により妨害波の除去に有用であることを示し、非線形フィルタの実現を目指した基礎的、理論的成果を得た。今後は、提案の非線形フィルタを実現するために比較器のトランジスタレベルでの構成を行なうとともに、上述の成果を発表する予定である。昨年度に続いて,提案の非線形連続時間系フィルタの原理的な性能の評価を行ない,比較器を用いて非線形な前処理を行なうことによる妨害波の除去能力を示した.昨年の成果により,通過域内の信号成分が妨害信号に比べて小さいという特徴を活用することで,通過域内の信号成分と妨害信号が同時に入力されたとき,比較器の出力である矩形波を近似式で表すことができ周波数領域で解析できることがわかった.しかしながら,解析が煩雑であったため,見通しの良い結果が得られず,提案のフィルタの前処理の特長を理解しにくかった.そこで,複素周波数を用いて新たな解析方法を採った.解析における繁雑な計算量を軽減させることができ,提案手法の特長を比較的容易に示すことができた.特に,前処理部における妨害波成分に対する利得が通過域信号成分に対する利得の2倍であることが,多くの場合分けをすることなく示された.非線形増幅回路である比較器における通過域信号成分および妨害波成分に対する利得はいずれも矩形波の波高値に比例するという性質や,妨害波を完全に除去するためには矩形波の波高値を妨害波の波高値のπ/4倍となるように設計する必要があることが基礎的成果として得られた.以上の結果は,理論的な検討のまとめとして公表しており,提案手法の得失や実現上の課題なども明らかにした.また,従来の信号処理技術では見られなかった特徴を非線形連続時間系信号処理が有している,という可能性を示すことができた.
Alの陽極酸化皮膜を利用する磁性体の超高アスペクト比微細加工と磁気マイクロマシン

本研究の目的は、陽極酸化アルミナ皮膜を利用した磁性体の超高アスペクト比微細加工技術の確立、世界最小直径の磁歪振動マイクロモータの実現とその医用応用を開拓することである。微細孔を有するアルミナ皮膜は機械的に非常に堅牢である。厚膜にしてもほとんど機械的歪みを生じないため、厚膜レジストとして非常に適した機械的性質を持っている。陽極酸化浴の温度、組成、pHをコンピュータ制御して長時間一定に保つことで300μm厚みの均一なアルミナ皮膜を得た。水素を発生させることによりバリア層面からアルミナ皮膜を基板から剥離し、静水圧を利用してポアにエッチング液を流通することで、サイドエッチが小さいアスペクト比60の微細孔を得た。これを磁性体でメッキ充填することで反磁界がほとんど無視できるナノワイヤの作製に成功した。直径100μmの高アスペクト比アモルファスワイヤの磁歪に起因する磁気弾性共鳴の共鳴姿態を考察し、ワイヤの共鳴運動を阻害しない回転機構造を採用することで3000rpmの高速回転マイクロモータを実現できた。さらに、高速回転の減速機構を考察して高トルク化を実現した。このマイクロモータは横置き型でも高速回転が可能であり、水中でも回転可能であることを確認した。これにより本マイクロモータはカテーテルや医用マイクロポンプへの応用が期待される。電流の自己組織化現象により形成される陽極酸化アルミナ皮膜の微細孔ハニカム配列の異方性構造に着目し、アルミナ皮膜を電着のテンプレートとして利用する磁性体の高アスペクト比微細加工法の開発を実行した。アルミナ皮膜を電着のテンプレートとして利用するためには、(1)バリア層と呼ばれる絶縁層の除去、(2)50100nm直径の超微細ポア孔に電解液を持続して注入する、技術の開発が必要であった。(1)に関しては、Al基板上に蒸着したAu膜を陽極電極とすることで電流による酸化作用をAl-Au界面でストップさせた。(2)に関しては200μm厚みのアルミナ皮膜を剥離し、ポア孔に電解液を圧力貫流させることで課題をクリアした。この結果、直径50nm10μm,長さ100200μm,最大アスペクト比2000の磁気繊毛と磁気繊毛管を作成する技術を開発した。これにより、反磁界の効果が小さい磁気マイクロマシン用ヨーク材を得ることに成功した。アモルファスワイヤ磁歪振動マイクロモータを作製し、動作原理と負荷特性について検討した。本モータは磁歪に由来する磁気弾性共鳴の横振動が、支点を通して回転運動に変化する事、従って、場所を最適に選ぶと回転子の50倍の重さの負荷を印加できることがわかった。これにより角運動量がワイヤ単体時に比べて2500倍に増加しマイクロジャイロセンサへの応用の途が明らかになった。微細孔を有するアルミナ皮膜は機械的に非常に堅牢ある。厚膜にしても殆ど機械的歪みを生じないため、厚膜レジストとして非常に適した機械的性質を持っている。陽極酸化浴の温度、組成、Phをコンピュータ制御して長時間一定に保つことで、300μm厚みの均一なアルミナ皮膜を得た。これを磁性体でメッキ充填することで反磁界が殆ど無視できるナノワイヤの作製に成功した。直径100μmの高アスペクト比アモルファスワイヤの磁歪に起因する磁気弾性共鳴の共鳴姿態を考察し、ワイヤの共鳴運動を阻害しない回転機構造を採用することで、3000rpmの高速回転マイクロモータを実現した。

更に、高速回転の減速機構を考察して高トルク化を実現した。このマイクロモータは横置き型でも高速回転が可能であり、水中でも回転可能であることを確認した。これにより本マイクロモータはカテーテルや医用マイクロポンプヘの応用が期待される。
原子間力顕微鏡による発生胚メカニクスの時空間挙動の研究

1.上皮細胞は単層の細胞集団として発生や創傷治癒などの機能を示すことが知られている。このような機能のメカニクスについての研究として、牽引力分布の計測が行われているが、硬さ(ヤング率)の空間的な分布は不明であった。そこで、上皮細胞集団を原子間力顕微鏡(AFM)計測し、ヤング率の空間分布を調べた。これにより、細胞間距離を超える距離でヤング率の相関があることを明らかにした。さらに、アクチン繊維構造の阻害や、E-カドヘリン細胞接着タンパクの阻害をすると、ヤング率の細胞間の相関が失われた。このことから、アクチン骨格の細胞間にまたがる構造が、細胞集団的なヤング率の空間分布を形成していることを明らかにした。この内容についてまとめ、国際誌への論文掲載を行なった。2.昨年度に提唱した、傾斜を持つサンプル表面で定量的なヤング率を計測できる弾性接触モデルを生体サンプルに適用し、ヤング率の傾斜依存性を調べた。その結果、大きい傾斜角度を持つホヤ胚で、傾斜部分のヤング率が補正されたことにより、同じ細胞内で生じていたヤング率値の勾配が解消された。これにより、本解析モデルが3次元的な構造を持つ細胞集団サンプルのAFMによるヤング率マッピング計測に有用であることを明らかにした。この内容について、国際会議での口頭発表と国際誌への論文掲載を行なった。3.昨年度までに行った、ホヤ発生胚のAFM計測から得られた知見を元に、より詳細にホヤ胚のヤング率計測を行い、1細胞分解能で発生胚の細胞メカニクスを明らかにした。胚の陥入領域における細胞ヤング率の不均一性に加えて、胚の最初期の細胞分化が見られる領域で、神経索や脊索となる分化運命の異なる隣接する細胞のヤング率が異なっていることをAFM計測により新たに明らかにした。これらの成果についてまとめた論文を現在執筆中である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、自作の原子間力顕微鏡(AFM)を用いたホヤ発生胚の細胞物性計測により、発生胚の細胞個々のメカニクスを解明することを目的としている。今年度は、1.ホヤ胚のAFM計測による弾性率の時空間マッピング計測から、発生胚の細胞分裂と陥入現象における個々の細胞メカニクスを解明した。さらに、2.卵や発生胚で見られたサンプル形状に依存するAFM計測時の弾性率の変化について詳細に調べ、弾性率の形状依存性を補正する新しい弾性接触理論モデルを考案した。1. AFMによるホヤ発生胚の1細胞分解能での弾性率計測と細胞内の骨格構造の阻害実験を組み合わせることで、胚発生における細胞のメカニクスを詳細に調査した。この実験により、アクチン繊維構造の阻害時に発生胚の細胞分裂時の細胞弾性率の増大が失われる一方で、アクチン繊維を結びつけるミオシンや細胞質分裂に必要な微小管の機能の阻害時には、この細胞分裂時の弾性率の増大が維持されることを明らかにした。さらに、胚の陥入現象で見られる個々の細胞弾性率の不均一な変化は、アクトミオシンの骨格構造変化に起因していることを明らかにした。2. AFMでの弾性率計測では、これまでサンプルの傾斜角度は考慮されていなかった。しかしながら、生物の卵や型に入れて固めたハイドロゲルなどの立体的な柔らかいサンプルの弾性率をAFMでマッピング計測したところ、既存の弾性接触理論モデルを使用すると傾斜角度の変化に依存して弾性率も変化することを明らかにした。本研究では卵とゲルを用いたAFM計測実験により、従来のモデルでの弾性率の傾斜依存性を詳細に調べた。さらに、この結果を元にサンプル表面形状に依存する弾性率を補正・構成する弾性接触理論モデルを考案し、その有用性を実証した。以上から、本研究は、生物の胚発生のメカニズムの解明と共に、AFMによる細胞集団組織の物性計測への展開が期待できる。当初の計画で目標としていた、発生胚のレオロジー計測の実現はまだ達成できていない。しかしながら、阻害実験と組み合わせた弾性率計測により、計画以上に、胚発生において1細胞分解能での細胞骨格構造と細胞弾性率との関係を明らかにすることができた。さらに、計画段階では予期していなかったが、AFM計測において従来の弾性接触モデルでは、サンプルへのプローブ接触時の傾斜角度に依存した弾性率の変化があることが明らかになった。したがって、傾斜角度を持つサンプルの正確な弾性率を算出するための新たな弾性接触モデルの考案を行った。

その結果、大きい傾斜角度を持つホヤ胚で、傾斜部分のヤング率が補正されたことにより、同じ細胞内で生じていたヤング率値の勾配が解消された。これにより、本解析モデルが3次元的な構造を持つ細胞集団サンプルのAFMによるヤング率マッピング計測に有用であることを明らかにした。この内容について、国際会議での口頭発表と国際誌への論文掲載を行なった。3.昨年度までに行った、ホヤ発生胚のAFM計測から得られた知見を元に、より詳細にホヤ胚のヤング率計測を行い、1細胞分解能で発生胚の細胞メカニクスを明らかにした。胚の陥入領域における細胞ヤング率の不均一性に加えて、胚の最初期の細胞分化が見られる領域で、神経索や脊索となる分化運命の異なる隣接する細胞のヤング率が異なっていることをAFM計測により新たに明らかにした。これらの成果についてまとめた論文を現在執筆中である。次年度は、当初の計画通り、より詳細な胚発生のメカニクスの解明のため、原子間力顕微鏡を用いた発生胚のレオロジー計測を行う。また、発生胚全体のマッピング計測を実現する方法を模索する。これにより、発生胚を構成する全細胞を網羅する細胞物性の時空間的な変化を可視化し、細胞分化や組織形成に関わる個々の細胞の力学的な協同性や不均一性をより詳細に明らかにしていく。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
ソルボサーマル法調製ナノ微粒子上の特殊な酸化機能を持つルテニウムオキソ種の設計

本研究は申請者らが見出した不均一系では特異なRu=O結合をもつRu種を効率よく生成させ、その酸化触媒としての機能を有効利用することが目的である。まず、Ru=O種を確実に生成するセリア(CeO_2)担体について検討した。金属セリウムを2-メトキシエタノール中・高温で反応させるという本研究室特有のソルボサーマル法で粒径2nmのセリアコロイド溶液を得た。このコロイド溶液から塩基性溶液で凝集物を得た。これを焼成して得られるセリア担体にはRu=O種を持つRuが高分散で担持され、ベンジルアルコールの酸化に高い活性を示した。通常の硝酸セリウムから沈殿法で調製したセリアと比較して、コロイド法セリアの表面酸素放出能・移動性(酸化還元特性)は極めて高い。ソルボサーマル法で合成した超微粒子セリアが高活性Ru種を設計する上で極めて重要な役割を果たした成功例である。また、超微粒子セリアコロイドから凝集体を作る際の凝集剤の種類、およびそれらの濃度を変化させることにより、凝集体の細孔の状態を自在に制御できた。細孔の制御によって担持Ru種の分散状態、ひいてはその酸化活性の制御が可能である。セリア以外にもRu=O種を生成する担体の検索を行った。アルミナ・ジルコニアに加え、Y・La・Pr・Tb等の希土類、およびこれらの複合酸化物などである。結論として、これらすべての担体はRu=Oを持つ高度に分散したRu種を形成することはできなかった。このことはRu/CeO_2の特異性をさらに強調するものであり、今後この系がの種々の有益有機合成反応に適用できる可能性が示唆された。ソルボサーマル法により、粒径2nmのセリアコロイド(CeO_2)を調製した。手順としては、金属セリウムを2-メトキシエタノールに加え、オートクレーブにより250°Cで2時間反応させた。このセリアコロイドを凝集させるためにNaOH、NH_4HCO_3、(NH_4)_2CO_3,NaHCO_3,Na_2CO_3およびNH_4OHを用いた。用いる凝集剤によってセリアコロイド凝集体の形状が大きく異なり、Na_2CO_3、NH_4OHの場合にはミクロ孔が多く存在し、(NH_4)_2CO_3,NaHCO_3の場合にはマクロ孔が、そしてNaOH、NH_4HCO_3の場合には4nmの均一分布のメソ孔が生成した。これらのセリア凝集体に対してRuをホルマリン還元法で2wt%担持して、これを触媒としてベンジルアルコールの酸化をモデル反応として行った。NH_4HCO_3、NaHCO_3、(NH_4)_2CO_3を用いて凝集させた触媒の活性は、硝酸セリウムから従来の沈殿法で調製した触媒と比べて格段に高い活性を示した。各触媒上の酸化ルテニウムの昇温還元、XRD観察、赤外スペクトル観察によれば、高い酸化活性を示す触媒のルテニウムは高度に分散しており、明確なルテニウムオキソ結合(Ru=0)を持つことがわかった。2nmという極めて小さいセリアコロイドを利用できたことが高い活性のルテニウム触媒を得ることが出来た原因であり、セリア担持ルテニウムについては本研究の初期の目的が達成されたことになる。サマリウム、テルビウム、プラセオジウムなどセリウム以外の他の希土類について検討したが、これらについてはルテニウムオキソ種生成の可能性は認められなかった。

本研究は申請者らが見出した、固体系では極めてめずらしいRu=0をもつRu種を効率よく設計し、その触媒機能を開発することが目的である。Ru=0種を作るセリア(CeO_2)担体の調製には本研究室特有の手法であるソルボサーマル法を適用した。また、セリア以外にもRu=0種を生成する担体の検索も行った。金属セリウムを2-メトキシエタノール中でソルボサーマル反応させることによって得られたセリアは粒径2nmであり、従来例中で最小のコロイド状超微粒子である。NaOH水溶液でコロイド溶液を凝集させて得られたセリアは、硝酸セリウムから沈殿法で調製したセリアよりもはるかに高い酸素放出能を示した。この高い酸素放出能を有したセリアにRuを担持した触媒には、ベンジルアルコールのベンズアルデヒドへの酸化に極めて高活性なRu種が多量に存在した。ソルボサーマル法で合成した超微粒子セリアが高活性Ru種を設計する上で極めて重要な役割を果たした成功例である。また、超微粒子セリアコロイドから凝集体を作る際の凝集剤の種類、およびそれらの濃度を変化させることにより、凝集体の細孔の状態を自在に制御できた。細孔の制御によって担持Ru種の分散状態、ひいてはその酸化活性の制御が可能である。セリア以外にRu=0を合成できる担体を検索した。アルミナ、ジルコニアに加え、Mn、Fe、Co、Ni、Cuなどの第一系列遷移金属、およびY、La、Pr、Tb等の希土類などである。結論として、これ以上Ru=0を形成する系は得られない。このことはRu/CeO_2の特異性をさらに強調するものであり、今後この系は種々の有益反応に適用できるであろう。本研究によりRu/CeO_2の将来性がおおいに期待されるという結論が得られた。
日本的雇用慣行の変動期における職業紹介ビジネスの社会学的研究

日本における「労働市場の社会学」は、社会移動論的アプローチ、社会関係論的アプローチ、制度論的アプローチ、の3つのアプローチで研究が蓄積されてきた。いずれのアプローチも、労働市場が社会において構造化された存在であることを強調する。入職者割合が高い入職経路の上位3位は順に、広告、公共職業安定所、縁故である。ただし、この順位は性別や年齢、職業、職歴、企業規模、産業、前職と現職との異同など、入職者の属性によって異なる。日本的雇用慣行は長期雇用がひとつの特徴とされている。しかし実際には職業的キャリアを通じて特定の企業のみで勤続する日本の労働者の割合は小さい。これは同時に、特定の企業における内部労働市場で能力や技能を蓄積するという、定型化された日本の労働者像が不正確であることも意味する。日本の大企業に限れば、正規従業員の平均勤続年数は長く、したがって内部労働市場において彼(女)ら能力や技能を蓄積するという理解も妥当であろう。日本で実施されてきた小集団活動は、企業間の協力を通じて各社における従業員の能力向上を図る活動という点で、日本の大企業でさえも単純に内部労働市場のみで労働者の技能の蓄積を図っているわけでないことを示唆している。企業を超えて各社の従業員の労働の質を高めていく活動は、日本のみに限られたものではない。たとえば、日本と同じく長期雇用的な社会であるフランスにおいても、1970年代から80年代にかけて、日本の小集団活動を導入する動きが見られ、企業を超えてその推進を図る団体も設立された。1990年代以降は日本もフランスも小集団活動が停滞に向かったが、その後のアプローチは異なる方向へ推移した。本年度は日本とフランスにおける広い意味での「品質」運動の比較を試みた。日本の小集団活動は品質管理活動を起源としているが、現場従業員の労働の「質」を高める運動としても機能してきた。かつてほどの勢いはないものの、現在も企業間協力の負荷を軽減する工夫を重ねつつ、活動を地道に続けている企業がある。フランスでは「日本的」な「品質」運動は日系企業を含めて1990年代以降に消滅の方向へ進み、現場従業員を編成した小集団による統制に依存せずに、品質部門など専門部署による直接的な統制を通じた運動へ移行した。また近年では労働の質を強調した「品質」運動ではなく、環境重視の活動へと変化しつつある。本年度は「労働市場の社会学」に相当する、日本における既存研究を整理し、その成果を論文として発表した。その成果「日本における労働市場の社会学ー労働移動の研究を中心に」(『横浜経営研究』第34巻第1号、1ー19頁、2013年)の目的は、日本の社会学において散在している「労働市場の社会学」的な既存研究を、体系的に整理することにあった。既存研究を、(1)社会移動論的アプローチ、(2)社会関係論的アプローチ、(3)制度論的アプローチの3つに分類し、それぞれの長短を含めて整理した。(1)の社会移動論的アプローチは、戦後長らく論点とされてきた「企業的封鎖性」の検証の歴史でもあった。近年の研究によれば、日本の正規雇用層における「企業的封鎖性」は終戦直後を含めて確認が難しいことが明らかにされている。近年における関心は、正規雇用層と非正規雇用層のあいだにある、労働市場の分断の有無に置かれている。(2)の社会関係論的アプローチは、日本の新規学卒一括採用や移民労働者の研究として知見が蓄積されてきた。また、アメリカの転職市場における人的ネットワークの機能を明らかにした研究に触発され、日本でもその機能の検証がおこなわれている。(3)の制度論的アプローチにおいては、日本の新規学卒一括採用の慣行をめぐる、法律の変容や省庁などの利害関係者の役割に焦点を当てた研究が、充実している。移民労働者をめぐる法律の変容や省庁間の駆け引きのなか、企業がその隙間を縫って対応している様子を描いた研究も蓄積されている。いずれのアプローチも、労働市場が社会で構造化された存在であることを強調している。正規雇用層を対象とした制度論的アプローチにそった研究は相対的に不足しており、今後の展開が期待されると結論した。平成23年度の当初の計画では、1)職業紹介・再就職支援サービスの法改正とその背景、を中心に調査をおこない、2)職業紹介・再就職支援サービス業の業務内容と変遷、3)職業紹介・再就職支援サービス業の技能形成、についても文献サーベイや資料収集を同時併行的に進める予定であった。しかし当該年度中は3月を除き在外研究中であったため、当初の計画どおりに研究を進めることができなかった。実績としては、企業を越えた業務情報の共有例として日本の小集団活動を全国的に推進する団体の変化について論文にまとめたことや、1990年代以降の日本における転職に関する社会学的研究の動向を把握したことにとどめられる。

1990年代以降の日本における転職に関する社会学的研究には、(1)転職ルートに関する研究と、(2)社会移動としての転職に関する研究、の2つの流れがある。(1)では公共職業安定機関や民間職業紹介機関、広告を媒介にした転職以外に、個人的なつてに頼った転職のメカニズムに注目が集まった。アメリカの社会学者グラノヴェターによる「弱い紐帯の強み」仮説を日本で検証する研究や、個人的なつてに頼った転職によるその後の能力発揮への影響に関する研究が蓄積されている。(2)では景気後退期における転職率の変化の検証が大きな論点とされてきた。しかし、しばしば非正規雇用から非正規雇用への「転職」や正規雇用と非正規雇用間の「転職」を含めて分析がおこなわれており、申請者が関心を寄せる正規雇用から正規雇用への「転職」の実態について明らかにした研究は少ないものと考えられる。本年度は厚生労働省『雇用動向調査』(2012年,年平均)の集計表のデータを用いて,入職経路の選択とほかの変数との関係について分析をおこない,以下の点を明らかにした.第1に,入職者割合が高い入職経路の上位3位は順に,広告,公共職業安定所,縁故である.第2に,新規学卒者では学校経由の入職者割合が高いものの,広告や職安などほかの経路を通じて入職する者も多い.中学・高校卒の入職者割合の高い産業では,学校経由の入職者割合が低い.第3に,大企業や女性,一般未就業者,パートタイム労働者,販売従事者,サービス職業従事者,第三次産業を中心に,広告経由の入職者割合が高い傾向にある.パートタイム労働者で広告経由の入職者割合が高い.第4に,ブルーカラー的な職業や小規模企業,「建設業」,「医療・福祉」で公共職業安定所を経由した入職者割合が高い傾向にある.また,高学歴者は公共職業安定所を経由した入職者割合が低い傾向にある.第5に,年齢の高い者や大企業,「建設業」で縁故による入職者割合が高い.第6に,前会社からの紹介や出向,出向復帰による入職者割合は,男性のほうが女性より高い.また,50歳代で出向や出向復帰による入職者割合が高い.年齢が高いほど前会社の紹介による入職者割合が高い.企業規模が大きいほど出向や出向復帰による入職者割合が高い傾向にある.管理的職業従事者は出向による入職者割合が高い.第7に,管理的職業従事者や「教育,学習支援業」で,その他の入職経路による入職者割合が高い.第8に,民営職業紹介機関を経由する入職者割合は,それほど高くない.民間職業紹介機関を経由する入職者割合は,20歳代後半40歳代後半にかけて,ほかの年齢層に比べて高くなっている.また,「前職が雇用者かつ前職と同一産業である者」の入職者割合が高い産業ほど,民間職業紹介機関を経由する入職者割合が高い傾向にある.産業・労働社会学昨年度に在外研究へ行っており、日本の実情に即した文献収集や調査に十分な時間を確保することができなかった。本年度において、文献収集をある程度進めてきたものの、その知見の整理に見通しをつける段階までに至らなかった。調査の一環ないしはその前提となる資料収集についてもある程度進めてきたが、十分に予備的な整理にまで達しているとはいえない状況である。交付初年度に在外研究と重複したこともあり、その間の遅れが残されている。平成23年度は在外研究先でほかのテーマで研究をしていたこともあり、計画どおりに申請した研究をすることができなかった。
量子ホール効果状態におけるアンチ・ドット超格子の研究

2次元電子系で観測される量子ホール効果は試料に流す電流がある値をこえると壊れることが知られている。我々はこの現象を様々な不均一性をもつGaAs/AlGaAsヘテロ構造の2次元電子系やその上に電子が存在しない穴を規則正しく並べたアンチ・ドット超格子で調べた。その結果、比較的均一な試料では量子ホール効果を破壊する臨界電流に試料幅に比例しないのに対して、不均一試料やアンチ・ドット超格子の試料では試料幅に比例することを見出した。この結果を不均一さやアンチ・ドットなため試料内のホール電場均一になったためと説明した。さらに電子間の相互作用が本質的な分数ホール効果状態に於いても、試料端に沿って流れるエッジ状態が存在し、その幅が整数量子ホール効果状態でのエッジ状態の幅と同様にμmの程度であることを、磁気電気容量の測定から見出した。その幅の励起電圧依存性を複合フェルミオンと関連づけて議論した。また当方的な2次元電子系のフェルミ面が界面に平行な磁場により歪むことを、磁気電子フォーカス効果により、直接的に観測した。その結果、フェルミ面の歪みの電子濃度依存性は、電子濃度の変化をゲート電圧によるか、光照射によるか、その方法により異なることを見出した。試料に対して磁場の方向が自由に変えることが出来る遠赤外フーリエ分光装置を用いて、2層2次元電子系のサイクロトロン共鳴の測定を行った。試料に平行な磁場による対称状態と非対称状態のフェルミ面の歪みに伴うサイクロトロン質量の変化を垂直磁場、平行磁場を系統的に変化させて観測した。その結果と半古典的な計算結果とを比較、検討した。2次元電子系で観測される量子ホール効果は、試料に流す電流がある値を越えると壊れることが知られている。この現象は試料内のホール電場により引き起こされていることが指摘いる。我々は、GaAs/AlGaAsヘテロ界面上の2次元電子系に周期的に電子が存在しない穴を規則的に並べたアンチ・ドット超格子による量子ホール効果を壊す臨界電流に対する影響を調べた。その結果、臨界電流値はアンチ・ドットのある試料の方が無い試料より、むしろ大きくなることを見い出した。さらに臨界電流の電子濃度を増加するにつれて、著しく減少することを見い出した。これらの実験結果は、アンチ・ドットが無いときエッジ電流により試料端に偏っていたホール電場が、アンチ・ドット超格子が試料内に起こすポテンシャルゆらぎのため、試料全体に均一になったためと説明した。さらに、我々は分数量子ホール効果が観測される極低温(30mK)、強磁場(17T)で、GaAs/AlGaAs試料上に蒸着したゲート電極と2次元電子系間ので磁気電気容量を測定周波数および試料端の長さを変えて測定した。その結果、分数量子ホール効果状態でも、エッジ状態が存在し、そのエッジ状態の幅を初めて定量的に評価した。我々は、またGaAs/AlGaAsヘテロ界面上に形成された2次元電子系の当方的なフェルミ面が、界面に平行な磁場による歪むことを、磁気電子フォーカス効果により直接的に観測した。その結果、フェルミ面の歪みは、平行磁場を強くするにつれて、急速に大きくなることを見い出した。さらにこの歪みの電子濃度依存性は、電子濃度の変化をゲート電圧によるか、光照射によるか、その方法により異なることを見い出した。ホール抵抗が量子化され、縦抵抗がゼロのなる量子ホール効果は試料に流す電流がある値をこえると壊れることが知られている。我々はこの現象をGaAs/AlGaAsヘテロ構造の2次元電子系やその上に電子が存在しない穴を規則正しく並べたアンチ・ドット超格子を持つ試料で調べた。

この結果を不均一さやアンチ・ドットなため試料内のホール電場均一になったためと説明した。さらに我々は電子間の相互作用が本質的な分数ホール効果状態に於いても、試料端に沿って流れるエッジ状態が存在し、その幅が整数量子ホール効果状態でのエッジ状態の幅と同様にμmの程度であることを、磁気電気容量の測定から見出した。その幅の励起電圧依存性を複合フェルミオンと関連づけて議論した。試料に対して磁場の方向が自由に変えることが出来る遠赤外フーリエ分光装置を用いて、2層2次元電子系のサイクロトロン共鳴の測定を行った。試料に平行な磁場による対称状態と非対称状態のフェルミ面の歪みに伴うサイクロトロン質量の変化を垂直磁場、平行磁場を系統的に変化させて観測した。その結果と半古典的な計算結果とを比較、検討した。