hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
時間・スピン・角度分解光電子分光装置の開発とスピントロニクス材料への応用

広島大学放射光科学研究センター(HiSOR)には、超低速電子線回折(VLEED)を用いたスピン検出器が放射光ビームラインに設置されており、エネルギー可変性を持つ放射光源と組み合わせることで、優れた研究成果を出している。VLEEDスピン検出器は、従来型の広く普及しているMott検出器に比べて検出効率が100倍程度改善されており、世界最高性能の検出効率を誇っている。また、VLEEDスピン検出器を2つに配置することで、スピン偏極度の3次元成分全てを観測することも可能である。我々は、直角に配置したVLEED検出器2台と6 eVパルスレーザー光源を組み合わせることで、大強度、微小スポットサイズ、偏光可変性等のレーザーの特性を最大限利用したスピン分解光電子分光装置の開発を進めている。平成30年度はまず、角度分解光電子分光が行えるよう光電子分析器のレンズパラメータを調整し、その結果、バンド分散を観測できるようになった。さらに、スピン検出器に電子が入射されるように光電子の軌道を調整した。現在、角度分解光電子分光が行えるよう光電子分析器のレンズパラメータを調整し、その結果、バンド分散の観測が可能である。しかしながら、スピン検出器付近の光電子の速度を減速するパラメータが未調整のため、2019年度はこのパラメータの調整を行い、早ければ2019年度後期からの稼働が可能である。
マウス精子上の卵子認識レセプタ-

マウス精子に対するモノクロ-ン抗体OBF13を作製しこの抗体を用いて様々な検討を行ったところ、精子と卵子の結合/融合のメカニズムを探るうえで、興味ある知見が得られた。ハムスタ-の卵子から透明帯を人工的に取り除くと、異種の精子とも融合できるようになる。そこで、マウスの卵とハムスタ-の卵から透明帯を取り除き、OBF13の存在化で、マウス精子を加えたところ、マウス卵との融合は強く阻害されたが、ハムスタ-卵との融合はほとんど阻害されないことがわかった。体外受精に適したメディウムの組成は、種によって少しづつ異なっているので、異種間での融合を行なう場合、そのメディウムの組成を精子にあわせるのか、卵子にあわせるのか、あるいはその中間が良いのか譲しい問題である。我々は、卵子にあわせたメディウムを使用したが、そのことによる影響はなかったといえる。すなわち、マウス精子-ハムスタ--卵子の組み合わせだと最適メディウムの不一致のほかに、本来のレセプタ-でないものと結合しなければならないので、融合を起こすための条件としてはマウス-マウスの系に劣っているはずである。にも関わらず、マウス-ハムスタ-の系では有為な阻害が認められなかった。これだけで断定的な結論は出せないものの、ハムスタ-の卵子が異種の精子とも融合できるのは、何か種の確認を行なうためのステップが弱いか、欠落しているのではないかと疑わせる。OBF13がどのような物質を認識しているのか現在検討中であるが、界面活性剤を用いないと可溶化されないことや、SDS-ポリアクリルアミド電気泳動後にニトロセルロ-ス紙に転写し、イムノブロットを行なっても、うまく検出されないことが、研究難しくしている。抗原性を残したままの可溶化が、今後の課題である。
肺胞上皮細胞の分化に必須な転写因子Sp3による肺胞再生に関する研究

本研究では,転写因子Sp3の肺胞上皮細胞の分化に関する遺伝子発現調節の機序およびその意義について調べた.その結果,1)Sp3は胎児ラット肺のII型上皮細胞および間葉細胞に選択的に存在し,肺サーファクタントリン脂質の合成酵素の発現に重要であること,2)IL-6およびSTAT3による遺伝子発現調節にもSp3が重要であること,3)TNF-αがSp3およびaquaporin-3の発現をERK,CEBP依存的に抑制することなどを明らかにした.本研究では,転写因子Sp3の肺胞上皮細胞の分化に関する遺伝子発現調節の機序およびその意義について調べた.その結果,1)Sp3は胎児ラット肺のII型上皮細胞および間葉細胞に選択的に存在し,肺サーファクタントリン脂質の合成酵素の発現に重要であること,2)IL-6およびSTAT3による遺伝子発現調節にもSp3が重要であること,3)TNF-αがSp3およびaquaporin-3の発現をERK,CEBP依存的に抑制することなどを明らかにした.種々の呼吸器疾患時に破壊された肺胞を再生する治療法は未だ確立されていない.一方,発生期の肺胞では,間葉系の細胞から肺胞II型細胞へと分化し,これが増殖した後に肺胞壁の大部分を覆うI型細胞へと分化する.我々はこれまでにI型細胞に特異的に発現するaquaporin-5遺伝子のプロモーター解析を通じて,肺胞上皮細胞の分化調節に対する転写因子Sp1およびSp3の重要性を示唆してきた.特にSp3は,II型から1型細胞への分化を抑制するが,その一方でSp3の欠損動物はII型細胞の形成不全を生じる.すなわち,Sp3は肺胞の形成において最も重要な間葉細胞からII型細胞への分化に必須である可能性がある.そこで本研究では,肺胞II型細胞のSp3に焦点を当て,本転写因子の役割を分子レベルで解明するとともに,これを応用した肺胞再生治療の概念の提唱を目指している.本年度はまず,ラット胎児肺でのSp3の発現と局在について調べた.予想した通り,Sp3は胎児期の中期から後期に,II型上皮細胞だけに存在し,間葉細胞やI型細胞には全く存在しないことがわかった.さらに肺胞II型細胞でのSp3の役割を解明するために,II型細胞の特異的な機能である肺サーファクタントの生合成に関わる種々の酵素群を中心に,種々のmRNAの発現に対する転写因子SplおよびSp3の高発現の影響を網羅的に調べた.その結果,CDP-diacylglycerol synthase(Cds2)を始め数種のmRNAでSp3選択的な発現亢進作用見出した.今後,さらにSp3転写因子をsiRNA法によりノックダウンし,Cds2遺伝子の発現に対するSp3の重要性を検証するとともに,本Sp3感受性遺伝子Cds2のプロモーター領域をクローニングして,種々の変異プロモーターを作製することで,本遺伝子がSp3特異的に反応する機序を分子レベルで解明する予定である.種々の呼吸器疾患時に破壊された肺胞を再生する治療法は未だ確立されていない.一方,発生期の肺胞では,間葉系の細胞から肺胞II型細胞へと分化し,これが増殖した後に肺胞壁の大部分を覆うI型細胞へと分化する.我々はこれまでにI型細胞に特異的に発現するaquaporin-5遺伝子のプロモーター解析を通じて,肺胞上皮細胞の分化調節に対する転写因子Sp1およびSp3の重要性を示唆してきた.特にSp3は,II型からI型細胞への分化を抑制するが,その一方でSp3の欠損動物はII型細胞の形成不全を生じる.すなわち,Sp3は肺胞の形成において最も重要な間葉細胞からII型細胞への分化に必須である可能性がある.そこで本研究では,肺胞II型細胞のSp3に焦点を当て,本転写因子の役割を分子レベルで解明するとともに,これを応用した肺胞再生治療の概念の提唱を目指している.本年度は,I型およびII型の肺胞上皮細胞に選択的な遺伝子の発現に対するSp3による調節には,IL-6受容体の下流シグナル分子として知られるSTAT3との相互作用重要である可能性を示唆した.従来から,IL-6およびSTAT3は肺胞および再生を促進することが知られていたが,これらの分子による調節はSp3転写因子に集約されると考えられる.一方,II型からI型細胞への分化に伴い消失するSp3転写因子のプロモーター遺伝子のクローニングも行った.本プロモーター遺伝子は,次年度に予定している肺胞上皮細胞の分化調節に関する検討を行う上で,有益なツールとなると考えられる.種々の呼吸器疾患時に破壊された肺組織を再生する治療法は未だ確立されていない.一方,発生期の肺胞では,間葉系の細胞から肺胞II型細胞へと分化し,これが増殖した後に肺胞壁の大部分を覆うI型細胞へと分化する.我々はこれまでにI型細胞に特異的に発現するaquaporin-5遺伝子のプロモーター解析を通じて,肺胞上皮細胞の分化調節に対する転写因子Sp1およびSp3の重要性を示唆してきた.Sp3はaquaporin-5の発現を抑制するが,分化に伴ってその発現自体は減少する.そこで本年度は,このSp3のプロモーター解析を行ったが,その発現はタンパク質リン酸化酵素ERKによって負に調節されることを見出した.このERKによる発現減少は末梢気道の上皮細胞の前駆細胞である基底細胞に多く発現するAQP3の発現調節にも認められた.

Aquaporin-5と異なり,aquaporin-3の発現はSp1あるいはSp3の影響を受けず,ERKの下流でCEBPのリン酸化が生じ,その結果aquaporin-5の基本転写活性に関わるE2F1転写因子が抑制されることが重要であった.我々および他の研究者らによって,aquaporin-3は肺の水代謝のみならず,細胞増殖や遊走を調節する作用を持つことが分かっている.従って,炎症などによって一部傷害された末梢肺では,種々のサイトカイン刺激によってERKの活性化が生じ,CEBPおよびE2F1依存的にaquaporin-3の発現を抑制して,基底細胞の増殖から上皮細胞への分化へと表現型を切り替える可能性が考えられた.先に明らかにした肺胞上皮細胞でのIL-6およびSTAT3を介した転写調節に加え,末梢気道でのERK,CEBPおよびE2F1依存的な機序も肺上皮細胞の分化および修復機構として働く可能性が考えられる.
乳がんにおけるDIF-1の抗腫瘍活性および抗転移活性の検討

Differentiation Inducing Factor-1(DIF-1)は細胞性粘菌が分泌する天然物質で、様々ながん細胞株において、抗腫瘍効果を発揮することを我々は見出した。その機序は、DIF-1がGSK-3の活性化を通じてcyclin D1およびc-Mycのタンパク質分解を誘導することとWnt/β-cateninシグナル伝達経路を抑制することで、細胞増殖を抑制することだ。DIF-1の生体内での作用について、がんモデルマウスを用いて検討を行い、抗腫瘍効果を持つことも報告した。乳がんの5年生存率は、ステージIおよびIIで90%以上であるのに対して、ステージIVでは22%とがん遠隔転移が著しく生命予後を悪化させることが知られている。そこで、本研究はDIF-1の抗腫瘍薬としての創薬を目指し、乳がん細胞を用いて細胞増殖・細胞遊走・癌転移に対するDIF-1の効果を検討した。DIF-1の経口投与はMCF-7細胞および4T1細胞の注入による腫瘍形成モデルおよび腫瘍転移モデルにおいて、体重減少や骨髄抑制のような代表的な副作用なしに、腫瘍増大を減弱さらに肺への転移を抑制した。DIF-1はMCF-7細胞および4T1細胞の細胞周期はG0/G1期で拘束していた。DIF-1はcycllinD1のタンパク質分解を誘導しているだけでなく転写も抑制していた。その機序においては、これまで報告してきたGSK-3を介したものと違い、STAT3のリン酸化およびトータルのタンパク質レベルいずれも減少させることでcyclinD1発現を阻害し、細胞増殖を抑制するものであった。さらにDIF-1はsnailの発現を減少させ、遊走に関わるMMP-2およびvimentinの発現を減少させた細胞遊走および浸潤を抑制することが明らかとなった。DIF-1は乳がんへの有効な抗腫瘍薬になりうることがわかった。In vivo実験において、DIFの経口投与によるマウスでの抗腫瘍効果の検討を行った。乳がん細胞(マウスTNBC細胞株4T1-luc)を左側第4乳房乳腺に注入する腫瘍モデルにおいてもDIFは腫瘍増殖を強力に抑制した。また、乳腺に注入した原発巣乳がんからの自然肺転移モデルを作成し、DIFの転移阻害効果を検討し、DIFは体重減少や、骨髄抑制といった明らかな副作用なしに、乳がんの肺転移を阻害することが示唆された。その機序をin vitro実験で検討したところ、乳がん細胞(マウスTNBC細胞株4T1及びヒト乳がん細胞株MCF7)において、DIFは細胞周期の進行に関わる主要な因子であり、癌原遺伝子であるcyclinD1, c-Mycのタンパク分解を誘導し、発現を減少させ、抗腫瘍効果をもたらすことがわかった。さらに、DIFは転移に重要な役割を果たす上皮間葉移行(EMT)を誘導する転写因子であるsnailのタンパク発現を強力に抑制した。その転写産物であり、細胞遊走・浸潤に関係する間葉系マーカーであるvimentinのタンパク発現を抑制し、強力な細胞遊走・浸潤抑制効果をもたらした。さらに、DIFは細胞遊走に関与することが知られている、マトリックスメタロプロテアーゼ2の発現減少もたらすことを明らかにした。これらのタンパク発現の変化は、GSK-3を介さない機序によって起こっていることが明らかになった。今後、DIFのターゲット探索のため、機序の詳細の解明に今後取り組んでいく。29年度に行う予定であった内容は、概ね遂行された。in vitro実験において、DIFの細胞増殖抑制の効果の検討及び作用機序の解明を行った。また、DIFの細胞遊走・浸潤実験への効果を検討し、機序の一端を明らかにしてきた。30年度に行う予定であった4T1細胞を用いたin vivo実験は終了している。さらに、別種類の細胞株を使用してさらなる検討を予定している。それゆえ、概ね順調かもしくは予想以上に進展している。

さらにDIF-1はsnailの発現を減少させ、遊走に関わるMMP-2およびvimentinの発現を減少させた細胞遊走および浸潤を抑制することが明らかとなった。DIF-1は乳がんへの有効な抗腫瘍薬になりうることがわかった。本研究で、DIFはTNBCにおいても従来のGSK-3とは別の機序により、MMP-2, vimentinの発現を抑制し細胞増殖・遊走・浸潤、さらには転移をも抑制することが明らかとなってきた。しかし、DIFがいかなる機序で抗腫瘍効果・抗転移効果をもたらすのかについては未解決のままである。また、E-cadherin (上皮系マーカー)のタンパク発現はDIFにより変化しなかったため、DIFによる転移阻害がEMTを介していない可能性が示唆された。乳がんでは、EMTは転移に必ずしも必要ではなく、がん細胞の転移においてはケモカイン受容体C-X-C Motif Chemokine Receptor 4 (CXCR4)とそのリガンドのC-X-C Motif Chemokine Ligand 12 (CXCL12)のシグナル伝達系が重要であると報告されている8, 9)。そこで申請者は、様々のがんにおいて恒常的に活性化しており、乳がんにおいてはその40%以上で活性がみられるSignal transducerand activator of transcription 3 (STAT3)に着目して、DIFのターゲットがstat経路にある仮説をもとに研究を遂行する予定である。細胞培養器具をキャンペーン中に効率的に購入するため、次年度使用額が生じた。今年度、細胞培養器具購入のために使用する予定である。
熱帯域における合成開口レーダを用いた土地被覆区分手法の改良

本研究では、ALOSのPALSARデータを用いて、熱帯の土地被覆分布の分類を行うとともに、現地フィールド調査を行って、その正確性について検証を行った。その結果、PALSARデータから、ある程度の土地被覆分類は可能であったものの、光学画像に匹敵するような分類は行えなかった。これは、光学画像では可視光と近赤外から植物及びその他の区別が明確にできるのに対し、PALSAR画像では体積散乱から樹木かどうかを知ることはできるが、畝の方向性など攪乱要因が多いためであると推測している。初年度の2010年度は、ALOSのPALSARセンサのデータを収集するとともに、ALOSのAVNIR2データやLANDSATのTM/ETM+データを収集した。また、SPOTのカラー画像の使用手続きや、現地の土地利用・土地被覆データの収集を行うなど、主にリモートセンシング・GISデータの収集を進めた。現在、これらのデータの解析を行えるようにするためのデータベース化を行っており、整理が終了次第、解析を進めていく。一方で、解析手法に関しては、H/α/Aによる三成分分解法や、Ps/Pd/Pv/Pcによる四成分散乱電力分解などの手法を試みた。こうした合成開口レーダーによるデータに特化した解析方法から、土地被覆情報を取得できるかどうかの検討を始めている。LANDSAT画像は長期のデータが取得できたため、NIVIなどを解析して土地被覆の抽出を試み、その経年変化を見出した。しかし、グランドトゥルースデータが少ないため、今後は現地での植生調査などにより、現在と過去の植生をいくつかの地点で把握し、光学センサによる土地被覆情報の解析を行って、面的な分布とその変遷を明らかにする必要がある。そして、その解析結果をもとに、合成開口レーダによるデータを用いた土地被覆解析を、同じ場所で行っていく準備を進めた。このように、熱帯域では熱帯林に阻まれて現地調査は非常に難しく、また対流が活発なために光学センサでは雲がかかっていることが多く、少ないポイントでの現地調査をもとに、天気による影響が少ない合成開口レーダのデータにより土地被覆の解析を、比較的簡単に行える手法を開発する準備が整いつつある。昨年度は、インターネットを利用したデータ収集を行い、また、収集したデータの解析を進めた。当初計画では現地での資料収集・観測調査および学会発表などを行う予定であったが、今年度は学内の事情により出張を伴う業務を行うことがほとんど出来ず、研究がやや遅れた状態にある。一方で、PALSARデータに関しては、本研究で使用する予定のデータを、今年度中にすべて入手し終わった。また同地域のLANDSATデータやALOS-AVNIR2データ等、衛星観測による光学データの入手も進めた結果、PALSARデータに対応する光学衛星データの入手は順調に進んでおり、ASTER以外はほぼ完了した。なお、ASTERデータは、次年度の最初に収集を行う予定である。ALOSの合成開口レーダ(PALSAR)のフルポラメトリデータ(HH,HV,VH,VVの4偏波)のデータ解析と、1偏波(HH)の解析結果の比較は、順調に進んでいる。その結果、先行研究と同様に、HH解析で植生を解析することは、特に森林地帯で非常に厳しく、どうしても体積散乱(VHまたはHV)が必要であることがわかった。一方で、粗度に関する解析は、解析を次年度に継続して行うこととなった。さて、PALSARデータを利用しやすくするための処方として、解析手順のマニュアル化を進めている。これにより、従来は非常に敷居の高かったSARデータの解析が、パソコンさえあれば、卒論生レベルでも簡単な解析が出来るようになりつつある。次のステップとして、こうして簡単にできるようになった解析手法で、何が・どのような精度でわかるかを、きちんと評価していく必要があろう。研究期間中にPALSARデータを解析して、統計的クラスター分析手法を用いて土地被覆分類を行うとともに、タイ国中部の熱帯サバナ地帯(森林、草原、住居と農耕地としてパイナップル畑・ブドウ畑を含む)でフィールド調査による土地被覆分類の確認を行った。工学画像では、可視光と近赤外から植物及びその他の区別が明確にできるのに対し、PALSAR画像では体積散乱から樹木かどうかを知ることはできるが、畝の方向性など攪乱要因が多いためであると推測している。一方で、精度は高くないものの、天候によらずPALSAR画像を用いれば必ず解析が行えるということは、森林火災直後の焼け跡調査などが、ある程度可能であることを示している。つまり、あらかじめ同じ時期の光学画像とSAR画像を用いて土地被覆分類を行った場所では、その他の時期のSAR画像を用いて、変化を知ることができることがわかった。

つまり、光学衛星画像で熱帯域をとらえると、雲がかかっていることが多いため解析できるチャンスが少ないが、精度は悪いながら回数を稼ぐ上でPALSAR画像は十分に利用できる範囲であると考えている。今後は、熱帯以外でも同様の調査を行うことに加え、SARのみを用いて、よりよい精度の土地被覆分類ができるよう、さらなる検討を行っていきたい。昨年度は、学内事情により資料収集・現地調査などに行くことが不可能であったため、やや研究が遅れいている。しかし、その他の部分は、おおむね順調に進んでいる。24年度が最終年度であるため、記入しない。資料収集や現地調査・現地研究者との情報交換など、昨年度不可能であった出張を、今年度前期のうちに行い、研究の遅れを取り戻したい。一方、.データ収集はASTERを残すのみであり、出来るだけ早く終えてしまいたい。
長波-短波相互作用の研究

(1)長波-短波共鳴相互作用の問題について,2つの代表的なスケーリングの場合,すなわち,SH型とSK型の場合を考察した.有限深さの水面上の表面張力重力波をモデルとしてそれぞれの場合に対して,逓減摂動法によって高次近似方程式を導出した.それらの一様波列解の変調不安定性を調べ,SH型では高次近似項が変調不安定性に大きな影響を与えるが,SK型では高次項はほとんど影響を持たないことが明らかになった.さらに,高次近似方程式を数値的に解いた結果,次の事が見出された.(i)局在した初期値に対しては分散波は放出されるものの高次近似においてもSH型のソリトンに類似した長波と短波の結合波が形成される.(ii)周期的境界条件の下では、SH型では高次近似項のの影響は大きく,解の長時間挙動はSH型とその高次近似では非常に異なる.それに対して,SK型では高次近似の効果はかなり長時間の後でもわずかなものである.(2)強制項を含むSH型方程式の解の動的過程を,局在した山の上を速さVで流れる自由表面を持つ二層流体をモデルとしVが内部波モードの長波長極限での位相速度cに近く,さらにcに近い群速度をもつ波数の表面波モードが存在する場合について考察した.方程式はSH型の長波-短波相互作用方程式にVと共鳴波速とのずれの効果と強制項としての山の効果が入ったものになる.この方程式は山に捕捉された様々な解をもつほか,山から離れたところで短波と長波の結合ソリトン解をもつ.遠方から山に入射してきたソリトンが山に捕捉された波と相互作用してどのような挙動を示すかを数値的,解析的に詳しく調べ,Vとcとのずれの値と入射ソリトンのパラメータの値に依存して,ソリトンが透過する場合,反射しかつ増幅する場合,ソリトンが分裂する場合があること明らかになった.(1)長波-短波共鳴相互作用の問題について,2つの代表的なスケーリングの場合,すなわち,SH型とSK型の場合を考察した.有限深さの水面上の表面張力重力波をモデルとしてそれぞれの場合に対して,逓減摂動法によって高次近似方程式を導出した.それらの一様波列解の変調不安定性を調べ,SH型では高次近似項が変調不安定性に大きな影響を与えるが,SK型では高次項はほとんど影響を持たないことが明らかになった.さらに,高次近似方程式を数値的に解いた結果,次の事が見出された.(i)局在した初期値に対しては分散波は放出されるものの高次近似においてもSH型のソリトンに類似した長波と短波の結合波が形成される.(ii)周期的境界条件の下では、SH型では高次近似項のの影響は大きく,解の長時間挙動はSH型とその高次近似では非常に異なる.それに対して,SK型では高次近似の効果はかなり長時間の後でもわずかなものである.(2)強制項を含むSH型方程式の解の動的過程を,局在した山の上を速さVで流れる自由表面を持つ二層流体をモデルとしVが内部波モードの長波長極限での位相速度cに近く,さらにcに近い群速度をもつ波数の表面波モードが存在する場合について考察した.方程式はSH型の長波-短波相互作用方程式にVと共鳴波速とのずれの効果と強制項としての山の効果が入ったものになる.この方程式は山に捕捉された様々な解をもつほか,山から離れたところで短波と長波の結合ソリトン解をもつ.遠方から山に入射してきたソリトンが山に捕捉された波と相互作用してどのような挙動を示すかを数値的,解析的に詳しく調べ,Vとcとのずれの値と入射ソリトンのパラメータの値に依存して,ソリトンが透過する場合,反射しかつ増幅する場合,ソリトンが分裂する場合があること明らかになった.(1)長波-短波共鳴相互作用の高次近似の問題については2つの代表的なスケーリングの場合を調べた。1つは短波の振幅が0(ε),長波の振幅が0(ε^<4/3>)の場合でSH型と呼ばれる.他の1つは短波の振幅,長波の振幅がともに0(ε)の場合でSKdV型と呼ばれる.これらの各々について,有限深さの水面上の表面張力重力波を対象として逓減摂動法によって高次近似方程式を導出した.SH型の高次近似方程式は短波についての方程式が短波の振幅に関する3次の非線形項を余分に含み,長波についての方程式が短波の影響を表わす余分な項を含むという点で,SKdV型の高次近似より複雑である.局在した初期値に対する数値計算によれば,εのかなり小さな値に対しても解の挙動は高次項の影響を受けることがわかった.さらに詳しい数値計算,パンルベテスト,周期境界条件下での数値計算は今後の課題である.(2)強制項を含むSH型方程式の解の動的過程については局在した山の上を速さVで流れる自由表面をもつ二層流体をモデルとし,Vが内部波モードの長波長極限での位相速度c_Dに近く、さらにc_Dに近い群速度をもつ波数の表面波モードが存在する場合を考察した.方程式はSH型の長波-短波共鳴相互作用方程式にVと共鳴波速とのずれの効果と強制項としての山の効果が入ったものである.

この方程式は山に捕捉された様々な解を持つほか,山から離れたところでは短波と長波の結合ソリトン解をもつ.遠方から山に入射してくるソリトンと山に捕捉された波の相互作用を数値的に詳しく調べた結果,最終状態が入射ソリトンのパラメータに複雑に依存することが明らかになった.(1)長波-短波共鳴相互作用の高次近似の問題については,2つの代表的なスケーリングの場合,すなわち,SH型とSK型について調べた.有限深さの水面上の表面張力重力波をモデルとしてそれぞれの場合について,逓減摂動法によって前年度に導出した高次近似方程式に対し,それらの一様波列解の変調不安定性を調べた。その結果,SH型では高次近似項が変調不安定性に大きな影響を与えるが,SK型では高次項はほとんど影響を持たないことがわかった.さらに,高次近似方程式を数値的に解いた結果,次の事が見出された.(i)局在した初期値に対しては分散波は放出されるものの高次近似においてもSH型のソリトンに類似した長波と短波の結合波が形成される.(ii)周期的境界条件の下では,SH型では高次近似項の影響は大きく,解の長時間挙動はSH型とその高次近似では非常に異なる.それに対して,SK型では高次近似の効果はかなり長時間の後でもわずかなものである.(2)強制項を含むSH型方程式の解の動的過程については局在した山の上を速さVで流れる自由表面をもつ二層流体をモデルとしVが内部波モードの長波長極限での位相速度cに近く,さらにcに近い群速度をもつ波数の表面波モードが存在する場合を考察した.方程式はSH型の長波-短波相互作用方程式にVと共鳴波速とのずれの効果と強制項としての山の効果が入ったものになる.この方程式に基づいて,遠方から伝播してきたソリトンが局在した山のトラップされた波と相互作用してどのような挙動を示すかを数値的,解析的に詳しく調べた.その結果,Vとcとのずれの値と入射ソリトンのパラメータの値に依存して,ソリトンが透過する場合,反射しかつ増幅する場合,ソリトンが分裂する場合などがあることがわかった.
高エネルギー電子分光偏光二色性による実・波数空間強相関微細電子構造の解明

本研究課題では、実空間微細電子構造を解明するために主として偏光制御硬X線励起角度分解内殻光電子分光(LD-HAXPES)を行ってきた。前年度より引き続いて進めてきた圧力下で超伝導となるCeCu2Ge2に対してこの実験を行なったところ、Ce 4f軌道がGeサイトに向いたΣ-type Γ7対称性にあり、かつ4f電子の全角運動量Jz = ±3/2成分とJz = ±5/2成分がほぼ同程度からなることが判明した。さらにこれと同じThCr2Si2結晶構造を取るものの超伝導にはならず常磁性重い電子系物質として知られるCeRu2Si2についても同様な実験を行なったところ、やはりΣ-type Γ7対称性であるがJz = ±5/2成分がCeCu2Ge2と比べて有意に多いことが判明した。また、Jz = ±5/2成分が多く含まれるCe 4f軌道の対称性を決定するためには、LD-HAXPESにおいて光電子観測をより斜出射の配置で行う必要のあることが判明した。また、前年度に研究を進めたCeNi2Ge2, CeCu2Ge2および本物質で判明したJz成分の違いが必ずしもマクロ物性の系統性とは対応せず、それよりはいずれも重い電子系を形成しうるCe化合物の占有4f状態がΣ-type Γ7対称性にあるという共通した性質を有すると解釈する方が妥当と言える結果となった。なおLD-HAXPESについては実験環境を我々の手で構築できるSPring-8の理研ビームラインBL19LXUにおいてX線光学系整備から始まる装置の設定および実験を研究協力者とともに行った。この研究協力者には人材育成の観点から大阪大学博士後期課程大学院生2名も含まれ、研究推進に大きく寄与した。また、改めて角度分解内殻光電子線線二色性を定式化し、論文発表した。ThCr2Si2結晶構造をもつ重い電子系Ce化合物の実空間電子構造について、CeCu2Ge2, CeNi2Ge2, CeRu2Si2といった複数の違いに異なるマクロ物性を有する系に対して共通の性質を見いだしつつも一見系統性が考えられるパラメータに必ずしも系統性が見られないなど微視的電子物性の理解が本研究で大きく進みつつある。また、実空間局在的電子構造を光電子線二色性で決定可能ということを多くのCe化合物で実現しつつあること、および光電子線二色性の定式化に成功したことなどから当初の目的をほぼ果たしつつある、といえる。以上のことからおおむね順調に進展していると判断することができる。今後、本研究課題で確立しつつある手法を幅広く適用し強相関電子系の物理の発展に貢献するには国際的な成果として学術論文として発表していく必要がある。既に一定程度発表はしてきたもののそれをさらに加速させる。同時に、電子ホール対称性という観点からYb系でも、本課題採択前に対称性決定に成功したYbCu2Si2, YbRh2Si2以外にも適用していく必要がある。特に、CeNi2Ge2のカウンターパートとなるYbNi2Ge2については、すでに量子臨界からはかなり離れた価数揺動系にあることが他のマクロ測定から判明しつつあるが、この軌道対称性が多くのThCr2Si2結晶構造系で見られるΣ-type Γ7対称性なのか、それとも電荷分布が45度回転し遷移金属サイトを向いたΠ-type Γ7対称性にあるのかを解明することは量子臨界性と微視的な実効混成強度の関係から重要であることが浮かび上がってきた。最後の1年でこの問題に取り組む。本研究課題では、実空間微細電子構造を解明するために主として偏光制御硬X線励起角度分解内殻光電子分光を行ってきた。この手法は他で実現していないことから実験環境を我々の手で構築できるSPring-8の理研ビームラインBL19LXUにおいてX線光学系整備から始まる装置の設定および実験を研究協力者とともに行った。この研究協力者には人材育成の観点から大阪大学博士後期課程大学院生(うち2名は日本学術振興会特別研究員(DC1, DC2))も含まれている。4f1電子配置のCe3+系においては、Γ7結晶場基底状態が有力とされる立方晶CeIn3, CeAl2では小さいが確実にこの基底状態を反映した内殻光電子線二色性の観測に成功した。また、Γ8結晶場基底状態をとるCeB6ではCeAl2と殆どの結合エネルギー領域で線二色性が反転し、またイオン模型による理論計算でほぼ再現される結果を得た。さらには常圧下低温で超伝導になる正方晶CeNi2Ge2において、同じ結晶構造を持つ他のCe化合物と同様に結晶場基底軌道対称性はGeサイトを向いたΣ-type Γ7状態にあることが内殻光電子線二色性から分かった。これらの実験において事前に懸念されていた混成による4f2終状態の影響は深刻ではないことも判明した。4f2電子配置のPr3+においてはΓ3結晶場基底状態が有力とされるPrAg2Inの測定を行ったものの測定試料表面が当初予想よりも複雑な電子構造をもち、試料内部の電子状態を測定できていないことが判明した。そこで同じくΓ3結晶場基底状態が有力とされるPrIr2Zn20についてPr 3d5/2内殻光電子線二色性を測定したところ矛盾のない結果が得られた。またCeAl2においては育成した純良単結晶の測定から低温電子物性におけるフォノンの影響を示唆する結果が得られた。

概要欄に記載したとおり、本課題開始前にはYb系のみだった内殻光電子線二色性がCe, Pr化合物といった他の希土類化合物でも観測されるだけでなくイオン模型による理論解析で4f軌道対称性を正確に決定できることが明らかになった。また、研究開始前には懸念のあったCe 3d内殻光電子スペクトルにおける混成効果による4f2終状態の構造出現による線二色性への悪影響も解析にはほぼ問題にならないことが分かった。今後、本手法が一部の化合物に限定されることなく多くの希土類化合物で有効ということが判明してきたため、進捗状況についておおむね順調に進展していると判断できる本研究課題では、実空間微細電子構造を解明するために主として偏光制御硬X線励起角度分解内殻光電子分光(LD-HAXPES)を行ってきた。加えて、重い電子系超伝導体CeNi2Ge2については波数分解した電子構造を観測する軟X線3次元角度分解光電子分光から重い電子状態が特定の波数空間でのみ生じていることが参照系LaNi2Ge2の実験データと比較することで判明した。さらにはこの重い状態が観測される波数をつないだベクトルが中性子散乱で観測されるベクトルとよく対応し、この系の超伝導がスピン揺らぎ機構によることを支持する結果となり論文に発表した。また、実空間微細電子構造の観点でこの物質のLD-HAXPESを行ったところ4f軌道がGeサイトに向いたΣ-type Γ7状態にあるがバンド計算との比較により重くなるバンドが確かにGe p軌道と混成していることが分かった。一方で、電子ホール対称性の観点でカウンターパートとなるYbNi2Ge2の単結晶合成にも成功し磁化測定を行ったところ、磁性が本質的に両者で異なることを示唆する結果を得て論文発表した。なおLD-HAXPESについては実験環境を我々の手で構築できるSPring-8の理研ビームラインBL19LXUにおいてX線光学系整備から始まる装置の設定および実験を研究協力者とともに行った。この研究協力者には人材育成の観点から大阪大学博士後期課程大学院生(うち2名は日本学術振興会特別研究員(DC1, DC2))も含まれている。また、DC2の大学院生はこれらの成果により日本物理学会領域5学生ポスター賞を受賞した。この手法を同じ結晶構造をとり圧力下で超伝導となるCeCu2Ge2にも適用したところ、CeNi2Ge2と同じく4f軌道がGeサイトに向いたΣ-type Γ7状態にあることが判明するという成果を得た。重い電子系超伝導体CeNi2Ge2については、重い電子状態が特定の波数においてのみ観測され、かつそれらの波数をつなぐと磁気散乱とも対応し超伝導の起源に迫ることでき、同時に占有4f軌道対称性がGeサイトを向いた状態でバンド計算とも裏付けられたということから、当初の目標であった「微細電子構造を実・波数空間の両面から解明」を文字通り一定程度達成しつつある。さらには本手法は他の系にも適用できることが明らかで実際に実空間における4f軌道対称性も明らかにしつつある状態にまで来た。以上のことからおおむね順調に進展していると判断することができる。本研究課題では、実空間微細電子構造を解明するために主として偏光制御硬X線励起角度分解内殻光電子分光(LD-HAXPES)を行ってきた。前年度より引き続いて進めてきた圧力下で超伝導となるCeCu2Ge2に対してこの実験を行なったところ、Ce 4f軌道がGeサイトに向いたΣ-type Γ7対称性にあり、かつ4f電子の全角運動量Jz = ±3/2成分とJz = ±5/2成分がほぼ同程度からなることが判明した。
吉備地域における群小墳の展開過程からみた古墳時代社会構造の研究

本研究は岡山県における群小墳研究を推進するため、調査成果を収集し、総合化をはかること、GPSを用いた位置情報の取得と地理情報システムによる解析の実践のための手法の開拓を目指した。本研究期間では、吉備地域における古墳の過半が集中する岡山県南部地域の岡山市・総社市・倉敷市・赤磐市、岡山県北部の津山市を優先して地名表作成の作業を行い、古墳時代を通じて約5000基の地名表の作成を完了した。簡易GPSを用いた位置情報取得のための試みについては、小規模な古墳が密集する場合でも相対的な位置関係の把握が可能なこと、取得したデータの補正を行うことできわめて正確な位置情報が取得できることを確認できた。多数の中・小規模の古墳が接近して群をなしている群小墳は古墳時代に築かれた古墳の大多数を占めるが、近年、その研究は停滞している感が強い。特に岡山県における群小墳の研究は2000年代以降、停滞状況にあるといっても過言ではない。その一方で、開発にともなう発掘調査は確実に進行し、多くの群小墳の調査が実施されてきた。また、全県的な分布調査が実施され、群小墳の分布や概要を全県的に知ることができるようになるなど、良好な調査資料は着実に積み上げられてきている。しかし、これらの資料は多量で分散的であり、岡山県における群小墳の研究を進めるためには、まず、これらの成果を収集・総合化することが必要となる。そこで2009年度は、備中南部地域を主たる対象として、対象地域内に位置する群小墳の一覧表作成、発掘された群小墳のデータ収集、分布図の作成を行なった。これらのデータのうち、発掘調査成果についてはスキャニングによってデジタルデータ化している。また、分布図についてもGPSによる位置情報の取得に備えてデジタルデータでの作成を試みている。GPSによる位置情報の取得については試行段階にあるが、既に分布図の作成された古墳群を対象として踏査を行い、GPS機器による測量成果との照合を行なっている。その結果、相対的な位置関係については小形のGPS機器においても十分な精度をもった情報を取得できる見通しを得ることができた。今後、補正を加えた正確な位置情報の析出についても試行する予定である。岡山県における群小墳の研究は2000年代以降、停滞状況にあるといっても過言ではない。また、全県的な分布調査が実施され、群小墳の分布や概要を全県的に知ることができるようになるなど、良好な調査資料は着実に積みあげられてきており、研究を推進させるための基盤は整備されてきた。しかし、これらの資料は多量で分散的であるため、岡山県において、この分野での研究は、群小墳ごとの個別の研究、小地域での研究にとどまっている。そのため、岡山県における群小墳の研究を進めるには、まずこれらの成果を収集・総合化することが必要と考えたのである。そこで、2009年度は備中南部地域を対象として対象地域内に位置する群小墳の地名表作成、発掘された群小墳のデータ収集、分布図の作成を行なっているが、2010年度は、引き続き備中南部地域のデータ整備をおこない、それに加えて備前南部地域の地名表作成と分布図作成を行なっている。分布図については、GPSによる位置情報の取得と、その後のGISソフトを用いた分析に備えてデジタルデータでの作成を試みている。GISソフトを用いた分析は2010年度から着手したため、試行段階の域を出ない。その他、近畿地方に所在する群小墳の踏査および出土遺物の観察を行い、本研究の主たる対象地域とした吉備地域の様相との比較作業を進めた。上記作業の結果、岡山県域において、古墳の分布密度が高い岡山平野および総社平野周辺については、全体数およびこれらの古墳の墳形や埋葬施設の内容などの把握が進んだ。今後、周辺域のデータ整備を進める必要がある。岡山県における近年の群小墳の研究は停滞状況にある。岡山県では群小墳の調査に関しては、2000年以降、開発にともなう発掘調査による成果が確実に蓄積され、また、全県的な分布調査が実施されたことにより、その内容と全県的な分布を知ることができるようになった。一方、研究面では、これらの調査によって蓄積された膨大で分散的な情報量に対応しきれていない側面もあるとみられ、このことも群小墳研究の停滞の一因となっていると考えられる。本研究はこうした状況を改善するため、これらの調査成果を収集し、総合化をはかることを主たる目的とした。また、今後広く導入が予測されるGPSを用いた位置情報の取得と地理情報システムによる解析の実践のため、簡易的な機器を用いた手法の開拓を目指した。

本研究期間では、吉備地域における古墳の過半が集中する岡山県南部地域の岡山市・総社市・倉敷市・赤磐市、岡山県北部の津山市を優先して地名表作成の作業を行い、古墳時代を通じて約5000基の地名表の作成を完了した。今後、周辺地域のものについても補足し、県内全域の地名表完成を目指す。簡易GPSを用いた位置情報取得のための実践的な試みについては、小規模な古墳が密集する場合でも相対的な位置関係の把握が可能なこと、取得したデータの補正を行うことできわめて正確な位置情報が取得できることを確認でき、効率的な分布調査手法としての見通しが得られた。
コラーゲン特異的ストレス蛋白質HSP47の機能と発現

HSP47が細胞内でプロコラーゲンと結合していることを明かにし、その離合点は、小胞体とゴルジ間であることを想定してきた。小胞体からゴルジ体に移行する過程に存在するトランスポートベシクルを分離し、HSP47とプロコラーゲンの結合を直接的に証明しようと試みた。しかし、我々が使用しているニワトリの系では、そのマーカー蛋白質であるp53に対する抗体を入手することが不可能であり、分離した小胞がトランスポートベシクルである証明ができなかった。そこで、系の変更によりHSP47とプロコラーゲンの局在部位の同定を試みた。蛋白質は、種々の薬剤により輸送が阻害される。小胞体からゴルジへの輸送を阻害するBreferdin A、シスゴルジで輸送を阻害するMonensin、トランスゴルジ以降の輸送を阻害するBafilomycin A1で細胞を処理し、我々が開発したin vivo cross-link法と免疫沈降法の組み合わせにより解析を行った。最近の知見によれば、HSP47は、ゴルジ以後の細胞内小器官には観察されず、HSP47とプロコラーゲン複合体は、ゴルジ(シス)以前で解離しているらしいことが明かになった。この系の使用により、HSP47とプロコラーゲン複合体の結合・解離部位の同定が可能となった。HSP47がコラーゲン特異的な分子シャペロンとして細胞内で機能していることは明らかである。しかし、その機能が輸送過程におけるものかあるいは、コラーゲンのトリプルヘリックスの形成等分子の形成に関与するものであるかいまだ不明である。今後の研究によってコラーゲンの成熟過程のどの過程で分子シャペロンとして機能しているかをあきらかにする。
振幅変調の概念に基づいた音声の質感認識メカニズムの理解

本研究では、振幅変調の概念に基づき,音声の質感を認識するメカニズムを理解することを目指す.本研究課題では,1.音の振幅包絡線情報の瞬時的な変調スペクトルの変化を分析可能な時間周波数分析・変調周波数分析を構築する.次に,2.音声の質感認識における物理量が何であるのか,3.音声の質感(緊迫感といった情動)には音源だけでなく伝送系の質感(場の雰囲気)も関係しているのか,4.ヒトは音源と伝送系を切り分けて質感認識を行っているかどうか,について,全体考察も踏まえ,一つ一つ明らかにしていく.今年度は,課題1と課題2に取り組んだ.課題1に関しては,聴覚フィルタバンク(35個のERB帯域通過フィルタバンク)を通過した信号の振幅包絡線情報に関して,スペクトル分析を行う処理ブロック:変調フィルタバンク(064 Hzの7オクターブ帯域)を構築し,各帯域から得られる瞬時振幅・周波数の導出から瞬時変調スペクトル分析を実現した.この分析では,平均的な変調特性だけでなく,瞬時的な変調特性を議論できることになった.次に,課題2に関しては,音声信号を対象に質感認識として音の「粗さ」に係わる物理特徴ならびに緊迫感に係わる物理特徴を変調スペクトル分析から検討した.これらの特徴に関して,音質評価システムを利用した客観評価ならびに聴覚心理物理実験による主観評価を行ったところ,緊迫感には変調特性として6 Hz8 Hzの情報が重要であることを突き止めた.最後に,音声からの年齢知覚に関する検討も行った.ここでは,主観評価実験により話者の実年齢と知覚年齢の関係を調査した.その結果,これらの間には一致した関係がみられ,音響特徴(基本周波数やスペクトル傾斜)や,音色に関係するラフネスやシャープネスと相関が高いことがわかった.本研究課題では,4つの課題:1.音の振幅包絡線情報の瞬時的な変調スペクトルの変化を分析可能な時間周波数分析・変調周波数分析の構築,2.音声の質感認識における物理量の解明,3.音声の質感と音源・伝送系の質感の関係性の検討,4.ヒトの質感認識のメカニズムの解明について,全体考察も踏まえ,一つ一つ明らかにしていく.初年度は上記の課題1と2に取り組んだ.上述の報告のとおり,計画通りに研究が進んだ.その他に,課題1をベースにした音質評価指標(ラウドネス,ラフネス,シャープネス,変動強度)の算出法の構築,緊迫感以外の質感として話者の年齢知覚の検討にも着手できた.最大の進捗は,緊迫感知覚に関して物理量の特定だけでなく,定量的な特徴まで明らかにできたことである.初年度は計画どおりに進められているため,次年度も計画どおり順調に進めていく.具体的には次のことに取り組む.課題3では,伝送系の質感が音声の質感認識にどのような関係があるかを調査する.特に,室内の背景雑音や残響の影響を変調伝達関数でモデル化することによって音源の変調とは独立に制御し,音源の質感に伝送系の変調がどのように影響するのかを検討する.課題1と同様,室の伝送系の影響から変調周波数領域の特徴がどのように変化するか,またそれに合わせて伝送系の質感がどのように変化するか,を明らかにする.次に,課題4では,上記四つの課題の結果を俯瞰的に眺め全体考察することで,ヒトが音源の質と伝送系の質感を切り分けて音声の質感認識を行っているかどうか明らかにする.最後に,音声の質感認識における「粗さ」を指標に,聴覚系における変調の知覚メカニズムと質感認識との関連性を議論する.本研究では、振幅変調の概念に基づき,音声の質感を認識するメカニズムを理解することを目指す.本研究課題では,1.音の振幅包絡線情報の瞬時的な変調スペクトルの変化を分析可能な時間周波数分析・変調周波数分析を構築する.次に,2.音声の質感認識における物理量が何であるのか,3.音声の質感(緊迫感といった情動)には音源だけでなく伝送系の質感(場の雰囲気)も関係しているのか,4.ヒトは音源と伝送系を切り分けて質感認識を行っているかどうか,について,全体考察も踏まえ,一つ一つ明らかにしていく.今年度は,課題1と課題2に取り組んだ.課題1に関しては,聴覚フィルタバンク(35個のERB帯域通過フィルタバンク)を通過した信号の振幅包絡線情報に関して,スペクトル分析を行う処理ブロック:変調フィルタバンク(064 Hzの7オクターブ帯域)を構築し,各帯域から得られる瞬時振幅・周波数の導出から瞬時変調スペクトル分析を実現した.この分析では,平均的な変調特性だけでなく,瞬時的な変調特性を議論できることになった.次に,課題2に関しては,音声信号を対象に質感認識として音の「粗さ」に係わる物理特徴ならびに緊迫感に係わる物理特徴を変調スペクトル分析から検討した.これらの特徴に関して,音質評価システムを利用した客観評価ならびに聴覚心理物理実験による主観評価を行ったところ,緊迫感には変調特性として6 Hz8 Hzの情報が重要であることを突き止めた.最後に,音声からの年齢知覚に関する検討も行った.ここでは,主観評価実験により話者の実年齢と知覚年齢の関係を調査した.その結果,これらの間には一致した関係がみられ,音響特徴(基本周波数やスペクトル傾斜)や,音色に関係するラフネスやシャープネスと相関が高いことがわかった.本研究課題では,4つの課題:

1.音の振幅包絡線情報の瞬時的な変調スペクトルの変化を分析可能な時間周波数分析・変調周波数分析の構築,2.音声の質感認識における物理量の解明,3.音声の質感と音源・伝送系の質感の関係性の検討,4.ヒトの質感認識のメカニズムの解明について,全体考察も踏まえ,一つ一つ明らかにしていく.初年度は上記の課題1と2に取り組んだ.上述の報告のとおり,計画通りに研究が進んだ.その他に,課題1をベースにした音質評価指標(ラウドネス,ラフネス,シャープネス,変動強度)の算出法の構築,緊迫感以外の質感として話者の年齢知覚の検討にも着手できた.最大の進捗は,緊迫感知覚に関して物理量の特定だけでなく,定量的な特徴まで明らかにできたことである.初年度は計画どおりに進められているため,次年度も計画どおり順調に進めていく.具体的には次のことに取り組む.課題3では,伝送系の質感が音声の質感認識にどのような関係があるかを調査する.特に,室内の背景雑音や残響の影響を変調伝達関数でモデル化することによって音源の変調とは独立に制御し,音源の質感に伝送系の変調がどのように影響するのかを検討する.課題1と同様,室の伝送系の影響から変調周波数領域の特徴がどのように変化するか,またそれに合わせて伝送系の質感がどのように変化するか,を明らかにする.次に,課題4では,上記四つの課題の結果を俯瞰的に眺め全体考察することで,ヒトが音源の質と伝送系の質感を切り分けて音声の質感認識を行っているかどうか明らかにする.最後に,音声の質感認識における「粗さ」を指標に,聴覚系における変調の知覚メカニズムと質感認識との関連性を議論する.
π造形システム集合体の物性制御

本研究は、A01・A02班により創造・集積化されたπ造形分子の集積体(π造形システム)のキャリア伝導・光・磁気・機械的特性を明らかにし、その結果をシーズとする新現象・新機能の開拓と新奇機能性素子の探索を目的とする。5年間の研究計画において前半は基礎物性の解明・静的な機能性素子作製を、後半は動的変調をトリガーとする新たな機能の『造形』に挑戦した。より具体的に、平成30年度はA01・A02班により創造・集積化されたπ造形システムに対して、平成29年度と同様に一般的な固体物理の手法を用いた物性測定と、MOS型トランジスタ・両極性トランジスタ・発光トランジスタ作製に加え、電解質を用いた高密度キャリ蓄積・高強度電場による機能創出、高輝度発光素子に挑戦した。具体的には、グラフェンへの超高密なキャリアを数秒でドーピングする方法を見出した。また、π造形システムにおける熱電特性の伝導度依存性も明らかにした。加えて、様々な発光性分子や高分子の提供を受け、電気化学発光セルの高機能化を実現した。微細加工技術を用いたDFB型レーザー発振にも成功し、電流励起によるレーザー発振の基盤技術も確立している。特に、平成30年度は歪みによる動的変調をトリガーとする新たな機能の『造形』にも挑戦し、歪みによる円偏光発光の実現や歪と電解質ドーピングを組み合わせた金属・絶縁体転移などの成果を挙げた。以上のように、これまでの基礎物性およびintrinsic-π機能の実現と電解質を用いた機能性素子作製に成功だけでなく、動的変調をトリガーとする新たな機能の『造形』にも成功した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。より具体的には、これまでに応募者が蓄積してきた様々な素子作製・評価技術を通して新たな機能探索を行う。5年間の研究計画において前半は基礎物性の解明・静的な機能性素子作製を、後半は動的変調をトリガーとする新たな機能の『造形』に挑戦する。より具体的に、平成26年度はA01・A02班により創造・集積化されたπ造形システムに対して、一般的な固体物理の手法を用いた物性測定と、MOS型トランジスタ・両極性トランジスタ・発光トランジスタ作製に挑戦した。平成26年度は、矢貝グループ・櫻井グループ・忍久保グループ・鈴木グループ・齋藤グループ・芥川グループ・福島グループ・竹内グループより試料提供を受け、様々な素子作製や特性評価に関する共同研究を開始した。特に、芥川グループとの研究成果として強誘電性を有する新奇物質の光伝導特性を明らかにし、成果は論文としてacceptされた。また、福島グループとの共同研究より、新しいキャリドーパントの実現に成功した。現在、企業との三者共同研究を開始し、権利化および論文化に向けて最終的な実験を進めている。また、竹内グループより提供された材料を用いた発光素子作製にも成功しており、新概念に基づく発光素子作製の基盤が構築されつつある。これら、領域内共同研究に加えて、領域外からの試料提供を受け、特に光機能の探索を順調に進めている。以上のように、基礎物性およびintrinsic-π機能の実現に成功している。より具体的に、平成27年度はA01・A02班により創造・集積化されたπ造形システムに対して、平成26年度と同様の切り口(一般的な固体物理の手法を用いた物性測定と、MOS型トランジスタ・両極性トランジスタ・発光トランジスタ作製)に加え、電解質に特徴的な極めて大きい静電容量を有する電気二重層を用い、高密度キャリ蓄積・高強度電場による機能創出に挑戦した。また、電解質を用いた電気化学発光セルに関する研究や、柔軟性・伸縮性を有する基板を用いて素子作製にも挑戦した。平成26年度より試料提供を受けている矢貝・櫻井・忍久保・鈴木・齋藤・芥川・福島・竹内グループに加え、新たに公募班に加わった武田・辻・山下・羽曾部・藤ヶ谷・山本・須田グループより試料提供を受け、様々な素子作製や特性評価に関する共同研究を行った。特に、福島グループとの共同研究(新しいキャリドーパントに関する研究)成果を基に企業との三者共同研究による特許出願を行った。羽曾部グループとの研究成果も、数報の論文として報告した。竹内・山下グループより提供された材料に電解質を組み合わせ、電気化学発光セルの作製にも成功し、新概念に基づく発光素子作製の基盤が構築されつつある。加えて、領域外からの試料提供を受け、電解質を用いた電気2重層トランジスタや電気2重層発光ダイオードに関して多くの成果を得た。