hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
脳波によるヒト前頭部行動モニタリング機能の発達・加齢と個人差研究

500円の時給とともに,2000円の所持金を与え,50円または10円を掛け金として選択するギャンブル課題を課した.課題の総試行回数は32試行×20ブロックの計640回とした.ボタン押しによる運動関連電位を評価するために統制条件として,金銭報酬のフィードバック情報が呈示されない試行を64試行×2ブロックおこなった.脳波(EEG)は,国際10%法に準拠した31部位から導出した.行動指標はリスク選択率とした.【結果】リスク選択率は,直前試行に50円損失した場合にリスク選択率が50円獲得,10円損失に比べ上昇した(F(3,57)=5.43,p<.01 post-hoc test : ps<.05).SPNは,前試行結果の効果が有意であった(F(3,57)=3.55,P<.05,ε=.69).前試行で50円獲得した場合,frontalおよびcentralの電位が10円獲得,10円損失,50円損失よりも増大した(ps<.05).【考察】直前試行で50円獲得した場合には,右半球の前頭-中心部および頭頂部でSPNが増大した.当該試行での選択金額よりも,直前試行の結果がギャンブル課題遂行中の情動-動機づけに強く影響することが示された.行動的には,リスクを伴う高額選択は50円損失直後に多くみられたが,リスク選択はSPNに反映される動機づけとは異なるプロセスに起因したものと考えられる.近年,情動-動機づけ処理の観点から,前部帯状回(anterior cingulated cortex : ACC)機能への関心が高まっている.本研究では,悪い結果を伝えたときに惹起されるACC由来の前頭内側陰性電位(medial frontal negativity : MFN)について,結果に対する期待の強さとの関連を検討した.最近の理論では,自分の期待に反して結果が悪い場合には,ドーパミン作動系の活動低下によってACCに脱抑制が生じ,MFNを惹起させるという.もしそうならば,フィードバック信号提示前の期待の強さに伴ってMFN振幅は増大することになる.そこで,フィードバック信号に対する期待の強さを反映する刺激前陰性電位(stimulus-preceding negativity : SPN)を測定し,MFNと期待との関連を調べた.実験には単純なギャンブル課題を用いた.画面上に提示される10円と50円の組み合わせから成る選択肢のいずれか一方を選択し,2.5秒後に選択側の視覚刺激が緑色になれば当該金額を受け取れるが,赤色になればその分減額されるという課題だった.実験の結果,50円獲得直後の試行では10円を選択するものの,50円損失後では50円を再び選択するというリスク選択行動が明らかになった.しかしながら,MFNとSPNはリスク選択行動とは合致せず,いずれも50円獲得直後に増大する結果となった.行動と脳活動との乖離は,リスクを選択させる動機づけ過程と,当該試行の結果に対する期待は異なっていたことを示唆している.一方,本研究の予想通り,MFNとSPNは同様の振る舞いを示し,フィードバック信号に関与する情動-動機づけ処理とACCとの関連性を明確にすることができた
フランスにおける学校の制度化と国民統合-教会と国家の教育イデオロギー-

フランスでは、18世紀中頃から教育の教会専管体制に対する批判が起こり、1789年革命後、教育体制の世俗化をめぐって教会と国家との間で論争が議会内外で展開され、この「教育闘争」は、大体において第三共和政期に近代教育の3大改革原理すなわち無償性・義務性世俗性の制度的確立をみることによって、一応の終結を迎えたのである。したがって、本研究は、最初から「学校の制度化と国民統合」の諸過程に関する全体像の解明において実証性をできるだけ確保するために、いかなる史的コンテクストのなかで、また、どのような言説と議論文法を用いて、教育論争が展開されたのか、という問題への接近を試みた。本課題は、端的に言って、教育の教会専管体制から国家専管体制への移行過程が、フランスの近代国家の形成をどのように特徴的に規定したのか、という問題について、内在的動態史の観点から追究することであった。関係資料を分析しながら気づいたことは、1789年革命の理念がフランスの近代化の様々の試行形態を通底していることである。その意味では、フランス革命の理念は、アンシャン・レジームを原理としてのみならず体制としても崩壊させ、レジーム・モデルヌを形成・発展させる強力な思想的条件であった、と言えよう。教育改革の史的展開においても、革命期に嚮導的役割を果たした改革構想は第三共和政の制度的実体化を見るまで生き延びて自己貫徹していた。教育政策は、産業化や普通選挙制の導入による政治・社会・経済的構造の変化に伴う問題群への現実的な対応として遂行されてきた。その過程で、人文知中心の知の編成が揺らぎ、技術知の編成としての「職業教育の学校化」が推進され、産業化社会化の要請に応える学校の整備が着実に遂行されていった。教育闘争という光源を通して、近代国家の形成過程における国民統合の内在的実体化の諸相に照射することができた。(1)「レジームの近代化過程における学校・教会・国家」というテーマのもとに、(1)1760年代に教会主導の教育体制に対する批判の中から世俗的民衆教育論が登場した代表的教育論の理論的特徴、(2)フランス革命期の3つの段階のそれぞれにおける代表的な公教育改革構想、(3)執政政府期における反動化過程の中で、共和歴10年公教育法を経て、第一率政期にナポレオンが確立した「ユニヴェルシテ教育独占体制」の特徴を解明した。(2)「学校の制度化力学における教会と国家」という観点から、復古王政期を3つに時期区分して、ユニヴェルシテ教育独占体制に対する教皇権至上主義者と自由派の反撃・ユニヴェルシの反教権的再編の動き、初等教育の法制化、「相互教授法」をめぐる教会と国家との対抗などについて究明した。(3)「七月体制安定化としての教育編成」というテーマのもとに、次の問題を実証的に究明した。(1)公初等教育と社会の階層的構造化を実質的に推進しようとしたギゾー法の教育改革の基本構想、それ以後の補充措置、これらの諸教育改革の結果について解明した。(2)中等教育の自由の獲得闘争における「教育の自由」をめぐる議会内外の論争状況を詳細に追究した。(3)資本主義の発達と教育改革との連関的展開に着目し産業化の要請と民衆教育や職業教育の実態を解明した。(4)「第二共和政期の教育改革の両極性」というテーマのもとに、カルノーの共和主義的教育改革の理念的大胆さとその挫折の背景、ルイ・ナポレオン大統領下の共和政における教権擁護的教育改革としてのファルー法の成立背景と立法議会における論争状況、さらにファルー法の内容と特徴について究明した。

[1]第二共和政末期の大統領ルイ=ナポレオンのもとに、1850年のファルー法解釈をめぐる教会と国家との抗争を追究し、クーデタ後1年間における公教育大臣フォルツールの権威主義的教育改革、さらに第二帝政の前期を特徴づける権威帝政においてフォルツールが帝政の教育行政権力の強化を狙った1854年6月14日法の理論的意義と政治的・宗教的影響を明らかにした。権威帝政から自由帝政へ構造転換する前後の公教育大臣ルーランの反教権主義的教育政策の目的とその諸成果について考察した。自由帝政期を代表するヴィクトール・デュリュイの自由主義的教育改革と、やがて第三共和政期における近代教育の3大原理すなわち無償性・義務性・世俗性の萌芽としての1867年4月10日法とを考察した。なお、産業化の要請に応えるために技術知の編成としての職業教育の学校化の諸改革の試みも究明した。[2]第三共和政期の教育闘争過程で、近代教育3大改革原理すなわち無償性・義務性・世俗性の制度化について、議会内の議論状況を究明しつつ、考察した。まず1880年代の教育民主化促進の諸潮流として、(1)1870年の普仏戦争の敗北からの教訓、(2)教育連盟とジャン・マセの活動、(3)社会主義的労働運動、(4)ジュール・フェリーとポール・ベールのような教育改革に生涯を捧げた指導的人物の存在、について「コンジョンクチュール」の視点から解明した。ジュール・フェリーは、無償性・義務性・世俗性を同時に規定する一つの法案を提出せず、この3つの問題を巧みに分断する方策を選んだ。したがって、3つの観念はある程度関連しているけれども、別々に考察した。義務性・無償性・世俗性の制度化について、それぞれ具体的な諸法案の内容とそれをめぐる改革派とカトリック勢力との論争過程を究明した。
構造用高分子材料の劣化機構の解明と寿命診断に関する研究

高分子材料は軽量かつ成形が容易であることからその用途が拡大し,構造材料として利用される場合が増加している.しかし,その強度や剛性は金属材料に比べて未だ十分でなく,また,長期間使用される場合には,物理的ならびに科学的環境による劣化を生じるという難点を有している.強度材料として高分子材料が広範囲に利用されて行くためには,劣化のメカニズムを明らかにし,正確な寿命診断法を確立する必要がある.このような観点から,本研究では,紫外線照射による高分子材料の損傷劣化に焦点を絞って以下のような研究を行った.すなわち,材料の表面または内部のどの部分で生じる化学的変化が機械的特性に対して強く影響を及ぼすのかを明らかにするために,ポリプロピレン(PP)およびポリカーボネイト(PC)供試材として,フィルム状の試験片を重ね合わせ,紫外線暴露を行った.その結果,PPにおいては下側の試験片ほど劣化の進行(破断ひずみは減少)が遅くなっているものの,劣化は一番下側の試験片まで及ぶことが分かった.それに対して,PCにおいては,下側の試験片はほとんど劣化しないことが分かった.また,走査型電子顕微鏡による破面観察および赤外線吸収スペクトル解析を行った結果,紫外線照射による化学反応の進行と破断ひずみの減少の間には密接な関係があることが明らかになった.高分子材料は軽量かつ成形が容易であることからその用途が拡大し,構造材料として利用される場合が増加している.しかし,その強度や剛性は金属材料に比べて未だ十分でなく,また,長期間使用される場合には,物理的ならびに科学的環境による劣化を生じるという難点を有している.強度材料として高分子材料が広範囲に利用されて行くためには,劣化のメカニズムを明らかにし,正確な寿命診断法を確立する必要がある.このような観点から,本研究では,紫外線照射による高分子材料の損傷劣化に焦点を絞って以下のような研究を行った.すなわち,材料の表面または内部のどの部分で生じる化学的変化が機械的特性に対して強く影響を及ぼすのかを明らかにするために,ポリプロピレン(PP)およびポリカーボネイト(PC)供試材として,フィルム状の試験片を重ね合わせ,紫外線暴露を行った.その結果,PPにおいては下側の試験片ほど劣化の進行(破断ひずみは減少)が遅くなっているものの,劣化は一番下側の試験片まで及ぶことが分かった.それに対して,PCにおいては,下側の試験片はほとんど劣化しないことが分かった.また,走査型電子顕微鏡による破面観察および赤外線吸収スペクトル解析を行った結果,紫外線照射による化学反応の進行と破断ひずみの減少の間には密接な関係があることが明らかになった.
内発的報酬による社会・個体学習強化の神経基盤に関する研究

学習の強化因子として学習行動に直結する学習意欲喚起に資する内発的報酬(達成感・有能感)を提案し、機能的磁気共鳴画像法(functional Magnetic Resonance Imaging, fMRI)を用いて有能感の神経基盤を明らかにしたうえで、内発的報酬により喚起される意欲が強化学習に資する神経科学的プロセスを明らかにすることを本研究の目的とした。本年度は、昨年度の行動実験成果を活用し、有能感の神経基盤を探るためのfMRI研究を実施した。課題は、学習とも関連する作業記憶(ワーキングメモリ)課題のn-back taskを用いた。n-backtaskは、ディスプレイ上にn個前に呈示された数字が、現在呈示されている数字と一致するか否かの判定を要する。実際に、健常成人を対象として5つのタスク(15-back task)を実施した。各n-back task遂行中のfMRI計測を行いながら、同時に各n-backtaskに対する有能感と意欲の程度について4段階の主観的評価を行った。有能感と意欲の設問選択時に同期した脳活動を解析した結果、有能感に伴う脳活性部位を同定できなかったが、意欲の程度と相関し線条体の活性がみられることがわかった。よって、有能感に関わる神経基盤というよりも、むしろ、有能感により喚起される意欲の神経基盤として線条体の関連性を明らかにした。さらに、線条体の活性度に依存し、外側前頭前野や頭頂葉等のn-back task関連脳部位の活性度が高かったことから、内発的報酬により喚起される意欲が、課題関連脳部位の活性度を高め学習の強化プロセスに寄与することが示唆された。24年度が最終年度であるため、記入しない。学習の強化因子として学習行動に直結する学習意欲喚起に資する内発的報酬(達成感・有能感)を提案し、有能感の神経基盤を機能的磁気共鳴画像法(fMRI : functional Magnetic Resonance Imaging)を用いて明らかにしたうえで、内発的報酬により喚起される意欲が強化学習に資する神経科学的プロセスを明らかにすることを本研究の目的とした。本年度は、有能感の神経基盤を探るための行動実験を中心に実施した。有能感は、ある課題成績に依存し生じると仮説を立てた。課題は作業記憶(ワーキングメモリ)課題の一つであるn-back taskを用いた。n-backtaskは、ディスプレイ上にn個前に呈示された数字が、現在呈示されている数字と一致するか否かを判定することを要する。健常成人を対象とした行動実験において、1-、2-、3-、4- & 5-back tasksにおける刺激呈示時間の操作(0.73秒間)により、課題の難易度(正答率50100%の範囲)を調整し、かつ、Visual Analogue Scale(VAS)等の有能感の主観的評価を行い、課題成績と主観的評価の相関解析により、各n-backtaskに対する有能感の程度を測定するための課題条件の設定に成功した。行動実験により得られたこれらの成果から、fMRIを用いて有能感の神経基盤を明らかにするためのfMRI課題条件を確立することができたため、数名の被験者を対象としたfMRI実験を開始した。研究開始当初の予定通り、健常成人を対象とした行動実験を中心に進め、得られた成果からfMRI用の課題を確立し、fMRI実験を開始することができたため。研究開始当初の予定通り、健常成人を対象に、fMRIを用いて有能感の神経基盤を明らかにする。さらに、内発的報酬により喚起される意欲が強化学習に資する神経科学的プロセスを明らかにするための研究を推進する。
新食料資源としてのダチョウ肉および卵の食品組織学的解析と応用

ダチョウの後肢を解剖し、骨格筋の同定を行った。ダチョウ筋材料より筋横断試料を切り出し、クリオスタット切片にして酵素組織化学的方法を用い、筋線維型の分類を行った。ダチョウの筋線維はニワトリと違い、IIA型筋線維が酸処理後のミオシンATPase反応において弱中等度の反応性を示した。ダチョウの頭側腸骨脛骨筋と腸骨腓骨筋は、市販されている肉の用語で、「フィレローイン」「ファンフィレ」と食肉名を当てはめて販売されている。これらの肉を茄であるいは揚げて、テクスチャー、重量変化、pHおよび官能検査を調べた結果、適正加熱時間は全体に熱変性した茄で90秒、揚げ60秒加熱で、官能検査結果でも好まれた。ダチョウ肉の部位の違いは少なかった。また、加熱後重量は適正加熱時間で元の80%であり、市販国産豚モモ肉と大差なかった。ダチョウ肉の色は、豚モモ肉より明度が低く、赤み(a値)が強いが、調理したものの色は明度が低いが、a,b値はほとんど違わなかった。ダチョウの卵の成分は卵黄・卵白共に鶏卵と同様の数値を示した。ダチョウ卵の卵殻は特に厚く、断面は約2mmで非常に厚い海綿状層を有し、全卵の20.0%も占めており(鶏卵は12.4%)、鮮度を示す卵黄係数は0.17(鶏卵は0.39)で低く、濃厚卵白率は60%で偏差が大きかった。ダチョウ卵の卵白の物性(付着性)は鶏卵より高かった。ダチョウ卵の卵白および卵黄のSDS電気泳動パターンは鶏卵と異なっていた。卵殻とその一番外側の構造は鶏卵のそれの5倍も扱った。卵角膜も密で非常に厚く、外部からの衝撃に対して非常に壊れにくい構造であった。卵白の繊維状構造を示す粒子は緻密で、染色性が濃く、熱凝固温度は高かった。卵黄では鶏卵同様の大きさの多面形の卵黄球が緊密充填されていた。ダチョウ卵の重量は鶏卵の20倍以上もあり、今後期待される食料資源となりえることがわかった。本年度は、ダチョウ卵に重点に研究した。ダチョウ卵の卵構成は、一般的な鶏卵の20個以上の重量で、卵殻重量が重く、厚いことが特徴である。食卵としては、卵黄比率が小さく、鶏卵の30倍以上の重さを持ち、卵黄の比率は24.0%でかなり低い。鶏卵の品質および鮮度判定となる濃厚卵白率では、60.8%で新鮮鶏卵と大差なかったが、標準偏差が20.6%で個体による違いが大きかった。同じく卵黄係数では、0.17と鶏卵の0.39に比較して小さく、しかも破損せずに卵黄を取り出すことが困難であることから、両者の係数を鶏卵と同様に用いることは出来ないと判断された。卵白及び卵黄の一般分析値およびpHを見ると、鶏卵と大差がなかったので、鶏卵と同様の調理が出来ると考えられた。

食味としてはアヒル,ホロホロ鳥の卵白より卵白の水分が多く,しかも脂肪がほとんどないことから,食べやすく,さっぱりしていることが考えられる。これらのタンパク質の電気泳動パターン結果は鶏卵とかなり異なるパターンを示した。また、アミノ酸組成では,鶏卵に比べて,加熱後における硫黄臭が強く,硫化水素による黒変が多く発生する可能性が考えられるので,美味しく食するためには調理上の工夫が必要であった.ダチョウ卵の卵殻・卵白。卵黄を加熱して光学顕微鏡および低真空SEMなどを用いて観察した。また、調理特性〔熱凝固性、起泡性〕については、鶏卵に比較して凝固温度が高く、起泡性は劣る性質を持っていた。スポンジケーキを調製した結果、膨化率は幾分低く、加熱時間は長く、製品は鶏卵より幾分おちるが、バターを多量に加えたスポンジケーキは好まれ、良好な成績が得られた。ダチョウ肉については、生後10ケ月前後のもも肉を解体し、骨格筋の筋線維型を組織型に観察し、解明しているところである。本年度は、ダチョウ卵の熱凝固性、起泡性、つなぎ力などを鶏卵と比較した。それらを利用した調理品を調製して、調理特性、テクスチャー、組織構造、官能検査などから比較検討した。ダチョウ卵の凝固温度は、DSC分析からも鶏卵より卵黄及び卵白とも約5°C高いので凝固しにくかった。起泡性は鶏卵より泡立て時間がかかり、泡の安定性も悪かった。これらを利用した製品として、希釈凝固性を利用したプリンではやわらかなテクスチャーを示し、製品の色は劣るものの好まれた。起泡性を利用したスポンジケーキでは、泡立ち・焼成時間に鶏卵より時間を要し、硬さ・凝集性は鶏卵より低い値を示し、もろさは大きかった。その組織構造は、鶏卵より細い網目構造を示し、気泡も丸い形状ではなかったので、鶏卵製品に比べると劣ることがわかった。しかし、バターを添加することにより、製品の色の改良効果は明らかで、油脂味が独特の硫黄臭を消し、官能検査でも好まれた。そこで、ダチョウ卵の卵白量の多い利点、バターの利用で改良効果がされたことから、卵白を泡立てずに用いる「フィナンシェ」への応用を試みた。フィナンシェにおける卵の機能と役割は定かでないことから、撹拌、小表粉量の影響も検討した。その結果、撹拌の程度・小麦粉量・卵のつなぎ力は製品に大きく影響した。また、フィナンシェに対する嗜好について、市販品数種を用いて官能検査を行った所、各人での好みが非常に異なったので、簡便な方法(卵白の泡立てない)で調製した。アーモンドプードルは小麦粉と同量が好まれ、組織構造の網目構造の強靭さに影響した。焦がしたバターを用いたことで、ダチョウ卵製品の色、匂い、テクスチャーの改善がみられ、官能検査でも好まれた。ダチヨウ肉については、ニワトリなどとかなり異なる骨格筋の筋線維型を示したので、昨年に引き続いて、組織学的な解析を続行中である。ダチョウの後肢を解剖し、骨格筋の同定を行った。ダチョウ筋材料より筋横断試料を切り出し、クリオスタット切片にして酵素組織化学的方法を用い、筋線維型の分類を行った。ダチョウの筋線維はニワトリと違い、IIA型筋線維が弱中等度のミオシンATPase反応性を示した。ダチョウの頭側腸骨脛骨筋と腸骨○骨筋は、市販されている肉の用語で、「ファンフィレ」「ローインステーキ」と食肉名を当てはめて販売されている。これらの肉を茄であるいは揚げて、加熱後重量変化率、pH,色、テクスチャーを測定した。ダチョウ肉の加熱による重量変化は全体に熱変性した茄で90秒、揚げ60秒加熱では、加熱前重量の約80%で、それ以上の加熱では急激に収縮して、重量減少が大きかった。肉の破断特性でも、適正加熱時間を過ぎると急激に硬くなった。ダチョウ肉の部位の違いは少なかった。また、加熱後重量は市販国産豚モモ肉と大差なかった。ダチョウ肉の色は、豚モモ肉より明度が低く、赤み(a値)が強いが、調理したものの色は明度が低いが、a, b値はほとんど違わなかった。90秒茄でおよび60秒揚げ加熱のダチョウ肉は官能検査で好まれ、特に揚げたものはやわらかさ、味で好い成績が得られた。
非線形電気化学振動現象を用いた新しいナノ構造形成法の開拓

これまでの研究で、電流振動や電位振動に同期して、SnCuの多層構造やCuの層状構造が形成することを明らかにしている。さらに、工業的に有用な材料合成への展開を目指し、新たに誘起共析について研究を行い、NiP、NiW及び、CoWの共析において負性抵抗(NDR)が現れることを見出している。そこで、in-situ EQCM法やオージェ電子分光法などを用いて誘起共析系における振動現象の機構解明を行った。誘起共析とは水溶液中から単独では電析できないP、Wなどが、鉄族金属の存在により共析する現象である。in-situ EQCM法の結果から、誘起共析系において、共析元素の化合物(H_2PO_2^-,WO_4^<2->等)が溶液に存在するときのみNDRが生じることが分かった。さらに、このNDRは、電析反応に対して促進効果をもつ吸着負イオン(吸着H_2PO_2^-,WO_4^<2->等)が脱着することから生じることも明らかとなった。また、このNDR領域に電流値を固定すると自発的に電位が振動する。オージェ電子分光法の深さ分析より、この電位振動下で電析させた合金薄膜では層状構造が形成されていることが明らかとなった。詳しい解析の結果、この層状構造は電位振動に同期して(促進効果を持つ)H_2PO_2^-,WO_4^<2->等が吸脱着することにより形成することが明らかになった。さらに、三次元的な構造形成を目指し、SnCuの共析系における時空間パターンの観察を行った。リング電極を用いた研究の結果、作用極の近くに参照電極を配置することで、活性な部分がリング電極上をぐるぐると回転するパターンなどが観測された。この系では振動に同期してSnCu多層構造が形成されるため、この回転波と組み合わせることにより、SnCuのらせん構造が形成すると予想される。これまでの研究において、Snの電析およびSnとCuの共析において陽イオン性界面活性剤を加えることにより電流振動が現れることが分かっており、これらの電流振動に同期してlayer-by-layer成長するということを明らかにしている。これらに加え、Cuの電析に伴う振動現象についても新たに研究を行い、機構の解明を行った。Cuの電析においては、オルトフェナントロリン(o-phen)を加えることにより電流振動および電位振動が生じる。2,9-ジメチルオルトフェナントロリンなどの誘導体を加えるなど、詳細に研究を行い、この振動はCu(o-phen)_2^+錯体の電極表面への吸着と、Cu^<2+>の還元反応が競争することにより生じることが明らかになった。また、電位振動下で電析させた析出物の断面SEM観察を行い、この系においても振動に同期してlayer-by-layer成長することが明らかとなった。さらに、系にCl^-を加えることにより振動の周期が短くなることを見出し、このことにより積層金属薄膜の膜厚の制御が可能となった。また、Cl^-の添加により、時間的なパターンだけでなく、電極表面に空間的なパターンが現れることを見出した。このような空間パターン形成のメカニズムについては現在検討中である。また、電流振動下でSnとCuを電析させたときに、Cu層とCu-Sn合金層とが交互に析出するというモデルを提案しているが、このことを確かめるためにAESの深さ方向分析を行った。その結果、Sn-richな層とSn-poorな層とが数十ナノメートルサイズで交互に積層した多層膜が析出していることが実験的に明らかとなった。これまでの研究で、SnとCuの共析において陽イオン性界面活性剤を加えることにより電流振動が現れ、それによりSn-rich層とSn-poor層とがナノメートルスケールで交互に積層した多層膜が析出していることを明らかにしている。そこで、振動条件を変えることで振動を変調し、その結果として各層の膜厚の制御を試みた。SnCu共析系において、金属イオン濃度を減少させると電流の振動波形の高電流状態の間隔が短くなることが明らかとなった。金属析出は主に高電流状態ときに起こるため、金属イオン濃度を下げることにより多層膜各層の厚さが小さくなることが分かる。また、AEMによる深さ分析結果から計算した膜厚と通電量から計算した膜厚はほぼ一致しており、少なくとも一層の厚さを40100nmの範囲で制御可能ことが明らかとなった。さらに、このような多層構造はミリメートルスケールという巨視的な範囲に形成されていることを明らかにした。このSnCu共析に伴う振動現象に関する論文をJournal of the Physical ChemistryBに投稿し、すでに受理されている。さらに、磁性材料への発展を目指し、新たに誘起共析に伴う振動現象、およびそれに同期した多層構造形成についてinr-situ EQCM法などを用いて機構解明を行った。今回、NiP、NiW及び、CoWの共析について実験を行い負性抵抗(NDR)が現れることを見出した。これらのNDRは吸着H_2PO_2^-、および吸着WO_4^<2->(もしくは類似の反応中間体)による促進効果により生じるというメカニズムを提案している。このメカニズムにより、電位振動の正の端ではP-rich層(W-rich層)が負の端ではP-poor層(W-poor層)が形成していると考えられる。

これまでの研究で、電流振動や電位振動に同期して、SnCuの多層構造やCuの層状構造が形成することを明らかにしている。さらに、工業的に有用な材料合成への展開を目指し、新たに誘起共析について研究を行い、NiP、NiW及び、CoWの共析において負性抵抗(NDR)が現れることを見出している。そこで、in-situ EQCM法やオージェ電子分光法などを用いて誘起共析系における振動現象の機構解明を行った。誘起共析とは水溶液中から単独では電析できないP、Wなどが、鉄族金属の存在により共析する現象である。in-situ EQCM法の結果から、誘起共析系において、共析元素の化合物(H_2PO_2^-,WO_4^<2->等)が溶液に存在するときのみNDRが生じることが分かった。さらに、このNDRは、電析反応に対して促進効果をもつ吸着負イオン(吸着H_2PO_2^-,WO_4^<2->等)が脱着することから生じることも明らかとなった。また、このNDR領域に電流値を固定すると自発的に電位が振動する。オージェ電子分光法の深さ分析より、この電位振動下で電析させた合金薄膜では層状構造が形成されていることが明らかとなった。詳しい解析の結果、この層状構造は電位振動に同期して(促進効果を持つ)H_2PO_2^-,WO_4^<2->等が吸脱着することにより形成することが明らかになった。さらに、三次元的な構造形成を目指し、SnCuの共析系における時空間パターンの観察を行った。リング電極を用いた研究の結果、作用極の近くに参照電極を配置することで、活性な部分がリング電極上をぐるぐると回転するパターンなどが観測された。この系では振動に同期してSnCu多層構造が形成されるため、この回転波と組み合わせることにより、SnCuのらせん構造が形成すると予想される。
ロールシャッハ・テスト記録のデータベース構築へ向けての基礎研究

研究実績われわれが開発した,ロールシャッハ・テストのデータベース(Rorschach Data System;以下,RODSと略)を用いて,今年度は,以下に示す2点の研究をおこなった。第一は,ロールシャッハ・テストのスコアリングに関する信頼性・妥当性の検討である。この研究では,11名のテスターによって実施された69名分のロールシャッハ・データを,テスト受検者およびテスターの了解を得たうえでRODSに登録した。そして,この69名分のプロトコルについて,受検者・テスター・テストに同席していない第三者のそれぞれに独立にスコアリングを行なわせた。その結果をRODS等を用いて分析したところ,特殊区分反応,非生物運動反応,陰影材質反応などでスコアの信頼性・妥当性が低いことが確認された。本研究の成果は,現在「ロールシャッハ法研究」誌に投稿中である。第二は,ロールシャッハ・テスト上に現れた言語表現に関する研究である。この研究では,運動反応の中に示される動詞を独自の視点から分類し,RODSに登録された各病理群および健常者群(計463名)の中でその出現頻度を比較検討した。この成果は,2003年9月に行なわれた日本心理臨床学会第22回大会にて発表した。この2点の研究においては,言語,領域図,スコアなど,ロールシャッハ・テストの全情報を蓄積・管理できるRODSを用いたからこそ,その統計処理を迅速に遂行し得たと思われる。なお,RODSは,2004年7月に東京・金子書房よりコンピュータ・ソフトとして「操作ガイド(研究手引書)」とともに出版されることとなった。今年度の研究の実績,新たに得られた知見は以下の点である。1.研究の実績筆者らの開発したロールシャッハ・テストのデータベース(Rorschach Data System:以下,RODS)に,今年度は,健常者約140ケース,病理群約30ケースのロールシャッハ・データを新たに追加した。その結果,すべてのデータを合計すると500ケースを越えるに至った。これらのデータは,すべて,反応の逐語記録のみならず,反応領域図,スコア,スコア要約表を含むものである。この作業によって,言語および画像情報を含む大量のデータを研究に可用することが可能となり,本邦におけるロールシャッハ・テストの標準化へ向けての基礎固めをおこなうことができた。2.新たに得られた知見ロールシャッハ・テストの標準化へ向けて,今年度,筆者らは,RODSに入力されたロールシャッハ・データの反応領域について,出現頻度の観点から検討をおこなった。領域は主として片口およびExnerの部分反応(D)リストにしたがって記号化した。その結果,健常者のデータにおいて,従来の片口法の普通部分領域リストにはない,頻度の高い部分反応を発見した。たとえばIIIカードの黒色領域の下部,IXカードおよびXカード中央の空白を含んだ部分である。この結果から,これらの3つの領域は,将来,片口法の普通部分領域リストに追加される可能性があることが示唆された。
EELSによる表面修飾と不活性小分子の活性化

本研究の目的はEELSなどを用いて,構造,組成,電子状態のよく規定された遷移金属および半導体の単結晶表面における表面修飾と不活性小分子の活性化との相関を解明することである。遷移金属としてはPd(110),半導体としてはSi(100),修飾表面としては清浄表面をアルカリ金属(Cs,K)などで修飾して得られる吸着粒子誘起超構造を主な対象とした。前者については,炭化水素(ベンゼン,アセチレン),後者については酸素分子との相互作用に関する研究を終了した。アルカリ金属で修飾すると,Pd表面においては炭化水素の熱分解反応や,場合によっては,合成反応が促進されることがわかった。Si表面の場合は,常温酸化が大幅に促進されることがわかった。これらの原因について考察を加えた。Si表面の場合,酸素分子で得られた結果から考えると,窒化はアルカリ金属修飾によって,促進されないようである。
ＶＩ族遷移金属ダイカルコゲナイドヘテロ積層構造の成長とバレーダイナミクス観測

昨年度より、六方晶窒化ホウ素保護された硫化タングステン(IV)/硫化モリブデン(IV)原子層ヘテロ積層構造に注目し、その作成及び層間励起子発光とその由来についての研究を行ってきた。常温においてこのヘテロ積層構造に対し発光分光を行うと、既報(六方晶窒化ホウ素保護がないヘテロ積層構造)では単一ピークであった層間励起子発光が、本研究において作成した六方晶窒化ホウ素保護された試料では3つの成分を持って現れた。このヘテロ積層構造はマルチバレー系であり、複数のバレーが光学遷移に寄与する。そのため、層間励起子もそれに従って複数の由来を持ち、それぞれ異なるバレー特性を持つことが予想される。このため、層間励起子の由来同定はそのバレー特性の理解やダイナミクス観測、そして多重励起子探索等をはじめとするヘテロ積層構造の基礎物性の探索に重要であると考え、その由来を探った。原子層ヘテロ積層構造の試料は、昨年度開発した化学気相成長法と乾式転写法を組み合わせた手法で作成した。層間励起子の由来を探るべく、常温ないし極低温において発光寿命測定、励起波長依存性測定をはじめとする各種分光測定を行うと同時に、第一原理計算によるバンド構造や誘電関数、結合状態密度等の導出と実験結果との比較を行った。結果、これらの由来は一つの直接遷移と二つの間接遷移の層間励起子であるとの同定に成功した。この層間励起子の由来を探ることができたのは、六方晶窒化ホウ素保護によって基板等の環境による品質低下とそれに伴う発光ピークのブロードニングが抑えられ、個別ピークの物性測定が可能になったためと考えている。この結果は、ACS Nano誌に掲載された。29年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、博士課程前期課程より行ってきた六方晶窒化ホウ素(hBN)上に合成した硫化タングステン(IV)原子層、並びに原子層ヘテロ積層構造の発光特性について研究を行った。hBN上に合成した硫化タングステン(IV)原子層は、80 Kにおいて4つのピークを持った発光スペクトルを示す。このピークの由来を探るべく励起光出力依存性等の測定を行った結果、その1つが多重励起子のひとつである励起子分子の発光由来であることがわかった。このうち励起子分子発光は既報と比べ遥かに高い温度、1/100以下の低い励起光出力で観測され、その大幅な安定化に成功した。この結果はhBN上への直接合成による高い品質が本質的であり、この試料が基礎物性の探索に有効であることを示している。以上の結果は論文にまとめ、Scientific Reportsに掲載された。更に励起子物性の探索を進めるべく、私は原子層ヘテロ積層構造に注目した。異種原子層を積層した原子層ヘテロ積層構造のうち、半導体原子層をType-IIバンドアライメントになるよう積層すると、荷電粒子が層間にまたがった層間励起子が生成する。層間励起子は層内励起子と比べ1000倍以上発光寿命が長いため多重励起子等の探索の場として適しており、本研究の素材としてはうってつけである。私は本研究のもう一つの骨子である高い品質を持った原子層ヘテロ積層構造を作成すべく、化学気相成長法と乾式転写法を組み合わせた新しい手法を開発し、hBN保護された原子層硫化タングステン(IV)・硫化モリブデン(IV)ヘテロ積層構造を作成することに成功した。作成したヘテロ積層構造は常温にて層間励起子由来の発光を示し、そのスペクトルは既報より遥かに詳細な構造を持って現れた。これはhBN保護の効果と原子層同士がクリーンな界面を持つためであり、この新規手法と試料が高い有用性を持っていることを示している。本年度、私はhBN上に直接合成した高品質原子層硫化タングステン(IV)において多重励起子のひとつである励起子分子の発光の観測とその大幅な安定化に成功し、それをまとめた論文がScientific Reportsに掲載された。一方で、この高品質な硫化タングステン(IV)を用いても励起子の発光寿命は極端に短く、本研究の目的の一つである多重励起子探索に必要な励起子蓄積には向かないことも判明した。そこで、私は原子層ヘテロ積層構造に着目した。この層間励起子は、その発光寿命が層内励起子と比べ1000倍以上長く、励起子蓄積が容易である。この層間励起子の特徴として、ヘテロ積層構造をなす原子層同士の積層角によって光物性が変化することが知られている。これに加え、本研究の骨子の一つである高品質な試料を作製すべく、私はhBNで保護された、かつ積層角を制御したヘテロ積層構造を作成する手法を編み出すこととした。これの双方をなすべく、私は結晶形状から結晶方位角が判別可能な化学気相成長法、そして複数種類の原子層積層が可能、かつ自在な積層角を生み出せる乾式転写法を組み合わせる新規ヘテロ積層構造作成手法を生み出し、hBN保護された原子層硫化タングステン(IV)・硫化モリブデン(IV)ヘテロ積層構造の作成に成功した。

作成したヘテロ積層構造は常温において層間励起子由来の複数ピークを持った発光を示し、その発光ピークは既報よりも遥かに詳細な構造を持って現れた。現在、その層間励起子の発光の由来を探るべく、各種物性の測定を進めている。よって私は初期の課題を更に発展させ、新たな課題に挑戦しているといえる。よって、概ね順調に進展していると判断した。昨年度より、六方晶窒化ホウ素保護された硫化タングステン(IV)/硫化モリブデン(IV)原子層ヘテロ積層構造に注目し、その作成及び層間励起子発光とその由来についての研究を行ってきた。常温においてこのヘテロ積層構造に対し発光分光を行うと、既報(六方晶窒化ホウ素保護がないヘテロ積層構造)では単一ピークであった層間励起子発光が、本研究において作成した六方晶窒化ホウ素保護された試料では3つの成分を持って現れた。このヘテロ積層構造はマルチバレー系であり、複数のバレーが光学遷移に寄与する。そのため、層間励起子もそれに従って複数の由来を持ち、それぞれ異なるバレー特性を持つことが予想される。このため、層間励起子の由来同定はそのバレー特性の理解やダイナミクス観測、そして多重励起子探索等をはじめとするヘテロ積層構造の基礎物性の探索に重要であると考え、その由来を探った。原子層ヘテロ積層構造の試料は、昨年度開発した化学気相成長法と乾式転写法を組み合わせた手法で作成した。層間励起子の由来を探るべく、常温ないし極低温において発光寿命測定、励起波長依存性測定をはじめとする各種分光測定を行うと同時に、第一原理計算によるバンド構造や誘電関数、結合状態密度等の導出と実験結果との比較を行った。結果、これらの由来は一つの直接遷移と二つの間接遷移の層間励起子であるとの同定に成功した。この層間励起子の由来を探ることができたのは、六方晶窒化ホウ素保護によって基板等の環境による品質低下とそれに伴う発光ピークのブロードニングが抑えられ、個別ピークの物性測定が可能になったためと考えている。この結果は、ACS Nano誌に掲載された。今後は、上述したhBN保護された原子層硫化タングステン(IV)・硫化モリブデン(IV)ヘテロ積層構造における層間励起子の由来について探索を進める。励起波長依存性測定、発光寿命測定等の実験的な研究に加え、海外の研究者との共同でDFT計算によるヘテロ積層構造のバンド構造・結合状態密度計算等の理論的なアプローチと合わせ、その由来を探っていき論文にまとめる予定である。同時に、層間励起子の寿命の長さを活かし、励起子蓄積による新奇励起状態の発現の探索やexciton-excitonannihilation発生の可能性を探る。また、作成した試料に対しグラフェンや金属を用いたトップゲート電極ならびにドレイン電極を取り付け、キャリアドープや縦電場の印加による発光特性の変調やそれに伴う高次の励起状態探索、そしてこれらの条件下における層間励起子とその高次の励起状態のバレーダイナミクス測定などを行っていく予定である。また、同時に作成したヘテロ積層構造の断面TEM観察を行い、その層間距離を測定する研究を行う。作成したヘテロ積層構造はサンプルやその積層角によってその発光特性が変化し、場合によっては層間励起子由来の発光ピークが最大100 meV以上シフトする場合がある。この由来は双方の結晶のスタッキングの状態(積層角や結晶の並進のズレ)によって層間の距離が僅かに変化し、バンド構造が変調することによって引き起こされることが示唆されているが、その実際の観察例はない。
アパレル材料に対する感性情報のモデル化ならびに客観的評価システムの開発と応用

(1)繊維材料に対し人間の「視覚」によって評価される「質感」は同じ色の材料間で異なる印象を与えるのか.(染料,繊維種,糸形態,組織のファクターを考慮して),(2)何故,触れてもいない布に人間は繊維材料特有の「質感」を感じ取ることができるのか.(3)諸繊維材料に対する人間の感じる「質感」の記述と特性という点について,感性情報学的視点から客観的データ解析手法によってアプローチし,繊維材料、アパレル材料の開発に適用できる簡便迅速な装置、測定法、評価システムを考案することにあった.平成17から19年度の3年間の研究をとおして、"人間の「知覚」に与える「材質感」とは荷か""優れたアパレル材料とは何か"といった人間の「感性」に直接関わる問題を,異なる国(日本、中国、ニュージーランド)、異なる分野(アパレルデザイン、アパレル材料、材料品質加工、統計解析・画像解析学、画像情報科学)の研究者達が協力することにより、結果として得られたデータを用いて評価・記述するための体系的な基礎を構築することができた.特に,様々な分野のデータを有機的に結び付けて有益な情報を得るという総合領域の特長を十分生かした研究結果をまとめることができた。具体的成果として1.同一色で染色工程、組織、改質処理したアパレル材料に対する人間の「感性」による「質感」のうち視覚情報をデジタル化して整理しモデリング、説明した。2.17、18年度の検討結果を応用し、絹麻、絹、麻織物の品質改良と改質効果を体系的に検証、記述した。3.平成17、18年度、2回にわたって開催したニュージーランド旧羊毛研究所(現在AgResearch Limitted、代表:Dr. Surinder Tandon)とのワークショップ成果を生かし、羊毛中厚手、厚手(カーペット地)の測定技術の開発も含めて総合的に客観評価を行うことができた。材料(機能付加加工条件を含む)の面、記述手法(従来的記述、デジタル記述、官能評価)面からの評価システムを追求した。4.1.2.3の成果を20編の論文、関連の国際会議17件公表した。材料客観評価値の最終用途アパレル製品の性能評価への適用について、最終年度には、2枚のCD-R記録を含む報告書144p(冊子)を編んだ。本年度は,以下1.の分野からの実験,研究を重点的に行った.1.人間側のアパレル材料に対する「感性」の定義と官能検査(村上),2.諸物性値測定と計量(藤本),3.画像処理による特徴量抽出(浅野)とデータ解析(研究協力者:村木)4.生態を考慮した材料の改良(森田,藤本、研究協力者:Ma Yihua)および生産者による経験値ぼ整理布の試作(研究協力者:森益一,S.Tandon)。2.の諸物性値測定と軽量化について、購入した機器より、組織や糸つかいの異なる羊毛布24種類を収集し、分光測色計を用いて反射を伴う場合と伴わない場合の測色を行った。画像処理による特徴量と比較検討した。黒色の官能的判定を特徴量で説明できる可能性を見いだしている。画像も含め熱特性について、カーペット材料を含めた厚みのある布を対象にデータを収集した。圧縮・摩擦特性と熱特性との相関が見られることから、来年度は画像処理による特徴量との連結すすめる基礎を得た。

アパレル材料の選定,評価要求,生態系配慮高品質化について原料生産国の意見を聴き結果に反映させる(布生産国日本にフィードバックする)ために,平成17年度3月、旧ニュージーランド羊毛研究所Canesis(海外協力者)で羊毛布を対象にワークショップを開いた(海外旅費).各研究分担者が今年度の研究を報告し、議論を重ねた。中厚手布の客観評価については、基本構造定数の他,諸力学特性値(現有のKES-FBシステムを用いる)と官能試験のデータベース構築をすすめること、厚手の布については摩擦特性、圧縮特性,熱特性値(現有機器による特性値に加え熱画像装置を用いる,さらにこれらの特性地を、画像処理による特徴量を用いた解釈説明をはかっていき感性工学的視座から解析するために基礎資料を整理している。1.本研究組織と繊維原料生産国協力者により試料(繊維、糸、布各ステップで生産コントロールされたもの)を作製、選択した。対象試料について諸物性値(色、力学特性、熱特性)を測定した。(藤本、村上、Dr.Surinder(NZ), Ms.Yihua(China)).試料は、植物繊維布として麻、絹繊維からなる織物、絹麻交織織物(中国広西絹麻研究所協力)および羊毛布にソフト処理を2段階で施したものおよびカーペット地である(ニュージーランド羊毛研究所提供)簡便に表面、圧縮特性を測定する機器(センサー)を開発した。(物品費として計上).2.1の絹、麻、絹麻交織(交織構造を変化させた4種)織物について、品質向上のための加工法の検討と実施。(森田、藤本、Surinder Tandon, Ma Yihua).3.「質感」について官能検査を行い実際的な感性情報を収集する(村上、浅野晃、浅野千恵(協力者)).4.試料の画像観察と画像特徴量の取り出しの改善を行い、1の羊毛原布と処理布の差異を判別した。(浅野晃、浅野千恵(協力者).1および3と画像特徴量の相関を検討し、客観的評価システムの構築の基礎を築いた.(全員)6.本組織、海外繊維材料産出国側協力者、国内布生産プロパーによる研究会を愛知県一宮市ファッションデザインセンターにて開催した。この研究会では、3日間(11月4日から6日)にわたり、11件の口頭発表、6件のポスター発表を通して、協力者の専門的知識の提供を受けるとともに今後の研究の展開を議論した。羊毛原産国ニュージーランド羊毛研究所(Canesis Network Coltd.)から、Dr.Tandon, Mr.Macneil, Mr.Sunderland, Ms.Piperが来日し専門的協力を得た。(外国旅費などを支出)7.中国からはMs.Yihua(広西絹麻研究所)が知的情報を提供した。原料を布にする立場である日本側からは森益一(染色、製織技術のプロパー)、伊藤鬼歳(アパレル品質評価の専門家)のアドバイス(謝金支出)と研究資料、生産試験試料の紹介、説明を受け、貴重な情報を得た。本研究の最終年度(3年目)にあたり、これまで2カ年にわたって、集積したデータをもとに繊維材料の「質感」に対する人間の「感性」を,画像特徴量や物性値を用いて,刺激一人間一質感評価値の系をモデル化あるいは相互連関のメカニズムを提案する.羊毛布および絹麻布を中心にさらなるデータの集積により,さまざまな繊維材料の「質感」の客観的記述を行う。
我が国企業における研究開発の生産性規定条件に関する研究

本研究は、我が国企業における研究開発の生産性の規定条件を、狭義の研究開発費だけでなく、企業内教育や企業に蓄積されている情報との関連において、実証的に検討しようとした。この目的の下、まず、我が国研究開発の特徴を国際比較の中で明らかにするために、0ECD統計を用いた比較分析を行った。その結果、我が国研究開発の中で企業が占める比重は、OECD諸国と比較しても大きいことが明らかになった。すなわち、我が国研究者の68%(OECD方式によるフルタイム換算)は企業に属し、研究費の69%は企業で使用されている。しかも、常識に反して、企業研究費に対する政府支出は少なく、我が国企業は自己資金で基礎研究もかなりの投資をしている。その生産性を、いくつかの指標を用いて検討したところ、我が国の研究開発生産性は、論文数や特許出願件数でみると高い水準にあるが、研究開発の結果得られた技術の輸出が十分ではないことが明らかになった。次に、こうした我が国企業の研究開発生産性の特徴を支える条件を定性的に把握するために、薬品、通信、自動車各1社、鉄鋼2社を選定し、各社の企業開発、研究管理、ないし人事担当者に対するヒアリングを行い、各社の研究開発の成果をふまえて、広義の研究開発費(資料収集費や電算機関連費、研究開発部門と生産部門の交流時間を含む)に関する情報や研究者の人事政策(採用・異動・育成等)に関する情報を得た。これらの情報は、各社の有価証券報告書に公表されている(狭義の)研究開発費と対応させて整理したので、次年度以降に我が国企業の研究開発生産性の規定条件を定量的に把握するための基礎資料として活用することが可能な状態にある。
圧力誘起体積収縮を用いた巨大負熱膨張物質の開発

ペロブスカイト化合物PbCrO3のが圧力印加で示す10%もの巨大な体積収縮のメカニズムを解明した。高圧合成で得られるペロブスカイトPbCrO3は、長らくPb2+Cr4+O3の反強磁性絶縁体だと考えられてきた。しかしながら、立方晶で指数づけできるX線回折ピークはブロードで、4.01Åという格子定数はSr2+Cr4+O3にくらべ4.8%も長く、La3+Cr3+O3よりも長い。また、t2g2の電子配置を持つCr4+であれば金属伝導が期待されるのに、絶縁体であるのも不思議である。2010年に、PbCrO3を加圧すると、1.6GPaで9.8%の体積減少を示すことが報告され注目を集めた。硬X線光電子分光測定で、Pb2+とPb4+の存在が明らかになった。電子顕微鏡観察ではPb位置に乱れがあり、短距離秩序の存在を示唆する3a×3a×3aの散漫散乱が見つかった。この結果を元に放射光X線PDF解析を行い、この物質が常圧ではPb2+とPb4+が3格子間距離程度の短距離秩序したPb2+0.5Pb4+0.5Cr3+O3である事を確かめた。この結果はDFT計算とも符合しているこうしたことから、Pb2+Cr4+O3への転移が圧力誘起体積減少の起源であることを明らかにした。これはサイト間電荷移動によって巨大負熱膨張を示すBiNiO3と同様の変化なので、化学置換によって巨大負熱膨張が発現すると期待される。27年度が最終年度であるため、記入しない。BiCoO3は、結晶構造の縦横比であるc/aが1.27という、巨大な正方晶歪みを持つPbTiO3型のペロブスカイト化合物である。加圧すると約2.5GPaで13%もの巨大な体積収縮を伴って、常誘電相へと転移する。また、1.5GPaの圧力下で昇温することでも同様の転移を観測することが出来る。この昇温による体積収縮を常圧下で起こすことが出来れば、工業的に重要な負の熱膨張につながると期待される。そこで、同様の結晶構造を持つ化合物に着目し、高圧合成の手法を用いてBi2ZnVO6を合成、これがBiCoO3と同程度のc/a=1.26の正方晶歪みを持つ事を確認した。さらに、ダイヤモンドアンビルセルを用いた放射光X線回折実験を行い、同様の結晶構造を持つBiCoO3、Bi2ZnTiO6、Bi2ZnVO6の圧力下の結晶構造変化を調べた。この結果、Bi2ZnTiO6は加圧と共に連続的に体積が減少し、常誘電相への転移も比較的マイルドな圧力である1GPaで、ほぼ連続的に生じる事が分かった。負熱膨張物質の母物質として有望であるが、常圧下の昇温で転移を起こすには、大きすぎるc/a比を減少させる必要がある。Bi2ZnTiO6ではd0のTi4+が持つ二次のヤーンテラー効果のためにPbTiO3型の構造歪みが起こっていると考えられる。c/a比を減少させるには、d電子を持ち、かつ絶縁性を期待できるd3またはd6のイオンでTi4+を置換することが効果的と考え、高圧合成法でBi2ZnTi1-xMnxO6を合成したところ、x=0.4でc/a1.06にまで減少させる事に成功した。また、BiNiO3のNiをFeで一部置換した試料が巨大な負熱膨張を示す事を確認、エポキシ樹脂に分散させることでゼロ熱膨張コンポジットを実現した。BiCoO3、Bi2ZnTiO6そしてPbVO3は負熱膨張への期待の他、巨大な自発分極を持つ事から、強誘電体としても注目を集める物質群である。

しかしながら、何れもc/a比が1.2以上と大きすぎるため、分極の反転を起こすことが出来ていなかった。この物質群にBi2ZnVO6という新物質を付け加えた事は大きな成果である。さらに、独自の物質設計によりc/aを減少させる手法を開発、Bi2ZnTi0.6Mn0.4O6においてc/a1.06を実現した。負熱膨張を実現する、という目標に大きく近づいた。BiNiO3に関しても、これまでのBiサイトの希土類置換ではなく、NiをFeで置換するという新しい方策で負熱膨張を実現し、さらにエポキシ樹脂に分散させることで、限られた温度範囲ではあるが、ゼロ熱膨張を実現したことは、研究の一里塚である。こうした事から、研究はおおむね順調に進展していると言える。27年度が最終年度であるため、記入しない。Bi2ZnTi1-xMnxO6については、昇温時の結晶構造変化、特に体積の変化を調べる。また、放射光X線粉末回折データのリートベルト解析で原子座標を精密化し、電気分極の大きさと方向を求める。これらにより、負熱膨張の有無を確認するだけでなく、負熱膨張が生じない場合にもその理由を考察することが出来る。例えば分極が大きすぎることが負熱膨張の妨げになっているようであれば、TiをMnで置換するのと同時にZnを他の元素で置換することが考えられる。巨大な圧力誘起体積減少を示す物質として、PbCrO3の研究も行う。PbをSrで置換すると、組成に応じてPb2+0.5Pb4+0.5Cr3+O3相からSr2+Cr4+O3相への転移が起こり、両者の間には10%もの体積差があることは確認したが、残念ながら温度変化による相転移は起こせていない。これは体積差が大きすぎるためであると考えられるので、イオン半径の大きなBaで置換した、Pb1-xBaxCrO3で負熱膨張の実現を試みる。研究のもう一つの柱として、電子顕微鏡観察を通じ、Bi1-xLaxNiO3の負熱膨張に伴うドメイン構造変化の観察を掲げた。この物質では転移が100K以上の広い温度範囲にわたって起こるため観察に成功していないが、BiNi1-xFexO3ならば転移がシャープであるため、観察に成功する可能性が高い。