hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
視野変換による知覚体制の崩解と再構造化に関する生理心理学的研究

1.変換視野への順応に伴う第一次視覚野の大規模可塑性左右逆転鏡を数カ月にわたって装着させたニホンザルの第一次視覚野から単一細胞活動を記録したところ、驚くべきことに、反対側の視野のみならず同側の視野にも受容野を持つ細胞が数多く発見された。これらの細胞は、刺激の方位や運動方向には全く選択性を示さなかったが、刺激光の点滅には良く応答した。この結果は、変換視野への順応の際に、視覚野の大規模な機能的再体制化が生じていることを示している。固視点の左右に同心円からなる順応刺激を呈示した。一方の刺激には赤、もう一方には緑の色をつけた。さらに、刺激の一つにはプラスの視差をつけ固視点より近くに見えるようにし、残りの一つには、逆に、マイナスの視差をつけ遠くに見えるようにした。十五秒毎に刺激の左右を入れ替えた。30分間順応させた後、赤と緑のテスト刺激をそれぞれ固視点の左右に呈示し、二つの刺激が同じ奥行きに見えるために必要な視差の違いを測定した。この結果、遠くの赤と近くの緑に順応した後には、赤が緑より近くにあるように見え、逆に、近くの赤と遠くの緑に順応した後には、赤が緑より遠くにあるように知覚されることが明らかになった。この事実は、物体の色彩が、従来考えられてきたよりも強く、両眼立体視に影響を及ぼしていることを示している。二足歩行の起源逆転鏡装着後数週間の間、ニホンザルの自発的二足歩行が度々観察された。歩行姿勢は、ヒトが暗闇を手探りで歩く姿勢と非常に良く似ていた。視覚系が使えないときに、手の触覚を利用して周囲の障害物を検知しているのではないかと考えて、暗黒下におけるニホンザルの行動を赤外ランプとCCDカメラで観察した。5頭中2頭が、自発的な二足歩行を行っていた。さらに、移動の速度が、他の3頭の4足歩行サルと比べて、極めて早かった。3頭のサルに二足歩行の訓練を行った後、再び暗黒下で観察すると、移動速度が有為に速くなっていた。以上の結果は、2足歩行が暗闇の移動に有効であることを示している。19世紀末に行われたStrettonの研究以来視野変換への順応に視覚系の変化が伴うか.それとも視覚運動共応系が変化するだけなのかという問題について論争が続いている。本研究では.視野変換に順応させたニホンザル視覚領から単一細胞記録を行い.上記の問題の解決を試みた。その結果.第一次視覚野の方向、傾きに選択性をもたない細胞群が.その受容野を大きく変化させることをつきとめた。この結果は.(1)視野変化への順応に視覚情報処理の早期の段階が.大きく関与していること.(2)成人した大脳皮質が.大規模な可塑性を有していることを示している.視野の上下あるいは左右を逆転させた変換視野への順応に、視覚系の機能的変化が伴うか否かについて、長く論争が続いてきた。本研究室でニホンザル3頭に左右逆転

プリズムを装置させ、約2ヶ月間の順応期間をおいた後に、大脳皮質視覚領の細胞活動を記録したところ、驚くべきことに、視野の左右両方に受容野を持つ細胞が、第一次視覚野で数多く発見された。これらの細胞は、線分の傾きあるいは運動方向には全く選択性を示さなかったが、刺激の点滅には良く応答した。これらの結果は、変換視野への順応に視覚系の機能変化が伴っていることを示している。3名の男子学生に左右逆転鏡をそれぞれ14日間から50日間連続装着させ、空間視機能の変化の様子を観察した。空間の定位に関しては、結果のばらつき或いは個人差が非常に大きく、順応の効果を推察するまでに至らなかった。ところが、逆転鏡の装着によって正反対の見え方になった(1)両眼立体視と(2)自己の運動による網膜像の動きを手がかりにした立体視は、装着後10日間ほどで、網膜像が逆になっているにも関わらず、正常時と変わらない成績を示すようになった。一方、左右逆転鏡を50日間装着したニホンザルの第一次視覚野からは、反対側のみならず同側の視野にも受容野を持つ細胞が観察された。これらの細胞は、方位あるいは運動方向に対して全く選択性がなく、刺激の点滅に対して良く応答した。この結果は、変換視野への順応に伴って機能的な変化を示した細胞が、いわゆる小細胞群(parvo)に属しブロッブ(blob)に存在していることを示唆している。ブロッブの細胞の多くは光の波長に選択性を示すが、このことと上述したヒトの実験結果との間には何か関連はあるのだろうか?物体の色彩が両眼立体視に及ぼす作用を再検討することを目的として、以下の実験をおこなった。固視点の左右に同心円からなる順応刺激を呈示した。一方の刺激には赤、もう一方には緑の色をつけた。さらに、刺激の一つにはプラスの視差をつけ固視点より近くに見えるようにし、残りの一つには、逆にマイナスの視差をつけ遠くに見えるようにした。十五秒毎に刺激の左右を入れ替えた。30分間順応させた後、赤と緑のテスト刺激をそれぞれ固視点の左右に呈示し、二つの刺激が同じ奥行きに見えるために必要な視差の違いを測定した。この結果、遠くの赤と近くの緑に順応した後には、赤が緑より近くにあるように見え、逆に、近くの赤と遠くの緑に順応した後には、赤が緑より遠くにあるように知覚されることが明らかになった。この事実は、物体の色彩が、従来考えられてきたよりも強く、両眼立体視に影響を及ぼしていることを示している。
in situ RT-PCRによる脳内サイトカインの局在同定と半定量化の試み

直接法ではいくつかの前処置にもかかわらず、genomic DNAに存在するきず(nick)にDIG-dUDPが入り込んで修復され、すべての核が染色されるア-ティファクト(DNA repair artifact)が克服できなかった。一方、間接法ではこのようなア-ティファクトは認められず、EAE極期に炎症細胞とミクログリアと考えられる細胞が多数陽性となる所見が得られた。ただし、安定的に特異染色を得るにはいくつかの改良(特に増幅したPCR産物を組織に固定するための技術的改良)が必要であると思われた。組織上にある分子を同定する場合、蛋白レベルとmRNAレベルでの解析が望ましい。しかしながら、液性分子の免疫染色は不確実なことが多い。そこで本研究では、組織上のmRNAをin situ hybridization(ISH)とin situ RT-PCRで検索したが、前者はサイトカイン検出には感度不足のことが多く、後者のほうがより有用であると考えられた。ただし、逆転写後にRNase処理するなどして、より特異的な遺伝子増幅を行なう必要があろう。直接法ではいくつかの前処置にもかかわらず、genomix DNAに存在するきず(nick)にDIG-dUDPが入り込んで修復され、すべての核が染色されるア-ティファクト(DNA repair artifact)が克服できなかった。
排水機能付矢板による河川堤防の地震被害抑止機構と限界状態設計法の確立に関する研究

本研究では、盛土-飽和砂地盤系の地震時液状化被害抑止工法として排水機能付矢板締切工法に着目し、矢板打設による系の安定性向上効果について塑性論的考察を加えた。まず、盛土-地盤-(排水機能付)矢板系の地震時における過剰間隙水圧応答を追跡するために、(1)繰り返し載荷に伴う土の塑性体積ひずみの蓄積過程をせん断変形履歴との相互関係を無視して規定の関数でモデル化する、(2)せん断振動成分を無視して漸増塑性体積変化のみを考慮する、ことにより、地震載荷中の地盤内過剰間隙圧応答を部分排水問題として捉え、内部生成項を含む圧密型方程式で定式化した。これを数値的に解くことにより、矢板の排水機能付加による地盤内過剰間隙水圧の低減効果を試算した。次に過剰間隙水圧の上昇や地震による慣性力を考慮した盛土-地盤-矢板系の塑性安定解析法を展開し、矢板による補強なしの場合、普通矢板設置の場合、および排水機能付矢板との場合における解析結果を比較することにより、系の安定性に及ぼす矢板打設と排水機能付加の効果を検討した。矢板を含む安定解析では、矢板上で塑性ヒンジが発生し、それに伴い矢板両側地盤が塑性流動を生じる破壊モードを仮定した。特定ケースに対する過剰間隙圧応答解析の結果、矢板に排水機能を付加することにより、矢板近傍(矢板より1m程度)において過剰間隙水圧の低減効果が認められた。また過剰間隙水圧応答の解析結果を用いて、提案した安定解析法に基づき盛土-地盤(-矢板)系の崩壊水平震度を試算した結果、矢板の挿入により系の安定性は大きく向上するのに対し、排水機能付加による安定性改善効果は顕著には表れなかった。排水機能付矢板締切り工法は、砂質地盤上の盛土や河川堤防などの法尻に通水性矢板を打設することにより、矢板自体の剛性による盛土直下地盤の変形拘束効果とともに、排水機能付加による矢板近傍地盤の過剰間隙水圧の抑制による強度維持を期待するものである。本研究ではまず、過剰間隙水圧の分布性状に及ぼす排水機能付加の効果について解析的検討を加えた。すなわち、過剰間隙水圧の蓄積・消散過程を、(1)繰返し載荷に伴う土の塑性体積ひずみの蓄積過程を、せん断変形履歴との相互関係を考慮せずに既定関数で与える、(2)せん断振動成分を無視して漸増塑性体積変化分のみに着目する、ことにより、地震載荷中の地盤内過剰間隙圧応答を部分排水問題として捉え、内部生成項を含む二次元圧密方程式で定式化した。これを数値的に解くことにより、矢板の排水機能付加による地盤内過剰間隙水圧の抑制効果を検討した。解析の結果、普通矢板の場合と比較して、矢板に排水機能を付加することにより、矢板近傍1m程度の範囲において最大残留間隙水圧の低減効果が認められた。次に上記解析で得られた最大残留間隙水圧分布を基に、盛土ー地盤ー矢板系の地震時安定解析を行った。安定解析では関口・三村(1992)による矢板護岸の安定解析と同様の塑性流動機構や矢板折れ曲がりモードを仮定した。地震力を水平震度で評価し外部仕事率に組み入れた。また内部消散率の評価にあたっては、過剰間隙水圧の上昇による土の強度低下を考慮した。上界法的アプローチにのっとり系全体の外部仕事率と内部消散率を等値し、系破壊時の水平震度を与える式を誘導した。例題解析の結果によると、排水機能付矢板打設の場合に、普通矢板打設の場合と比較して二割程度破壊時水平震度が大きくなる結果を得た。また本解析法による破壊時水平震度は、円弧すべりを仮定した場合と比較してかなり小さい値となった。

また過剰間隙水圧応答の解析結果を用いて、提案した安定解析法に基づき盛土-地盤(-矢板)系の崩壊水平震度を試算した結果、矢板の挿入により系の安定性は大きく向上するのに対し、排水機能付加による安定性改善効果は顕著には表れなかった。
レーベル遺伝性視神経症の発症予防・治療を目指した病態研究

LHONの病態の主体は網膜神経節細胞であるため、病態解析の中心となる網膜神経節細胞を分離する必要がある。本研究において当初計画していた磁気細胞分離装置での網膜神経節細胞の単離が、設備上の都合から使用困難であること、また磁気細胞分離装置で単離した網膜神経節細胞には、他の網膜組織が混在することが経験上明らかになってきた。そのため、より純粋な網膜神経節細胞を得るために、単離手法を変更する必要が生じた。具体的には、網膜神経節細胞に特異的な抗体を用いて、二段階に細胞を分離するImmunopanning法により網膜神経節細胞を単離する手法に実験計画を修正した。磁気細胞分離装置では三次元網膜組織を約50日維持するのみでよいが、Immunopanning法では三次元網膜組織を約100-120日間維持して、網膜神経節細胞を単離する操作を行う。そのため、三次元網膜組織を長期に安定して維持培養する必要がある。2018年度はこれまでに樹立した患者iPS細胞と、健常iPS細胞から網膜三次元組織を分化誘導し、約120日間の長期培養を行い、形態を確認した。この結果、長期培養した組織は患者・健常者ともに網膜組織の透明性を概ね維持しており、明らかな形態の差を認めず、Immunopanning法に使用できる組織であると推測された。長期培養した三次元網膜組織を継続して得るために、今後はiPS細胞から網膜組織の分化誘導を定期的に行うこととしている。2018年8月24日より2018年12月31日まで産休・育休を取得し、当該期間の実験を休止した。科研費申請後に妊娠が判明したために、産休・育休取得分は当初の予定より計画が遅延している。また網膜神経節細胞の単離手法を変更し、三次元網膜組織の維持培養に当初計画の2-2.5倍の期間を要しているため、計画が遅延している。産休・育休取得による研究遅延に対しては、研究機関の延長申請を行った。今後は当初の計画通り、長期培養した三次元網膜組織から網膜神経節細胞を単離し、患者iPS細胞由来組織と健常iPS細胞由来組織での網膜神経節細胞の動態を比較する。網膜神経節細胞の単離手法を変更したため、長期培養した三次元網膜組織を継続して得るために、iPS細胞からの網膜組織の分化誘導を定期的に行うこととする。産休・育休時に実験を休止したために差引額が生じている。実験期間延長申請を行っているため、延長期間分の実験に必要な物品購入に使用する。
会計基準の設定と企業の裁量的行動に関する理論的・実態的・実証的研究

14年度においては,まず,13年度に実施した「税効果会計に係る会計基準』の適用動向に関する実態調査との関連で,会計基準の実施時期の設定に係る要因,および経営者の会計基準適用時期の選択を説明する理論を検討した。前者に関して,会計基準の完全実施までに複数年の準備期間を設ける点は,企業側の事務負担,さらには実務指針等の整備という点を指摘し得るが,早期適用の容認という点関しては,マクロ会計政策の問題という,更なる研究の領域が指摘される。また,後者に関して,早期適用という選択が,企業情報の早期提供という観点とともに,基準の適用による効果,特に,利益調整および配当財源の確保という観点からも説明がなされる。そこで,1998年3月期の連結財務諸表において税効果会計を適用していなかった企業のうち,早期適用を選択した企業(早期適用企業)と早期適用をしなかった企業を対象に,この2つのサンプルを(1)新基準への移行に係る事務作業量,(2)利益水準および前期比の利益率の変化率,(3)配当余力という観点から峻別できるかどうかについて統計的検定を行った。その結果,(2)について,微妙な水準ではあるが早期適用企業の利益水準が有意に低かったが,前期比の利益率の変化率は有意な差はなかった。また,(3)に関しては,早期適用企業の配当余力が有意に低いという結果が得られた。さらに,繰延税金資産に対する評価性引当金の設定割合についても調査し,早期適用企業のほうが設定割合が低いという結果が得られた。したがって,早期適用企業は,将来の収益力および基準の適用効果を踏まえた上で,損失処理を積極的に進めた企業と特徴付けられる。しかしながら,上記のどの観点が早期適用という選択のトリガーであるかについては,今後の研究課題である。これらの成果は日本会計研究学会第61回全国大会にて報告し,また,そこでの指摘等を踏まえてものを一部紀要にて発表している。13年度においては,まず,税効果会計に係る先行実証研究の考察を行った。そして,税効果会計情報の企業価値関連性に関する実証研究とともに,税効果会計の適用時期の選択および繰延税金資産の評価における裁量に係る実証研究という類型化を行い,考察した。また,関連する領域として会計方針の選択に関する理論,利益調整という観点からの先行実証研究をレビューした。これらを踏まえて,『税効果会計に係る会計基準』の設定において早期適用が容認された点から,まず,わが国の一般事業会社の適用動向を調査した。ここでは,連結財務諸表および個別財務諸表における適用動向を調査した。そして,この適用動向はどのように説明されうるのか,すなわち,『税効果会計に係る会計基準』に係る経営者の適用時期の選択に関する仮説の提示に取り組んでいる。上記に並行して,繰延税金資産が,商法上,配当可能利益の計算に含められる点を勘案し,個別財務諸表における繰延税金資産計上額に関するデータを収集,整理した。すなわち,投資情報としては連結財務諸表が主たる財務諸表であるが,契約関係は個別企業が単位とされ,その関係の中で利用される財務情報としては個別財務諸表が重要であると思われるからである。そして,個別財務諸表において『税効果会計に係る会計基準』を早期適用した企業を対象に,適用の効果を調査し,これを発表可能な形にまとめた。さらに,経営者の裁量的行動という観点から,適用動向と経営者による繰延税金資産の評価に関するリサーチ・デザインを検討するとともに,これらを包摂するリサーチ・デザインのあり方を検討している。
キャスタブルセラミックスの改良

キャスタブルセラミックスを用いた10年以上の臨床経験から、短期間で破損する修復物が多いことから組成の変更を考えた。従来のキャスタブルセラミックス(OCC)をベースにこれに5mol%のマイカ結晶を増量(MA-5)、5molと10mol%のβ-スポジウメン結晶を増量(SP-5,SP-10)した素材を作製した。OCC、MA-5、SP-5、SP-10のそれぞれを鋳造して4×3×25mmの角柱試料に作った。これらの試料を温度883°Cと933°C、係留時間0,30,60分で結晶化熱処理を施したそれぞれの試料の3点曲げ試験を行った結果、OCCの933°C、0分係留が最も高い値(196.08±30.63MPa)を示し、MA-5が最も低い値(87.13±25.13MPa)を示した。そこで、客観的に強度を比較するため、933°C、0分係留(H)と従来のOCCのマニュアルに従った883°C、0分係留(N)の破壊靭性試験6×6×6×12mmのプリズムを製作し、Notchless Triangular Prise(NTP)法によって、Nが2.54±0.37MPa・m1/2、Hが3.35±0.52MPa・m1/2でHが有意に高かったことを確認した。そこで、エレクトロフォーミング法によるOCCを補強したところ、OCC単体に比べて有意に高い強度を示すことから前歯冠状試料による圧縮試験においてもOCC冠の90.92±10.13kgfに対して補強冠では118.17±21.83kgfと有意に高い値を示した。したがって、OCCの組成の変更は従来のOCCの強度を凌駕し得なかったが、これはその組成が優れていることを示している。また、エレクトロフォーミング法による補強の可能性も確認されたが種々の試験結果からSDのバラツキは欠陥に起因するものと思われ、徹底した欠損除去法の究明が必要と思われる。現在、実験の準備のため、OCCキャスタブルセラミックス、埋没材、アクリル製の3×4×25mmの曲げ強さ試験および、SEM観察、XPS用試料を用意した。まず、従来型キャスタブルセラミックスの強度低下の原因を探るため、鋳造後の温度降下をコントロールする必要があり、2つの予備実験を計画し、現在準備中である。予備実験1.注湯後の回転時間によるリング内の温度変化を知るため、遠心鋳造器のモーターの回転時間を10、20、30、40、50、60秒に制御し、それぞれ直後のリング内温度を測定する。リングにはあらかじめ熱電対を埋め込み、実際にキャスタブルセラミックスを鋳造して鋳型付近の温度を測定する。このため、R-type熱電対を現在、特注している。予備実験2.鋳造機から取り出したのち、520°Cに保持した電気炉内での係留時間が及ぼす、セラミング後の強度への影響を調べるため、0、5、60分間係留を行い、3点曲げ試験を行う。以上の予備実験のキャスタブルセラミックスの溶融温度は、1450°Cで、鋳込み温度は1250°Cで行う。また、研磨は、全てセラミング前に行うこととする。これらから得られる結果をふまえて、セラミング条件を見直すことにする。まず、セラミング温度と係留時間の条件について、750°Cおよび883°Cにおける係留時間の違いが強度に与える影響を、それぞれの温度において、3、90、120、240分間係留する条件で測定し、最適条件を検索する。これらの実験が終了したのち、強度の向上が思わしく無いときには、βスポジウメンを5%増減するか、ジルコニアの添加による性質改善を試みる予定である。そこで、エレクトロフォーミング法によるOCCを補強したところ、OCC単体に比べて有意に高い強度を示すことから前歯冠状試料による圧縮試験においてもOCC冠の90.92±10.13kgfに対して補強冠では118.17

±21.83kgfと有意に高い値を示した。したがって、OCCの組成の変更は従来のOCCの強度を凌駕し得なかったが、これはその組成が優れていることを示している。また、エレクトロフォーミング法による補強の可能性も確認されたが種々の試験結果からSDのバラツキは欠陥に起因するものと思われ、徹底した欠損除去法の究明が必要と思われる。今回は、鋳造開始から結晶化熱処理(セラミング)に至るまでの操作で起こる温度変化と強度試験の経過について報告する。注湯後のリング内の温度変化を調べるために、試料中央部表面に熱電対(Rタイプ:白金-ロジウム系)を取り付けて埋没、鋳造機の回転時間を10秒および20秒の2条件で製作し、回転終了後の温度変化をデジタル表面温度計HFT-50(安立計器株式会社製)にて測定した結果、回転時間は注湯後の降温速度にはあまり影響せず、2条件間に大きな違いはみられず、注湯後リング内温度はほぼ20°C/minで安定しており、注湯後2分30秒後には係留温度の520°Cを下回るという結果が得られた。また、鋳造後の温度管理による強度への影響を調べるために、4×3×25mmのサイズのアクリルパターンをリン酸塩系埋没材(ユニベストフリー:松風)にて埋没し、鋳造後、リングを炉内にて520°Cで5,95,185分間の3条件で係留した。その後、炉内にて5°C/minで徐冷、および炉外にて放冷の2条件で冷却した。それらを#2400まで研磨後、3μmダイヤモンドおよび0.04μm OP-U(丸本ストルアス株式会社製)により琢磨し、結晶化炉でセラミングを行い、機械的性質の指標として3点曲げ試験(I.S.O.6872)を行った結果、係留時間に関係なく、炉内にて5°C/minで徐冷したものが、炉外にて放冷したものより高い曲げ強度を示し、185分関係留後、炉外にて放冷したものが特に低い強度を示した。今後は、βスポジウメンおよびマイカの添加による性質への影響を検討する予定である。β-スポジウメンおよびマイカの添加によるキャスタブルセラミックスの強度の影響を調べるため、従来のキャスタブルセラミックスおよび5%マイカ結晶を増量したもの、β-スポジウメン結晶を5%と10%増量したもの(OCC、Ma5、Sp5、Sp10)をオリンパス光学工業に試作を依頼して作製した。それぞれの強度を調べるため、前回と同様4×3×25mmアクリルパターンによる鋳造体を♯2400まで研磨後3μmダイヤモンドおよび0.04μmOP-Uにより琢磨して作製した試料を炉内にてメーカー指定のマニュアルスケジュール883°Cと50°C高い933°Cで熱処理を行ったのちに、3点曲げ強さを計測した。その結果、すべての試料とも、883°Cより933°C高い曲げ強さを示した。しかし、従来のOCCの強度が両条件で最大値を示し(883;141.4±10.4MPa,993;196.1±30.6MPa)、また883°CではMa5が最小値を示し(107.4±22.0MPa)、933°CではSp10が最小値を示した(123.4±33.6MPa)。このため、さらに熱処理温度を50°C高く設定し、現在結晶構造と熱処理温度との関連性およびOCCの補強法などを検討している。従来のキャスタブルセラミックスOCCおよびこれに5mol%マイカ結晶を増量、β-スポジウメン結晶を5mol%および10mol%増量した素材(OCC, MA-5,SP-5,SP-10)で4×3×25mmの角柱に鋳造した鋳造体の研磨後、それぞれの試料を温度883°Cと933°Cおよび係留時間を0,30,60分の結晶化熱処理を行い、これらの試料について3点曲げ試験を行った。その結果、最も高い強さを示したものはOCCの933°C、0分係留の196.08±30.63MPaで最も低い値はMA-5の883°C、30分係留の87.13±25.13MPaであった。
メソトリックを利用して一段階反応で複数の不斉中心炭素を構築する方法の新展開

メソ化合物である4,5ーエポキシシクロヘキサー1ーエンに対し、独自に開発した銅(I)-N,N-二座シッフ塩基錯体触媒(5 mol%)存在下にt-ブチル過安息香酸を用いてアリル位に不斉酸素導入反応を行うと(3S,4S,5S)-3-ベンゾイロキシ-4-エポキシヘキサ-1-エンが化学収率54%、不斉収率84%eeで得られた。ベンゾイル基をp-ニトロベンゾイル基に変換した後、再結晶をすることにより光学純度を100%にできた。次に、エポキシドを水で開環し、続いて二重結合部分をオゾン酸化することにより鎖状の三連続光学活性トリオールを合成した。この方法はオキシピリン類の合成に有効である。環状化合物で不斉誘導を行うには、最初の不斉点の導入が必要である。開環反応で利用するオレフィンを利用し、不斉アリル位酸化反応を用いた。このとき、エポキシドをもつメソ化合物に対して不斉アリル位酸化反応で不斉非対称化を行った。基質に対し銅-配位子触媒存在下t-ブチル過安息香酸との不斉アリル位酸化により、不斉収率84%eeで化合物を得ることができた。次に化合物の再結晶法による光学純度の向上をねらった。まず、化合物を官能基変換し、結晶性に優れた化合物を合成した。その後、再結晶により>99%eeの化合物を得た。その後、塩基性条件下でヒドロキシル基やアジドをもつ環状化合物の酸化的切断を行った。どの基質に対してもオゾン酸化は効率良く進行し高収率で目的物を得た。得られた光学活性な化合物を酸性条件下水によるエポキシドの開環反応を行い、環状トリオールを得た。さらに、エポキシドをアジ化ナトリウムで開環し、環状アジドジオールも合成した。官能基の保護基にはt-ブチルジメチルシリルを用いた。得られた環状化合物に塩基性条件下、オゾン酸化反応を行い、ジメチルスルフィドで還元した。鎖状トリオール、鎖状アジドジオールはそれぞれ93%,97%の収率で得られた。この手法では三連続した官能基の不斉制御をした光学純度>99%eeのビルディングブロックが合成できた。環状化合物の段階で光延反応やアジドアルコールのアジリジン化を用いることで官能基の位置が異なるものや絶対配置が反転したものも合成でき、天然物の全合成に有用な手法であると言える。メソ化合物である4,5-エポキシシクロヘキサ-1-エンに対し、独自に開発した銅(I)ーN,N-二座シッフ塩基錯体触媒(5 mol%)存在下に、t-ブチル過安息香酸を用いてアリル位に不斉酸素導入反応を行うと(3S,4S,5S)-3-benzoyloxy-4,5-epoxycyclohex-1-eneが化学収率54%、不斉収率84% eeで得られた。この一回の反応で三か所の不斉中心炭素が構築できる。ベンゾイル基をp-ニトロベンゾイル基に変換した後、再結晶をすることで光学純度を100%にすることができた。次に、エポキシドを水で開環してすることで水酸基が三連続炭素に水酸基が付いた環状化合物を合成した。続いて、二重結合部分をオゾン酸化することにより、オキシピリン類に代表される鎖状化合物で連続した不斉中心炭素をもつトリオール化合物を光学純度100%で合成した。オキシピン類の多くは相対配置は決定されてはいるものの絶対配置については未知の化合物が多かった。私たちの方法でオキシピン類を合成することにより天然の化合物の絶対配置が決定できた。さらに、エポキシドを水の代わりにアジドで開環することにより、アミノ基への還元を経てアミノジオール、さらにはエポキシドをアジリジンに変換した後、アジドで開環することによってジアミノオールの合成も達成した。このように、三連続不斉中心炭素をもつトリオール、アミノジオール、ジアミノオールをいずれも光学純度100%で合成することができた。本手法は光学活性天然物、非天然物合成の有効な手法になると期待できる。一般に、鎖状化合物は炭素ー炭素単結合が自由に回転するため、化合物中の立体中心が反応点に対して影響を及ぼしにくく、立体制御が難しい。一方、環状化合物は炭素ー炭素単結合の回転が抑制されているため、立体誘起を導くのに有利と考えられる。そこで、環状化合物の立体を制御し、その後、開環することにより、立体制御された鎖状化合物の合成を目指した。

具体的に、私はエポキシドをもつシクロヘキセンに不斉アリル位酸化を用い、その後、エポキシドの開環により立体制御された環状化合物を合成した。続いて、オレフィンをオゾン酸化で切断することにより立体制御された鎖状化合物を合成した。メソ化合物であるエポキシオレフィンに対し銅ーキラル配位子触媒存在下、t-ブチル過安息香酸を用いて不斉アリル位酸化を行い、化学収率30%、不斉収率84% eeで酸化生成物を得た。次にこの得られた化合物をp-ニトロベンゾイル保護体に導くことで、結晶性に優れた化合物へと変換し、これを再結晶することによって光学純度99% ee以上で得た。さらに、得られたエポキシドを酸触媒を用いて開環することで三つの不斉点をもつ環状化合物を87%の収率で得た。メソトリックを利用したアリル位酸化反応が不斉収率84%で得られ、この化合物を再結晶することにより、光学的に純粋なオレフィンをもつエポキシアルコールが得られた。このエポキシドを開環し、次いで、オレフィン部分をオゾン酸化することにより、官能基をもった3点が不斉制御されたジアルデヒドを光学的に純粋な形で合成することができた。25年度が最終年度であるため、記入しない。環状のエポキシアルケンに対して、不斉アリル位酸化反応を行うことにより、酸化生成物を84%eeで得た後、結晶性の高いp-ニトロベンゾエイトに誘導し、再結晶することにより、光学的に純粋な、エポキシアルコールを得ることに成功した。このエポキシドを水、あるいはアジドで開環することにより、3点の立体化学が制御されたシクロヘキセン誘導体を得た。官能基をもった3点が不斉制御されたジアルデヒドを光学的に純粋な形で合成することができたので、これらの化合物をキラルビルディングブロックとして用い、一方のアルデヒドにグリニアール反応をほどこし、もう一方のアルデヒドに対して、ウイッテヒ反応を行うことにより、オキシピリン類などの天然物の不斉全合成を行う。最終年度では、残っている二重結合をオゾン酸化で切断することにより、環状化合物から鎖状化合物へと変換する。その結果として、従来困難であった鎖状化合物の3点を完全に立体制御したキラルビルディングブロックが合成できる。さらに、本手法を用いて天然物のオキシピリン累の不斉合成も行う予定である。
微粉炭粒子の着火プロセスの解明と混相乱流燃焼モデリング

微粉炭の燃焼特性や環境影響物質排出性に大きな影響を及ぼす微粉炭粒子の着火プロセスについて,先端的レーザ技術による実験等により現象解明を図った.その結果,火炎中でタール成分の重合により生成されるすす粒子の生成・成長過程が明らかになった.これを数値解析で捉えるため,重要な素反応機構の抽出を行って数値解析コードに組み込んだ.LESによる解析結果は,実験結果と良好な一致を示し,本解析手法が妥当であることを確認した.微粉炭の着火プロセスを実験的に解明することを目的として,石炭供給量0.5kg/hの微粉炭噴流火炎に対してレーザー計測を実施した.具体的には,火炎内の微粉炭粒子の分散挙動を捉えるためのMie散乱光の計測,微粉炭着火時の熱分解過程において粒子から放出される揮発分の一種であり,すす前駆体でもある多環芳香族炭化水素(PAHs)のLaser-Induced Fluorescence(LIF)計測,および,すすのLaser-Induced Incandescence(LII)計測の同時計測を実施した.その結果,微粉炭噴流火炎の中心部に存在する微粉炭粒子からPAHsが放出され,その後,すすが生ずる様子を鮮明に捉えることに成功し,微粉炭火炎の内部構造の詳細が明らかとなった.上述の微粉炭火炎構造を数値解析によって正確に捉えるため,まず始めに乱流中における微粒子の分散挙動に着目し,乱流混合層における粒子の分散,揮発に伴う相間熱物質輸送に関する直接数値計算を実施し,微粉炭燃焼の大規模数値解析では必要不可欠な代表粒子モデルの特性について明らかにした.さらに,微粉炭の着火プロセスにおける化学反応を数値解析において考慮するため,258化学種2173素反応式からなる石炭揮発分の酸化反応に関する詳細化学反応メカニズムをベースに,種々の簡略化手法を適用して,73化学種152素反応式からなる簡略化メカニズムを作成するととも,数値解析コードに導入した.本数値解析コードを用いた微粉炭噴流火炎のラージ・エディ・シミュレーションの結果から,本数値解析は,先にLIIやLIF等のレーザー計測により明らかにされた微粉炭火炎構造を良く捉えられることを明らかにした.微粉炭の着火プロセスを実験的に解明することを目的として,昨年度に引き続き,石炭供給量0.5kg/hの微粉炭噴流火炎に対して,レーザー計測を始めとする光学計測を実施した.具体的には,微粉炭火炎の全体的な挙動を明らかにするための高速度カメラによる直接撮影(サンプリングレート3000Hz,露光時間2μs),微粉炭の着火プロセスにおける微粉炭粒子の挙動をミクロな視点から計測するためのShadow法計測(サンプリングレート8000Hz,露光時間1μs),石炭の熱分解時に生成するフューエルNOxやガス温度の分布を測定するためのNO-LIF(NO-Laser Induced Fluorescence)計測をそれぞれ実施した.その結果,微粉炭粒子の周囲に赤熱する輝炎が形成されていく様子や非球形な単一粒子が揮発分を放出しつつ回転しながら滞留する様子,揮発分燃焼による火炎中にフューエルNOが生成する様子等,微粉炭火炎中に発生する種々の複雑な現象を捉えることに成功した.また,上述の微粉炭粒子の挙動をモデル化することを目的に,気流中で6自由度運動をする単一粒子の直接数値計算を数値実験として実施し,非球形粒子独特の回転並進運動パターンから,粒子の運動方程式における抗力項の修正項の定式化を行った.さらに,微粉炭火炎のラージ・エディ・シミュレーションの高精度化と高速化を同時に達成するため,数千に及ぶ素反応の中から,着火プロセスにおいて重要な反応経路をより合理的かつ効率的に抽出・簡略化し,数値解析の計算時間を短縮することが可能な手法の開発に取り組んでいる.24kW微粉炭乱流燃焼炉に対して,波長可変半導体レーザ吸収/CT法による32パス同時レーザ計測を実施し,微粉炭燃焼場の2次元温度分布の時系列データを取得し,微粉炭乱流火炎構造を明らかにした.また,前年度までに得られた気流中で6自由度運動をする単一非球形粒子の直接数値計算(DNS)により得られた非球形粒子独特の回転並進運動パターンに基づき,粒子運動方程式における抗力項の修正式を開発した.この修正式が実際の流れ場中において非球形粒子の分散挙動に与える影響を明らかにするため,修正式を導入した質点近似による希薄固気二相流コードを開発するとともに,このコードを用いて,一様等方性乱流中の粒子分散挙動を粒子の球形度と粒子ストークス数をパラメータとしたDNSを実施した.このDNSによる種々条件の粒子分布をポアソン分布との差異により定量的に評価し,ストークス数1を境に,ストークス数が大きな領域と小さな領域では,球形度と粒子分散の傾向が逆転すること等,粒子形状が分散挙動に大きな影響を与えることを明らかにした.この粒子形状の分散挙動への影響が,粒子周りの揮発ガスの濃度や粒子の着火性に影響を及ぼし得るという結果を踏まえ,微粉炭燃焼LESコードへ本修正式を導入し,着火挙動の予測精度の検証を行った.さらに,これに並行して,微粉炭の着火プロセスを数値解析によって,特に化学反応の面から正確に捉えるため,石炭揮発分に含まれる芳香族炭化水素の分解・重合反応に関するの257化学種1107素反応からなる化学反応機構(C30までを含む)に対して,当量比,温度,および圧力条件をパラメータに計126条件における燃焼特性の精度検証を行いながら,64化学種150素反応にまで簡略化したskeletal反応機構を作成した.

このskeletal反応機構を用いた微粉炭燃焼LESの妥当性について,実験との比較により検証を行い,妥当性を確認した.微粉炭の燃焼特性や環境影響物質排出性に大きな影響を及ぼす微粉炭粒子の着火プロセスについて,先端的レーザ技術による実験等により現象解明を図った.その結果,火炎中でタール成分の重合により生成されるすす粒子の生成・成長過程が明らかになった.これを数値解析で捉えるため,重要な素反応機構の抽出を行って数値解析コードに組み込んだ.LESによる解析結果は,実験結果と良好な一致を示し,本解析手法が妥当であることを確認した.前年度に引き続いて,微粉炭噴流火炎に対して光学計測を行うことで,微粉炭の着火プロセスにおいて最も重要と考えられる熱分解過程において,微粉炭粒子が揮発分を放出しながら滞留し,やがて着火していく様子を捉えることに成功した.さらに,この粒子挙動をモデル化するための数値実験を実施し,粒子運動方程式の修正式を構築した.さらに,微粉炭着火プロセスを正確に捉えることが可能で,かつ微粉炭ボイラなどより大型の燃焼装置へのラージ・エディ・シミュレーションの適用性向上のための化学反応メカニズムの簡略化手法について改良を進めている.上述の成果により,ほぼ計画通りの進捗と考えられる.燃焼科学・前年度までに作成した粒子運動方程式の修正式の妥当性を引き続き数値実験により評価していくとともに,ラージ・エディ・シミュレーションに導入し,微粉炭着火プロセスの数値解析の精度の向上を図る.・前年度までに得られた微粉炭着火プロセスの実験データに基づき,ラージ・エディ・シミュレーションによる数値解析を実施し,検証データとの比較から,本研究で開発することができた種々物理モデルの妥当性を検証する.・3年間の本研究で得られた成果について,学会発表や論文発表を行い,研究成果の外部発信を進める.・本成果の反映先として,産業用ボイラ等,より大型の燃焼装置を対象とする数値解析の実施に向け検討を進めるとともに,設計プロセスや運転最適化等への支援技術開発の取り組みを進める.微粉炭着火プロセスにおいて,最も重要な現象の一つと考えられる熱分解過程における化学反応,すなわち,揮発分の放出と輝炎の形成に繋がるすす生成の挙動をレーザー計測による実験により明らかにすることができた.また,これらの挙動を数値解析によって正確に予測することが可能な手法を確立するため,直接数値計算を実施することで,乱流中における微粒子分散の特性を明らかにするとともに,大規模数値解析に不可欠な代表粒子モデル特性の把握を行った.
低電圧高出力な半球殻状超音波トランスデューサの開発

集束強力超音波(HIFU)治療の効率と適用範囲を飛躍的に高める音響キャビテーションを,精度よく発生させるためには,著しく高い音圧の短い超音波パルスが有効である.これを,従来の厚み振動に基づく集束超音波トランスデューサにより生成しようとすると,必要な駆動電圧が汎用パワーMOSFETの限界である数百Vに達してしまう.本研究では,この課題を解決することを目的に,球殻振動に基づく新規なトランスデューサ素子を提案し,開発する.必要な駆動電圧を従来の数分の1に抑制できるので,特に,これを多数ならべたアレイトランスデューサを構成するときに大きな利点を生む.また,中心角を調整することにより,第2高調波を高効率に発生できる.この性質を利用して,キャビテーション生成に有利な正負非対称な音圧を効率よく発生するよう設計することができる.これまでに提案してきた球殻型トランスデューサは,同半径の圧電セラミック球殻と水玉の径振動共振周波数がほぼ一致する偶然を利用し,共振において機械的コンプライアンスが極大となるに伴って極大となる電気的アドミタンスを利用するものである.本年度は,この考え方をさらに発展させ,同半径の圧電セラミック円筒と水円柱の径振動共振周波数を解析した結果,両者も,ほぼ一致することを見出した.円筒型の圧電セラミック・トランスデューサは,水中音響分野において,投げ込み型検出器として従来から知られているが,この性質に着目した応用は提案されていない.おそらく,この偶然の特徴が知られていないためであると考えられる.次年度は,球殻型トランスデューサに加えて,円筒型トランスデューサについても,その特徴を生かした応用につながる研究を進めて行く予定である.これまでに提案してきた球殻型トランスデューサは,同半径の圧電セラミック球殻と水玉の径振動共振周波数がほぼ一致する偶然を利用し,共振において機械的コンプライアンスが極大となるに伴って極大となる電気的アドミタンスを利用するものであったが,本年度は,この考え方をさらに発展させ,同半径の圧電セラミック円筒と水円柱の径振動共振周波数を解析した結果,両者も,ほぼ一致することを見出すことができたため.本年度,同半径の圧電セラミック円筒と水円柱の径振動共振周波数を解析した結果,両者も,ほぼ一致することを見出すことができたため,次年度は,球殻型トランスデューサに加えて,円筒型トランスデューサについても,その特徴を生かした応用につながる研究を進めて行く予定である.集束強力超音波(HIFU)治療の効率と適用範囲を飛躍的に高める音響キャビテーションを、精度よく発生させるためには,著しく高い音圧の短い超音波パルスが有効である。これを、従来の厚み振動に基づく集束超音波トランスデューサにより生成しようとすると、必要な駆動電圧が汎用パワーMOSFETの限界である数百Vに達してしまう。本研究では、この課題を解決することを目的に、球殻振動に基づく新規なトランスデューサ素子を提案し、開発する。必要な駆動電圧を従来の数分の1に抑制できるので、特に、これを多数ならべたアレイトランスデューサを構成するときに大きな利点を生む。また、中心角を調整することにより、第2高調波を高効率に発生できる。この性質を利用して、キャビテーション生成に有利な正負非対称な音圧を効率よく発生するよう設計することができる。これまでに試作した素子構成は、基本波のみを印加電圧に対して高い効率にて発生するのに適した構成であった。しかし、第2高調波を高効率に発生するのには適しておらず、さらに、隣接素子間の距離を詰め、グレーティングローブの生成を抑制しながら、単位面積あたりに発生させることのできる超音波エネルギーを最大化するには不適当な構成であることが判明した。そこで、半球殻素子をアレイトランスデューサ基盤に機械的に支持するための構成を抜本的に見直し、新たな構成を考案して、その有効性について有限要素法を用いた数値計算シミュレーションを用いて検討中である。これまでに、数方式の候補が得られており、各方式についてパラメータをチューニングし、その潜在能力を調査中である。これまでに試作した素子構成が、基本波のみを印加電圧に対して高い効率にて発生するのに適した構成であって、第2高調波を高効率に発生するのには適しておらず、さらに、隣接素子間の距離を詰め、グレーティングローブの生成を抑制しながら、単位面積あたりに発生させることのできる超音波エネルギーを最大化するには不適当な構成であることは、ある程度予想できていた。従って、本研究を進めるにあたり大きな障害とはなっていない。集束強力超音波(HIFU)治療の効率と適用範囲を飛躍的に高める音響キャビテーションを,精度よく発生させるためには,著しく高い音圧の短い超音波パルスが有効である.これを,従来の厚み振動に基づく集束超音波トランスデューサにより生成しようとすると,必要な駆動電圧が汎用パワーMOSFETの限界である数百Vに達してしまう.本研究では,この課題を解決することを目的に,球殻振動に基づく新規なトランスデューサ素子を提案し,開発する.必要な駆動電圧を従来の数分の1に抑制できるので,特に,これを多数ならべたアレイトランスデューサを構成するときに大きな利点を生む.また,中心角を調整することにより,第2高調波を高効率に発生できる.この性質を利用して,キャビテーション生成に有利な正負非対称な音圧を効率よく発生するよう設計することができる.これまでに提案してきた球殻型トランスデューサは,同半径の圧電セラミック球殻と水玉の径振動共振周波数がほぼ一致する偶然を利用し,共振において機械的コンプライアンスが極大となるに伴って極大となる電気的アドミタンスを利用するものである.

本年度は,この考え方をさらに発展させ,同半径の圧電セラミック円筒と水円柱の径振動共振周波数を解析した結果,両者も,ほぼ一致することを見出した.円筒型の圧電セラミック・トランスデューサは,水中音響分野において,投げ込み型検出器として従来から知られているが,この性質に着目した応用は提案されていない.おそらく,この偶然の特徴が知られていないためであると考えられる.次年度は,球殻型トランスデューサに加えて,円筒型トランスデューサについても,その特徴を生かした応用につながる研究を進めて行く予定である.これまでに提案してきた球殻型トランスデューサは,同半径の圧電セラミック球殻と水玉の径振動共振周波数がほぼ一致する偶然を利用し,共振において機械的コンプライアンスが極大となるに伴って極大となる電気的アドミタンスを利用するものであったが,本年度は,この考え方をさらに発展させ,同半径の圧電セラミック円筒と水円柱の径振動共振周波数を解析した結果,両者も,ほぼ一致することを見出すことができたため.有限要素法にもとづく数値計算シミュレーションを基本設計に、測定と数値計算シミュレーションを高度に組み合わせた音響ホログラフィを音場評価に用いることにより、数値計算と試作を高度に融合して効率的な研究を行う。本年度,同半径の圧電セラミック円筒と水円柱の径振動共振周波数を解析した結果,両者も,ほぼ一致することを見出すことができたため,次年度は,球殻型トランスデューサに加えて,円筒型トランスデューサについても,その特徴を生かした応用につながる研究を進めて行く予定である.
増幅型砒化ガリウム光導電ターゲットの開発研究

GaAs単結晶薄膜を用いたAPD型、ELECTRON BOMBARDMENT型(EB型)、注入型撮像素子を製作し撮像特性を調べた。製作法は研磨法で製作した。撮像特性は蒸着装置付きデマウンタブルを用いて撮像した。ビーム走査は通常の低速度ビーム走査方式を基本としたが、特に電子ビームのランディングによる残像の影響を避けるため、厳密な残像特性を測定する際は、通常と逆極性の電子電荷の蓄積したターゲットを高速度ビームで走査する方式を併用した。APD型、EB型とも限界解像度は550TVL以上であり残像は全くなく第一フィールドで0であった。高感度化の際重要な過剰雑音係数を求めた。γ=1領域のAPD形撮像素子の雑音軽減係数は増幅率10で1,増幅率100で10でありa-SeAPDのそれとほぼ同じであった。ネガ残像から双極子模型型の雑音軽減効果の存在が推定できる。EB型撮像素子の雑音軽減係数は増幅率100^で1.2でほぼ無雑音とみなせた。注入型撮像素子は残像は無かったが暗電流が多く雑音軽減係数の測定が出来なかった。GaAsは耐熱性もa-Seより高く、イオン化係数が大きくa-Seより約1桁低い電界で動作させられる。このような性質は良品の歩留まり・信頼性を大きく向上させる。また、光電面製作時の温度にも耐え得るのでa-Seでは不可能であったEB型の動作素子が可能になる。また、同一製作条件でAPD型、EB型の動作可能な素子が出来るのでEB型とAPD型の混合動作を行った極超高感度撮像素子も可能である。平成7年度は年度後期に補助金の交付を受けたので通常より短期間にもかかわらず多大の成果を得た。(1)実験装置の整備拡充スパッタ可能な蒸着装置1台、補助蒸-白装置2台、研磨装置1台を整備拡充し所望の暑さの非晶室、多結晶及び単結晶GaAs薄膜の成膜が可能になった。また、シンクロスコープを2台、微小電流計1台を導入し雑音測定回路を拡充した。(2)成膜法の検討ホットウォール法により非晶質および多結晶GaAs膜の製作をおこなった。(3)成膜の構造検討X線回析、電子回析を併用して非晶質および多結晶膜の製作条件(蒸着速度、下地及びウォール温度、下地材料(CaF_2、ガラス))に関する知見を得た。(4)素子電極製作法の検討HALL移動度、タイムフライト移動度等の測定用電極形成をマスク法及びリフトオフ法で試作検討した。(5)成膜の電気特性検討HALL MOBILITYを測定し非晶質膜で110cm^2/VS多結晶で80150cm^2/VSを得た。(6)V-I特性の検討4端子法によりp=106Ωcmと撮像素子に画素分離なしでも撮像可能な値を得た。(7)光導電特性注入型ながら増幅特性を得た。(8)APD雑音測定装置の製作単結晶APD素子を電気シールドした暗箱に内装した測定回路を試作した。(9)成果投稿中のもの一遍投稿予定のもの2編(a-GaAsの構造、a-GaAsの特性学会発表)非破壊低雑音X線維回析法画素間相関による雑音軽減機構(電子通信情報学会春季大会於大岡山)(10)その他メーカーから実用化指導依頼を要請されており検討中である。平成8年度は7年度に引き続いて多大の成果を得た。(1)実験装置の整備拡充補完電子回折・撮像がその場で観察できる蒸着装置を製作し高感度増倍膜の試作・特性測定に成果を上げた。

この他、補助蒸着装置2台、研磨装置1台を整備拡充し所望の厚さの非晶質、多結晶及び単結晶GaAs薄膜の成膜が可能になった。また、シンクロスコープを2台、微小電流計1台を導入し1画素のAPD測定回路を製作した。(2)成膜法の検討ホットウォール法により非晶質および多結晶GaAs膜の製作をおこなった。(3)成膜の構造検討X線回折、電子回折を併用して非晶質および多結晶膜の製作条件(蒸着速度、下地及びウォール温度、下地材料(CaF_2、ガラス))に関する知見を得た。(4)素子電極製作法の検討HALL移動度の測定用電極形成をマスク法及びリフトオフ法で試作検討した。(5)成膜の電気特性検討HALL MOBILITYを測定し非晶質膜で0.250.45cm^2/VS多結晶で125180cm^2/VSを得た。(6)V-1特性の検討回折・撮像装置によりρ=10^6Ωcmと撮像素子に画素分離なしでも撮像可能なことを実証した。(7)光導電特性注入型、APD型、電子打込み型の増幅特性を得た。(8)APD雑音測定装置の製作1画素APD素子増幅回路を製作し利得制御作用による雑音軽減効果を測定検証した。(9)成果掲載論文一編投稿予定のもの2編(電子打込み増倍特性2編)学会発表非晶質GaAs膜の特性APD素子の雑音軽減機構(電子情報通信学会ソサエティ大会於金沢)(10)その他メーカーから実用化指導依頼を要請され製法特許を出願した。GaAs単結晶薄膜を用いたAPD型、ELECTRON BOMBARDMENT型(EB型)、注入型撮像素子を製作し撮像特性を調べた。製作法は研磨法で製作した。撮像特性は蒸着装置付きデマウンタブルを用いて撮像した。ビーム走査は通常の低速度ビーム走査方式を基本としたが、特に電子ビームのランディングによる残像の影響を避けるため、厳密な残像特性を測定する際は、通常と逆極性の電子電荷の蓄積したターゲットを高速度ビームで走査する方式を併用した。APD型、EB型とも限界解像度は550TVL以上であり残像は全くなく第一フィールドで0であった。高感度化の際重要な過剰雑音係数を求めた。γ=1領域のAPD形撮像素子の雑音軽減係数は増幅率10で1,増幅率100で10でありa-SeAPDのそれとほぼ同じであった。ネガ残像から双極子模型型の雑音軽減効果の存在が推定できる。EB型撮像素子の雑音軽減係数は増幅率100^1000で1.2でほぼ無雑音とみなせた。注入型撮像素子は残像は無かったが暗電流が多く雑音軽減係数の測定が出来なかった。GaAsは耐熱性もa-Seより高く、イオン化係数が大きくa-Seより約1桁低い電界で動作させられる。このような性質は良品の歩留まり・信頼性を大きく向上させる。また、光電面製作時の温度にも耐え得るのでa-Seでは不可能であったEB型の動作素子が可能になる。また、同一製作条件でAPD型、EB型の動作可能な素子が出来るのでEB型とAPD型の混合動作を行った極超高感度撮像素子も可能である。
マトリクス中に孤立した生体高分子単一分子鎖の伝導特性評価

高い電荷輸送能を有する高分子材料は、将来の分子素子やフレキシブル伝導・発光材料として高い注目を集めており、一部で実用化の段階にも達しつつある。一方で、これら共役高分子材料は、各種デバイスの軽量化・小型化・低消費電力化には極めて有望であるものの、その合成・取扱の困難さ、廃棄の問題点等により、高い環境負荷の問題点が指摘されている。本研究では、共役高分子材料及びそのモデル化合物を設計合成し、この低温マトリクス中における分光分析により、共役系上の過剰電子・正孔が占めるエネルギー準位の直接観測を行い、骨格のミクロ構造と伝導特性の間に存在する相関関係について示唆した。一方で、マイクロ波空洞吸収測定法を用いて、レーザーパルス照射により形成した光キャリアの示す伝導度の定量評価を行った。マイクロ波過渡吸収法(PR-MC法)は、それら電荷による系中伝導度とそのダイナミクスを、「電極」を必要とせずに「極微量」において定量的に与える。本手法と過渡吸収分光法の組み合わせにより、孤立分子鎖上の電荷移動度を、完全定量的に議論できる可能性があることが示された。特に、分子内に電子供与・吸引型の元素を、分子合成段階で化学的に導入した分子性材料について上記手法を適用し、その正孔・電子付与状態の分光観測とTRMC測定を行った結果、分子鎖内を伝導する荷電種を正孔・電子それぞれに限定できる事が明らかとなり、かつ正孔・電子それぞれの分子内電荷移動特性を明らかにした。