hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
菌食性昆虫捕食寄生蜂の多様性と寄生蜂－寄主－キノコ相互作用系の解明

2018年度は菌食性昆虫に寄生するヒメバチの分類学的研究として、以下の分類群を検討した。Leptocampoplex(チビアメバチ亜科), Terminator, Aniseres, Catastenus, Fugatorix, Orthocentrus(ハエヒメバチ亜科)。これらのうち、前2者については論文として報告を行い、その他の属についても、関連論文を投稿中である。日本産のLeptocampoplexはドイツで標本調査をした際に得たデータと比較し、L. cremastoides (Holmgren, 1860)に同定され、日本新産として報告した。日本産のTerminatorについては、極東ロシアから2個体が知られるのみであったTerminatornotabilis Humala, 2007に同定され、世界的にも極めて珍しいヒメバチの日本からの発見となった。AniseresとFugatrixについては日本産の種が既知種であったため、日本新産として報告予定である。Catastenusは1新種を認め、記載論文を投稿中である。Orthocentrusについてはシイタケの害虫ナガマドキノコバエに寄生する種の検討を行い、学会発表を経て論文を執筆中である。7月に国際ハチ目会議が日本で行われ、日本産のハエヒメバチの多様性についてポスター発表を行い、海外の研究者とも交流を深めた。野外調査、標本調査では数百個体を越える新規サンプルの入手や、タイプ標本の観察等で、本研究課題の骨格となる分類学的検討のさらなる充実への寄与が期待できる。このほか、調査に付随して得られた標本資料等に基づき、若干の知見を論文あるいは報文として報告した。当初予想された新知見を上回る量の知見が得られており、自身の研究環境、エフォートを考慮しても適切なペースで研究を実施でき、見込んだ分量の成果はアウトプットできていると考える。今後も得られた知見をなるべく多く、論文の形でまとめ上げ、世の中に出してゆきたい。平成29年度はサンプリング、標本調査、分類を実施した。サンプリングではマレーゼトラップによる収集で数百個体のサンプルを得た。これらは順次標本化をしているところである。キノコから羽化させる実験では、キノコの管理が非常に難しく、腐敗などで失敗する例が多く、うまく管理できても、複数種の双翅目が羽化してしまったため、寄主の絞り込みは成功していない。しかしながら、多少のサンプルを得ることができたため、次年度からは管理しやすいキノコにウェイトを置き、情報を蓄積したい。このほか、シイタケの害虫キノコバエから得られたヒメバチを入手でき、こちらは寄主が判明しているため、現在寄生蜂の種名を検討中である。標本調査は農業環境技術研究所と首都大学東京で実施し、多数の未同定標本を中心に、借用を行った。分類はハエヒメバチの一属であるProclitusとシイタケ害虫に寄生する種を中心に行い、前者は学会で発表し、14種を日本からみとめ、うち8種が日本新産、5種が未記載種であり、さらにそのうちの2未記載種は南西諸島から初めて確認されるハエヒメバチであった。この属の検討結果は現在論文化を進めている。後者については3種を確認し、1種は既知種、残りの2種は未記載種であったため、これらも論文化を進めている。これらハエヒメバチのほか、標本調査の副産物でキノコを加害する小蛾類に寄生するチビアメバチ亜科のヒメバチの一属であるLeptocampoplexを日本から新たに発見し、この検討結果は論文として投稿し、Japanese Journal of Systematic Entomology誌に受理され、5月末に出版される予定である。飼育による寄生蜂の確保や寄主の特定にはやや難儀しているが、新知見は着実に得られており、研究目的や趣旨を考え見てもおおむね順調であると判断した。

当初予想された新知見を上回る量の知見が得られており、自身の研究環境、エフォートを考慮しても適切なペースで研究を実施でき、見込んだ分量の成果はアウトプットできていると考える。データの蓄積と並行して、論文化を進める。飼育による確保はキノコの分類群に主眼をおいた選択から、保存性や管理のしやすさに主眼をおいたキノコの選択に変更する。今後も得られた知見をなるべく多く、論文の形でまとめ上げ、世の中に出してゆきたい。次年度繰越の20,902円については消耗品の購入に充当する。今年度は消耗品のほか、アルバイトの雇用等、資料の整理に関連した事項へ重点的な予算の使用を考えている。
求愛と攻撃の解発とスイッチングの神経機構の解明

キイロショウジョウバエ神経系の性差形成にはfruitless (fru)とdoublesex (dsx)の両遺伝子が中心的な役割を果たしている。本研究では、dsx発現ニューロンのうち「pC1ニューロン群」が求愛と攻撃の両方の司令ニューロンシステムに相当することを行動実験により明らかとしてきた(Koganezawa et al., 2016)。pC1ニューロン群はfruとdsxの二重陽性とdsx単独陽性の2種のニューロン群に分けることができ、前者は求愛の解発を司る一方、後者は攻撃の解発に関わる。それぞれのpC1ニューロン群は、「求愛行動を引き起こす雌」「攻撃行動を引き起こす雄」に対して異なる応答を示すことが予想されることから、トラックボール上で自由歩行する個体からのCa2+イメージングにより生理応答の解析を行ってきた。昨年度まではdsx-GAL4を用いてpC1ニューロンの神経突起が展開する領域に対してイメージングを行ったが、この領域には他のdsx発現ニューロンも神経突起を展開しているため、イメージング用プローブであるGCaMP6sをpC1ニューロン特異的に発現した解析を行う必要があった。NP2631-GAL4系統はdsx-FLPと組み合わせたintersection技術を適用することによって、pC1ニューロン群のみを特異的に標識することが可能である。そこで、NP2631-GAL4, dsx-FLP, tubP>GAL80>, UAS-GCaMP6s合計四つのトランスジーンを持つ個体を使うことにより、pC1ニューロン群からのCa2+イメージングを行った。さらにfru-LexAとlexAop-GAL80の二つのトランスジーンを持つ個体によって、fru陰性でdsx陽性のpC1ニューロン群のイメージングも試みた。本研究では、ニューロン活動の人為的操作技術やイメージング技術など最新の分子遺伝学的ツールを利用できるショウジョウバエを利用して、求愛と攻撃の解発とそのスイッチングを司る神経機構を明らかとすることを目的としている。本研究は「A.攻撃行動の司令ニューロンシステムの同定」と「B.求愛と攻撃の相反的関係を実現する中核回路間の相互作用の同定」の2つの研究項目から構成されるが、いずれの研究においてもin vivoでのニューロン応答の解析が重要となる。平成30年度は前年度に引き続き、トラックボール上で自由行動する個体からの脳内Ca2+イメージング解析を行った。項目Aに関わるdsx発現pC1ニューロン特異的なイメージングでは、蛍光強度の不足から解析が難航している。また、pC1ニューロン群は全体で50個ほどのニューロンから構成されるため、このニューロン群総体を解析しただけでは、内部での機能分担には迫ることが出来ない。このことから、in vivoパッチクランプ法も含めた、さらに限局した細胞応答の解析の必要性も新たな課題として立ち現れた。A.攻撃行動の司令ニューロンシステムの同定昨年度に引き続き、pC1ニューロン群にのみにGCaMP6sを発現するintersection技術を利用して、Ca2+イメージング解析を行う。特に求愛中枢と考えられるfru陽性pC1ニューロン群と、攻撃中枢と考えられるfru陰性pC1ニューロン群の、他個体との接触時の応答特性の違いに注目して解析を行う。昨年度までに利用したintersection技術では、pC1ニューロン群をfru陽性と陰性の二つの部分に分けることは可能であったが、各々のグループに含まれる複数のニューロンはそれぞれが異なる応答特性を持っている可能性もある。これを検証するために、split-GAL4システムを利用し、pC1ニューロン群をより細かなサブグループに分けて機能解析を行う。さらに、単一細胞レベルでの高時間解像度の解析のために、in vivoパッチクランプ技術の適用を試みる。B.求愛と攻撃の相反的関係を実現する中核回路間の相互作用の同定Aで検討している求愛・攻撃中枢ニューロン群と、Bで注目してきた求愛・攻撃間のスイッチングに関わる可能性のある抑制性ニューロン群(mALとLC1)、それぞれの相互作用を検討するために、どちらかのニューロン群を光遺伝学的・熱遺伝学的に操作した際の、もう一方のニューロン群の応答をCa2+イメージングにて解析する。上記Aで計画している解析と同様、これまで注目してきたmALやLC1ニューロン群に関してsplit-GAL4システムを適用し、ニューロン群をより細かなサブグループに分けた機能解析を行う。なお、mALやLC1ニューロン群は上記pC1ニューロンに比べ細胞体へのパッチ電極のアクセスが容易である。そこで、トラックボール上で自由行動する個体からのin vivoパッチクランプ記録の確立を目指す。A.攻撃行動の司令ニューロンシステムの同定キイロショウジョウバエ神経系の性差形成にはfruitless (fru)とdoublesex (dsx)の両遺伝子が中心的な役割を果たしている。我々はfru発現ニューロンのうちP1と名付けられたニューロン群が、求愛行動解発の中核として機能している事を明らかとしてきた。本研究において平成27年度はもう一つの異なる性的二型行動である攻撃行動の解発に関わるニューロン群を探索した。温度感受性チャンネルdTrpA1を用いた温度遺伝学(Thermogenetics)により、特定ニューロンの神経活動を操作した個体における攻撃行動の誘起を解析した結果、dsx発現ニューロンのうちpC1と名付けられた一群のニューロンが求愛と攻撃両行動の解発に関わっている事が明らかとなった。dsx発現pC1ニューロンの一部はfruを発現しており、dsx+/fru+であるpC

1ニューロンが上記のfru発現P1ニューロンに相当する。解析の結果、dsx+/fru+であるpC1ニューロン、すなわちfru P1ニューロンが求愛行動の解発を司る一方、残りのdsx+/fru- pC1ニューロンが攻撃行動の解発に関わる事が明らかとなった。B.求愛と攻撃の相反的関係を実現する中核回路間の相互作用の同定求愛と攻撃が相反して出現することは中枢内での相互の抑制機構の存在を示唆する。平成27年度は性的二型行動の実現に関わると考えられているfru発現ニューロンの内、GABA陽性の抑制性ニューロンであるLC1とmALに注目して解析を行った。特にLC1ニューロンはその活性化により雄同士の強い攻撃行動が誘起される一方、その不活性化は求愛行動を増強し雄同士の求愛行動も誘起するという興味深い機能を持っていた。この結果はLC1ニューロンが求愛と攻撃を切り替える際に重要である事を示している。本研究では、ニューロン活動の人為的操作技術やイメージング技術など最新の分子遺伝学的ツールを利用できるショウジョウバエを利用して、求愛と攻撃の解発とそのスイッチングを司る神経機構を明らかとすることを目的としている。「A.攻撃行動の司令ニューロンシステムの同定」と「B.求愛と攻撃の相反的関係を実現する中核回路間の相互作用の同定」の両研究項目ともに、Thermogeneticsを用いた行動実験は想定以上の結果が得られた。一方で、同定されたニューロン群の生理学的応答特性解析については、Ca2+イメージングやパッチクランプ法等を用いた計測・解析システムを現在構築中である。研究計画全体を通しては、おおむね順調であると考えている。A.攻撃行動の司令ニューロンシステムの同定キイロショウジョウバエ神経系の性差形成にはfruitless (fru)とdoublesex (dsx)の両遺伝子が中心的な役割を果たしている。前年度までに行った温度感受性陽イオンチャンネルdTrpA1の異所発現システムを用いた特定ニューロンの強制活性化実験により、dsx発現pC1ニューロン群が求愛と攻撃両行動の解発に関わっている事が明らかとした。pC1ニューロン群はfruとdsxの二重陽性とdsx単独陽性の2種のニューロン群に分けることができ、詳細な解析の結果、dsx+/fru+であるpC1ニューロン群は求愛の解発を司る一方、dsx+/fru- pC1ニューロン群は攻撃の解発に関わる事が明らかとなった。平成28年度はこれらのニューロン群特異的なGABA受容体Rdl遺伝子のノックダウン実験を行った。その結果、前者におけるノックダウンでは雄同士の求愛行動が誘起されたのに対して、後者では攻撃行動が誘起されることが分かった。これらの結果は、dsx+/fru+ pC1ニューロン群は求愛行動の、dsx+/fru- pC1ニューロン群は攻撃行動の司令ニューロン群であることをさらに支持する結果である。
光MOCVD法によるZnSexTe_<1ーx>薄膜単結晶の成長と点欠陥の挙動

研究目的MOCVD法によりZnSe_xTe_<1ーx>薄膜単結晶を成長させ、不純物及び固有欠陥状態の組成X依存性を調べることによりZnSe_xTe_<1ーx>の伝導型制御に関する知見を得ることを目的としている。特にX=0.5近傍ではInpと格子整合すると期待され、InpーMISFFTのゲ-ト膜としても有望である。本年度はMOCVD装置を作製し、光照射無し、常圧のもとで上記混晶の成長に関する知見を得ることにした。研究成果円筒形のステンレス製容器内に基板ホ-ルダ-を配置した装置を作製した。原料にはDEZn,DESe,及びDETeを用い、水素ガスをキャリア-として供給した。基板として(100)GaAs及び(100)InPを用いた。その結果,下記の様な結果及び成果が得られた。(1)成長温度523ー673Kで、両基板上に組成Xの全域にわたって鏡面の単結晶薄膜が成長する条件を明かにした。(2)DETeとDeSeの供給比を変化させることによって成長膜の組成Xを制御出来ることが明かとなった。(3)格子定数の組成依存性をX線回折により調べた結果、Vegardの法則が成り立ちInPと格子整合するXの値は0.54と評価出来た。(4)基板との格子不整合性が膜の成長速度に影響を与えることが明かとなった。今後、減圧成長及び光MOCVDへと発展させ、両好な混晶薄膜及び界面を得、不純物添加による電気的性質の変化を組成の関数としてとらえると共にInPーMISFETとしての可能性を追求して行く。
Naチャネル阻害物質計測用センサの開発と魚介毒の計測および生理活性物質検索への応用

本研究では,カエル膀胱膜,Na^+電極,フローセル,ペリスタボンプおよびレコーダを組み合せることにより,連続可能なNa^+チャネル阻害物質計測用センサシステムを製作し,各種試料を用いて実用化の観点から検討してきた.その結果,基本的な諸条件を下記のように確立した.○測定条件:送液の温度30°C,pH4.8,移送速度0.8ml/min,試料注入量50μlとし,8%NaCl溶液をフローセルに移送し,センサの出力が定常となったところで,試料を注入した.出力電位の減少値からフグ毒TTXあるいはNa^+チャネル阻害物質量を求めた.○Na^+チャネル電極の製作:2枚の透析膜にはさみこんだ膀胱膜を膀胱腔が電極面を向くように装着し,フローセル中に組み込むことにより^+チャネル電極を製作した.○試料調製法:フグ-1gを0.1%酢酸で100°C,10分間抽出し,これを原液とした.貝-1gを0.1N塩酸で100°C,10分間抽出し,これを原液とした.プランクトン-1gを集めた紙を細断し,これに0.01M酢酸5mlを加え100°C,20分加熱,濾液を定量とした.海藻-乾燥のり1gを0.1N塩酸26mlで100°C,10分加熱,遠沈後の上清を定量とした.漢方薬草-2030gを90°C熱水500mlで1時間還流後減圧濃縮し,30mlとした.以上の条件下で,フグ毒およびプランクトン毒の計測,海藻および漢方薬草中の^+チャネル阻害物質の検索をおこない,迅速,簡単,連続的にかつ高感度に計測が可能であることを明らかにした.本研究では,カエル膀胱膜,Na^+電極,フローセル,ペリスタボンプおよびレコーダを組み合せることにより,連続可能なNa^+チャネル阻害物質計測用センサシステムを製作し,各種試料を用いて実用化の観点から検討してきた.その結果,基本的な諸条件を下記のように確立した.○測定条件:送液の温度30°C,pH4.8,移送速度0.8ml/min,試料注入量50μlとし,8%NaCl溶液をフローセルに移送し,センサの出力が定常となったところで,試料を注入した.出力電位の減少値からフグ毒TTXあるいはNa^+チャネル阻害物質量を求めた.○Na^+チャネル電極の製作:2枚の透析膜にはさみこんだ膀胱膜を膀胱腔が電極面を向くように装着し,フローセル中に組み込むことにより^+チャネル電極を製作した.○試料調製法:フグ-1gを0.1%酢酸で100°C,10分間抽出し,これを原液とした.貝-1gを0.1N塩酸で100°C,10分間抽出し,これを原液とした.プランクトン-1gを集めた紙を細断し,これに0.01M酢酸5mlを加え100°C,20分加熱,濾液を定量とした.海藻-乾燥のり1gを0.1N塩酸26mlで100°C,10分加熱,遠沈後の上清を定量とした.漢方薬草-2030gを90°C熱水500mlで1時間還流後減圧濃縮し,30mlとした.以上の条件下で,フグ毒およびプランクトン毒の計測,海藻および漢方薬草中の^+チャネル阻害物質の検索をおこない,迅速,簡単,連続的にかつ高感度に計測が可能であることを明らかにした.カエル膀胱膜.Na^+電極,フローセル,ペリスタポンプおよびレコーダを組み合わせることにより連続計測可能なNa^+チャネル阻害物質計測用センサシステムを製作した.測定条件は送液の温度30°C,pH4.8,移送速度0.8ml/min,試料注入量50μlであった.8%NaCl溶液をフローセルに移送し,センサの出力が定常となったところで,試料(8%NaCl溶液)を注入した.出力電位の減少値からフグ毒TTX量あるいはプランクトンのNa^+チャネル阻害物量を求めた.フグ毒の計測:サベフグ6検体を各部位に分けてそれぞれ2回計測した.結果はあらかじめ作製しておいたTTX検量線からTTXに換算した.試料1gをとり0.1N酢酸で熱水抽出したものを5mlとし,その50μlを注入した.組織1g当り25pgを示した.これらの結果は,もちろん従来法で求めることは不可能である.本センサの有効性が認められた.プランクトン毒の計測:試料プランクトンは東京湾,相模湾に設置した調査定点において19961997にかけて,約1ケ月に1度一定量の海水を採取し,それを船上において濾過することにより濾紙上に集積したものを凍結保存してもちいた.ほとんどの試料より微量ながらセンサの応答が観察された.STX検量線を用いてSTXに換算したところ東京湾で1.790.4×10^<-5>MV/lを示した.また相模湾のそれは0.830.2×10^<-5>MV/lを示した.しかしながら,プランクトンの確認をしていないので,濾紙上に集められたプランクトン以外のものによる応答の可能性もあり,今後この点を明らかにしたい.1.カエル膀胱膜、Na^+電極、フローセル、ペリスタポンプおよびレコーダ等から構成された連続計可能なNa^+チャネル阻害物質計測用センサを用いて海藻、乾燥のり、カキ、漢方薬草に含まれるNa^+チャネル阻害物質の検索を行った。

その結果、漢方薬草26種類中19種、海藻(沖縄、日本海、長崎、千葉、江の島)155種中121種、乾燥のり(宮城、千葉、愛知、三重、兵庫、香川、佐賀、熊本)50製品中17製品にNa^+チャネル阻害物の存在が確認された。2.大船渡産養殖カキのNa^+チャネル阻害物質を一年間にわたり分析したところ、fgレベルではあるが、その存在が認められた。したがってカキの毒化を簡単に監視できることが明らかになったので今後実用化をめざしたい。3. 1、2で述べたように、今年は提案したセンサを用いて数多くのサンプル(漢方薬草26、海藻155、乾燥のり50、カキ50検体)の分析を試み従来の分析法では不可能であった低レベルでの分析も可能であることを実証した。カエル膀胱膜,Na^+電極,フローセル,ペリスタンポンプおよびレコーダを組み合わせることにより連続計測可能なNa^+チャネル阻害物質計測センサシステムを製作した.○測定条件:送液の温度30°C,pH4.8,移送速度0.8ml/min,試料注入量50μl,8%Nacl溶液をフローセルに移送し,センサの出力が定常となったところで,試料を注入した.出力電位の減少値からフグ毒TTXあるいはNa^+チャネル阻害物量を求めた.○Na^+チャネル電極の製作:2枚の透析膜にはさんだ膀胱膜を膀胱腔が電極面を向くように装着し、フローセル中に組み込む.○試料調製法:フグ-1gを0.1%酢酸で100°C,10分間抽出し,これを原液とする.貝-1gを0.1N塩酸で100°C,10分間抽出し,これを原液とする.プランクトン-プランクトンを集めた濾紙を細断し,これに0.01M酢酸5mlを加え100°C,20分加熱,濾液を一定量とする.海草-乾燥のり1gを0.1N塩酸26mlで100°C,10分加熱遠沈後の上清を一定量とする.漢方薬草-2030gを90°C熱水500mlで1時間環流後,減圧濃縮し,30mlとする.以上,本研究でNa^+チャネル阻害物質計測用センサーシステムを構築し,各種試料を用いて実用化の観点から検討してきた.その結果,基本的な諸条件は上記のように確立できた.実用器の開発が期待される.また,例えばHPLCカラムとの接続(本センサシステムをHPLCの検出器として使用する)によって、よう簡便,迅速な多目的使用(例えばTTXやSTXをそれぞれ分離定量することを同時に行なう)が可能となろう.さらに研究を続ける予定である。
原子核の高スピン状態の電気的磁気的性質

本研究は原子核の磁気双極子モーメントあるいは電気四重極モーメントを測定し、核の高スピン状態の準粒子配位構造と集団運動的構造の研究を目的としている。62年度にターゲット温度調節機構(高温用)を開発製作し、^<149>Tb27/2^+アイソマーの磁気モーメントの予備測定を行った。本年度は、1)低温用の温度調節機構を製作し、内部磁場が温度に依存する稀土類核である^<149>Tb(27/2^+、^<148>Tb(11^-)両アイソマーの磁気モーメント測定を行った。東京大学原子核研究所SFサイクロトロンからの^<12>Cビームを使用し、^<141>Pr(^<12>C、4n及び5n)反応により^<149>、^<148>Tbを生成した。^<149>Tb27/2^+アイソマー、寿命7=3.8±0.4ns(62年度に測定済)からの崩壊ガンマ線の時間積分型摂動角分布を温度263-555°kに亘り測定し、g因子は0.35±0.18と求められた。この値は従来考えられていた9^-(^<148>Gd;3^-*ν(57/2)^26^+)+πh9/2配位から計算される値の約2/3であり、9^-配位としてν(i13/2f7/2)の必要性を示唆している。^<148>Tb11^-アイソマーは寿命7=32nsと長く、時間微分型摂動角分布を測定したが、T=554°kの温度においても常磁性緩和による角分布の減衰が大きくg因子を導出することはできなかった。減衰の様子より緩和時間は10nsと見積られ、11^-状態のg因子は0.5以上と推定された。^<149>Tbに関する測定は、現在論文にとりまとめ中である。2)四重極モーメント符号決定に利用される動的超強磁場の発生機構の基礎研究中に、磁場も印加した薄膜をイオンが通過するとき、垂直に置かれた薄膜の場合にも原子偏極が認められる新しい現象を発見した。この現象を解明すべく光学測定を行った。HeIIn=4.5状態から放射される光の測定において磁場の大きさに依存する原子偏極を観測した。一方HeII状態から放射される光ではHeIIの場合の1/5以下であった。今後はこの現象解明の研究を精力的に進めてゆく予定である。本研究は原子核の磁気極子モーメントと電気四重極モーメントを測定し,核の高スピン状態の準粒子配位構造と,集団運動的構造の研究を目的としている.今年度は, 1)内部磁場が温度によって異なる稀土類核の磁気モーメン測定と四重極モーメント測定の際に必要となるターゲット温度調節機構を開発製作し, ^<149>Tbの27+/2アイソマーの磁気モーメント測定に適用した.東京大学原子核研究所SFサイクロトロンからの^<12>Cビームを使用し, ^<141>Pr^<12>C, 4n〓)反応により生成される^<149>Tb核からの崩壊ガンマ線の時間積分型摂動角分布を温度293°-554°Kに亘り測定した.次に127+/2アイソマーの寿命〓を重心移動法により測定し,〓=3.8±0.4nsの結果を得た.この両者の測定より^<149>Tb27+/2アイソマーの磁気モーメントはg=0.31±0.03と求められた.これは従来考えられていた9(^<148>Gd+π1h9/z配位から計算される値の約2/3であり,これ以外の配位の混合を必要とする.詳しい解析を進行中である.2)四重極モーメン測定に使用する電磁石系を製作し,強磁性体薄膜(コバルト)と単一光子計測法により,偏極したS軌道電子捕獲による超強磁場発生機構の研究も行った.これは四重極モーメント符号決定に必要となる動的超強磁場の基礎研究である.東京工業大学ヴァンデグラフ加速器からの^<15>N, ^<3.4>Heビームを使用した測定では,薄膜製作(真空燕着),散乱槽の真空°(10^<-6>mmHg)等の問題点が生じ,薄膜は巨視的には強磁性体の特徴を示すが,表面の酸化層がどの程度の深さまでにおよんでいるか不明なこともあり明確な結果は得られなかった.しかしながら炭素及びコバルト薄膜を垂直に使用した場合にも, ^<3.4>HeII, n=4.5状態から放射される光の測定において,磁場の強さに依存する原子偏極が認められた.これはこれまで未報告の現象であり,今後この現象を解明する研究も進めてゆく予定である.本研究は原子核の磁気双極子モーメントあるいは電気四重極モーメントを測定し、核の高スピン状態の準粒子配位構造と集団運動的構造の研究を目的としている。本年度は、1)低温用の温度調節機構を製作し、内部磁場が温度に依存する稀土類核である^<149>Tb(27/2^+、^<148>Tb(11^-)

両アイソマーの磁気モーメント測定を行った。東京大学原子核研究所SFサイクロトロンからの^<12>Cビームを使用し、^<141>Pr(^<12>C、4n及び5n)反応により^<149>、^<148>Tbを生成した。^<149>Tb27/2^+アイソマー、寿命7=3.8±0.4ns(62年度に測定済)からの崩壊ガンマ線の時間積分型摂動角分布を温度263-555°kに亘り測定し、g因子は0.35±0.18と求められた。この値は従来考えられていた9^-(^<148>Gd;3^-*ν(57/2)^26^+)+πh9/2配位から計算される値の約2/3であり、9^-配位としてν(i13/2f7/2)の必要性を示唆している。^<148>Tb11^-アイソマーは寿命7=32nsと長く、時間微分型摂動角分布を測定したが、T=554°kの温度においても常磁性緩和による角分布の減衰が大きくg因子を導出することはできなかった。減衰の様子より緩和時間は10nsと見積られ、11^-状態のg因子は0.5以上と推定された。^<149>Tbに関する測定は、現在論文にとりまとめ中である。2)四重極モーメント符号決定に利用される動的超強磁場の発生機構の基礎研究中に、磁場も印加した薄膜をイオンが通過するとき、垂直に置かれた薄膜の場合にも原子偏極が認められる新しい現象を発見した。この現象を解明すべく光学測定を行った。HeIIn=4.5状態から放射される光の測定において磁場の大きさに依存する原子偏極を観測した。一方HeII状態から放射される光ではHeIIの場合の1/5以下であった。今後はこの現象解明の研究を精力的に進めてゆく予定である。
逸脱行為の悪質性評価に関する研究-道路交通法改正をふまえたアクションリサーチ-

本プロジェクトでは以上を総合し、違反行為と罰則を個人がどうとらえ、悪質であるという認識が行為の抑止にどうつながっていくのかを検討した。本年度は悪質性評価を規定する諸要因を洗い出し、逸脱行動に至る認知モデルの解明・構築を目的とした調査を実施した。ある逸脱行動を「悪質である」「悪いことだからやってはいけない」と評価する場合、それに影響する要因は様々であるが、これまでの研究成果をふまえて以下のものを検討した。1.行為の故意性(わざと逸脱行動を取っているか、それを意識していないのかどうか)2.逸脱行動によって得られるメリットと生じる被害の重篤の程度とのバランス3.逸脱行動に対して科される制裁の重さや周囲からの白眼視の程度4.記述的規範(周囲がどのような行動を取っているか)5.逸脱が発覚し検挙されるリスク(いわゆる"ばれやすさ")これらの要因が悪質性評価に及ぼす影響を明らかにし、逸脱判断にいたる認知モデルを解明することを初年度の目標とし、交通違反に関する縦断調査をした研究成果を論文にまとめ、投稿した。また平行して、授業中の私語に関する多面的検討を行った調査の成果をまとめ、起用論文として公刊した。さらに、本助成を受けて得られた研究成果をギリシアで開催されたICAP2006(国際応用心理学会議)、および日本社会心理学会第47回大会(於:仙台)で報告した。これらの活動と平行し、理論的背景を構築するための交通心理学関係の文献を収集し、レビューを行い、来年度前期に実施する予定の調査に向けた計画の策定、および質問紙調査の項目検討を行った。本年度はまず、一時不停止に関する観察研究について得られた知見を日本社会心理学会代49回大会(於東京)にて発表し、学内紀要に執筆・投稿した。このプロジェクトでは、車種と交通行動との関連を検討し、シートベルト着用率に車種間の違いは特に見られないこと、業務用車について停止線を越えて停止した車両が有意に少なく、徐行で済ませたケースが多いことを明らかにした。この知見から、慣れ要因が危険な旧人型ヒューマンエラーを引き起こすため、免許取り立ての初心者ではなく、むしろプロのドライバーに対してルールの遵守を強く訴える方略が重要であることを明らかにした。また、交通違反をどう評価しているのかを検討するため、運転免許歴との関連に関する縦断調査の知見をまとめ、学内紀要に執筆・投稿した。本論文では、全体的な悪質性評価がおおむね道路交通法における免許違反点数に対応しており、違反点数が高く、重大な違反と見なされているものほど悪質性評価が高い傾向にあることを見出した。しかし、免許歴が長く運転経験が積まれるほど違反行為を軽視するという予測は支持されず、飲酒直後の運転や踏切での一時不停止では、むしろ悪質性評価が上昇していた。全体の傾向を概観すると、速度超過に関する項目は免許歴とともに低下する傾向にあり、罰則の厳しさや継続性、行為の危険性や故意性など様々な原因が推測された。最後に、申請者が大学院時代より行ってきた研究成果を著書としてまとめ、風間書房より公刊した。本書では、周囲の他者が取る行動に個人の行動判断が強く依存していることを実証し、これまで明らかになってこなかった、「駐輪禁止」と「駐輪厳禁」の効果の違いなど、違反行為の抑止に関する実験で得られた成果もあわせて報告した。本年度はこれまで実施してきた研究知見をまとめ、学会発表や論文としてまとめて世に問うことを主な目的とした。具体的に、これまで研究成果をふまえ、悪質性評価を規定する諸要因に関する先行研究の文献レビューを行い、研究目的の理論的背景について洗い出しをおこない、悪質性の評価にどう影響しているのかについて得られた知見をまとめる形で学会発表を行った。具体的に日本交通心理学会、日本心理学会、日本社会心理学会で発表を行い、いくつか有用な議論を行った。また、学会で議論した他大学の教員が主催するセミナーに呼ばれ、研究紹介をする機会も得られた。これらの目的のため、今年度はモバイルノートPCの購入をおこない、その場でデータを提供したり十分に活用していくことができた。倫理的側面に関する問題について、もともと社会的にも望ましくないとされる行動を検討対象としており、これを誘発するような実験操作は厳に慎まれなければならないが、この点について筆者は、これまでの研究を通じても十分に注意を払ってきた。本プロジェクトもこの流れを踏襲し、倫理面やプライバシーの厳守について十分配慮を行った。
移植培養歯根膜の人工歯根における細胞分化能に関する研究

直径3mm、長さ8mmのHydroxyapatite (以下、HAP)Polyethylone(以下、PE)製人工歯根歯根を作製した。さらにPE製人工歯根の表面にはプラズマ処理後にTypeIおよびTypeIVコラーゲンの固定化を行った。これら3種類の人工歯根に、10日間の初代培養を行い充分量を確保した培養歯根膜細胞を付着させ、ビ-グル犬の両側下顎臼歯部に埋入した。術後1か月、2か月、3か月に屠殺、下顎骨を取り出し、低温紫外線重合装置を用い樹脂包埋を行い、超硬刃を用い凍結切片を作製した。抗TypeI、抗TypeIII、抗TypeIVコラーゲンおよび抗アルカリフォスファターゼの各ポリクロナール抗体により免疫組織染色を施し、さらにアルカリフォスファターゼ活性についてはアゾ色素法により酵素組織染色を施し観察を行った。その結果、1.HE製人工歯根では1か月後においてすでにほぼ全周にわたり骨との接合がみられ、2か月以降では骨との完全な結合がみられた。一方、PE製人工歯根では3か月経過群でも人工歯根と骨との間には一層の軟組織が介在し、TypeI、TypeIVコラーゲン固定化人工歯根とも約半数に材料との間に垂直な線維走行が認められた。2.アルカリフォスファターゼ活性は、免疫組織染色による方法ではいかなる場合でも染色されなかった。酵素組織染色においてはHE製、PE製人工歯根とも材料表面に高い活性を示し、3か月経過群でも活性がみられたことから、PE製人工歯根表面でのセメント質形成の可能性が示唆された。3.抗TypeI、抗TypeIII、抗TypeIVコラーゲンによる免疫組織染色では、TypeIIIコラーゲン活性はどちらもほとんど観察されなかった。TypeIコラーゲンに関しては、TypeIコラーゲン固定化人工歯根群において材料表面での高い活性が認められた。TypeIVコラーゲンは、いずれの群でも歯槽骨側において高い活性が認められた。以上から、TypeIVコラーゲンのセメント質誘導の可能性は低く、今後は、TypeIコラーゲンと非コラーゲンタンパク質との関係を明らかにする必要があると考えられる。
深海底熱水活動域における微生物活動:物質循環系の解明と地球環境修復への展開

深海底熱水孔環境は、地球の内部エネルギーにより支えられた特殊かつ大規模な生物圏である。本研究は深海底熱水環境、海底下をはじめとする極限環境に生息する微生物資源の獲得・生理生態研究・応用開発を目的としている。2005年度は、熱水孔環境における最重要一次生産者であるε-およびγ-ProteobacteriaとAquificales目に関して、エネルギー獲得反応(水素酸化、硝酸還元経路)と炭素固定反応(還元的TCA回路、カルビン回路)に関わる遺伝子の現場発現測定を目的に研究を進めてきた。これらの微生物は"培養困難な未知微生物"として知られてきたが、これまでの研究においてほぼ全ての未知系統群にわたる分離株を獲得し、その増殖特性や代謝特性を決定することに成功している。獲得した分離株において、エネルギー獲得反応と炭素固定反応に関わる鍵酵素の遺伝子群を同定することに成功し、現在それらの遺伝子を含む全ゲノム配列を決定するとともに、Real-Time RT-PCR法を用いて各反応鍵酵素の現場発現量を定量する系の確立を試みている。構築した実験系を世界各地の熱水孔環境サンプルに適用することで、深海底熱水孔環境における微生物一次生産活動およびそれに与える環境条件の影響を定量的に解明することが世界で初めて可能となる。この過程において、適切に処理された世界各地の熱水孔環境サンプルが必須であるため、本年度はこれまで(1)中部沖縄トラフ、(2)大西洋中央海嶺、(3)北部マリアナ海溝の各研究航海に参加し、試料を採取した。
がん検診への期待度とがん検診における偽陽性・偽陰性の許容限界との関係

一般住民のがん検診に対する期待度を知る目的で、平成3年9月、岐阜県内99市町村へ依頼し、それぞれで任意に選ばれた住民10名ずつ(未記入部分が多い25名を除く計975名)に近年の胃がん死亡率の減少が何に起因すると思っているかを調査した。合わせて、G県およびS県の医師会員の中から任意に選んだ24名について、ほぼ同時期に同様の調査を行った。減少分を100%とした場合のがん検診による寄与分を、一般住民は平均56%、医師も平均56%と回答した。次いで治療法の進歩の寄与分が高い(一般=29%、医師=24%)と回答された。発生率の減少によると回答したのはわずか(一般=10%、医師=15%)であった。一方、がん検診はスクリ-ニング検査なので、いわゆる見逃し、精検への回し過ぎが生ずることは止むを得ないと断わって、それぞれの許容限界を同集団にたずねた。胃、肺、大腸、乳、子宮各部位のがん検診の見逃し許容限界は一般でおよそ1,1001,300人に一人まで、精検への回し過ぎは2123人まで、医師はそれぞれ250360人に一人、4125人までと回答した。上述の検診への期待度との相関は認められなかった。(期待度と見逃しとの相関係数r=0.045、精検への回し過ぎとの相関係数r=-0.008)。
軌道自由度に起因する量子相転移と新奇超伝導の高圧下物性研究

非磁性二重項の基底状態をもつPrT2Al20(T=Ti,V)は、四極子と伝導電子との強い混成効果による四極子近藤効果や超伝導などの興味深い現象を研究する格好の舞台として知られている。本研究では、PrT2Al20(T=Ti,V)の圧力効果の研究を行い、その詳細な相図をもとに四極子秩序と超伝導の相関を調べることを目的とした。その結果、圧力印加による四極子秩序の抑制とドーム状の超伝導相が出現することを両物質において見出した。また、幅広い圧力、磁場領域において、四極子近藤効果を示唆する振る舞いを観測することにも成功した。本申請では軌道自由度を有する非磁性基底状態に着目し、圧力印加による軌道秩序の抑制と重い電子超伝導の発現、軌道不安定性に起因する新奇な量子現象の起源を実験的に解明することを目標としている。また、複合極限環境下(極低温、高圧、高磁場)で用いることができる10万気圧級圧力セルの改良にも取り組むことで、10万気圧を超える超高圧域までの精密な相図の作成を目指す。初年度は常圧で反強四極子秩序を示すPrV2Al20の高圧下、磁場中電気抵抗測定を行った。PrV2Al20は常圧において約50mKの極低温で超伝導を示すことが報告されていたが、超伝導発現が試料の純良性の違いに敏感であることが高圧下物性を議論する上でも問題となっていた。そこで良質な単結晶試料を用いて高圧下物性測定を行ったところ、圧力印加による反強四極子秩序の抑制に伴って超伝導転移温度が急激に上昇することを見出した。また、圧力と磁場を複合的に用いることで反強四極子秩序が消失した領域においては非フェルミ液体的挙動が観測された。同領域の電気抵抗率のデータは幅広い圧力・磁場領域においてスケーリング則が成り立つことが見出され、さらにその温度依存性が四極子近藤格子モデルから期待されるものとよく一致することが明らかとなった。研究代表者の異動によって実験計画に若干の遅れが生じたが、前所属機関との密接な連携によって反強四極子秩序を示すPrV2Al20における圧力温度相図の作成に成功した。磁場中の電気抵抗率の温度依存性の解析から見出されたスケーリング則は四極子自由度と伝導電子の混成効果に起因することが理論的にも強く示唆されており、本研究の目標達成に向けて着実な成果が得られつつある。これらの結果に関しては日本物理学会及び国際会議において発表を行い、現在は投稿論文を準備中である。本研究の目的は四極子(軌道)自由度を有する非磁性のPr系化合物であるPrTr2Al20(Tr=Ti,V)における四極子秩序と超伝導を圧力によって制御し、四極子秩序の抑制や重い電子超伝導発現およびフェルミ液体から逸脱した新奇な量子現象の起源を明らかにすることである。2年目となる今年度は初年度にPrV2Al20の高圧下・磁場中において見出された非フェルミ液体的挙動に関して、反強四極子秩序が圧力によって完全に消失する圧力領域にまで範囲を広げて磁場中電気抵抗測定を行った。その結果、圧力印加によって四極子自由度と伝導電子の混成効果が増強されることを見出し、非フェルミ液体からフェルミ液体へと移り変わる特性磁場および四極子近藤格子モデルから評価される特性温度の圧力変化を評価することに成功した。また強四極子秩序の量子相転移を示すPrTi2Al20との比較により、四極子秩序および四極子近藤効果の特徴的エネルギースケールの大きさの違いによって秩序相の消失に伴うゆらぎと四極子近藤ゆらぎのいずれかが支配的となり、相図上において非フェルミ液体的な振る舞いを示す領域の顕著な違いとして現れることを見出した。これらの実験事実は重い電子系物質における従来型の量子相転移現象には見られない四極子自由度を有する系に特徴的な振る舞いである。研究計画の目標の一つであるPrTr2Al20(Tr=Ti,V)の圧力相図の全体像はほぼ明らかとなりつつある。また、PrV2Al20において見出されたスケーリング則および四極子近藤ゆらぎを反映した非フェルミ液体的挙動は、四極子自由度と伝導電子との混成効果に起因した大変興味深い現象である。さらにPrTi2Al20との比較により、特徴的なエネルギースケールの違いが特異な電子状態の発現に与える影響を明らかにした。今後は10GPaを超える圧力域での物性測定を行うことで、四極子秩序の消失に伴う異常物性と超伝導との相関に関して包括的な知見が得られると期待される。以上の点を総合的に判断して「おおむね順調に進展している」と判断した。本研究では、低温で四極子秩序を示すPrTr2Al20(Tr=Ti,V)の圧力効果による四極子不安定性にともなって発現する重い電子超伝導や新奇な量子現象の特徴を実験的に明らかにすることを目的とした。最終年度では、PrTi2Al20の強四極子秩序が消失する11 GPaも含む広い圧力領域までの高圧・極低温・磁場相図の完成させるために、圧力セルの改良に取り組んだ。

具体的には、高圧力発生の試料空間を従来型の50 %程度にすること、また圧力媒体にアルゴンを用いることで、高い静水圧性を維持しながら12 GPa程度の高圧力を安定的に発生させることが可能となり、PrTi2Al20の強四極子秩序が消失する臨界圧力付近における希釈冷凍機温度域までの上部臨界磁場および常伝導状態における電気抵抗率の温度依存の精密測定に成功した。その結果、パウリリミットを超えた高い上部臨界磁場を示すことが明らかとなったが、この系を記述する有効理論模型において超伝導を担う電子がf電子を含むことで生じる質量不均衡によって上部臨界磁場が異常な増大を示すという予測と整合する。また、超伝導を磁場によって抑制した常伝導領域では、四極子近藤効果に起因する非フェルミ液体的挙動が観測された。さらに強四極子秩序が消失する臨界圧力付近を境として、四極子近藤効果を特徴付けるエネルギースケールが圧力とともに顕著な増大を示すことも見出した。また、改良に成功した圧力セルを用いることで、非磁性の層状化合物Ta2NiSe5で実現する励起子凝縮と超伝導の相関を示唆する詳細な温度-圧力相図を得ることにも成功した。非磁性二重項の基底状態をもつPrT2Al20(T=Ti,V)は、四極子と伝導電子との強い混成効果による四極子近藤効果や超伝導などの興味深い現象を研究する格好の舞台として知られている。本研究では、PrT2Al20(T=Ti,V)の圧力効果の研究を行い、その詳細な相図をもとに四極子秩序と超伝導の相関を調べることを目的とした。その結果、圧力印加による四極子秩序の抑制とドーム状の超伝導相が出現することを両物質において見出した。また、幅広い圧力、磁場領域において、四極子近藤効果を示唆する振る舞いを観測することにも成功した。より精密に高圧力と磁場を制御した実験を行うことで、強四極子秩序を示すPrTi2Al20と反強四極子秩序を示すPrV2Al20の圧力温度相図の類似点と相違点を鮮明にし、四極子秩序と超伝導の相関に関する包括的な理解を目指す。具体的には、10万気圧を超える圧力が発生可能な圧力セルの改良に取り組むことで、完全に四極子秩序が消失した高圧域も含む相図を作成し、非フェルミ液体からフェルミ液体へのクロスオーバーの可能性について調べる。また、PrV2Al20における超伝導のバルク性や超伝導ギャップに関する情報を得るために、高圧下比熱測定法の開発にも取り組む。最終年度となる来年度は高い静水圧性を維持しながら10 GPaを超える高圧域まで安定的に到達できるような圧力セルの改良を行う。四極子秩序の量子相転移が観測される圧力域から四極子近藤効果が支配的となる高圧力領域も含む幅広い領域での高圧相図の完成させることにより、この系の電子状態に関する包括的な理解を目指す。また四極子秩序が消失する臨界圧力付近において、希釈冷凍機温度域までの上部臨界磁場および常伝導状態における温度依存を精密に測定し、秩序相やゆらぎの効果の差異が超伝導特性に与える影響を調べる。高圧物性
３次元フォトニック結晶による立体的光伝搬制御に関する研究

本研究は,3次元的な光ナノ構造であるフォトニック結晶を用いた,立体的に自在な光伝搬制御の実現を目指すものである.3次元フォトニック結晶における等価な結晶方位を考慮して,等価な特性をもつ面内・面垂直方向への光導波構造を導入し,これを連結することで,自在な経路での高効率の光伝搬が可能となることを解析により明らかにした.また,3次元光ナノ構造の高精度な作製法の構築により,実際に立体導波構造を作製し,自在な3次元光導波を,世界的に初めて実証することに成功した.さらに,分岐構造による光路の分割や,伝搬構造と光ナノ共振器との結合動作等,様々な3次元光制御の可能性を明らかにした.本研究は,3次元的な光ナノ構造であるフォトニック結晶を用いた,立体的に自在な光伝搬制御の実現を目指すものである.3次元フォトニック結晶における等価な結晶方位を考慮して,等価な特性をもつ面内・面垂直方向への光導波構造を導入し,これを連結することで,自在な経路での高効率の光伝搬が可能となることを解析により明らかにした.また,3次元光ナノ構造の高精度な作製法の構築により,実際に立体導波構造を作製し,自在な3次元光導波を,世界的に初めて実証することに成功した.さらに,分岐構造による光路の分割や,伝搬構造と光ナノ共振器との結合動作等,様々な3次元光制御の可能性を明らかにした.本研究は,3次元的な人工の光ナノ構造である「3次元フォトニック結晶」において,微小領域における自在な立体光伝搬制御の可能性を探求し,その応用展開を検討していくことを目的とするものである.平成24年度は,立体的かつ有機的に光導波路を組み合わせた立体光伝搬構造の設計概念を提案するとともに,そのような構造の実現基盤となる3次元構造の作製法の構築を図った.これにより,微小領域において,必要な場所から必要な場所まで,立体的に光を伝搬させることに成功した.具体的な成果は,以下のとおりである.(1)立体光伝搬構造(光配線構造)の設計概念の提案.3次元フォトニック結晶における導波構造は,これまで,試行錯誤的に導入されたものがほとんどであり,それらを広帯域・高効率に接続することはできていなかった.本研究では,3次元結晶の結晶構造の対称性を考慮して,面内方向や面外方向等に対して,同様の伝搬特性を有する導波路を導入し,それらを相互に接続することを提案した.この結果,導波路の導波帯域のほぼ全域で高い透過率(光通信波長帯で幅150 nm,透過率90%以上)で接続できることを見出した.(2)3次元フォトニック結晶構造の形成技術の構築.ストライプ状にパターニングした半導体を,ウエハ融着法による接着技術によって積層し,3次元フォトニック結晶を形成する手法において,画像処理(幾何学的パターンマッチング法)を援用した定量的な積層位置誤差の判定と,電動ステージのフィードバック制御により,自動で高精度な積層構造が実現できるシステムを構築した.これにより,16層等の多積層構造の実現を可能した.(3)上記の結果に基づき,3次元光伝搬構造(光回路)のプロトタイプを試作した.3次元的に面外-面内-面外の導波路を接続した導波構造等において,伝搬光の観察,帯域の評価を行い,世界的に初めて,3次元光導波の実証に成功した.本研究では、3次元的な人工の光ナノ構造である3次元フォトニック結晶において、立体的に自由自在な光伝搬制御の実現可能性を探求し、その応用展開を検討していくことを目的とした。平成25年度の研究では、平成24年度に構築を進めた立体的な光伝搬制御を可能とする3次元光導波構造を基盤として、立体的な導波路からなる光回路をプローブとして用いた、3次元フォトニック結晶内部の光ナノ共振器評価への展開に関して検討を行った。3次元結晶構造内部に埋め込まれたナノ共振器は、完全な光閉じ込めに効果よる極限的な性能が期待されるものの、共振器へのアクセスが困難であることが課題であった。本研究による立体的な導波構造は、この課題を解決しうる鍵として期待できる。まず、フォトニック結晶の外部からの光入出力を行うための導波路と、結晶内部のナノ共振器との結合特性について解析を行い、導波路-共振器間の配置に対する共振器Q値や光の伝搬効率を明らかとした。このような解析に対して、実験的にも、16層積層型の3次元フォトニック結晶において、様々な配置の導波路-共振器の結合構造を実現し、光学特性の評価を行い、導波路-共振器間の結合特性(共振器Q値および光の伝搬効率)が制御できることを明らかにした。さらに、このような性能評価をより発展させていくためには、入出力用導波路における外部との結合効率の向上が不可欠であることから、入出力に適した導波路端構造(表面構造)の検討を行い、外部光学系とより効率よく結合させられる構造を見出した。また、より簡便に実現しうる少ない積層数の3次元結晶において高いQ値を得る方法についても検討を行い、共振器モードのプロファイルならびにフォトニック結晶の表面状態を制御することで、同じ積層周期数でも2桁程度のQ値向上の可能性があることを見出した。平成24年度の研究では,(1)立体的かつ有機的に光導波路を組み合わせた立体光伝搬構造の設計概念を提案する,(2)そのような構造の実現基盤となる3次元構造の作製法の構築を図る,

(3)上記を基礎として,微小領域において,必要な場所から必要な場所まで,立体的に光を伝搬させることが可能であることを実験的に示す,という3段階の研究計画を提案した.まず,(1)の設計概念については,結晶構造に着目し,その等価性に留意して導波路を導入するという,これまでになかった着眼点から研究を進めたことで,立体的に接続可能な導波路の基本体系の設計に成功した.(2)の作製面に関しては,従来の積層装置をベースとしながらもこれを自動化することを行い,その結果として,どのような多積層の構造でも,100 nm以下の精度で自動的に位置合わせ・積層が可能なシステムとして構築することができた.この開発は,当初の予想以上のものであり,従来は8層程度の積層までしか実現できていなかった高精度な3次元結晶を,16層以上の積層構造にまで推し進めることができた.以上が良好に実現できたことによって,(3)の3次元光伝搬構造のプロトタイプの試作と,実験実証へと繋げ,良好な実験結果を得ることができている.これらの成果については,Nature Photonics誌に掲載され、新聞報道等でも、注目を集めている。また京都大学のホームページにも掲載されており、充分な情報発信ができたと考えられる。以上より,本年度の研究は,当初の計画以上に進展していると考えている。25年度が最終年度であるため、記入しない。平成25年度は,平成24年度に構築を進めた立体的な光伝搬制御を可能とする構造を基礎として,立体的な導波路からなる光回路をプローブとして用いた,3次元フォトニック結晶の内部に特有の光学現象の評価への展開を図る.特に,全方向に対して完全に光を閉じ込めた高Q値3次元フォトニック結晶ナノ共振器の実現とその評価への展開を,中心として行う.具体的に,以下のよう推進方策を検討する.(1)外部からの光入出力に適した立体回路構造ならびに導波路光入出力構造の検討:3次元フォトニック結晶の内部に共振器を形成した場合,その光閉じ込め性能(Q値)は,共振器部の周辺の周期数(つまりフォトニック結晶構造の積層数の大きさ)によって決定され,周期数を増大させることで指数関数的に強く光を閉じ込めることができるようになり,極限的な高Q値ナノ共振器の実現が可能と期待される.一般に,このような系に光を導入し,また閉じ込められた光を観察することは極めて難しいが,立体光回路構造を,外部との入出力にも適したものへと発展させ、問題の解決を図る.導波路と共振器との結合構造の解析を行い,どのような配置が評価に適切であるか明らかとする.さらに,導波路入出力部の最適化設計(終端部形状の制御)についても検討する.(2)多積層構造の実現技術の構築:上記の構造を実現するために,充分に多積層の構造(32層40層)の実現技術を構築する.特に,大面積の構造を一括して,自動システムにより積層し,これを分割しながら積層することを繰り返すことで,構造作製に要する時間の大幅な短縮を図る.(3)上記に基づいて,実際に光導入用の立体光回路,高効率入出力ポート,そして高Q値ナノ共振器を含む系を構築する.これにより,これまでに実現例のない,多積層3次元フォトニック結晶内部での光学現象について,実際にどのような効果が得られるのか検証していく.25年度が最終年度であるため、記入しない。