hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
日本及び中国の経変(経典変相図、経典絵)における図像交流の研究

平成11・12年度に行った調査は主として涅槃図・涅槃変相図、仏伝図、牢度叉闘聖変を対象に行ってきたが、日本と中国の作例を比較すると、日本の作例は中国の作例を内容や形式などそのまま受け継ぐのではなくて、細部を取捨選択しつつ独自の画面構成を作り上げるという傾向があるように見受けられる。ただ、中国で日本の作例の原本が成立した可能性も否定できないため、もう少し時間をかけて緻密に検討することが必要である。例えば、涅槃変相図は中国では五代の敦煌莫高窟第61窟仏伝図、盛唐の同第148窟涅槃変相図、初唐の同第332窟涅槃変相図及び山西省博物館蔵涅槃変像碑とたどっていくことができるが、日本の作例と直接関わるものはほとんどない。しかしながら、南宋の大阪・叡福寺本は日本の作例(広島・耕三寺本系のもの、再生説法が無い)と同一であり、これらの原本とも考えられる。そうすると中国国内での涅槃変相図の展開を検討する必要があり、一方の万寿寺本系(再生説法を含む)も中国成立か日本成立か検討する必要がでてくる。また、涅槃図も中国成立のものと日本成立のものがあることが判明しており、日本のものが中国の作例よりもさらに表現の幅が広まっていることがわかる。仏伝図と牢度叉闘聖変はその関わり具合が特徴をよく示しているといえる。牢度叉闘聖変は日本においては仏伝図の一場面として組み合わされているが、中国・敦煌では大画面に単独で取り上げられている。この違いを分析するには『今昔物語集』の天竺部が有効であり、多くの示唆を与えてくれるものと思われる。今年度本課題の研究を行うにあたっては、まず経変の宝庫である中国・敦煌に滞在し、莫高窟・楡林窟・西千仏洞の石窟壁画にみられる経変を調査した。特に、仏伝図、涅槃図、涅槃変相図、牢度叉闘聖変に重点を置いたが、あわせて法華経変・弥勒経変なども対象に入れた。敦煌では、莫高窟第332窟・第148窟・第158窟の涅槃変相図が重要であり、日本における涅槃変相図の成立と展開を検討するために有効であることが判明した。これに関して、浜松市美術館には代の涅槃変像碑が所蔵されており、これも調査を行った。この主題に関しては、さらに麦積山石窟第127号・第135号・第26号、山西省博物館蔵涅槃変像碑の検討も必要であり、来年度これらの調査を実施する予定である。日本の涅槃変相図は、あまり知られていない京都・二尊院本の調査を実施したが、来年度はよく知られた基準作である京都・万寿寺本、岡山・自性院安養院本、広島・耕三寺木等の調査を予定している。涅槃変相図は、これら中国・日本の作例の調査を十分済ませた上で比較検討し結果を発表したい。涅槃変相図のほか、涅槃のみ描いた涅槃図の調査も随時行っており、膨大な量の涅槃図の分類や展開に関する考察も予定している。涅槃図とともに仏伝図として重視される誕生図はあまり作例がないが、ほとんど唯一と思われる中国あるいは朝鮮半島作といわれている福岡・本岳寺本の調査が実現し、これについても日本の作例との関連について報告を行いたい。また、日本の仏伝図の中にしばしば描かれる牢度叉闘聖変も敦煌で大流行していて、日本と中国の図像交流の実体を知る上で有効な主題と考えており、来年度も引き続き調査を続けていきたい。なお、今年度の敦煌壁画調査では、法華経変や弥勒経変の中に仏伝図像がとり入れられていることがわかり、仏伝図の広がりが確認できて興味深かった。
大強度陽子シンクロトロンのための電磁石電流計測による超精密ビーム光学の実現

本研究の目的は、大強度陽子ビームにおいて大強度化を妨げているビーム光学パラメタの誤差を、電磁石電流値を使ったリアルタイムな予測値をつかって補正する。これにより超高精度のビーム光学を実現する。この研究は、大強度陽子加速器のビーム損失の低減に直結しており、ニュートリノビームを用いた実験だけでなく、他の素粒子原子核実験や中性子・ミューオンを使用する物質生命科学など、大強度陽子加速器に関わるすべての分野に貢献できる。また、電磁石電流値を始めてビーム制御に使うことは「ハイテク」加速器の幕開けといえ、その他の周囲温度や放射線量などの情報を取り込んで、自動調整を行うインテリジェントな加速器の実現を早める。
人間の情報認知特性に基づく自律的な学習の促進とエラー修正の研究

本研究の目的は、的確な概念知識から技能を有する教育において、学習者の自律的な学習を支援する教授モデルを構築することである。その一環として防災教育のあり方の研究に取り組んだ。最初に、災害に対する意識の調査として、記憶に新しい東北地方太平洋沖地震発生前と発生後で、東北大学における被災地域(岩手県、宮城県、福島県)出身学生とそれ以外の地域出身学生の防災意識を調査すると同時に、災害に対する両者の情報収集とメディア活用方法について調査した。その結果、様々な防災対策を実施する学生が、被災地域出身者・被災地域以外出身者共に増加しており、メディア活用方法についてもラジオや新聞などの伝統的なメディアをはじめとする様々な情報源を活用していたことが明らかになった。さらに、既存のインターネット防災教材「eカレッジ防災・危機管理」に含まれる51の学習項目を、知識(K)ベース、ルール(R)ベース、スキル(S)ベースの3つの認知階層で区分されたRasmussenの認知情報処理階層モデルと、Attention(注意)、Relevance(関連性)、Confidence(自信)、Satisfaction(満足)、Volition(意志)の5要因からなるKeller(2008)のARCS-Vの意欲モデルの観点から検証することを目的とした。具体的には、最初に、防災教育教材に含まれる項目を、どの認知特性を有する学習内容であるかKRS別に区分した。次に、区分した項目についてARCS-Vモデルに基づいて、東北大学の学生を対象に、学習意欲アンケートを実施することで、各学習項目がどのような種類の意欲をどの程度喚起するのか調査した。さらに、3週間後に学習意欲アンケートと同様の項目について、理解度・自信度テストと印象度評定アンケートを実施するとともに、各認知特性を有する学習内容に対する理解度と印象度、および防災教育教材コンテンツに対する意欲と理解度の関係を分析した。その結果、学習項目の種類によって喚起される意欲の種類が異なることが明らかとなった。意欲要因と理解度の相関を調べた結果、知識ベースの項目に対しては、特に自信要因に高めの相関が得られたが、ルールベースとスキルベースの項目に対しては、意欲の高さと理解度の相関は見られなかった。このことから、ルール・スキルベースの学習内容は意欲要因のみでは、必ずしも理解向上にはつながらず、習得済みの技能・規則は正しいものかの振り返りや繰り返し、正確な方向に持続的に修正していく姿勢を育成することが重要であることがわかった。本研究の目的は、その教授メディアを応用した教授と教育における学習者の自律的な学習を支援する教授モデルを構築することである。その一環として、教授メディアの一つである学生フィードバックシステムの知識のタイプによる学習促進効果の検証を行った。具体的には、単純なクリック操作によって複数の種類のフィードバック(「面白い」、「改善の余地あり」、「わからない」)を送ることを可能とするフィードバックシステム"EduRelex"を使用したときの学習促進効果を調査するために、システムを使用した学生とシステムを使用しなかった学生の記憶保持をテストによって比較した。その結果、システムを使用した学生のほうが、送信したフィードバックの種類にかかわらず記憶保持が良好だったことが明らかになった。このことから、フィードバックシステムの使用によって学習を促進するという強固な機能を持つことを確証した。さらに、近年、急速な展開がなされてきた認知理論では、提示される情報の内容によって異なる認知階層レベルが活性化されることが知られており(Anderson,1985)、感知された情報は異なる形式の知識として記憶・利用されると考えられている。このため、学習内容をフィードバックが与えられた項目と与えられなかった項目に区分し,さらに分類した学習項目に含まれる知識を宣言的知識と手続き的知識に区分したうえで学生の記憶保持率を調査・比較し,学習遂行に及ぼす効果を調査した。その結果、システムを使用した学生はフィードバックの有無に関係なく、宣言的知識に対して記憶保持が良好であり、知識のタイプ別の主効果も示されたことから、システムを使用して学習内容を評価し判断するプロセスが、特に宣言的知識の学習促進に有効であることが示された。以上のことから、フィードバックシステムは、概念的な情報や新しい体系的知識の学習でより有効であることが改めて実証され、メディアを使用したときのどの教授内容に対する学習者の記憶保持が強化されたかを確認することができた。

次に、区分した項目についてARCS-Vモデルに基づいて、東北大学の学生を対象に、学習意欲アンケートを実施することで、各学習項目がどのような種類の意欲をどの程度喚起するのか調査した。さらに、3週間後に学習意欲アンケートと同様の項目について、理解度・自信度テストと印象度評定アンケートを実施するとともに、各認知特性を有する学習内容に対する理解度と印象度、および防災教育教材コンテンツに対する意欲と理解度の関係を分析した。その結果、学習項目の種類によって喚起される意欲の種類が異なることが明らかとなった。意欲要因と理解度の相関を調べた結果、知識ベースの項目に対しては、特に自信要因に高めの相関が得られたが、ルールベースとスキルベースの項目に対しては、意欲の高さと理解度の相関は見られなかった。このことから、ルール・スキルベースの学習内容は意欲要因のみでは、必ずしも理解向上にはつながらず、習得済みの技能・規則は正しいものかの振り返りや繰り返し、正確な方向に持続的に修正していく姿勢を育成することが重要であることがわかった。
都市計画的要素がヒートアイランド現象に与える効果に関する総合的研究

1.自動記録式温度計による移動測定自動記録式温度計による冬季早朝の移動測定の結果、現在までに次の知見を得た。・樹木のある住宅地付近は周辺気温に対して約1°C高温である。・道路上は低温になる場合と高温になる場合がある。・芝生に面した住宅地付近は比較的低温である。・灌木による生け垣は、周辺気温に対してほとんど効果が無い。・低層住宅に囲まれた中庭では温度上昇は見られない。・中層住宅に囲まれた中庭では約0.8°Cの温度上昇が見られる。・高い建物の立つ地域に比べ、開けた地域ではでは約0.3°Cの温度低下がある。・歩行者用街路では端のほうが中央に比べて高温である。現段階では、各現象が、どの程度緑地,天空率などの要素に影響されているか判定できない。今後、さらに測定の精度を上げるとともに、定点観測による気温・湿度変動の測定により、要素毎の影響について推定していく。2.ランドサットのリモートセンシングデータによる地表面分類緑地の分布をリモートセンシングデータによって調査する手法について研究を行った。最尤法、比分類法、およびバックプロパゲーションモデルを用いたニューラルネットワークによる分類手法を調査した。今後、それぞれの手法に基づいて分類を行ない、比較していく。
生物界に普遍的な新規 mRNA 分解系の解析

生物はDNAからRNAを転写し,RNAを翻訳して蛋白質を作る。個々の細胞でどのような蛋白質を作るかは,RNAの合成と分解によって調節されている。したがってRNAの分解は蛋白質の量を調節する重要なプロセスの1つである。しかし,そのような重要なプロセスであるにもかかわらず,ヒトを含むほとんどの生物ではRNAの分解過程の研究はあまり進んでいない。そこで本研究では,ヒトを含めた多くの生物にも適用できる普遍的なRNA分解機構の解明を目指し,高度好熱菌というバクテリアをモデルとして研究を行っている。これまで(昨年度まで)に本研究では,普遍的なRNA分解機構の主役の可能性がある蛋白質としてTTHA0252と呼ばれる蛋白質を新たに発見した。この蛋白質はRNAを分解する酵素であり,これまでに知られているRNA分解酵素とは異なる構造をしていた。TTHA0252が試験管内でRNAを分解することや生物の細胞内でも何らかのRNAを分解していることは昨年度までに分かっていたので,今年度は詳細な反応機構の解明と生体内でターゲットとなっているRNAの具体例を明らかにすることを目標とした。その結果,TTHA0252に結合している金属がどのような働きを持っているか,また実際に生体内でターゲットとなっているRNAの1つ発見することができた。ヒトの蛋白質で,TTHA0252に相当するものに異常が起きると,免疫の低下などの深刻な病気になることが分かっている。今回得られた成果は,それらの病気の原因解明さらには治療などにつながる可能性もある。今年度はそのTTHA0252がもつ働きと構造についての解析をさらに進めた。TTHA0252が試験管内でRNAを分解することは昨年度までに分かっていたが,生物の細胞内でも実際にRNAを分解していることを今回明らかにした。またTTHA0252がRNAに結合した状態の構造をX線結晶構造解析という方法で決定した。この構造から,どのアミノ酸がTTHA0252の働きに重要なのかを解明することができた。TTHA0252にあたるヒトの蛋白質に異常が起きると,免疫の低下などの深刻な病気になることが分かっている。
イムノリポソームを用いたサイトカイン遺伝子導入による糸球体腎炎治療の試み

我々は糸球体内に浸潤したマクロファージはメサンギウム細胞の形質変換を誘導し、糸球体障害の増悪・伸展に関与している可能性を報告した。したがって、糸球体内マクロファージの機能を制御することは糸球体腎炎治療において極めて重要と考えられる。そこでマクロファージの機能を抑制するサイトカイン遺伝子を各種ベクターに発現させ、糸球体腎炎の遺伝子治療の試みを行った。1)Immunoliposomeの作成:糸球体腎炎ではICAM-1などのさまざまな細胞接着分子が発現し、マクロファージなど炎症細胞の糸球体内への浸潤に関与していることが報告されている。そこで抗ICAM-1抗体を結合させたリポゾームにIL-10遺伝子を挿入したImmunoliposomeの作成を試みた。しかしながら、その安定性および効率に問題があり、プロモーター変更など現在検討中である。2)アデノウイルスを用いた骨髄細胞への遺伝子導入:ヒトglucocerebrosidase(GC)遺伝子を組換えたアデノウイルスベクターを作成し、マウス骨髄細胞へのGC遺伝子導入を試みた。その結果、GC遺伝子を導入した骨髄細胞はGC遺伝子(PCR法)の発現およびGC活性を有することが確認された。さらにICAM-1のリガンドであるCD11b/CD18が骨髄細胞表面に発現していることをflow cytometerにて検討した。3)実験モデルでの検討:糸球体でのICAMの発現とCD11b/CD18陽性骨髄細胞の浸潤の関連を検討するため、リポポリサッカライド(LPS)誘導糸球体腎炎を作成、GC遺伝子を導入した同種骨髄細胞を尾静脈より投与し糸球体内への外来遺伝子導入が可能か検討した。その結果、GC遺伝子(+)骨髄細胞を投与したマウスではGC遺伝子(-)骨髄細胞投与群に比し糸球体内のGC活性は3倍で、GC遺伝子の存在がPCR法にて確認された。以上の結果より、CD11b/CD18陽性骨髄細胞により糸球体腎炎における炎症の場に特異的に目的の遺伝子を導入し得る可能性が示唆された。現在、遺伝子導入率の向上および安定性を解決するため、レトロウイルスによる系の開発および抗炎症性遺伝子による糸球体腎炎の遺伝子治療について検討をすすめている。我々は糸球体内マクロファージが腎炎の増悪・進展に関与する可能性を報告した。したがって、マクロファージの機能制御は腎炎治療において重要と考えられる。そこで、本年度は、マクロファージの機能を抑制するサイトカインの一種であるIL-10に注目し、さらに炎症局所へのサイトカイン遺伝子の発現効率を上げる目的で、抗ICAM-1抗体を結合させたリポソーム(immunoliposome)にIL-10遺伝子を包埋し、培養糸球体細胞へのin vitro transfectionおよび実験的腎炎モデルへのin vivo transfectionを行い、腎症進展の解明と遺伝子治療の可能性について検討する。1)Immunoliposomeの作成:ヒトIL-10遺伝子を挿入したpCA-plasmid (cytomegalovirus-early enhanceおよびchicken β-actin promoterを有する)を正電荷を有するcationic liposome(正荷電リポソーム)と混合してDNA-リポソームの複合体を形成を試みたが、その効率および安定性にはいまだ問題があり、さらに検討中である。ラット抗マウスICAM-1抗体は、そのハイブリドーマ(YNl/1.7.4)の培養上清ならびに腹水よりアフィニティカラムにより精製中である。2)培養糸球体細胞へのGene Transfection:cationicliposomeによるマウス培養糸球体細胞へのGene Transfectionの効率をβ-galactosidaseをreporter geneとして検討したところ、10%未満の細胞にのみその蛋白の発現を認め、さらに酵素活性も十分ではなかった。現在、immunoliposomeの作成とともにレトロウイルスを用いた遺伝子導入についても検討中である。3)実験的ループス腎炎におけるマクロファージの関与について:実験的ループス腎炎モデル(NZB/WF1マウス)においては、32週齢時に蛋白尿の発現および血清中抗DNA抗体の上昇を認め、約40%のマウスが死亡した。その腎組織学的検討では糸球体増殖性変化、免疫グロブリン・補体の沈着、さらに糸球体内ICAM-1の発現と糸球体内Mac-1陽性マクロファージ数の増加を認めた。したがって、本モデルにおける腎症の増悪・進展に糸球体内マクロファージの関与が示唆され、本研究の重要性が確認された。

その結果、GC遺伝子を導入した骨髄細胞はGC遺伝子(PCR法)の発現およびGC活性を有することが確認された。さらにICAM-1のリガンドであるCD11b/CD18が骨髄細胞表面に発現していることをflow cytometerにて検討した。3)実験モデルでの検討:糸球体でのICAMの発現とCD11b/CD18陽性骨髄細胞の浸潤の関連を検討するため、リポポリサッカライド(LPS)誘導糸球体腎炎を作成、GC遺伝子を導入した同種骨髄細胞を尾静脈より投与し糸球体内への外来遺伝子導入が可能か検討した。その結果、GC遺伝子(+)骨髄細胞を投与したマウスではGC遺伝子(-)骨髄細胞投与群に比し糸球体内のGC活性は3倍で、GC遺伝子の存在がPCR法にて確認された。以上の結果より、CD11b/CD18陽性骨髄細胞により糸球体腎炎における炎症の場に特異的に目的の遺伝子を導入し得る可能性が示唆された。現在、遺伝子導入率の向上および安定性を解決するため、レトロウイルスによる系の開発および抗炎症性遺伝子による糸球体腎炎の遺伝子治療について検討をすすめている。
悪性黒色腫随伴網膜症の分子病態の解析とその臨床応用

悪性黒色腫随伴網膜症(melanoma associated retinopathy, MAR)は、皮膚の悪性黒色腫に随伴する網膜症であり、遺伝的に網膜変性を生じる網膜色素変性や機械的傷害で引き起こされる光傷害網膜変性と病態に類似性がみられるものの、いずれも詳しい病態は不明である。そこで基礎実験として、同様に網膜変性を生じるモデル動物であるRCSラット(Royal College of Surgeons Rat)を用いて、基礎研究を行った。本モデルは、生後3週より網膜変性が始まり、56週には視細胞が消失しERG波形は平坦化する遺伝性網膜変性モデルである。以前我々は、臨床で用いられる4種類のCa拮抗剤すなわち、ジルチアゼム、ニフェジピン・ニカルジピン・ニルバジピン、およびその基材をRCSラットの投与したところ、ニルバジピンのみが網膜変性に対して視細胞の保護効果があることを発見した。しかし、いずれもL-typeのCa拮抗剤であったため、今回は作用機序のことなるT-type、およびN-typeのCa拮抗剤の効果について検討した。L-typeのニルバジピン、L,T-typeのエホニジピン、N-typeのシルニジピンをRCSラットの網膜変性の始まる3週令から、連日2週間腹腔内投与した。投与後1週、2週で網膜電図による機能評価および組織学的評価の検討を行った。その結果、形態学的には、ニルバジピンでは4週齢、5週齢ともに光学顕微鏡で有意に網膜層が厚くなっており、エホニジピンも5週齢においては網膜層が厚くなっていた。機能的には、ニルバジピンのみがERGでa波、b波ともに振幅が保護されていた。エホニジピンではa波の振幅が保護されていた。以上から、Ca拮抗剤の中でL-typeのニルバジピンが最も視細胞の形態・機能を保護することが推測された。そこで基礎実験として、同様に網膜変性を生じる網膜光傷害モデルを用いてその病態を解明した。方法は、生後3週令のSprague Dawley(SD)ラットとBrown Norwayラットの2種類の正常ラット及びRCSラットに対し照度6505000luxの白色光を24時間照射した。光照射後、網膜を摘出し、網膜切片を作成し、視細胞層の厚みを測定し、組織学的に評価を行った。網膜機能の評価として、光照射後1日目、7日目に24時間暗順応後に網膜電図を測定した。網膜において光照射により直接的に影響を受けるロドプシンのリン酸化及び脱リン酸化のサイクルの評価を、ロドプシンのリン酸化部位である334Ser、338Serに対する特異抗体を用いた蛍光免疫染色にて評価した。ロドプシンの再生は吸光スペクトラムを利用した方法を用いて検討した。その結果、正常ラットおよびRCSラットにおいて、光ストレス依存的に網膜機能が低下していた。ロドプシンの脱リン酸化速度は正常ラットでは光照射で著明に遅延するが、RCSラットでは光照射の有無によらず正常ラットに比較して著明に遅延していた。RCSおよび正常ラットのどちらの場合でも、光ストレスがロドプシンの再生に影響を及ぼさなかった。今回の結果から、網膜光傷害とRCSラット網膜変性においてロドプシンのリン酸化状態が過度に継続するという分子病態に共通性がみられ、この病態に引き続いて網膜変性に至ることが考えられた。
過酸化物代謝酵素の脳における免疫組織化学的分布と低酸素症時の保護作用に関する研究

低酸素脳症の病態に、活性酸素や過酸化脂質などの過酸化物の関与が注目されている。既に、週酸化脂質の代謝酵素であるグルタチオンペルオキシダーゼ(GSH-PO)のラット脳内分布を免疫組織化学的に検索し、低酵素に対して選択的脆弱性をもつ神経細胞で、GSH-POが減弱または欠損するという興味ある所見を明らかにした。同様に、活性酸素の代謝酵素であるカタラーゼ(CAT)およびスーパーオキシドディスムターゼ(SOD)のラット脳内分布を免疫組織化学的に検討した。CAT,SODに対する抗体を、ウサギを免疫して作製した。抗原の純度をポリアクリルアミドゲル電気泳動法で、抗体の産生およびその特異性をオクテロニー法や免疫電気泳動法で確認した。ラットを灌流固定し、クリオスタットで作製した脳の凍結切片に対し、ペルオキシダーゼ-抗ペルオキシダーゼ法を施し、これら酵素の脳内分布をみた。その結果、両酵素とも、GSH-POほど特徴的な分布様式をもたず、比較的一様に神経細胞に分布していた。その意味については検討中である。次に低酸素脳症における、過酸化物代謝酵素の脳保護物質としての可能性を追求している。各酵素ともそのままの形では血液脳関門を通過できない。従って、脂溶物質とするべくリポイドとして酵素を包含する方法を準備,試作中である。しかしこの方法では、細網内皮系を抑制させる必要があり、臨床的に使用する場合に問題となる。そこでフィコールなどを担体として、酵素を多数付着させることにより、血中半減期を飛躍的に延長させて投与することも考えている。実験的には脳室内に直接投与することも可能である。いずれにせよ、現在は投与手段に関して準備を進めている段階である。
タキソ-ルの高効率的な全合成

タキソ-ルはイチイ科の植物から単離された高度に酸素官能基化された多環性ジテルペンである.制癌剤として実用化が急がれており,効率的な不斉全合成が強く望まれている.報告者は二ヨウ化サマリウムによる還元カップリング反応を用いることで,タキソ-ルの複雑な縮環系が効率よく構築できると考えた.このタイプの環化反応は環化と同時に酸素官能基が導入できる点,近傍の酸素官能基による立体制御の可能性がある点などから,高度に酸素官能基化された多環性骨格の形成には大変都合がよい.タキソ-ルの最も効率的な合成法の一つとして,中央の8員環部分(B環)をピナコール型カップリング反応により環化するルートが考えられる.報告者らはやはり高度に酸素官能基化された多環性ジテルペンの一つであるグラヤノトキシンの全合成において,同様の二ヨウ化サマリウムによるピナコール環化反応を用いて,7員環を立体選択的に閉環した.この際,水酸基の隣接基関与をうまく利用すると,環化反応が著しく促進され,かつ立体制御されることを見出している.そこで,この手法をタキソ-ルの8員環構築に適用することにした.オキセタン環部分(D環)を省略したモデル化合物で二ヨウ化サマリウムによるピナコール型カップリングを用い,B環の閉環を試みることにした.将来のタキソ-ルの全合成も視野に入れ,モデル化合物の合成に必要な二つのセグメント(A環部分とのC環部分)の簡便な大量合成法を確立し,さらに,両セグメントのカップリングを行った.タキソ-ルはイチイ科の植物から単離された高度に酸素官能基化された多環性ジテルペンである.制癌剤として実用化が急がれており,効率的な不斉全合成が強く望まれている.報告者は二ヨウ化サマリウムによる還元カップリング反応を用いることで,タキソ-ルの複雑な縮環系が効率よく構築できると考えた.このタイプの環化反応は環化と同時に酸素官能基が導入できる点,近傍の酸素官能基による立体制御の可能性がある点などから,高度に酸素官能基化された多環性骨格の形成には大変都合がよい.タキソ-ルの最も効率的な合成法の一つとして,中央の8員環部分(B環)をピナコール型カップリング反応により環化するルートが考えられる.報告者らはやはり高度に酸素官能基化された多環性ジテルペンの一つであるグラヤノトキシンの全合成において,同様の二ヨウ化サマリウムによるピナコール環化反応を用いて,7員環を立体選択的に閉環した.この際,水酸基の隣接基関与をうまく利用すると,環化反応が著しく促進され,かつ立体制御されることを見出している.そこで,この手法をタキソ-ルの8員環構築に適用することにした.オキセタン環部分(D環)を省略したモデル化合物で二ヨウ化サマリウムによるピナコール型カップリングを用い,B環の閉環を試みることにした.将来のタキソ-ルの全合成も視野に入れ,モデル化合物の合成に必要な二つのセグメント(A環部分とのC環部分)の簡便な大量合成法を確立し,さらに,両セグメントのカップリングを行った.
アクティブ相分離による含ケイ素高性能ホログラフィグレイティングの創製

次世代ホログラム記録材料を実現するためには、高次構造制御が非常に重要であり、特に、階層構造の制御は、高度な性能の付与のために必須である。階層構造をもっと完璧に作るため、従来、受動的な相分離によるホログラフィグレイティングの創製に対して、新材料を用いることにより能動的に相分離を起こすことを目的として、有機-無機ナノハイブリッド系を用いるホログラフィによる構造制御法の確立に寄与しようとした。いろんな含ケイ素アクリルレイト系ポリマーやダブルデッカーポリシルセスキオキサン構造を用いる新規ポリシロキシサン誘導体を設計と合成し、それによって液晶の相分離効率向上、ポリマーマトリックスの体積収縮率改善、親水性基による誘導時間の短縮など高性能のホログラムを製作した。含ケイ素ポリマーの柔軟な結合特性、架橋度、相分離特性などの特長を生かした上で、さらに、架橋反応と同時に、ポリマーがその特性を変え、相分離を促進する系にも成功した。シルセスキキサンの籠構造の各コーナーにあるケイ素原子に有機系置換基を導入することができる籠状オリゴシルセスキキサンをナノサイズでの三次元的の分子設計し、ユニークな有機-無機ハイブリッド型の新しいタイプの機能性材料を開発し、ホログラム記録材料として利用可能性を実現した。高回折効率や高熱安定性を持つこれらのホログラム記録材料は3D画像ディスプレイ、ヘッドアップディスプレイ、セキュリティー、ホログラフィックメモリーなどの多く分野での応用に期待される。新規ホログラム記録材料としてシロキサン架橋構造を有するアルコキシシラン誘導体を用い、加水分解・重縮合反応によるシロキサン架橋形成がホログラムの性能にどのような影響を与えるかを検討した。シロキサン架橋反応によるポリマーマトリクス形成で、ホログラフィックグレーティングの性能を改良した。リアルタイム回折効率と角度選択性測定を行い、体積収縮率の少なく高い回折効率を示す優れたホログラフィーグレーティングを製作した。このプロセスはラジカル重合反応の代わりにシロキサン架橋反応を利用することで、マルチファンクショナルアクリレートによる初期の過剰な架橋反応を抑えながらも、理想的な総架橋密度は維持することができた。このような架橋反応は、ラジカルとプロトンを同時に発生させる光開始反応系によって可能となった。したがって、適切の光開始剤と光増感剤を選び、その最適な条件を探す実験を行った。シロキサン架橋反応を利用する系では、相分離速度は単純なマルチファンクショナルアクリレートと比較するとそれほど速くないが、ラジカル重合の次に起こるシロキサン架橋形成によって液晶を完全に相分離させることで、高回折効率のホログラフィー材料を実現した。以上のことから、体積収縮率の改善とともに高い回折効率を示す高分子分散液晶型ホログラフィーグレーティングの作製し、ホログラフィック用グレーティング形成モノマーとしてメタクリレートを有するアルコキシシラン誘導体を用い、光プロトン発生系を利用したラジカル重合反応とシロキサン架橋反応によるポリマーマトリクス形成によって、ホログラフィー材料の作製および性能評価を行った。さらに、親水性のあるウレタン結合やヒドロキシ基がシロキサン架橋反応に与える影響を検討し、その結果を踏まえ、新奇なアルコキシシラン誘導体の合成およびホログラフィー材料の作製、性能評価を行った。
非線形光学効果を用いた波長可変コヒーヘントテラヘルツ光源の研究

非線形光学効果によるテラヘルツ波光源として、LiNbO_3結晶を用いた光パラメトリック発振器(OPO)の基礎特性の解明、デバイス特性の向上および分光への応用に関する研究を行った。LiNbO_3におけるフォノンポラリトンを介したOPOにより、Nd:YAGレーザを励起光源としたノンコリニア位相整合によりTHz波の発生が可能である。LiNbO_3結晶内で発生したテラヘルツ波を効率よく空気中に取り出すために、グレーティングカプラーとプリズムカプラーによる出射方法の検討を行った。グレーティングカプラーはLiNbO_3の側面に周期125μmの凸凹を形成することにより、結晶中で発生したテラヘルツ電磁波をグレーディングによる回折により効率よく結晶外に取り出すことができることを見出した。また、プリズムカプラーとして、テラヘルツ波の吸収の小さなSiを材料として用いた結果、出射角の波長依存性がきわめて小さく、コヒーレンス性、指向性、波長可変性等の点で優れていることを見出した。Nd:YAGレーザー光とストークス光の角度を約1度変化させるとテラヘルツ電磁波の波長を140310μm(0.972.15THz)の範囲で連続的に変化させることが可能であり、34.5mJのNd:YAGレーザ励起時に最大3mWのテラヘルツ波が得られた。また、光パラメトリック発振の特性向上を図るために、クライオ冷却装置を用いてLiNbO_3結晶を18291Kの範囲を変化させることによりテラヘルツ波出力の温度特性を測定した結果、窒素温度(78K)において室温時の役125倍の出力向上が図れることを新たに発見した。これは、フォノンモードのバンド幅の減少に伴う吸収の低下によるものであり、テラヘルツ波の高出力化および高コヒーレンス化に不可欠な基礎データを得ることができた。本研究のテラヘルツ波光源は、YAGレーザと共振器のみから構成されるきわめて簡便な広域波長可変光源であり、テラヘルツ波域の分光等種々の応用が可能である。そこで、金属製ライトパイプに水蒸気を封入してテラヘルツ波の透過強度を測定することにより水の吸収スペクトルの分光測定が可能であることを見出した。また、2波長テラヘルツ差分分光計測により遮蔽物中に隠された金属格子のイメージングに成功し、波長可変テラヘルツ波光源としての有効性を実証した。LiNbO_3結晶におけるフォノンポラリトンを用いた光パラメトリック発振によるテラヘルツ波光源の実現を目的とし,平成8年度はテラヘルツ波発生の基礎特性の解明とそのデバイス化の基礎検討を行った。1)テラヘルツ波発生の基礎特性の解明テラヘルツ波発生実験として,長さ50mmのLiNbO_3結晶(両面は反射防止膜)をストークス光に対して99%以上の反射率を有する2枚のミラーの間に置き,Nd:YAGレーザ(波長1.064μm)で励起した結果しきい値25mJでストークス光とテラヘルツ波の発生を確認した。

Nd:YAGレーザ光とストークス光の角度を約1度変化させるとテラヘルツ電磁波の波長を180270μm(1.11.7THz)の範囲で連続的に変化させることが可能であり,テラヘルツ波の出力は4.2Kに冷却したSiボロメータで測定した結果,34.5mJのNd:YAGレーザー励起時に最大3mWが得られた。また,フォノンポラリトンを介した光パラメトリック発振の温度特性を明らかにするために,クライオ冷却装置を用いてLiNbO_3結晶を18291Kの範囲を変化させ,ストークス光出力としきい値の温度変化を測定した。18Kでのストークス光出力は室温(291K)のほぼ13倍増加し,しきい値はほぼ16%低下することが明らかになった。これらの結果は結晶の冷却により格子振動モード(A_1 symmetry soft mode)のバンド幅が減少し,ラマンゲインが増大したことによるものと考えられる。2)テラヘルツ波発生デバイスの設計・作製本研究では,グレーティングをLiNbO_3結晶の表面に形成する新たな構造を採用した結果,結晶中で発生したテラヘルツてら電磁波をグレーティングにより回折させることにより効率よく結晶外に取り出すことができることを見出した。実験では長さ50mm,厚み3.5mm,幅10mmのLiNbO_3結晶のY面に周期125μm,深さ40100μm,長さ10mmのグレーティングを形成した結果,グレーティング面から74度の方向にテラヘルツ電磁波がほぼ平行ビーム状態で出射することを確認した。テラヘルツ電磁波の出射ビームは直径約7mmであり,ホワイトポリエチレンのレンズで容易に集光できるなど光のように振る舞う。これらの実験結果は,LiNbO_3の屈折率分散に基づく位相整合条件から求めた理論値とほぼ一致しており,本方法は,グレーティングを用いない従来の方法に比べ1000倍以上の高い効率でテラヘルツ波の発生が可能であることを実験的に確認した。平成ゆ年度で行つたLiNbO_3結晶を用いた光パラメトリック発振によるテラヘルス波光源の基礎特性の研究を発展させ,平成9年度はテラヘルツ波発生デバイスの特性向上を図り分光応用への検討を行った。1.テラヘルツ波発生デバイスの特性向上LiNbO_3結晶内で発生したテラヘルス波を効率よく空気中に取り出すために,テラヘルツ発生のデバイス構造の最適化が必要であり,出射角の波長依存性が小さいプリズムカプラー方式の基礎検討を行った。プリズムカプラーの材料としては,テラヘルツ波の吸収の小さなSiを用いた結果,出射角の波長依存性がきわめて小さく,コヒーレンス性,指向性,波長可変性等の点で優れていることを見出した。また,LiNbO_3結晶を用いたテラヘルツ波発生における低温特性の測定を行った結果,液体窒素温度(78K)において,室温時の約125倍の出力向上が図れることを新たに見出した。これは,フォノンモーレンス化に不可欠な基礎データーを得ることができた。2.テラヘルツ波発生デバイスの分光への応用本研究のテラヘルス波光源は,YAGと共振器のみから硬性される極めて簡便な広帯域波長可変光源であり,テラヘルス波域の分光等種々の応用が可能である。そこで,金属性ライトパイプに水蒸気を封入してテラヘルツ波の透過強度を測定することにより水の吸収スペクトルの分光測定を行った他,2波長差分分光計測によるテラヘルス波イメージングの基礎実験を行うことにより,波長可変テラヘルス波光源としての利用可能なことを実証した。
平面対象物の単眼視追跡による全自由度運動計測に関する研究

本年度の研究目標は画像追跡手法を専用回路化し実時間処理できる装置を開発すること,および開発した視覚装置を移動ロボットの自己位置計測装置として応用し計測精度の評価を行うことである.本年度は主な成果は以下の3点である.1.ロボットへ搭載できる小型回路の開発提案する路面視覚追跡法を実装する視覚装置を移動ロボットへ搭載する場合,回路の小型化が必要となる.開発した視覚装置は,計算量の増加にともなうデバイス規模および基板寸法の肥大化を抑えるため,FPGAデバイスCycloneを用いて,大きさ110mm×90mmに抑えることができた.これによって小型移動ロボットへの搭載が可能となった.2.動き予測手法の追加による移動ロボットへの応用計算量の増加無しに高速移動へ対応する手法を考案した.これは,加速度に制限を設け,現在の移動速度から次の移動場所の予測を行い,その周辺を探索することによって現在の数倍程度速い移動速度に対応できる.これによって対象とする移動ロボットの運動計測が可能となった.開発した視覚装置を搭載するに適したクローラ車輪をもつ小型移動ロボットを新たに設計開発し,路面追跡による車輪すべりの影響を受けない時空間的に高精度な走行制御が行えた.3.原点画像を用いた位置修正本手法では,実際の位置と画像追跡による計測値の間に誤差が生じる.この誤差の累積を抑えるため,経路をロボットが繰り返し走行する場合を想定し,初期位置に戻ってくるごとに一周の間に生じた累積誤差を計測し,経路から大きく外れずに走行させる手法を考案した.研究成果では原点画像を用いた位置修正の方法,クローラ型移動ロボットと視覚装置および実験結果について述べた.この手法によって一周分の累積誤差以下に抑えられることが確認された.このことは他のセンサを追加せずにカメラだけで累積誤差が修正できる点で,実用性の観点から大きな意義がある.これまで,並進2軸と回転1軸の床面画像追跡が実現できている.本研究はカメラの高さ変化や様々な種類のロボットに対応させるため,全自由度の床面画像の追跡による運動計測を目的とする.本年度は大まかに次の3つの点で進展があった.1.高さ方向画像追跡手法の開発計測対象の高さ変動に適応するために,解像度変換を用いた視覚追跡手法を考案した.提案手法には高さ範囲に前提があるものの,高さが変動する運動を計測できることを確認した.床面画像追跡実験では各軸とも誤差1%未満と高精度な計測結果であった.次年度は本手法をさらに拡張し,全自由度の運動計測を目指す.2.環境地図の作製本研究手法における全通り探索を少ない計算量で実現できる利点を移動ロボットのための環境地図作製に応用した.ここでは,レーザ距離計(LRF)のみを搭載した移動ロボットを用いて環境地図作成を行う.この手法は移動機構が車輪である必要はなく,様々な移動物体に取り付けて環境情報の取得を可能とする.研究成果では,LRFのみを搭載した移動ロボットによる環境地図作成手法およびその手法を用いて行なった地図作成実験について述べた.今後,様々な環境での地図作成実験を行い,さらに走行制御を行い自律走行を実現する.3.累積誤差の除去本手法を移動ロボットに応用する場合,実際の位置と画像追跡による計測値の間に誤差が生じる.ここでは,経路をロボットが繰り返し走行する場合を想定し,初期位置に戻ってくるごとに一周の間に生じた累積誤差を計測し,経路から大きく外れずに走行させることを目的とする.研究成果では,原点画像を用いた位置修正の方法,クローラ型移動ロボットと視覚装置および実験結果について述べた.提案手法によって一周分の累積誤差以下に抑えられることが確認された.また,他の内界センサや外界センサを追加することなく,単眼カメラだけで累積誤差の修正を行うことができた.本年度の研究目標は画像追跡手法を専用回路化し実時間処理できる装置を開発すること,および開発した視覚装置を移動ロボットの自己位置計測装置として応用し計測精度の評価を行うことである.本年度は主な成果は以下の3点である.1.ロボットへ搭載できる小型回路の開発提案する路面視覚追跡法を実装する視覚装置を移動ロボットへ搭載する場合,回路の小型化が必要となる.開発した視覚装置は,計算量の増加にともなうデバイス規模および基板寸法の肥大化を抑えるため,FPGAデバイスCycloneを用いて,大きさ110mm×90mmに抑えることができた.これによって小型移動ロボットへの搭載が可能となった.2.動き予測手法の追加による移動ロボットへの応用計算量の増加無しに高速移動へ対応する手法を考案した.これは,加速度に制限を設け,現在の移動速度から次の移動場所の予測を行い,その周辺を探索することによって現在の数倍程度速い移動速度に対応できる.これによって対象とする移動ロボットの運動計測が可能となった.開発した視覚装置を搭載するに適したクローラ車輪をもつ小型移動ロボットを新たに設計開発し,路面追跡による車輪すべりの影響を受けない時空間的に高精度な走行制御が行えた.3.原点画像を用いた位置修正本手法では,実際の位置と画像追跡による計測値の間に誤差が生じる.この誤差の累積を抑えるため,経路をロボットが繰り返し走行する場合を想定し,初期位置に戻ってくるごとに一周の間に生じた累積誤差を計測し,経路から大きく外れずに走行させる手法を考案した.研究成果では原点画像を用いた位置修正の方法,クローラ型移動ロボットと視覚装置および実験結果について述べた.この手法によって一周分の累積誤差以下に抑えられることが確認された.このことは他のセンサを追加せずにカメラだけで累積誤差が修正できる点で,実用性の観点から大きな意義がある.
ポスト多文化主義における公教育と宗教の関係

近年、欧州諸国において多文化主義の限界が指摘されているが、それとともに公教育における宗教の扱い方も変化しているのかを主にイギリスについて調査した。明らかになったのは、多文化主義政策に呼応する従来の異文化理解的宗教教育から、市民性教育的宗教教育へと(少なくとも理念上は)方向転換が起きたことである。日本では異文化理解は市民性教育の一部とみなされる傾向があるが、宗教を教育の対象とした場合、両者は相反する特徴をも示す。欧米の文脈であれば、コミュニタリアンないし公共宗教論的と位置づけうる変化だが、トルコでは同種の教育がイスラム側から必ずしも評価されていないという現状に着目し、その功罪を分析した。藤原は、イギリスの宗教教育に関する、21世紀に入ってからの公的議論をまとめた上で、資料分析を集中的に行った。教育政策上は、多文化主義からポスト多文化主義への移行点を示すのは、2006年に施行された「教育及び監査法」である。この法令において、公営学校の学校教育は、個々の生徒たちの幸福・福利だけでなく、共同体の統合をも推進しなくてはならないとされ、それを受けて、2007年9月から、宗教教育や市民性教育に対して、共同体統合を推進することが義務づけられた。2009年のQCAによる宗教教育へのガイドラインでは、この「共同体」は、学校、地域、国家、グローバルコミュニティの4層に分けられ、それぞれのレベルでの宗教の多様性と宗教の社会的影響について学ぶことが求められている。こういった法令は非公営学校には向けられていないが、そのような学校でも、自他の文化を尊重し、寛容と調和を推進することがよいとされている。このように2007年から共同体統合が宗教教育の目的の一つとして義務づけられたことによって、宗教教育の教材内容、とくに宗教や個別宗教の記述に変化が生じたかどうかについて、それ以前の教科書と以後の教科書を比較することで分析を進めている。教材内容は多文化主義化前の状態(1980年代以前)に戻ったのではなく、むしろ宗教の多様性は一層尊重されているのだが、それを客観的に測定するための比較方法論が必要になり、その整備も進めている。宮崎は、トルコにおいて聞き取り調査・資料収集を行うとともに、資料分析を行った。2012年の義務教育改革によって、宗教関連の選択科目が増加するとともに、1997年に廃止されていたイマーム・ハティプ中学校が再開されるなど、イスラームに関係する教育の強化傾向が明確になっている。宗教関連の選択科目を選択する者の数も多く、こうした動きを多文化主義的な観点から慎重に見守る必要がある。研究代表者(藤原)は、イギリスとアメリカにおいて聞き取り調査ならびに資料収集を行った。主な成果としては、イギリスでは、(首相等の政治的言説とは対照的に)教育現場に携わる者の間では多文化主義教育の限界は全くといっていいほど認められておらず、むしろその観点から公教育においても宗教の相互理解を一層推進する試みがなされていることがわかった。中でも、政府資金により2009年に発足した「レジリエンス宗教教育プロジェクト」は、宗教的過激派による暴力的事件などを公教育でどのように適切に扱うかについて、初等・中等教育の教員や教職課程の学生の研修を行うものである。資料収集では、多文化主義教育導入以前・以降の時期の宗教教育の教科書やシラバスを約200冊集めることができ、分析を進めている。アメリカについては、聞き取りの結果、文献資料は記載されていない情報として、地方教育委員会の裁量により、都市部の公立校で「世界の宗教」のような多文化主義的授業が独自に開講されている例があることがわかり、実際に担当している教員から教材資料の提供を得た。しかし、数年内に行われる全国的なカリキュラム改編により、そのような自由裁量の余地がなくなる可能性があることが問題化していた。資料収集では、第二次世界大戦後以降の世界史教科書を約50冊収集し、その中での宗教に関する記述を分析したところ、公教育に関する宗教の扱いに関して公的な基準が設定された1960年代前と後では、いくつかの明らかな変化が見られた。研究分担者(宮崎)は、トルコにおいて聞き取り調査ならびに資料収集を行った。トルコにおける多文化主義教育は、世俗主義勢力と親イスラーム主義勢力の駆け引きの中で世俗主義国家における宗教教育の正当性を高めるために進められてきた側面があること、2012年の教育改革に伴い宗教教育を強化する動きが生じていることがわかった。本研究全体の目的は、「近年、欧州諸国において多文化主義の限界が指摘されているが、それとともに公教育における宗教の扱い方も変化しているのか。そのことを明らかにするために、多文化主義導入の前、後、現在において、公教育での宗教観や宗教の位置づけがどう変遷したかを、国際比較を通して分析する」というものだった。最終年度に至り、研究成果として次のことが明らかになった。

多文化主義政策に呼応する、従来の異文化理解的宗教教育によっては暴動やテロの発生を防ぐことができなかったイギリスにおいては、2000年代中頃から宗教教育の方向転換が起こった。これは共同体統合を目的(の一つ)とし、諸宗教をただ知るだけでなく、生徒の社会参画を促し、討議を通して宗教に関わる共通の課題の解決にともに取り組むことを可能にするための教育に向かうものであり、宗教教育の市民性教育的転回、ないしコミュニタリアン的転回と名付けうる動向である。この転回により、宗教の教え方に大きくは3つの変化が起きていることが教科書の分析からわかった。すなわち、1「宗教と暴力(テロ事件)」といった、かつては避けていたトピックを正面からとりあげるとともに、宗教の社会的役割や公益性をも強調していること。2討議の前提として各自の道徳的判断の根拠を意識化させることにより、信者の描き方において「ロボット化」が生じていること。3討議を通して共通の価値を志向させるために、他者の信仰を価値中立的に受け入れるのではなく、それらに対し評価や助言をさせるようなアクティブ・ラーニングが増えていることである。これらの発見とその社会的意義を、イスラム過激派による事件報道が相次ぐアクチュアルな国際状況に照らし、日本にとっても妥当性をもつ議論にまとめている。宗教学研究代表者(藤原)は、昨年度は公務の増加により、当初予定していた海外調査を行うことはできなかったが、代わりに国内で、アジア・中東諸国からの留学生を集め、グループ面接の形式による聞き取り調査を行った。これは、イギリスやアメリカで行われている宗教教育が、どの程度両国の社会的・文化的コンテキスト、また政策に影響を受けているか、とくに各宗教の描きかたが、移民の本国での当該宗教に対する見かたとどう具体的に違うのかを探るためであった。結果として、共同体における諸宗教の存在と全体の統合という課題は、イギリス・アメリカと、移民の本国ではかなり異なる形で考えられており、これが宗教教育での各宗教の描きかたにも反映されていることが見えてきた。あわせて、共生のための宗教教育には、異文化理解論モデルよりも公共宗教論モデルを用いる方が今日の国際情勢に適合しているのではないかという新たな知見も得ることができた。さらに、イギリスの宗教教育の変化をヨーロッパ全体のコンテキストの中においてとらえるために、20062009年に実施されたREDCoプロジェクト(教育における宗教の要素は、ヨーロッパ社会に対話をもたらしているか、対立を引き起こしているかを解明する共同調査。資金提供者はEU)の成果を分析している。このプロジェクトは、比較宗教教育研究の方法論についても示唆に富むので、本研究の方法論を確立する上でも非常に有効であった。研究分担者(宮崎)は、当初予定していた通り、トルコにおける調査を行い、2012年の義務教育改革に関する情報の収集と分析を行うことができた。本研究目的を遂行する上で、2012年の義務教育改革に関する分析は不可欠だが、新制度の開始から十分な時間が経っておらず、宗教関連の選択科目を選択する者の数も流動的であり、継続して情報を収集していく必要がある。
格子欠陥制御による透明高移動度発光デバイスの創成

半導体エレクトロニクスにおけるSiに対応する、酸化物エレクトロニクスのキー材料:SrTiO_3に対し、透明でかつ電気を通し、発光するデバイスを作製することを目的として研究を行った。SrTiO_3単結晶上にAlO_x薄膜を形成して各種測定を行った結果、透明で電気を通すSrTiO_3、電気を通し発光するSrTiO_3、透明で発光するSrTiO_3のそれぞれの作製に成功し、透明で電気を通し発光するSrTiO_3を作製するための設計指針を得た。本研究では、半導体エレクトロニクスにおけるSiに対応すると申請者が考えている、酸化物エレクトロニクスのキーマテリアル:SrTiO_3に対し、透明でありながら高い電子移動度をもち、さらに発光するデバイスを作製することを目的とする。昨年度までに、PLD法により超高真空中(<10^<-9>Torr)、室温で単結晶SrTiO_3基板上に酸素欠損したAl_2O_3の非晶質薄膜を堆積することでその界面が金属化し、アブレーション条件によってはそのシートキャリア密度が10^<13>cm^<-2>にも及ぶことがわかった。液体ヘリウム温度付近におけるSrTiO_3中の電子キャリア移動度は体積キャリア密度に強く依存し、10^<17>10^<18>cm^<-3>で極大値10^4cm^2V^<-1>s^<-1>オーダーに達するが、特に高キャリア密度側では顕著に減少し10^2cm^2V^<-1>s^<-1>まで落ち込む。単結晶における電子移動度のキャリア密度依存性とシート抵抗値を用いた2層導伝モデル(高キャリア密度層+低キャリア密度層による電子伝導)を導入すると、上記で得られた導電性界面における深さ方向の電子キャリア密渡プロファイルを計算できる。これによると局所還元法で得られた金属伝導層は0.4nm程度の厚さで、10^<22>cm^<-3>程度の高密度な電子キャリアを持つ層とアブレーション条件によって変化する数10数100nm程度の比較的厚い、10^<18>10^<19>cm^<-3>の電子キャリアを持つ導電層の複合でほぼフィッティングできることがわかった。本研究では、半導体エレクトロニクスにおけるSiに対応する、酸化物エレクトロニクスのキー材料:SrTiO_3に対し、透明でかつ高い電子移動度をもち、発光するデバイスを作製することを目的とする。昨年度までに、PLD法により超高真空中(〈10^<-9>Torr)室温で、単結晶SrTiO_3基板上に酸素欠損Al_2O_3非晶質薄膜を堆積するとその界面が金属化し、2層導伝モデルによる解析の結果、導電性界面における深さ方向の電子キャリア密度プロファイルは0.4nm程度の厚さで10^<22>cm^<-3>程度の高密度キャリア層と、数十数百nm程度と比較的厚く、10^<18>10^<19>cm^<-3>のキャリアを持つ導電層の複合でほぼフィッティングできることがわかった。一方で、La/Nbドープにより様々な電子キャリア密度を持つバルク単結晶SrTiO_3のHe-Cdレーザー励起による発光挙動について調査したところ、キャリア密度が高くかつHe-Cdレーザーの侵入長(100nm)までは試料が厚いほど発光強度が上昇することがわかった。さらに、La/NbドープSrTiO_3単結晶基板の可視領域での吸収係数はキャリア密度が高いほど大きくなることもわかった。よって、透明で且つ高い電子移動度をもち、発光するデバイスを作製するには、キャリア密度の異なる2層のドナードープSrTiO_3の積層で得られ、低温での高い電子移動度は10^<18>cm^<-3>程度の低キャリア密度で透明性を保てる範囲で可能な限り分厚い層が担い、発光層は10^<22>cm^<-3>オーダーとキャリア密度が高く、透明性を保つと同時にHe-Cdレーザーの侵入深さとなる100nm程度の層とすればよいという指針が得られた。具体例として、0.5mm厚のNb:0.Olat%ドープSrTiO_3単結晶基板上に100nm厚のNb:10at%ドープSrTiO_3薄膜を形成することで目標を達成できる。
腸内細菌叢解析に基づいた成人T細胞白血病(ATL)発症機構の解明

ヒトT細胞白血病ウイルス1型(HTLV-1)はCD4+ヘルパーT細胞に感染し、長期の潜伏後、HTLV-1キャリアの約5%のみが成人T細胞白血病(ATL)を発症する。なぜ5%のHTLV-1キャリアのみがATLを発症するのか、その時空間的な発生機序は明らかでない。ATL患者の網羅的な腸内細菌叢解析を行った所、ATL患者に共通の腸内細菌叢異常が存在することを見出した。腸内細菌叢の乱れは腸管免疫や代謝異常に繋がり、慢性炎症反応あるいは免疫異常によるHTLV-1感染T細胞の癌化を促進する機構となりうることから、本研究では、腸内細菌叢を介したATL発癌機構を明らかにし、発症予防法の開発に繋げる。