hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
生体電気インピーダンス法と超音波撮像法を融合した新しい組織イメージング法の開発

本研究では,生体電気インピーダンストモグラフィー法と超音波エコー法を融合した新しい組織イメージング法の開発を試みた.提案手法は,両手法の弱点を補完し合うことで,従来にはない組織の「構造」と「組成」の同時イメージングが期待できる.シミュレーション,基礎実験,生牛の脂肪交雑推定への応用を検討した.研究成果は,生体電気インピーダンストモグラフィーを,高い完成度で構築できたことである.一方で,超音波エコー画像との融合による横断面インピーダンス分布の推定精度向上は実現できなかった.しかしながら,要素技術は3年間で大きく前進することができたので,この研究を継続し,近い将来の目標実現を目指す予定である.本年度は,着想の妥当性を確かめるためにソフトウェアによるシミュレーション環境を整えるとともに,予定を前倒ししてハードウェアの一部試作を行なった.また,最終年度に解析を予定している実データ(肥育牛の胸最長筋)の計測を行なった.シミュレーション環境は,MATLAB(MathWorks社)をベースとしたソフトウェアライブラリであるEIDORS(http://eidors3d.sourceforge.net/)を利用して構築した.このライブラリは,インピーダンストモグラフィに特化した関数群を備えており,簡単なMATLABプログラムの記述で順モデル・逆モデルの計算が可能である.検証するモデルは,円柱型の水槽に,円柱型の非伝導体を挿入した構造とし,それらを水平面上にスライスした一平面についての解析を行なった.円柱の周囲には,等間隔で16個の電極を配した.この内,2つの電極に電流を印加し,他の14電極間の電位差を計測するものとする.電流を印加する電極では計測を行わないため,計測データは13×16=208個となる.これらにより計測した電圧データから,逆モデル解析により,検証モデルを精確に推定できることが明らかとなった.さらに,計測誤差の影響を解析するために,計測値にノイズを加えて検証を行った.この場合,推定値は不安定となった.今後は提案手法に基づいて,この誤差を軽減することを検討する.ハードウェアシステムでは,ポリエチレン容器を加工して,16極のビス電極を配したモデルを製作した.次年度より計測実験を実施する予定である.また,肥育牛のデータ計測が可能であるかを見極める目的で,生牛の体表面からのインピーダンス測定を実施するとともに,同一箇所の超音波画像の計測を行った.インピーダンス値と皮下構造が同時に計測可能であることを実証した.MATLABをベースとしたソフトウェアライブラリEIDORSを利用して,高機能なシミュレーション環境を早期に構築できた反面,本提案の重要な技術の一つである境界条件の導入までには至らなかった.ライブラリを使用するテクニックを習得するのに時間を要したためである.ただし,その間に当初の予定では次年度以降に予定していたハードウェア実験の準備や,実データの計測をすすめることができ,トータルでの研究進捗には大きな問題はないと考えている.前述の問題については解決の糸口を見出しつつあり,次年度以降は,計画通りの遂行に努めたいと考えている.本年度は,当初の研究計画で予定していたハードウェア計測システムの開発を完了した.開発したシステムは,インピーダンスメータ(定電流の発生,及び電位の計測),超音波エコー装置(対象物の内部構造を非侵襲的に計測),多電極を配した計測用の水槽(16チャンネルの電極を等間隔に配置),印加電圧のチャンネル選択切り替えボックス(独自に開発),制御用のPCと入出力拡張ボード,制御用パーソナルコンピュータ,制御用ソフトウェア(独自に開発)からなる.独自に開発した切り替えボックスでは,印可する定電流と計測電位とを,PCからの制御信号とは絶縁して伝送するために,16個の機械式リレーを利用して構成した.リレーの駆動は,制御用PCからUSBインタフェースを介して実行される.制御用ソフトウェアは,Visual C++ 2015で独自に開発を行った.このソフトウェアは,グラフィカルユーザインタフェース(GUI)を実装しており,マウス及びキーボードの操作により,パラメータの変更や動作の切り替え,実行ができる.本システムでは,16個の電極の選択を切り替えながら計測を実行するが,プログラムでは,これらの選択の組み合わせや順番を自由に制御できる.全ての電極切り替えを,順番通りに実行する自動切り替えモードと,その都度自由に選択するマニュアルモードが用意されている.超音波エコー画像の撮影は,塩化ビニル性の水槽壁を介して実施する.計測対象は水槽に充填された水と,その中に挿入された絶縁体とする.エコー画像は多方向から撮影し,それらを合成して一枚の横断面画像を構成するものとした.これについては,本研究グループが保有する画像合成技術を利用した.本年度は,システムの構築に時間を要し,成果をまとめるまでに達しなかったが,前年度に計測した実データについて解析を実施し,アプリケーションの可能性を成果発表した.計測システムのハードウェアとソフトウェアの構築を完了し,ソフトウェアライブラリEIDORSを利用したイメージングまでの一連の処理を実現した一方で,本提案の重要な技術の一つで,前年度からの課題でもある境界条件の導入には至らなかった.当初予想していた以上に,ライブラリの活用に時間を要しているためである.今後の検討を進める中で,状況次第では,独自のソフトウェア開発により逆問題を解く方法を検討したいと考えている.また,必要に応じて計測対象のモデルを簡略化し,検討のし易い問題に変更することで対応したいと考えている.本研究ではこれまで,コンピュータシミュレーションによる生体電気インピーダンス法の検証,計測システムハードウェアのプロトタイプ構築,超音波エコー画像による組織横断面の合成を実現してきたが,開発した実システムによる組織横断面のインピーダンス分布の可視化や,組織境界条件を利用した横断面インピーダンス分布の推定精度向上は実現できていなかった.

そこで今年度は,前年度に開発したシステムによる計測と,その解析を実施した.システムには16個の電極が備わっており,これらの電極を切り替えながら計測を行い,それぞれの条件でのインピーダンス値を記録する.そして,これらのインピーダンス値に基づいて逆問題を解析し,対象物横断面のインピーダンス分布を推定する.推定には,初年度にシミュレーションを行ったソフトウェアライブラリ(EIDORS)を用いた.解析の結果,良好な推定結果が得られた.次に,懸案事項であった組織境界条件を導入した解析を試みたが,モデルの構築に時間を要してしまい.十分に満足な成果が得られなかった.一方で,正確で安定した計測を継続できるように,システムのケースや基盤,配線周り,ソフトウェアなどをブラッシュアップし,またパラメータの調節などを行ってシステムの完成度を高めた.プログラムの高速化や,処理の効率化も行った.最終年度に予定した応用課題(牛や人間の測定)については,懸案の境界条件の問題を十分に解決できなかったため,初年度に実施した基礎的な検証に留まる結果となった.本研究の成果は,生体電気インピーダンスを利用した横断面イメージング装置を高い完成度で構築できたことである.一方で,重要な課題である超音波撮像法との融合は未完の結果となってしまった.しかしながら,要素技術の研究開発は3年間で大きく前進することができたので,引き続きこの研究を継続し,近い将来の目標実現を目指す予定である.本研究では,生体電気インピーダンストモグラフィー法と超音波エコー法を融合した新しい組織イメージング法の開発を試みた.提案手法は,両手法の弱点を補完し合うことで,従来にはない組織の「構造」と「組成」の同時イメージングが期待できる.シミュレーション,基礎実験,生牛の脂肪交雑推定への応用を検討した.研究成果は,生体電気インピーダンストモグラフィーを,高い完成度で構築できたことである.一方で,超音波エコー画像との融合による横断面インピーダンス分布の推定精度向上は実現できなかった.しかしながら,要素技術は3年間で大きく前進することができたので,この研究を継続し,近い将来の目標実現を目指す予定である.引き続きシミュレーションによる検証を深めていくとともに,次年度はハードウェア実験を進めたいと考えている.研究課題の大きな変更はない.開発したハードウェアによる実験を進め,提案手法の有効性を検証したいと考えている.境界条件を導入する問題についても,引き続き打開策を検討していきたい.情報学予定していた国際会議発表と解析の一部が,実施できなかったため.次年度に予算を持ち越すこととなった.本年度は,システムの構築に時間を要し,成果をまとめるまでに達しなかったため,成果発表に予定していた予算に相当する次年度使用額が生じた.次年度には,予定していた解析を完了するとともに,国際会議に参加して成果発表を実施することを考えている.現状の問題点を解決し,本年度に予定していた成果発表を次年度に実施する.
ヒトRNAエディティング部位の探索とRNA修飾関連遺伝子群の網羅的同定

細胞内にはタンパク質をコードしないnon-coding(nc)RNAが大量に存在し、これらが機能性高分子として振る舞い、遺伝子発現や細胞の営みに深く関わっていることが次第に明らかになりつつある。機能性RNAは、転写後にスプライシングやRNA修飾あるいはエディティングなどのプロセシングを経て成熟し本来の機能を発揮する。本研究ではRNAの機能発現に必要な修飾構造の全体像の解明をめざす。具体的には、逆遺伝学的にRNA修飾遺伝子を同定する方法(リボヌクレオーム解析)を用い、機能未知遺伝子群から新規なRNA修飾遺伝子を網羅的に探索する。また、これらのヒトホモログの同定を行い、RNA修飾異常に起因する疾患の探索を目指す。さらに、ESTデータベースとゲノム配列の比較から、ヒトおよびマウスmRNAにおけるA→Iエディティング部位の絞込みを行い、微量RNA修飾解析法を用いて新規なRNAエディティング部位の探索を行う。申請者は、大腸菌および酵母の機能未知遺伝子よりRNA修飾遺伝子を網羅的に探索するプロジェクトを行っている(リボヌクレオーム解析)。これまでに大腸菌においては14個、酵母においても7個の新規RNA修飾関連遺伝子を発見した。特にLysidine(L)合成酵素遺伝子の同定[Mol Cell,12,689-698(2003)]したことはリボヌクレオーム解析の大きな成果の一つである。LはtRNA^<Ile>のアンチコドン1字目に位置するCの修飾塩基であり、修飾によってコドン認識がAUG→AUAと変化し、さらにはtRNAのアミノ酸受容能がMet→Ileへとスイッチすることが知られている。本年度は本酵素の基質特異性とLysidine合成反応機構の解析を行った。また、ウリジンの2チオ化に関する新規遺伝子4種に関して機構解析を行った。また、RNAエディティングの探索に関しても、公開されている約500万のESTデータベースとヒトゲノム配列の比較から絞り込まれたA/G置換部位から、ESTの由来臓器や組織の情報を加味することで、A→Iエディティング候補部位の絞込みを行った。また、mRNA中のイノシンの同定に関しては、イノシン特異的な化学修飾とリアルタイムPCRを用いた方法を確立した。現時点でこの方法により約10ngのトータルRNAから、部位特異的なイノシンの検出に成功し、実際に13種類の遺伝子中に新規イノシン部位の同定に成功した。
2005年8月16日に発生した宮城県沖の地震に関する調査研究

2005年8月16日11時46分頃に宮城県沖で気象庁マグニチュード7.2の地震が発生し,最大震度6弱を記録した.この地震は典型的なプレート境界型地震であり,発生が予測されていた「宮城県沖地震」の想定震源域内で発生したが,その規模は想定されていたM7.5程度よりも一回り小さく、政府の地震調査委員会が想定していた「宮城県沖地震」ではないとされた.本研究は,今回発生した地震について詳細な解析を行い,さらに臨時余震観測や地殻変動観測を実施し,今回の地震活動とその地震発生場の特徴を正確に把握して,想定「宮城県沖地震」と今回の地震との関係を明らかにするとともに,将来発生する「宮城県沖地震」の想定モデルを高度化することを目的として実施された.様々なデータ・手法に基づく,地震時すべり分布や余震分布の比較解析により,今回の地震は1978年の宮城県沖地震の破壊開始点付近のアスペリティのみを破壊し,1978年の地震の時の主破壊域は破壊しなかったことが明らかになった.さらに過去の地震との比較により,1930年代の地震も今回と同様に,1978年の破壊域を幾つかの地震で分割して破壊していた可能性が高いことが明らかになった.海底地震観測により,今回の地震が構造上のプレート境界で発生していたことが示され,かつ,震源域の東端がプレートの折れ曲がり位置に対応していることがわかった.余効すべりはそれほど顕著ではないが震源域の南側に広がったことが明らかになった.今回の地震の1秒以下の帯域の高周波エネルギーは内陸の地震に比べて極めて大きく,一方,12秒の帯域は1978年の地震に比べてかなり小さい事がわかった.また,1秒以上の長周期の地震波については,地殻・上部マントルについての3次元構造を考慮する事により,関東平野までの広い領域の観測波形のスペクトルをよく再現することができた.2005年8月16日11時46分頃に宮城県沖で気象庁マグニチュード7.2の地震が発生し,最大震度6弱を記録した.この地震は,典型的なプレート境界型地震であり,発生が予測されていた「宮城県沖地震」の想定震源域内で発生したが,その規模は想定されていたM7.5程度よりも一回り小さく、政府の地震調査委員会が想定している「宮城県沖地震」ではないとされた.本研究は,今回発生した地震について詳細な解析を行い,さらに臨時余震観測や地殻変動観測を実施し,今回の地震活動とその地震発生場の特徴を正確に把握して,想定「宮城県沖地震」と今回の地震との関係を明らかにするとともに,将来発生する「宮城県沖地震」の想定モデルを高度化することを目的として実施された.様々なデータ・手法に基づく,地震時すべり分布や余震分布の比較解析により,今回の地震は1978年の宮城県沖地震の破壊開始点付近のアスペリティのみを破壊し,1978年の地震の時の主破壊域は破壊しなかったことが明らかになった.さらに過去の地震との比較により,1930年代の地震も今回と同様に,1978年の破壊域を幾つかの地震で分割して破壊していた可能性が高いことが明らかになった.海底地震観測により,今回の地震が明らかに構造上のプレート境界で発生していたことが示され,かつ,震源域の広がりとマントルウェッジの構造に相関が認められた.余効すべりはそれほど顕著ではないが震源域の南側に広がったことが明らかになった.今回の地震の1秒以下の帯域の高周波エネルギーは内陸の地震に比べて極めて大きく,一方,12秒の帯域は1978年の地震に比べてかなり小さい事がわかった.また,この1秒以上の長周期の地震波については,地殻・上部マントルについての3次元構造を考慮する事により,関東平野までの広い領域の観測波形のスペクトルをよく再現することができた.2005年8月16日11時46分頃に宮城県沖で気象庁マグニチュード7.2の地震が発生し,最大震度6弱を記録した.この地震は典型的なプレート境界型地震であり,発生が予測されていた「宮城県沖地震」の想定震源域内で発生したが,その規模は想定されていたM7.5程度よりも一回り小さく、政府の地震調査委員会が想定していた「宮城県沖地震」ではないとされた.本研究は,今回発生した地震について詳細な解析を行い,さらに臨時余震観測や地殻変動観測を実施し,今回の地震活動とその地震発生場の特徴を正確に把握して,想定「宮城県沖地震」と今回の地震との関係を明らかにするとともに,将来発生する「宮城県沖地震」の想定モデルを高度化することを目的として実施された.様々なデータ・手法に基づく,地震時すべり分布や余震分布の比較解析により,今回の地震は1978年の宮城県沖地震の破壊開始点付近のアスペリティのみを破壊し,1978年の地震の時の主破壊域は破壊しなかったことが明らかになった.さらに過去の地震との比較により,1930年代の地震も今回と同様に,1978年の破壊域を幾つかの地震で分割して破壊していた可能性が高いことが明らかになった.海底地震観測により,今回の地震が構造上のプレート境界で発生していたことが示され,かつ,震源域の東端がプレートの折れ曲がり位置に対応していることがわかった.余効すべりはそれほど顕著ではないが震源域の南側に広がったことが明らかになった.

今回の地震の1秒以下の帯域の高周波エネルギーは内陸の地震に比べて極めて大きく,一方,12秒の帯域は1978年の地震に比べてかなり小さい事がわかった.また,1秒以上の長周期の地震波については,地殻・上部マントルについての3次元構造を考慮する事により,関東平野までの広い領域の観測波形のスペクトルをよく再現することができた.
アスベストの無害化・有効利用法：シリコーンポリマーへの構造制御変換法の開発

アスベストの無害化・有効利用法の一つであるシリカのシリコーンポリマーへの変換法について、生成ポリマーのより高度な制御とその応用の可能性を検討した。本法が反応性のシラノール残基を有するポリマーを与えることを利用して、シラノール残基と機能性官能基の双方を有する新規なシリコーンポリマーの設計と制御合成を行い、その特徴を活かしたポリウレタンフィルムの機能性添加剤や新規な高分子型接着付与剤としての効果を調べた。その結果、得られるシリコーンポリマーの構造がポリウレタンの機械特性や接着硬化特性に大きな影響を与えることが明らかとなった。アスベストの無害化・有効利用法として、シリコーンポリマーへの変換法について、生成ポリマーのより高度な制御を達成することを目的として検討を行っている。本年度は(1)シリカの分解とシラノール基の縮合反応によるポリマー骨格形成段階の制御の可能性、(2)反応性シラノール残基を有する新規シリコーンポリマーの構築と応用、の2点について検討を行った。(1)前年度、酸による中和過程について、例えばポリエチレングリコールを共存させて反応を行うことにより、著しいポリマー収量の向上と分子量の増大が観察されたため、テンプレート分子の添加がある程度、効果的であることが明らかとなった。そこで、様々な水溶性高分子の添加効果や水溶性高分子の分子量が生成ポリマーの構造に及ぼす影響について検討を行なった。しかし現在までのところ、生成ポリマーの分子量制御などのより高度な構造制御までには至っておらず、ある程度制御は可能であると考えられるものの、高い反応性を有するシラノール基の反応制御は非常に困難な状況である。(2)一方、逆にこの高い反応性を活かしたポリマー設計・制御による新しいシリコーンポリマーの開発は、ユニークである。シラノール基を有するポリマーや、そのシラノール残基をシリル化剤を用いてある程度反応性を制御したシリコーンポリマーを構築し、それらの機能について検討を行なった。具体的には、ポリウレタン膜の性能制御をする機能性添加剤、あるいは接着剤における機能性接着付与剤としての効果について検討した。その結果、膜の弾性率制御や接着効果速度などにある程度効果があることが明らかとなった。シラノール残基の残存量と、導入するシリル化剤の構造が、いずれの場合においても影響を与えることから、それらのより高度な設計により、より効果的な機能性材料しての応用が可能になるものと考えられる。アスベストの無害化・有効利用法として、シリコーンポリマーへの変換法について、より高度な制御を達成することを目的として検討を行っている。本法の概要としては、温石綿を酸処理することにより、特異な繊維状シリカへと変換し、これを1アルカリ水溶液への溶解、2中和、3THFによる抽出、4シリル化剤によるシリル化を経て、シリコーンポリマーへと変換するものである。上記13のステップ、特にシリカの分解とシラノール基の縮合反応によるポリマー骨格形成段階の制御の可能性について検討を行った。(1)シリカの分解過程で用いる塩基として、水酸化ナトリウムあるいは水酸化カリウム水溶液等を用い、反応温度を変化させて反応を行った。その結果、この分解過程については、反応温度や塩基の種類が非常に大きな影響を与えることが明らかとなり、現在のところ、NaOH、室温での反応が最も効果的であることが確認された。(2)酸による中和過程について、様々なテンプレート分子の添加効果を検討した。テンプレートとしてジエチレングリコールやポリエチレングリコール(PEG)を始めとする水溶性ポリマーを添加して実験を行った。その結果、例えばPEGを共存させて反応を行うことにより、ポリマー収量の著しい向上と分子量の増大が観察され、効率よくポリマーが得られることが分かった。したがって、テンプレート分子の添加が効果的であることが明らかとなった。このことより、シラノール基がテンプレート上である程度制御されて縮合していること、過剰な縮合反応による不溶なシリカの生成が抑制されていることなどの可能性が示唆された。なお、詳細については、現在、さらに検討を行っている。以上の結果の一部については、日本化学会第93春季年会(3PA-013)にて発表した。本年度は以下の2点について検討を行った。(1)ポリウレタンへの添加によるポリウレタン膜の特性制御の可能性、(2)反応性シラノール残基を有する新規シリコーンポリマーの構築と接着剤への添加による機能制御(1)アスベストから無害化して得られるシリコーンポリマーは、ラダー型に近い主鎖骨格を有する可能性が示されている。したがって、添加剤・フィラーとしての特性の発揮等が期待される。そこで、ポリウレタンにシリコーンポリマーを添加して、ポリウレタン膜の機械特性制御の可能性について検討を行った。これに先立ち、種々のポリマーのポリウレタン膜への添加効果を観察した結果、エンジニアリングプラスチックの一つとして知られるポリフェニレンオキシドの構造をうまく設計することにより、機械特性制御が可能であることを見出した。

そこで、この手法を新規なシリコーンポリマーに応用し検討を行ったところ、ある程度制御が可能であることが明らかとなったが、より高度な機能の発現には、ポリウレタン側の設計も必要であると結論付けられ、この点について現在さらに検討を行っている。(2)シラノール残基を有するという高い反応性を活かしたポリマー設計・制御による新しいシリコーンポリマーの応用開発について検討を行なった。具体的には、接着剤における機能性接着付与剤としての効果について検討した。モデル接着剤に対してシラノール残基を有するシリコーンポリマーを添加して、3次元の架橋形成による硬化・接着機能の発現について実験を行った。その結果、無添加あるいは個体のシリカゲルを添加した場合に比べ、非常に高い硬化特性を示すことが確認された。今後さらにシラノール残基の残存量と、導入するシリル化剤の構造をうまく設計することにより、より効果的な機能性材料しての応用が可能になるものと考えられる。高分子合成前年度、「やや遅れている」と評価したが、この点は本年度についても大きく影響を与えている。平成25年度以降については、デザイン型テンプレート分子の導入による高度な縮合反応制御を実施する計画であったが、テンプレート分子のある程度の効果は明らかになったものの、思うような高度な制御は達成できておらず、予定通りの達成度とは言えない。一方で、生成ポリマーの新たな視点での構造制御が大きく進展し、これは同時に機能性高分子としての応用の可能性を切り開くものであるため、有意義な成果である。当初の計画とは異なるが、新規な構造制御法の構築という、本研究の主旨にもよく合致する。また、前年度の報告書内、今後の推進方策でも指摘している点でもある。加えて、シラノール残基を有するシリコーンポリマーが得られるという点は、本研究のシリカのシリコーンポリマーへの変換法の大きな特徴の一つであり、これを活かした新規なポリマー構築法でもある。上述のように制御が困難なシラノール残基の縮合反応を逆に活かした機能性ポリマーの構築により、膜添加剤や接着付与剤としての応用の可能性が示されたことは、非常に大きな進展である。これらを勘案すると、全体としては「やや遅れている」という評価に変化はないと判断する。平成24年度の研究計画として、「様々な塩基の使用、およびテンプレートを導入した分解および縮合制御法について検討する」としている。したがってこの点については、おおむね計画に則した検討を実施したと言える。前述のように、塩基の種類は、非常に大きな影響を与えるものの、それによるより高度な制御の達成は、現時点では困難であると予想される結果である。一方、テンプレートの添加によるシラノール基の縮合反応制御については、より期待できる成果が得られた。すなわち、ポリエチレングリコールやポリ(2-エチル-2-オキサゾリン)などの添加により、収率や分子量の著しい向上が観察された。
耐熱用不均質材料の材料組成最適化と応力拡大係数の評価に関する解析的研究

本研究課題に対して、研究期間中に、下記の研究テーマを取り扱い、以下のような研究成果を得た。1.熱応力緩和のための材料組成最適化問題に関する研究加熱媒体からの一次元的な非定常加熱を受ける不均質厚板、不均質円筒、不均質球殻を解析モデルとして取り上げ、非定常加熱時における熱応力緩和のための最適材料組成の決定という最適化問題を理論解析し、数値シミュレーションを行った。2年間の研究期間中に1編の論文をまとめ、計6回の口頭発表を行った。口頭発表済みの研究テーマについては、現在、論文として投稿中(及び準備中)である。更に、この研究テーマに関係する基礎研究として、計3編の論文をまとめた。得られた知見として、熱応力緩和のための材料組成の最適化問題を、解析的手法により、非線形計画法を用いて決定するという手法が確立されたといえる。また、このテーマについては、初期の目的がほぼ達成されたと考えられる。2.不均質材料における熱応力拡大係数の評価に関する研究不均質材料特性が、Z軸方向に関して任意の座標関数のべき乗の形で与えられるものとして構築されたカシアの不均質弾性体を解析モデルとして取り上げ、無限体中に円形き裂が存在する場合の熱応力拡大係数について理論解析及び数値計算を行い、1編の論文をまとめた。また、この研究テーマに関する基礎研究として、熱弾性問題を取り上げ、計3回の口頭発表を行った。このテーマについては、初期の目的に対して、得られた成果は十分でないと考えられるが、現在、研究を継続中であり、基礎方程式系の再構築を始めとして、今後、積極的に研究の発展を目指して、取り組んで行く予定である。以上の研究テーマの他に、本研究課題に関連する研究テーマとして、熱変形最小化に関する材料組成最適化問題を始めとして、計4編の論文をまとめ、計13回の口頭発表を行った。本年度の研究計画で取り上げた「熱応力緩和のための不均質材料の材料組成最適化問題」については、以下の成果を得ることができた.1.平板の一次元問題を解析モデルとした。材料組成最適化問題については、数値計算が終了し,学術論文として,投稿のための準備中である.得られた知見としては.不均質材料の物性値に関する温度依存性を考慮した場合,材料組成に関する最適値(最適体積含有率)が,温度依存性を考慮しない場合と比べ,大きく変化することが判った.従って,不均質材料の材料設計においては、物性値の温度依存性を考慮することが不可欠であるといえる.2.円筒殻における一次元温度場を解析モデルとした,熱応力緩和のための材料組成最適化問題については,現在,理論解析が終了し,数値計算を遂行中である.なお,得られた結果については,1995.3に口頭発表の予定である.3.アングルプライ積層板に対する熱応力緩和のための最適化問題(最適積層配向角の決定)についても,現在数値計算を遂行中である.また,この様な一方向繊維強化材料における,熱応力緩和のための最適繊維含有率の決定問題についても,数値計算が終了し,口頭発表の予定である.さらに,次年度の研究計画として取り上げている「熱負荷を受ける不均質材料でのき裂の問題(応力拡大係数評価)」についても,一部,研究に着手した.解析モデルとして,円形き裂を有する不均質無限体を取り上げ定常温度場での応力拡大係数を数値計算により求めることができた.1995.3に口頭発表の予定である.本年度の研究計画で取り上げた「熱応力緩和型不均質材料の応力拡大係数の評価」については、以下の成果が得られた。

1.材料物性が軸方向に関して任意に変化し得る"カシアの不均質体モデル"に対して、無限体中に円形き裂が存在する場合の応力拡大係数を理論解析し、学術論文として掲載された。不均質材料の物性値、即ち、弾性係数、線膨張係数及び熱伝導率の変化がき裂先端での応力拡大係数に対して大きな影響を及ぼすことが分かった。2.不均質体における熱応力拡大係数の評価のための基礎研究として、カシアの不均質特性を有する半無限体及び厚板の熱弾性問題を取り上げ、2回の口頭発表を行った。学術論文として、投稿の予定である。次に、前年度からの継続課題である「耐熱用不均質材料における熱応力緩和のための材料組成最適化問題」に関しては、以下の成果が得られた。3.非定常な一様表面加熱を受ける不均質平板に対する熱応力緩和のための材料組成最適化問題について、非線形計画法を用いて理論解析し、学術論文として掲載された。物性値の温度依存性を考慮した場合の最適材料組成が、温度依存性を無視した場合の結果と著しく異なり、その結果、理論解析における物性値の温度依存性の重要性が指摘されたといえる。4.材料組成最適化問題に関して、幾何学的形状の変化について検討するため、中空円筒を解析モデルとして取り上げ、温度落差、板厚、熱伝達率の変化をパラメータとし、最適材料組成を求めた。上記のパラメータ及び物性値の温度依存性が最適材料組成に大きな影響を及ぼすことが分かった。現在、学術論文として、投稿中である。5.上記の他、材料組成最適化問題に関して、4回の口頭発表を行った。6.材料組成最適化問題に関する基礎研究として、不均質材料の熱弾性問題に対して、3編の学術論文が掲載された。また6回の口頭発表を行った。
支圧式アンカー工法による補強盛土工の研究

昭和60年度の研究でアンカーの引張力は盛土の側方流動による発生の他にアンカー自体の沈下によって生じることを確かめた。そこで61年度の研究ではあらかじめアンカーの沈下を予測し、アンカーの引張力を軽減する方法として上げ越し工法の実験研究を行なった。実験盛土は新しく深さ60cmの軟弱地盤ピット2基を本学土木野外実験場に作製し、この軟弱地盤上に前年度と同じ水平埋設法ならびに上げ越し埋設法の二種類の補強盛土を作製してそれぞれのアンカーロッドの軸力挙動、盛土の沈下状況、軟弱地盤の変位等について計測を行ないその補強効果を検討した。またこれら各補強盛土を有限要素法による盛土の変形について理論解析を行ない補強盛土工法としての基礎的資料を提供した。実験、解析の主な結果は次の通りである。1)上げ越しを施した補強盛土は平行設置盛土に比べてアンーカーロッドの受ける軸力は極めて小さく、盛土の補強として効果が十分期待できることが確かめられ、また、上げ越しによる設置後の座屈現象は生じないことがわかった。2)上げ越し工法、水平設置工法いずれも盛土の沈下および軟弱地盤の水平、垂直変位については、両方の差は見られなかったがアンカーロッドの軸応力の軽減と言う点で、今回試みた上げ越し工法の補強効果が優れていた。3)有限要素法による解析は、アンカープレートと土との相対変位の処理に関する問題や解析法が研究途上のためなど、今後の課題は残されたが実験結果の比較検討の点ではほぼ満足ができ、2年間の研究結果より支圧式アンカー補強盛土工法の基礎的資料として十分な成果を得ることができた。
化学的ストレスと社会的ストレスの発癌イニシエーションへの複合影響に関する研究

単独隔離の飼育条件によりマウス(BALB/c、5週齢)にマイルドなストレスを30日間負荷し続けると、肝臓中の脂肪酸合成に関する遺伝子の発現量が上昇、脂肪酸分解に関する遺伝子の発現量が減少し、その結果、脂肪蓄積を伴った肝肥大が誘発されることを明らかにした。一方、BaPを投与すると、ストレス負荷群では、肝臓中のDNA付加体が減少しにくいことがわかった。これらの結果より、社会的ストレス負荷時にBaPのような脂溶性の高い発がん物質が体内に取り込まれると、肝臓に蓄積して発がんのイニシエーション過程を促進する可能性が示唆された。本研究は、社会的ストレスにより生体機能が変化した場合に、化学的ストレスにさらに生体が暴露された場合の複合影響を、発癌のイニシエーションにフォーカスし、マウスのストレスモデルを用いて検討することを目的としている。化学的ストレスとしてベンゾ(a)ピレンを使用することにした。単独隔離(1匹)の飼育条件によりマウス(BALB/c,5W)にマイルドなストレス負荷をかけ、モデルを作成した。ストレスの負荷期間は2日、7日、30日とした。副腎の肥大が2,7日後で見られ、また、血清中コルチコステロン値および尿中バイオピリン値の上昇が認められ、本モデルにおいてストレスが負荷されていることを確認した。バイオピリンはビリルビンの酸化代謝物であり、ビリルビンはHO-1によりヘム経由で生成するため、ストレス関連酵素として、活性酸素によりその発現が誘導されるHO-1の遺伝子発現解析を肝臓よりRNAを抽出してリアルタイムPCRにより行ったところ、弱いながら誘導されることがわかった。一方、DNAアレイによる遺伝子発現解析の結果、細胞周期に関連するいくつかの遺伝子がストレス負荷により変動していたので、リアルタイムPCRにより検証作業を現在進めている。DNA付加体のLC/MS/MS測定にあたり、ベンゾ(a)ピレンの投与方法(投与経路、回数など)、投与量、投与後の解剖までの時間、肝臓および肺からのDNA抽出方法等について予備的検討を行なったところ、ほぼ至適条件がわかり、これからストレス負荷したマウスにベンゾ(a)ピレンを投与して、DNA付加体の生成へのストレスの影響を検討し、その時の細胞周期、代謝酵素、アポトーシス関連等の遺伝子の発現に関してリアルタイムPCRにより検討していく予定である。本研究は、社会的ストレスにより生体機能が変化した場合に、化学的ストレスにさらに生体が暴露された場合の複合影響を、発癌のイニシエーションにフォーカスし、マウス(BALB/c)のストレスモデルを用いて検討することを目的としている。化学的ストレスとしてベンゾ(a)ピレンを使用し、マウスにBaPを投与して肝臓および肺に形成される付加体(BPDE-dG)のLC/MS/MS測定を行った。その結果、BaPの投与量が10mg/kgでも十分に検出できることがわかり、投与後72時間後から付加体が減少していくことがわかった。一方、社会的ストレスとして、30日間の単独隔離飼育を行い、肝臓についてDNAアレイによる遺伝子発現解析を行ったところ、420遺伝子(発現増加が202遺伝子、発現抑制が218遺伝子)の発現に変化が見られたが、主にperoxisome proliferator activated receptor alpha(PPARα)などが関与する脂質代謝系の遺伝子発現の抑制、脂質合成系及び分泌経路の遺伝子発現の亢進が見られ、長期的かっ持続的な社会的ストレスが、生体をエネルギー貯蔵の方向に応答させていることが示唆された。また、cyclin D1,G2,Gadd45b,Ahrなど化学物質のリスクに関わる遺伝子がストレス負荷により変動していたので、リアルタイムPCRにより検証した。現在、さらにBaP投与時のこれらの遺伝子の発現変動について調べ、BPDE-dG生成との関連を検討中である。
組織培養によるリンゴ台木の育種に関する基礎的研究

1.マルバカイドウの3系統(盛岡セイシ,立ち性長野1, 2)×M9(-)の交雑を行ない,胚培養,胚珠培養,胚の休眠打破実験う行なった.(1)受粉7175日後の交雑胚(ほぼ成胚)をMurashige・Skoog(MS)寒天培養を用い,暗所で20日間培養して胚的成長させたのち, 6月間低温処理して休眠打破し実生化をはかったが,発芽したのは25%にとどまった.(2)受粉2529比後の交雑胚珠(球状胚期)を胎座をつけて,またはつけないで191日間Nitsch(1972)修正倍地を用い,暗所で培養した結果,成熟種子に成長したのは胎座をつけた1胚珠のみであった.(3)ジベサリン(GA_3, GA_<4+7>)10m/lの処理が810月採取のリンゴ休眠胚の休眠打破作用をもつことを確めた.そこで上記交雑胚をG処理し, 12中96を発芽させることができた.2.半数体作出をめざし, M9(-), M26の緑蕾期から分離初期の花そうを採取し, MS寒天倍地,明条件下で葯培養を行なった.その結果, 2年間に培養した5460個の中1個が胚を形成した.葯のパラフィン切片のの顕微鏡観察により,中心花のみ紅蕾の時期は花粉は四分子一核期,中心花,側花とも紅蕾の時期は一核期,分離初期は一核期二核期に当たることがわかった.これから,胚形成をみた葯は一核期2核期と推定した.3.半数体作出の別法とて, M26の無受粉胚珠培養を試みた.胚珠は肥大成長したが,胚形成は認められなかった.4.M9(-),マルバカイドウ(立ち性長野2合)の珠心培養により,胚およびカルスの形成を認めた.また, M9(-)の珠心起源カルスをMS倍地で継代培養した1カルスに胚形成を認めた.しかし,珠心起源カルスの抗ホルモン物質(5-hy droxynitrobengsl-bromide, 8 aza-gnanine, B-9),アブシジン酸,活性炭などを用いた再分化実験は不成功であった.1.マルバカイドウの3系統(盛岡セイシ,立ち性長野1, 2)×M9(-)の交雑を行ない,胚培養,胚珠培養,胚の休眠打破実験う行なった.(1)受粉7175日後の交雑胚(ほぼ成胚)をMurashige・Skoog(MS)寒天培養を用い,暗所で20日間培養して胚的成長させたのち, 6月間低温処理して休眠打破し実生化をはかったが,発芽したのは25%にとどまった.(2)受粉2529比後の交雑胚珠(球状胚期)を胎座をつけて,またはつけないで191日間Nitsch(1972)修正倍地を用い,暗所で培養した結果,成熟種子に成長したのは胎座をつけた1胚珠のみであった.(3)ジベサリン(GA_3, GA_<4+7>)10m/lの処理が810月採取のリンゴ休眠胚の休眠打破作用をもつことを確めた.そこで上記交雑胚をG処理し, 12中96を発芽させることができた.2.半数体作出をめざし, M9(-), M26の緑蕾期から分離初期の花そうを採取し, MS寒天倍地,明条件下で葯培養を行なった.その結果, 2年間に培養した5460個の中1個が胚を形成した.葯のパラフィン切片のの顕微鏡観察により,中心花のみ紅蕾の時期は花粉は四分子一核期,中心花,側花とも紅蕾の時期は一核期,分離初期は一核期二核期に当たることがわかった.これから,胚形成をみた葯は一核期2核期と推定した.3.半数体作出の別法とて, M26の無受粉胚珠培養を試みた.胚珠は肥大成長したが,胚形成は認められなかった.4.M9(-),マルバカイドウ(立ち性長野2合)の珠心培養により,胚およびカルスの形成を認めた.また, M9(-)の珠心起源カルスをMS倍地で継代培養した1カルスに胚形成を認めた.しかし,珠心起源カルスの抗ホルモン物質(5-hy droxynitrobengsl-bromide, 8 aza-gnanine, B-9),アブシジン酸,活性炭などを用いた再分化実験は不成功であった.1.葯培養による半数体の育成リンゴ矮性台木M9、M26樹より緑蕾期紅蕾分離初期の花蕾を採取し、010日間低温貯蔵後、Murashige・Skoog(MS)培地を用い、1瓶当り5または10個宛、合計1163個の葯を培養した。その結果、M26の紅蕾分離初期の花蕾を5日間低温処理し、10個宛植付けた葯の1個に不定胚形成を認めた。

また19個の葯が花粉起原と思われるカルスを形成したが、これらは発育段階の若い(緑蕾期中心花のみ紅蕾期)、低温貯蔵日数の短い(02日)、瓶当り10個宛植付けた葯に限られた。2.マルバカイドウ×M9の交雑実生育成、マルバカイドウの盛岡セイシ、長野立ち性1号、2号を母本とし、M9の花粉を人工受粉した。合計185花中9花が結実し、これから得た12胚をMS培地を用い、つぎのように培養した。まず25°C、暗所に20日間おいて胚的生長させたのち、約3°Cの暗所で180日間低温処理してから、25°Cの明所に移した。その結果、5胚(盛岡セイシを母本とするもの3、長野立ち性1号を母本とするもの2)が発芽生長した。これらは現在ミクロ繁殖中である。3.珠心培養による珠心胚実生の育成.M9、M26、マルバカイドウの珠心培養をMS培地を用いて行ない、M9の6.4%、マルバカイドウ長野立ち性1号の2.2%の珠心に胚形成をみた。これらの珠心胚は昨年育成したものとともに現在ミクロ繁殖中である。また、M9の63.1%、マルバカイドウ盛岡セイシの11.7%の珠心にカルス形成をみた。4.カルス培養による再分化系の確立。上記1に述べた葯培養のカルス、および3に述べた珠心培養のカルスを用い、Fusarium oxyspornm f.sp.lycopersiciの生産する生理活性物質であるbiakaverinを種々の濃度に添加したMS培地で再分化を試みたが、現在までのところ再分化をみていない。
本土在住の沖縄県出身者の家族とコミュニティに関する文化人類学的考察

本研究の目的は、本土在住の沖縄県出身者の家族とコミュニティに付加された「沖縄人」、「沖縄」という表象を、コミュニティに所属する個々人の日常的実践の分析を通して改めて多元主義的(Pluralism)視点から再検討することである。同時に、本土在住の沖縄県出身者と故郷との宗教的連帯の実態を解明し、最終的に移住者の家族とコミュニティに関する理論構築を目指すものである。平成26年度は、過去2年に行った本土在住の沖縄県出身者の家族とコミュニティに関する基礎的なデータの整理と分析に加え、追加調査として、沖縄での2回の実地調査および愛知県在住の沖縄県出身者個々人へのインタビュー調査を行い、同時に成果取りまとめと理論構築のための文献資料調査も行った。調査については、4月から翌年3月にかけて、毎月開催される愛知県在住の沖縄県出身者が加入する愛知沖縄県人会連合会の「愛知の沖縄調査会」に参加し、愛知県の沖縄系コミュニティに所属する個々人の移住経歴や移住動機についての調査を行った。この調査の成果は、研究成果に基礎的なデータとして反映できただけでなく、愛知県在住の沖縄県出身者の記録として、「愛知の沖縄調査会」へも還元する予定でいる。また4月から12月にかけて、愛知県名古屋市在住の沖縄県出身者個々人へのインタビュー調査を広く行い、貴重なデータ収集が可能となった。11月には、沖縄県宮古島で移住者と故郷との宗教的連帯に関する補足調査を行い、大きな成果を得ることができた。26年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度は、主に文献資料調査と実地調査を行った。実地調査では、まず沖縄県出身者が本土で結成した各種団体を「沖縄系コミュニティ」とした上で、主に沖縄県人会(連合会)の集まりや調査会に参加することによって、愛知県の沖縄関連の芸能団体、婦人会といった沖縄系コミュニティを島嶼的差異、出身地に留意しながら把握した。次に、各種コミュニティ内での個々人の実践(民謡・舞踊の習得、組織の維持、参加)に着目し、個人を対象としたライフヒストリーの聞き取りやインタビュー調査を行った。また、6月と11月には本土在住の沖縄県出身者を対象とし、故郷、沖縄県で行われる祭祀儀礼の参与観察と聞き取り調査を行った。次に文献資料調査では、沖縄県庁が管理する全国の沖縄県人会に関するデータ収集に加え、国立国会図書館や大学図書館、公共図書館や公文書館等の研究、行政機関における先行研究および行政、統計資料・新聞、雑誌記事・インターネット情報の収集・閲覧・複写・分析を行った。そして、先行研究で「沖縄人」としてカテゴリー化されたイメージが時代によって異なっている点、例えば1972年の日本本土復帰以降、メディアによって創造された「沖縄イメージ」や、1990年代以降ドラマや映画を通して登場した「癒しの沖縄」、「かっこいい沖縄」という表象から年代ごとに分析し、沖縄系コミュニティに表象される「沖縄」像を導き出すことを試みた。また、1920年から1960年代の出稼ぎ、集団就職者の移住状況等のデータ収集(沖縄県公文書館所蔵名簿閲覧)も行った。本研究の意義は、本土在住の沖縄県出身者の各種団体を沖縄系コミュニティと捉えた上で、コミュニティに所属する個々人のライフヒストリーを多元主義的に明らかにした点にある。また、これまで関西、関東地区に次いで出稼ぎが多かったにも関わらず、先行研究ではほとんど述べられる事のなかった中部地区の沖縄系コミュニティの実態を明らかにした点も、重要であるといえる。平成25年度は、文献資料調査と実地調査を行った。実地調査では、まず沖縄県出身者が本土で結成した各種団体を「沖縄系コミュニティ」とした上で、月に1度開催される沖縄県人会(連合会)の集まりや調査会に参加することによって、主に愛知県在住の沖縄出身者の移住の経緯や就職状況などの情報収集を行った。次に、各種コミュニティ内での個々人の実践に関する調査として、故郷の祭祀儀礼に参加するために、県外で年に数回開催された勉強会に参加し、個々人を対象としたインタビーを行った。また、6月と11月、2014年1月には、本土在住の沖縄県出身者を対象とし(祭祀儀礼に加入する50代の愛知県出身者の男性)、故郷の沖縄県で行われる祭祀儀礼への参加状況の把握や、役割、機能に関する参与観察と聞き取り調査を行った。また、愛知県在住のMさん一家の火の神儀礼を対象に、継承、担い手、年中行事、信仰に関する調査を行った。その上で、先行研究ではほとんど明らかにされてこなかった、故郷と県外在住者の宗教的な関わりについて明らかにする事が可能となった。本研究の意義は、従来の研究ではほとんど着目されてこなかった、本土在住の沖縄県出身者と故郷との宗教的関わりを対象にし、沖縄系の各種コミュニティに所属する個々人の民俗宗教の日常的実践を多元主義的に明らかにした点にある。また、前年度に引き続き、これまで関西、関東地区に次いで出稼ぎが多かったにも関わらず、先行研究ではほとんど述べられる事のなかった中部地区の沖縄系コミュニティの実態を明らかにした点も、重要であるといえる。

本研究の目的は、本土在住の沖縄県出身者の家族とコミュニティに付加された「沖縄人」、「沖縄」という表象を、コミュニティに所属する個々人の日常的実践の分析を通して改めて多元主義的(Pluralism)視点から再検討することである。同時に、本土在住の沖縄県出身者と故郷との宗教的連帯の実態を解明し、最終的に移住者の家族とコミュニティに関する理論構築を目指すものである。平成26年度は、過去2年に行った本土在住の沖縄県出身者の家族とコミュニティに関する基礎的なデータの整理と分析に加え、追加調査として、沖縄での2回の実地調査および愛知県在住の沖縄県出身者個々人へのインタビュー調査を行い、同時に成果取りまとめと理論構築のための文献資料調査も行った。調査については、4月から翌年3月にかけて、毎月開催される愛知県在住の沖縄県出身者が加入する愛知沖縄県人会連合会の「愛知の沖縄調査会」に参加し、愛知県の沖縄系コミュニティに所属する個々人の移住経歴や移住動機についての調査を行った。この調査の成果は、研究成果に基礎的なデータとして反映できただけでなく、愛知県在住の沖縄県出身者の記録として、「愛知の沖縄調査会」へも還元する予定でいる。また4月から12月にかけて、愛知県名古屋市在住の沖縄県出身者個々人へのインタビュー調査を広く行い、貴重なデータ収集が可能となった。11月には、沖縄県宮古島で移住者と故郷との宗教的連帯に関する補足調査を行い、大きな成果を得ることができた。26年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は、文献資料調査と本土および故郷、沖縄県での数回にわたる実地調査によって、本土在住の沖縄県出身者の家族とコミュニティに付加された「沖縄人」、「沖縄」という表象を、所属する個々人の日常的実践の分析を通して改めて多元主義的(Pluralism)視点から再検討するための、基礎的なデータを収集することができたため、おおむね順調に進展しているといえる。本年度は、文献資料調査と本土および故郷、沖縄県での数回にわたる実地調査によって、本土在住の沖縄県出身者と故郷との宗教的連帯を、コミュニティに所属する個々人の民俗宗教の日常的実践の分析を通し、改めて多元主義的(Pluralism)視点から再検討するための、基礎的なデータを収集することができたため、調査はおおむね順調に進展しているといえる。しかし、当初予定していた成果の取りまとめ(論文等での発表)については、十分ではないため、やや遅れているといえる。研究計画の段階では、本土在住の沖縄県出身者および沖縄系コミュニティを把握するための調査地として、1920年から1960年にかけて出稼ぎや本土就職者の多かった地域、神奈川県、愛知県、兵庫県を対象としていたが、実際に調査を行った結果、沖縄系コミュニティの把握と沖縄県出身者の出身は、本土在住者の地域を基準とするよりも、故郷、出身地ごとに区別して行った方が有用性が高いことが明らかになった。本研究の目的に関連する、故郷との宗教的連帯を考察する上では、例えば本土在住の宮古島出身者が共通に参加する祭祀集団があることもあり、今後は、必ずしも神奈川県や愛知県在住者といった区別ではなく、島嶼的差異に留意し調査を進める予定である。研究計画の段階では、県外に移住し十数年以上生活しながらも故郷での冠婚葬祭、模合、同窓会、村落祭祀に参加し祭祀組織へ加入するといった事例の分析から故郷と県外移住者の連帯に関して明らかにする事を目的としていた。
シリコン単電子デバイスの時空間輸送制御と新機能の開発

本研究においては、これまで(1)ランダム多重トンネル接合系における単電子転送の実証とそのシミュレーション解析、(2)マルチドット型単電子FET特性の可視域光子との相互作用解明、(3)極低温KFMによるチャネル内の単一リン・ボロンドーパントの検出、(4)転位網利用周期ポテンシャルを利用した単電子特性の実現、を行った。これらを総合することにより、ランダム系シリコン多重ドット単電子デバイスの輸送制御に見通しが得られた。本研究では、低消費電力はもとより、低リーク電流、高温動作など理論上多くの利点をもつ2次元SiマルチドットFETを対象とし、単電子輸送を時間的・空間的に制御し、量子セルオートマトンや反応拡散回路といった新しい信号処理機能を開拓していくことを目的とする。16年度は、主に以下の成果があった。(1)2次元マルチドットFETの作製単結晶Siドットが互いに連結した2次元マルチドットFETを作製した。独自に開発してきた「極薄SOIウエハの自律選択酸化(nano-LOCOS)法」により作製したデバイスは、ショットキー型ソース・ドレインの構造をもたせたものであり、ゲートバイアスの極性により単電子および単正孔特性を示した。また、2枚の単結晶(001)Si層をわずかに面内角度をずらせて貼り合わせた、いわゆるバイクリスタル構造を用いてFETを作製した。貼り合わせ界面には、角度ずれに応じた予想通りのらせん転位網の発生を観察するとともに、ごく最近、単電子特性に由来すると思われる電流振動を観測し(2005/03 MRS Spring Meetingにて発表)、人工的に作製した転位利用のデバイスに道を開いた。(2)不均一マルチドット系の単電子シミュレーション解析マルチドット系での直流I-V特性をシミュレーションで求めるとともに、パルスゲートバイアスに対してターンスタイル動作(1パルスごとに電子1個をソースからドレインに転送する動作)が不均一マルチドット系でも可能であることを初めて示した。今後、不均一系でも大きな応用範囲の広がりがあることを示唆している。(3)光照射および高周波電圧印加次年度以降に本格化させる光照射および高周波電圧印加による単電子輸送制御に向け、測定環境を整えた。予備実験として、マルチドットFETに対して、可視光の分光照射を行ったところ、個別フォトンの吸収によると思われるランダムテレグラフシグナルが単電子(正孔)特性領域に現れることを見出した。光応用への一歩を踏み出すことができた。本研究では、2次元SiマルチドットFETを対象とし、光照射やゲートへの高周波印加によって単電子輸送を時間的・空間的に制御し、新しい信号処理機能を開拓することを目的としている。17年度は主に以下の成果があり、ほぼ当初の目標を達成することができた。(1)単一フォトン吸収効果16年度に引き続き、単正孔トンネル条件下で可視光の分光照射を行い、明瞭にフォトン吸収に対応したRTS(ランダムテレグラフシグナル)を観測した。Si中の吸収係数まで考慮したシミュレーションと比較検討を行ったところ、このRTSが光誘起素電荷のドット帯電効果として解釈できることを明らかにした(Phys.Rev.B (2006))。(2)人工転位網内包バイクリスタルFET2枚の(100)SOI層をわずかに面内角度をずらせて貼り合わせ、これによって形成されるらせん転位網を内包したいわゆるバイクリスタルFETのI_d-V_g特性を詳しく調べた。その結果、観察される電流振動は単電子特性であることを明らかにした(Appl.Phys.Lett. (2006))。さらに、貼り合わせ界面の位置によって転位網チャネルのしきい値電圧が変化することを見出した。(3)マルチドット系の機能探索のためのシミュレーション不均一マルチドット系においても、共通単一ゲートに高周波を印加すると1パルスごとに電子1個をソースからドレインに転送するターンスタイル動作が可能であることを前年度に見出しているが、17年度はそのドット不均一性の効果を明らかにした(J.Appl.Phys.(2006))。さらに、2つのゲートを用いたポンプ動作の可能性も見出した。今後これらの単電子転送に関わる秩序機能をさらに拡張して、実験と対比させる。(4)極低温KFM(ケルビンプローブフォース顕微鏡)の立ち上げKFMの立ち上げを行っており、単電子の移動経路を直接観察すべく準備を進めている。本研究は、2次元SiマルチドットFETを作製し、光照射と高周波ゲートを組み合せることによって単電子輸送を時間的、空間的に制御し、新しい信号処理機能を開拓していくことを目的とする。18年度の主たる成果は以下のとおりである。(1)多重トンネル接合系における単電子転送Pを高濃度にドーピングしたSiナノワイヤFETにおいて単電子特性が得られ、かつ高周波ゲート印加時に高周波1サイクル毎に1電子の転送が生じることを見出した。シミュレーションにおいても、不均一な多重接合系で広いパラメータ範囲で単電子転送が可能であることが判明した。(H19年6月国際会議にて発表予定)(2)単電子FETへの光照射効果単電子(単正孔)特性の変化が単一フォトンの吸収によって引き起こされることを既に見出しているが、量子効率を改善するため下地Si基板をpエピ層/p