hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
英語多読学習における評価の検証-言語テストの観点から

本研究の目的は、近年大学の英語教育で導入が進んでいる英語多読指導の評価方法を言語テストの観点から検証し、多読研究及び指導における評価法を確立することである。学習者にとり公明正大な評価は学習への動機づけを高め、また指導者にとっても得られた評価データを分析することによって客観的に多読指導を省みることが可能になる。研究初年である平成25年度は、多読指導を実施している研究協力者の協力を得て、多読実施授業内でデータを収集した。これらのデータとこれまで研究者が大学の多読指導において収集してきたデータを用いて、多読用テストとして開発されたEdinburgh Project on Extensive Readingテストと外部標準テスト(TOEIC Bridge等)を、言語テストの条件のひとつである妥当性(テストが測定していると主張する内容をどの程度測定しているか)の観点から統計的に検証した。EPERテストは、エジンバラ大学の多読研究プロジェクト(Edinburgh Project on Extensive Reading)が開発したテストであり、Placement/Progress Test(クローズテスト)とExtensive Reading Test(読解力テスト)の2種類が存在するが、本研究ではより汎用的なPlacement/Progress Testを対象とする。TOEIC Bridgeは、初・中級英語学習者向けの基礎的な英語コミュニケーション力を測定するテストであり、先行研究によりTOEICテストと中程度の相関があることが報告されている(Yoshida, 2012)。分析の結果の詳細については平成26年度の学会等で発表予定であるが、EPERテストとTOEIC Bridgeのリーディングセクションは高い相関があることが明らかになった。なお、EPERテストをプレイスメントテストや習熟度テストに利用する際のデータ分析時の留意点については日本多読学会紀要に「多読授業におけるEPERテスト活用とデータ分析のすすめ」としてまとめた。本研究の目的は、近年大学の英語教育で導入が進んでいる英語多読指導の評価方法を言語テストの観点から検証し、多読研究及び指導におけるあるべき評価方法を提案することを目的とする。研究2年目である平成26年度は、多読用テストとして開発されたEdinburgh Project on Extensive Reading TestのPlacement/Progress Test (EPER PPT)をラッシュ分析を用いて分析した。その結果、EPER PPTの難易度レベル、内的一貫性の信頼性、受験者の能力を有効に弁別できない項目が明らかになった。また、現在よりも項目数を削減しても一定の信頼性が得られることが検証された。さらに、多読指導を実施している英語教員に採点方法などのテストの実用性についてアンケート調査も実施した。EPER PPTの分析及びアンケート調査をもとに、言語テストの専門家のアドバイスを受け、多読学習効果を測定する望ましい新テストとはどのようなものであるかの検討を行った。その結果、1.多読の効果に関する研究結果を反映させている、2.対象学生の幅広いリーディング能力を測定できる、3.実用性(実施しやすさ、採点のしやすさ)の3つの条件を満たすテストが望ましいと考え、テスト草案の策定を開始した。なお、分析結果の詳細については、平成26年度の学会等で一部発表した(JACET関西秋季大会、日本多読学会年会)。また、それらをもとにして論文を現在執筆中である。なお、多読の評価の重要性については、言語エキスポ2015において「成果をもたらす多読指導:図書館との連携から評価まで」の表題で発表した。本研究は、近年の英語教育で導入が進んでいる英語多読学習の評価に焦点をあて、言語テストの3条件である信頼性・妥当性・実用性を中心に多読学習効果測定のテストを検証し、多読指導におけるあるべき評価方法を提案することを目的とした。研究では、次の3つのリサーチ・クエスチョンを設定した。(1)多読テスト用に開発されたEPERテストは言語テストの3条件(信頼性、妥当性、実用性)をどのように満たしているか、また外部標準テスト等との関連はどの位あるのか。(2)EPERテストの項目分析(受験者の英語力を適切に分別しているかどうか)の結果はどのようなものか。(3)(1)、(2)の結果に基づき、多読学習効果を測定する望ましい新テストとはどのようなものであるか。これらのリサーチ・クエスチョンのうち研究最終年度である平成27年度は、多読指導を実施している英語教員に実施したテストの実用性についてのアンケート調査を分析した。その結果、多読を実施している指導者は、読書量だけでなく外部テストや発表などの様々な方法を組み合わせて評価に組み入れていることが明らかになった。また、外部テスト利用への関心は高かったが、同時に費用への懸念も示された。さらに、テストは信頼性を担保するために一定以上の項目数が必要とされるが、アンケート結果では授業時間内に実施できるテストへの要望が高かった。テスト形式としては記述式を求める割合が多かったが、採点についてはマークシートによる自動採点の希望者が過半数を占めた。アンケート結果は日本多読学会に参加した多読指導者の回答に基づいており、必ずしもすべての多読テストの実用性に対する意見ではないが、今後は多読用評価テストを作成する際には、どのような対象集団向けのテストかを明確にしたうえで、実用性を考える必要があることが示された。2年目の計画であったテスト項目の分析と実用性の調査のためのアンケートも終え、現在はその成果のまとめに入っている。

また、多読テスト作成への準備も開始しており、3年目の研究も支障なく始動している。言語テスト多読学習効果を測定する新テスト草案の作成を進める。新テストの作成には、数年間にわたって作成と検証を繰り返し検証することが必要である。そのためにこれまでよりより多くの大学との協力が不可欠である。学会や研究会などで繰り返し多読指導の評価の必要性を訴え、検証データを集めることができるように進めていきたい。データの収集後、約50000項目にわたるデータの入力及びチェックを行い、SPSSを用いて妥当性のための統計(相関)分析を実施した。また、実用性の調査のためのアンケート準備も進んでおり、2年目の研究も支障なく始動している。当初計画よりも進展があったため、平成27年度に予定であった新テストの作成の準備に着手した。このために、テストの原案となる何種類もの英文作成と校正、英文を用いたパイロットテストの作成、そしてテストの実施と採点などが必要になったため、平成26年度に前倒し支払を請求した。次年度使用額はこの剰余分である。今後の研究ではEPERテスト問題の項目分析(ラッシュ分析)を実施して、各問題が受験者の英語力を適切に分別しているかを分析する。また、多読指導を実施している英語教員に採点方法などのテストの実用性について聞き取り調査やアンケート調査を実施する。これらの結果に基づき、多読を評価するための新テストの作成をめざす。新テストの検証には多くのテスト実施協力者が必要になるが、学会や研究会などで多読指導の評価の必要性を繰り返し訴え、パイロットデータを集めることができるように進めていきたい。平成27年度に実施予定だった新テストの作成の準備を平成26年度中に前倒ししたが、パイロットテスト作成と分析は平成27年度中も引き続き行うことが必要であり、その計画の中で使用する。購入予定の統計研究ソフトウエアを種類変更したため(SPSS BaseからSPSS Regressionへ変更)次年度使用額は、新たな統計ソフトウエア購入(SPSS Amos予定)の一部とする
シンギュラリティ細胞の同定と解析のためのインフォマティクス技術の開発

1.シンギュラリティ細胞を同定するインフォマティクス技術の開発「1-1.オブジェクト認識依存型のシンギュラリティ細胞同定法の開発」として、A03生物班が標的とする組織や個体等のイメージングデータに含まれる全細胞の細胞特徴量の時空間ダイナミクスを、1細胞レベルで認識するオブジュエクト認識アルゴリズムの開発のために、A03生物班各班が研究対象とする生命現象について、各班と詳細な議論をした。それぞれの生命現象におけるシンギュラリティ細胞の同定やシンギュラリティ現象の解析のためにどのような画像データが必要か、また、どのような情報科学的解析手法が必要かについて、詳細な議論をし、情報解析技術の開発のロードマップを作成した。また、4D顕微鏡ライブイメージングデータから細胞核および細胞膜の動態を定量的に計測する画像認識ソフトウェアの性能向上のため、深層学習技術を用いて、S/N比が高い顕微鏡画像データからS/N比の高い顕微鏡画像に自動画像補正するソフトウェアを開発した。2.シンギュラリティ生物学のためのデータプラットフォームの開発「2-1.データ保管プラットフォームの開発」として、オリジナルデータおよびそれらのメタ情報を、班単位、班内での研究単位、実験単位等で管理・運用するためのデータプラットフォームに使用する計算機を購入し設置を行った。また、画像データおよび生命動態定量データの共有のために使用する基盤ソフトウェアの導入を行った。当初の計画通り、A03生物班各班が研究対象とする生命現象について詳細に理解し、画像認識、情報解析を担当する解析班の立場と、生物班が実際に解明したい生物学的Question、および計測技術の技術的な限界を考慮して、それぞれ最適な結論を導き出すことに成功した。その結果、今後の開発のマイルストーンを明確に設定できたため。当初の計画通り開発を進めていく。2019年度については下記を進める。1.シンギュラリティ細胞を同定するインフォマティクス技術の開発「1-1.オブジェクト認識依存型のシンギュラリティ細胞同定法の開発」としては、前年度に引き続き、細胞核および細胞膜の認識アルゴリズムを開発する。更に、解析対象の全ての細胞の中から、細胞特徴量の時空間ダイナミクスが特異な細胞を同定するアルゴリズムを開発する。「1-2.オブジェクト認識非依存型のシンギュラリティ細胞同定法の開発」としては、A03生物班のイメージングデータを利用して、オブジェクト認識を経ずに細胞特徴の時空間ダイナミクスが特異な細胞を同定する画像認識のアルゴリズムを開発する。2.シンギュラリティ生物学のためのデータプラットフォームの開発「2-1.データ保管プラットフォームの開発」としては、前年度に引き続き、データ管理システムを各班からのフィードバックを反映しながら開発する。「2-2.データ活用プラットフォームの開発」としては、データ形式の統合化と、データ利活用のための機能の充実化を行い、班内外のデータを迅速かつ容易に可視化、解析することが可能なシステムを開発する。「2-2.データ活用

プラットフォームの開発」としては、データ形式の統合化と、データ利活用のための機能の充実化を行い、班内外のデータを迅速かつ容易に可視化、解析することが可能なシステムを開発する。
インターカレーションによる複合銅酸化物の電子相転移の研究

Bi系高温超伝導体(Bi2201相、Bi2212相、Bi2222相)をホストする種々のインターカレーション化合物を合成し、インターカレーションによる異方性(次元性)の変化、キャリア濃度の変化、超伝導転移温度Tcの変化を調べ、高温超伝導の発現機構に関する知見を研究目的とした。結果は以下のとおりである。Bi2212相の単結晶とBi2201相の単結晶にヨウ素をインターカレーションした化合物で実験を行い、その結果は、高温超伝導体をCuO_2面から成る超伝導層といわゆるブロック層から成る常伝導層の重ね合わせと見なす多層膜モデルで、キャリアの分布と近接効果を考慮することによって理解できることが分かった。超伝導層の超伝導の発現機構そのものは明らかにできないが、定量的な解析から、ク-パ-対形成のための引力として2000K程度のエネルギーが必要であり、電子-フォノン相互作用以外の新しい機構による超伝導であることが示唆された。2.酸素量のδの異なる種々のBi_2Sr_2Ca(Cu_<1-Z>Co_Z)_2O_<8+δ>にヨウ素をインターカレーションした化合物としない化合物について、Co置換によるTcの低下率d{Tc(z)/Tc(0)}・dzを調べた。この研究により、ヨウ素インターカレーションによるTcの低下は、インターカレーションによるキャリア濃度の変化だけでなく、CuO_2面の面間距離の増大によるデカップリングにも起因していることが分かった。これは、上述の多層膜モデルを支持する結果でもある。3.Biー2222相Bi_2Sr_2(Gd_<0.82>Ce_<0.18>)_2Cu_2O_<10+δ>の超伝導化には、これまで、高酸素圧アニールが必要であったが、ハロゲンのインターカレーションによって超伝導化に成功した。その結果、Biー2222相の超伝導出現における高酸素圧アニールの役割は、CuO_2面の酸素欠損の補填ではなく、過剰酸素導入によるCuO_2面への十分なキャリアの供給であると結論できた。高温超伝導の発現機構に関する知見を得ることを目的として、本年度は、Bi系高温超伝導体Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+δ>、および、Bi_2Sr_2Ca(Cu_<1-z>Co_z)_2O_<8+δ>にヨウ素をインターカレーションし、超伝導転移温度Tcと電子構造の異方性(次元性)のインターカレーションによる変化について調べた。1.Bi_2Sr_2CaCu_2O_<8+δ>単結晶にヨウ素をインターカレーションした化合物について、Tcと電気的物性の異方性を測定した結果、インターカレーションによって電子構造が準2次元的なものから異方性の大きな3次元的なものに変化し、Tcが低下することが分かった。この研究により、高温超伝導体をCuO_2面から成る超伝導層といわゆるブロック層から成る常伝導層の重ね合わせと見なすことが適当であり、キャリヤ-濃度の高い高温超伝導体(オーバードープ領域の試料)では、インターカレーションによって注入されたキャリヤ-は超伝導層だけでなく常伝導層にも分布し、近接効果のためにTcが低下していると理解できることが分かった。

2.酸素量δの異なる種々のBi_2Sr_2Ca(Cu_<1-z>Co_2)_2O_<8+δ>にヨウ素をインターカレーションした化合物とインターレーションしない化合物について、Co置換によるTcの低下率d{Tc(z)/Tc(0)}/dzを調べた結果、低下率はδには依存せず、インターカレーションの有無に依存することが分かった。この研究により、ヨウ素インターカレーションによるTcの低下は、インターカレーションによるキャリヤ-濃度の変化だけでなく、CuO_2面の面間距離の増大にも起因していることが分かった。高温超伝導の発現機構に関する知見を得ることを目的として、前年度は、オーバードープ領域にあるBi系高温超伝導体のBi2212相Bi_2Sr_2CaCu_2O_<a+δ>にヨウ素をインターカレーションし、超伝導転移温度Tcと電子構造の異方性(次元性)のインターカレーションによる変化について調べたが、今年度は、アンダードープ領域にあるBi2201相Bi_2Sr_<1.4>La_<0.6>CuO_<6+δ>の単結晶についてヨウ素インターカレーション、および、過剰酸素注入を行い、それによるTcと電子構造の異方性(次元性)の変化を調べた。Tcは、インターカレーションと過剰酸素注入のいずれによっても、あまり変化しなかった。インターカレーションや過剰酸素注入によるキャリヤ-濃度の増加は、Bi2212相の場合に比べて僅かであることが分かった。また、超伝導転移のブロードニングはインターカレーションや過剰酸素注入によってあまり変わらず、すなわち、超伝導ゆらぎの効果は変わらず、したがって、擬2次元性もあまり大きくは変化していないことが分かった。以上の実験結果より、Bi2201相へのヨウ素インターカレーションの場合は、常伝導層の厚みの増大がTcに及ぼす効果は小さく、また、Bi2201相が有している強い擬2次元性は、キャリヤ-濃度の増加が少ないためにあまり変化しないものと理解できた。過剰酸素注入の場合も、キャリヤ-濃度の増加が少ないために、Tcはほとんど変化せず、擬2次元的なままであると理解できた。これらの結果は、Bi2212相の場合と同様に、高温超伝導体を超伝導層(CuO_2)と常伝導層(ブロック層)からなる多層膜とみなすモデル(多層膜モデル)で定量的にも理解できることが分かった。1.Bi-2222相の焼結体試料は、Bi-2212相と異なり、高酸素圧下でアニールすることによって、はじめて超伝導を示すことが知られている。本研究では、高酸素圧アニールの代わりに、ハロゲンのインターカレーションによるBi-2222相Bi_2Sr_2(Gd_<0.82>Ce_<0.18>)_2Cu_2O_<10+δ>の超伝導化をめざした。すなわち、インターカラントとホストとの間の電荷移動によってホストのCuO_2面にキャリヤ-を供給し、超伝導化させることを試みた。ハロゲンとしてI_2、Br_2、IBrを選び、いずれのインターカレーションにも成功したが、超伝導は、I_2の場合は現れず、Br_2でわずかに現れ、IBrでTc=20Kのバルクの超伝導が出現した。超伝導の現れ方のハロゲンによる違いは、インターカレートされたハロゲンのイオン化率の違いによると解釈できた。また、Bi-2222相の超伝導出現における高酸素圧アニールの役割については、よく理解されていなかったが、本研究から、CuO_2面の酸素欠損の補填ではなく、過剰酸素によるCuO_2面への十分なキャリヤ-の供給であると結論できた。2.Bi-2212相のインターカラントとしては、ハロゲン(I_2,Br_2,IBr)やAgI、Hg_2Cl_2が知られているが、本研究では、新しいインターカラントの探索も行った。
血管におけるアルドステロン生合成・反応系の発現とその生理的役割の解明

1.ヒト肺動脈由来内皮細胞と平滑筋細胞からポリ(A)^+RNAを分離し、アルドステロン生成に関与しうる全酵素遺伝子の発現を定量的RT-PCR法で分析した結果、3β-HSD、P450_<C21>、P450_<C18-aldo>の各遺伝子が両細胞種で発現していることが見い出された。P450_<SCC>とP450_<11β>のmRNAは検出されなかった。2.[^3H]プレグネノロンを血管内皮細胞の培養培地中に添加すると、^3H-アルドステロンまで変換されることが見い出された。したがって、血管におけるアルドステロン生成経路は副腎皮質のそれと必ずしも同一ではなく、主として循環血液中の中間体、さくにプレグネノロンからスタートするものと考えられた。3.当該経路の律速酵素であるP450_<C18-aldo>をコードする遺伝子(CYP11B2)の発現はアンジオテンシンIIでup-regulateされ、レニン・アンジオテンシン系の支配下にあることが明らかにされた。4.内皮細胞、平滑筋細胞ともアルドステロンに特異的なレセプターであるI型鉱質ステロイドレセプターをコードする遺伝子を発現していた。また、alternative splicingにより産生されると考えられる新しいアルドステロンレセプターmRNA分子種も発見された。5.アンジオテンシンIIで誘導される平滑筋細胞への[^3H]ロイシン取込みが、アルドステロンの共存下で促進され、アルドステロンレセプターの特異的拮抗剤であるZK91587で阻害された。したがって、血管アルドステロンは血管レニン・アンジオテンシン系と機能上も共役しており、平滑筋のhypertrophy(肥厚)に関与しうるものと推定された。したがって、本研究により血管アルドステロン生成・反応系のほぼ全容が明らかにされ、高血圧症の成因・病態を解明するうえで重要な手がかりが得られたものと考えられる。6.なお、本研究の遂行中、血管新生や糖尿病性血管障害に関して従来知られていなかったメカニズムも明らかにされ、山本らはこれらの血管症に対する新しい予防・治療原理を提唱するに至った。
睡眠薬の長期処方の実態とそのリスク因子解明

大規模診療報酬データを用いて睡眠薬の長期使用の実態及びリスク因子を明らかにした。加入者約33万人の複数の健保団体の診療報酬データを利用した。2005年4月2008年3月の間に睡眠薬を初めて処方された患者3,981人の処方初月から12ヶ月間を観察期間とし、睡眠薬の処方継続のリスク因子を明らかとするために時間依存型Cox比例ハザードMayo updatedモデルを用いた。対象患者は3,981人(M:2,382、F:1,599)平均年齢40.3±12.4歳であった。解析の結果、うつ病と不眠症を合併している患者において長期処方となるリスクが高いことが示唆された。ベンゾジアゼピン系睡眠薬の長期使用は2.07.4%みられ、睡眠薬を処方されている患者では2576%もの患者が長期使用であったと報告されている。長期使用の1番の危険因子は加齢であるとする報告もある。しかし、日本における睡眠薬の長期使用の実態は明らかとされていない。そこで、本研究では、大規模診療報酬データを用いて睡眠薬の長期使用の実態およびリスク因子を明らかとすることを目的して行った。加入者約33万人の複数の健保団体の大規模診療報酬データを利用した。2005年4月2008年3月の間に睡眠薬を初めて処方された患者3,981人の診療報酬データを月ごとに2009年3月まで抽出した。睡眠薬処方初月から12ヶ月間を観察期間とし、睡眠薬の処方継続のリスク因子を明らかとするために時間依存型Cox比例ハザードMayo updatedモデルを用いて解析を行った。睡眠薬の処方中止をイベントの発生、途中で健康保険組合を脱会した患者は打ち切りと定義した。健保団体からの脱退または処方中止による観察打ち切りは3,579人、12ヶ月間の観察が可能であった患者は402人(10.1%)であった。単変量解析の結果、併用薬剤(抗不安薬、抗うつ薬、抗精神病薬)、睡眠薬を初めて処方した処方診療科が精神科、高い処方量、女性、年齢のリスク因子は睡眠薬の中止とすべて有意に関連していた(p<0.05)。多変量解析の結果、抗うつ薬の併用、高い平均処方量、高い年齢が睡眠薬の処方中止のリスクを有意に下げていた(p<0.01)。抗うつ薬の併用、高い平均処方量、加齢が睡眠薬の処方中止の相対リスクを下げていた。すなわち、処方継続の相対リスクを増大させていた。うつ病と不眠症を合併している患者において長期処方となるリスクが高いことが示唆された。ベンゾジアゼピン系睡眠薬の常用量依存による長期処方は臨床の現場においても、常に問題とされてきたが、これまで睡眠薬の長期処方の実態についてはエビデンスがないままに論議されてきた。これまでに行われた疫学調査および診療報酬データ調査における睡眠薬などの薬物療法の処方率は、不眠症の有病率と同様に女性で多く、加齢とともに増加することが報告されている。しかし、日本における睡眠薬に関する疫学データはこれまで多人数のものでも、1,871人、16,804人を対象とした調査があるのみで、調査方法も「過去1ヵ月間に、眠るために何らかの薬を用いている」かどうかの自記式アンケート調査であった。本研究では、ベンゾジアゼピン系睡眠薬を含む睡眠薬の長期処方の実態およびその長期処方のリスク因子について、31万人の大規模診療報酬データを用いて2年間の前向き追跡調査を行うことを目的としている。現在の時点で加入者約31万人の複数の健保団体の大規模診療報酬データを利用し、平成1722年の間に睡眠薬を初めて処方された成人患者を対象とし、睡眠薬の長期処方の実態を明らかにするために睡眠薬の処方期間と処方量の変動、併用薬剤、処方診療科、診断名、性、年齢との関連を検証し、同じ患者を対象とし、観察期間を1年間とし睡眠薬長期処方のリスク因子を明らかにするために時間依存型Cox比例ハザードモデルを用いて統計解析を行いそれらについて学会発表を行った。またさらに、睡眠薬と抗うつ薬の併用実態についても明らかにした。本研究の申請時に研究到達点として挙げた以下の3項目について、1)、2)については学会発表も行い概ね達成している。1)臨床の現場で問題といわれている常用量依存に関する睡眠薬の長期処方の実態について、約31万人の大規模診療報酬データから検証し、臨床の経験値だけではない客観的疫学データを明らかにする。

2)調査期間中に初めて睡眠薬を処方された患者を対象に2年間の前向き追跡調査を行い、睡眠薬の長期処方に関連するリスク因子について統計解析の手法を用いて明らかにする。3)睡眠薬の長期処方と処方再開率の関係についても明らかにする。研究到達点としてあげた2)調査期間中に初めて睡眠薬を処方された患者を対象に2年間の前向き追跡調査を行い、睡眠薬の長期処方に関連するリスク因子について統計解析の手法を用いて明らかにする、3.)睡眠薬の長期処方と処方再開率の関係についても明らかにする。について、現在の解析を継続して本研究を推進していく。現在の時点で2)については1年間までの追跡調査が終わっているため、2年間に期間を延長して解析を行う。また、これまで発表を行ったものも論文にし海外の学術誌へ発表を行う予定である。さらに大規模なデータが解析できるように、統計解析ソフト、データ保存のためのハードディスクを購入する予定である。また、学会発表のための旅費、学術誌へ投稿する際の英文校正費にも使用する予定である。
網膜内神経ペプチドの作用

網膜内網状層においてアマクリン細胞は双極細胞と双方向性のシナプスを持っている。双極細胞からアマクリン細胞へは興奮性シナプス結合をしていると考えられているが、アマクリン細胞から双極細胞へのシナプスの動作様式は全く不明である。アマクリン細胞中には、αアミノ酪酸(GABA)、グリシン(Gly)、アセチルコリン(ACh)、ドーパミンなどの他、各種の神経ペプチドが含まれていることがラジオオートグラフィ、免疫組織化学法などにより証明されている。しかし、双極細胞に対するこれらの物質の作用は不明であり、それらを明らかにすることを目的として本研究を行った。最近、申請者らは、パッチクランプ法を用いてキンギョの網膜から単離した双極細胞の膜電流を解析したが、本研究でも同様の方法を用いて、アマクリン細胞に含まれる各種伝達物質の作用を検討した。本年度はまず、GABAなど比較的低分子量の物質の作用を調べた。単離双極細胞を直視下で記録し、GABAを電気泳動的に投与すると、球状の軸索端末を持っている細胞が顕著な応答を示した。GABAに対する感度は軸索端末部に限局していた。GABAは形質膜の塩素イオンコンダクタンスを増大させ、細胞に過分極性の応答を引き起こした。GABAに対し高い感度を示す部位はアマクリン細胞とシナプス結合する部位に一致しているので、アマクリン細胞は双極細胞に対しGABA作動性の抑制性信号を送っているものと考えられる。同様の方法でGlyやAChに対する感受性も検討した。高いGABA感受性を示す軸索終末の大きな双極細胞にはGlyやAChに対する感度は見られなかった。しかし、線維状の軸索終末を持つ細胞はGlyあるいはAChに対して応答した。しかし、これらの細胞は例数も少なく応答の詳細な解析は不可能であった。さらにアミンや各種のペプチドの作用について研究を進めたい。
II-VI族化合物半導体低次元構造における励起子ダイナミクスの研究

本研究は、II-VI族半導体量子井戸構造における励起子発光のダイナミクスが井戸幅、バンドオフセット、励起密度、温度等の条件によりどのように変化するかを評価し、励起子の局在化、励起子の多体効果に基づく発光遷移過程に関する基礎物性評価を行うことを目的とする。以下に、本年度の研究で得られた結果を示す。1.2チャンバー分子線エピタキシ-(MBE)法によりn^+-GaAs基板上に一旦n-GaAsバッファ層を成長させ、その上にZnSeベースの多層構造を成長させることで原子層レベルで平坦で高品質な界面を形成させる技術を開発した。この事により、非輻射再結合中心濃度を低減することに成功した。2.時間分解フォトルミネッセンス測定により、ZnCdSe/ZnSSeおよびZnSe/ZnMgSSe量子井戸構造において混晶効果や量子井戸界面のゆらぎによりよって誘起される励起子発光の局在化過程を評価した。高励起下に励起子分子発光に基づいて生ずる早い輻射再結合過程を初めて観測した。これらの発光の輻射再結合寿命は、約630psと非常に小さく、巨大振動子強度が実現されているものと予想される。これらの特性は、レーザ発振の低しきい値化や励起子の非線型性を利用した光変調素子の応用上重要であり将来の応用が期待される。3.擬一次元(量子細線)、擬零次元系(量子箱)が実現されれば、室温における励起子効果は非常に大きくなるものと期待される。その試みとして、励起子、励起子分子結合エネルギーの理論計算を行うとともに(110)へき開面上への成長によるT字型量子細線構造の作製に関する基礎成長条件を検討した。
性別適合手術及び戸籍上の変更を終えた同一障害当事者心理過程に関する研究

性別移行を終えたGID当事者が、社会的相互作用の中でどのような心理過程を経て、どのような心理状態に至るのかを明らかにすることを目的に、性別移行後のGID当事者を対象にインタビューを行った。その結果、【身体的・社会的性別違和の解消による生きやすさの獲得】により【今を生きるありのままの自己の受け止め】をし【GID当事者としてではなく男性(女性)として生きる日常感覚】へと至る心理過程が明らかとなった。1.研究の具体的内容性別適合手術を終えたGID当事者の心理過程に関する先行研究(修士論文)で得られた結果を検証するため、計121項目の質問項目を作成し、性別適合手術を終えているGID当事者5名(MtF2名、FtM3名)を対象に、1時間程度の構造化面接(自由回答含む)を実施した。各項目に対し「当てはまる」「当てはまらない」「どちらともいえない」の3件法で回答を得た上で、「当てはまる」とされなかった項目については、自由回答としてその理由を語ってもらった。面接後、項目毎に回答を集計し、自由回答については逐語録を作成した。逐語録は、内容を整理した上でコード化して比較分析を行い、先行研究の中で抽出された概念の妥当性についての確認(データトライアンギュレーション)を行った。また、来年度実施する研究の理論的サンプリングの方向性や、インタビューガイドの内容について検討した。2.本年度の研究成果先行研究で抽出された概念の妥当性が確かめられた点としては、性別移行を終えたGID当事者は、GID当事者である自分自身を前向きに受け止めていることや、「望んだ性別の人」に近づくことよりも自分らしく生きることに主眼をおいていること、などであった。一方、妥当性が確かめられなかった(「当てはまる」とされなかった)点としては、性別や世代間での捉え方の差異による影響が示唆された他、個々の認識や価値観の多様性が示唆された。以上のことから次年度の研究では、性別や世代間での差異を念頭に置きつつ理論的サンプリングを行い、また個々の認識や価値観に注意を向けながらインタビューを行うことで、性別移行後のGID当事者に共通する点だけでなく、相違点についても明らかにしたいと考えている。それらの相違が何によって生じるのかを考察することで、GID当事者の性別や世代に沿った看護支援についての示唆が得られるものと考える。1.研究の具体的内容性別移行を終えたGID当事者が、社会的相互作用の中でどのような心理過程を経て、どのような心理状態に至るのかを帰納的に明らかにすることを目的に、性別移行後のGID当事者6名(MtF2名、FtM4名)を対象に半構造化面接を行い、内容の継続比較分析を行った。その結果、1)【身体的・社会的性別違和の解消による生きやすさの獲得】により2)【今を生きるありのままの自己の受け止め】ができるようになり3)【GID当事者としてではなく男性(女性)として生きる日常感覚】へと至る心理過程が明らかとなった。以下にそれぞれの内容を示す。1)【身体的・社会的性別違和の解消による生きやすさの獲得】身体的違和の解消によりボディーイメージの統合が促進され、戸籍変更により社会生活上の煩わしさが解消されることで、他者が認知する自己像に対する囚われが軽減し、自然な自己表出が可能となっていた。2)【今を生きるありのままの自己の受け止め】完全に男性(女性)になることはできないという現実を再認識しつつ、GID当事者としての自己の生に対する肯定的意味づけをしており、GID当事者として生きてきた性別移行前の自己に対しては心理的距離感を持っていた。3)【GID当事者としてではなく男性(女性)として生きる日常感覚】GID当事者であることを隠さずに生きることが憚られる社会の中で、男性(女性)として社会に適応しつつ、自分らしい生き方を追求しており、当事者であるという自己意識は徐々に低減していた。2.研究の意義性別移行後のGID当事者の心理面を明らかにした研究は国内外ともに殆どなされていないが、治療を希望する者は年々増加しており、今後は性別移行を終えたGID当事者が増加していくことが予測される。以上より、性別移行前後のGID当事者を支援する上で、性別移行後のGID当事者の心理過程を明らかにした本研究の意義は大きいものと考える。
火山体の構造が地震波形に及ぼす影響の理論的研究

本研究では、火山体の構造の内、重要と考えられる3種類の不均質(火山地形、低速度貫入物、不規則成層)が地震波形に与える影響について調べるために、数値シミュレーション及び、そのための波動計算法の改良を行った。まず、地形の効果を取り扱った。火山地形の2次元性及び3次元性が地震波形に及ぼす影響を調べた。2次元性については近地の波形(近地問題)、3次元性については遠地の波形(遠地問題)を対象とした。計算法は、2.5次元境界積分方程式法並びに3次元reflectivity法を用いた。次に、マグマ溜りやダイクといった低速度の貫入物が地震波形に及ぼす影響を調べた。ここでも近地問題と遠地問題の両方を解析した。計算は、2次元reflectivity及び2次元Pseudospectral法を用いて行った。Pseudospectral法の計算結果はアニメーションにし、貫入物によって地震波が散乱する過程を視覚的に追跡する試みを行った。最後に、火山体中の層構造(不規則成層構造)における地震波の伝播過程を調べた。計算には、2次元Pseudospectral法並びに3次元reflectivity法を用い、特にカルデラの堆積層の2次元的及び3次元的影響について解析した。ここでは遠地問題だけを扱った。その際用いたPseudospectral法には、今回、解く問題の空間対称性を利用して計算量を大幅に減らす工夫を施した。この計算法については、定式化並びに計算例を地震学会秋季大会(福岡)で発表した。実際の火山では、これら3種類の不均質の間に相互作用があるわけであるが、まず波動伝播の素過程を明らかにするという意味から、今回は、特に、研究対象をこれらの個々の影響に絞ることにした。3種類の不均質の間の相互作用については、今後の課題である。
象牙質コラーゲンの高次構造変化を最小にする接着手法の開発

象牙質コラーゲンに損傷を与えない処理材を開発することを目的として開発したセルフエッチングプライマーを用いて,歯面処理による象牙賛コラーゲンの高次構造変化を検討した。ヒト抜去歯をEDTA脱灰した象牙質試料に対して,試作プライマーまたは40%リン酸水溶液で処理した。試料を透過型電子顕微鏡(TEM)観察した結果,1時間の処理時間ではリン酸処理した象牙質コラーゲンのみが明らかに構造変化を生じた。しかしながら,歯科臨床で使用する処理時間である15秒ないし60秒間では構造変化を認めなかった。そこで,さらに詳細にコラーゲンの構造変化を検出するために,ヒト抜去歯の象牙質粉末を両処理材で処理し,電気泳動を行いコラーゲンの分子量変化を処理材の種類,処理時間などについて検討した結果,リン酸処理した試料で,より低い分子量のバンドが検出された(1525kD)。すなわち,TEM観察では検出されなかった短時間の処理時間においてもリン酸処理の方が,よりコラーゲンの構造変化を生じている可能性が示唆された。試作プライマーは,アミノ酸誘導体モノマーが接着性モノマーであり,このモノマーがコラーゲンに吸着して機能することから,リン酸に比べてコラーゲンの構造変化を少なくすると考えられた。さらに両処理材で60秒間処理したコラーゲンを電気泳動後,I型コラーゲン抗体を用いたウェスタンブロッティング法で測定した。その結果,ともにI型コラーゲン抗体に対しては陰性であり,本測定結果からは両処理材ともにコラーゲンの高次構造を変化させることが示唆された。以上のことから,現在主な歯面処理材として,リン酸処理とセルエッチングプライマー処理があり両者ともに強固な接着が得られるものの,象牙質に対してはリン酸を用いるよりもアミノ酸誘導体モノマーを接着性モノマーとするプライマーを用いる方が象牙質コラーゲンに与える損傷が少ないことが示唆された。本年度の研究では,象牙質コラーゲンに損傷を与えない処理材を開発することを目的として開発したセルフエッチングプライマーを用いて,歯面処理による象牙質コラーゲンの高次構造変化を詳細に検討した。ヒト抜去歯をEDTA脱灰して得られる象牙質試料に対して,試作セルフエッチングプライマーまたはリン酸で処理した。処理後は通法に従い,試料をエポン包埋して透過型電子顕微鏡(TEM)で観察した。その結果,1時間以上の処理時間ではリン酸処理した象牙質コラーゲンは明らかに構造変化を生じていた。試作セルフエッチングプライマー処理では1時間以上処理した場合にも構造変化を認めなかった。そこで,さらに詳細に象牙質コラーゲンの構造変化を検出するために,ヒト抜去歯を凍結粉砕後脱灰して得られたコラーゲン粉末を各種歯面処理材で処理し,SDSポリアクリルアミドゲル電気泳動を行いコラーゲンの分子量変化を処理材の種類,濃度,処理時間などについて検討した。その結果,リン酸処理したコラーゲン粉末で,より低い分子量のバンドが検出された。すなわち,TEM観察では検出されなかった15秒ないし60秒間の処理時間においてもリン酸処理の方が,よりコラーゲンの構造変化を生じている可能性が示唆された。試作セルフエッチングプライマーは,アミノ酸誘導体モノマーを接着性モノマーとした歯面処理材であり,この接着性モノマーが象牙質コラーゲンに吸着して機能することから,リン酸に比べてコラーゲンの構造変化を少なくすることが可能となると考えられた。
ネパールシワリク丘陵地帯の水系網構造と土砂動態特性の解析に基づく流出土砂量制禦手法に関する研究

1.河川縦横断測量の時系列データが存在しない地域に対して、GIS(地理情報解析)・RS(衛星収集)データを用いた水系網解析および地表被覆分類結果を基に該当地域における定性的な土砂動態の表現が可能である(砂防学会誌:二次査読中)。今後、本手法と誘因データ(降水量・流出量)とを併用し、より高精度な結果を追求する(Geomorphology学会誌:投稿予定)。2.水系網解析の結果、シワリク丘陵地帯の流域は、分岐比、流路長、流域面積がマハバラット山脈地帯の流域に比べて大きく、高低差が1/4程度、河床勾配は1/3程度と小さい(有意差あり)。このため、シワリク丘陵地帯で生産された大量の土砂は流域内に堆砂する傾向にあり、これに対して、マハバラット山脈の流域は土砂流送力が大きく大量の土砂を流域外へ流出させる能力を持っている。したがって、シワリク丘陵流域では堆積氾濫原の発達が顕著でその面積はマハバラット山脈流域の氾濫原面積より数倍も大きい(有意)(国際シンポ:Katkmandu2005、Kyoto(DPRI)2005、Niigata2006(成果1)で発表)なお、断層従谷に堆積している河床礫の岩種解析では、マハバラット山脈流域から流出した土砂量は、シワリク丘陵流域から流出した土砂量よりも多いことを示唆している。3.テライ沖積平野での土砂災害を軽減・抑制するには、1)マハバラット山脈流域における土砂生産・流出の抑制と、2)シワリク丘陵流域での土砂生産・堆積土砂の二次的な移動の抑制が望ましい。しかし、ネパールの経済的・技術的な面から、前者の対策を実施することは困難である。4.これに対して、シワリク丘陵流域の土砂生産場である荒廃斜面や土砂堆積域である氾濫原において水害防備林帯を造成することは技術的・経済的に十分可能である。学位論文の実験研究から、ネパール・シワリク丘陵地帯において、日本の緑化工法「播種工による早期樹林化」の適応性・現地技術化は十分可能であることを確認済みである(緑化工学会誌:掲載通知(成果2))。毎年雨季に発生する豪雨に伴い、シワリク丘陵・マハバラット山脈地帯から大量の土砂が下流域のテライ沖積平野へ流れる河川に供給され、河床上昇に伴う水害が頻発する傾向にある。河床上昇に伴う洪水・氾濫によって穀倉地帯であるテライ平野での生産量の低下および地域住民に大きな被害をもたらしている。この地帯における、土砂動態・洪水被害の形態を把握するために、主な土砂供給地帯であると考えられるシワリク丘陵・マハバラット山脈の水系構造解析を行った。地質・地形が大きく異なるこの二つの地帯の水系構造解析によりこれらの地帯の土砂動態の形態と地形、地質特性との因果関係を明らかにすることが本研究の目的である。本研究では、シワリク、マハバラット地帯の各流域の水流頻度、平均流路長、平均流域面積、平均起伏量、平均面積-高度曲線のパラメターを、1/25,000の地形図と30mDEMから計測し、これらのパラメータを用いて、分岐比、流路比、流域面積比、起伏量比、谷密度およびストリムパワーを算出する。つぎに、1988、1999、2000と2003年の衛星画像を用いて、研究対象流域における地表被覆分類の解析を行い、地形特性と氾濫源・荒廃地の発達との関係も検討する。地表被覆分類については、現地踏査および空中写真を用いて、グランドトルースを行った。これらの一連の作業を通し、シワリク、マハバラット地帯における土砂動態を明らかにし、穀倉地帯であるテライ沖積平野への土砂供給形態について検討する。つまり、本研究では、地質、地形、気象及びGIS・RSデータを総合的に用いて、土砂生産・供給地帯であるシワリク丘陵、マハバラット山脈地帯と土砂災害を受けているテライ沖積平野での土砂災害の軽減策を提言することが目標である。2005年9月、ネパール、カトマンズで開催される、国際シンポジウム『アジアのヒマラヤから島弧変動帯におけるランドスライドハザード』の論文集に投稿し、口頭発表する。

これらの一連の作業を通し、シワリク、マハバラット地帯における土砂動態を明らかにし、穀倉地帯であるテライ沖積平野への土砂供給形態について検討する。つまり、本研究では、地質、地形、気象及びGIS・RSデータを総合的に用いて、土砂生産・供給地帯であるシワリク丘陵、マハバラット山脈地帯と土砂災害を受けているテライ沖積平野での土砂災害の軽減策を提言することが目標である。1.河川縦横断測量の時系列データが存在しない地域に対して、GIS(地理情報解析)・RS(衛星収集)データを用いた水系網解析および地表被覆分類結果を基に該当地域における定性的な土砂動態の表現が可能である(砂防学会誌:二次査読中)。今後、本手法と誘因データ(降水量・流出量)とを併用し、より高精度な結果を追求する(Geomorphology学会誌:投稿予定)。2.水系網解析の結果、シワリク丘陵地帯の流域は、分岐比、流路長、流域面積がマハバラット山脈地帯の流域に比べて大きく、高低差が1/4程度、河床勾配は1/3程度と小さい(有意差あり)。このため、シワリク丘陵地帯で生産された大量の土砂は流域内に堆砂する傾向にあり、これに対して、マハバラット山脈の流域は土砂流送力が大きく大量の土砂を流域外へ流出させる能力を持っている。したがって、シワリク丘陵流域では堆積氾濫原の発達が顕著でその面積はマハバラット山脈流域の氾濫原面積より数倍も大きい(有意)(国際シンポ:Katkmandu2005、Kyoto(DPRI)2005、Niigata2006(成果1)で発表)なお、断層従谷に堆積している河床礫の岩種解析では、マハバラット山脈流域から流出した土砂量は、シワリク丘陵流域から流出した土砂量よりも多いことを示唆している。3.テライ沖積平野での土砂災害を軽減・抑制するには、1)マハバラット山脈流域における土砂生産・流出の抑制と、2)シワリク丘陵流域での土砂生産・堆積土砂の二次的な移動の抑制が望ましい。しかし、ネパールの経済的・技術的な面から、前者の対策を実施することは困難である。4.これに対して、シワリク丘陵流域の土砂生産場である荒廃斜面や土砂堆積域である氾濫原において水害防備林帯を造成することは技術的・経済的に十分可能である。学位論文の実験研究から、ネパール・シワリク丘陵地帯において、日本の緑化工法「播種工による早期樹林化」の適応性・現地技術化は十分可能であることを確認済みである(緑化工学会誌:掲載通知(成果2))。
材料組織の安定性に対する分岐理論の適用と新高温材料の開発

従来、固体中の析出粒子粗大化現象では、小さな粒子が大きな粒子に吸収され進行することされてきたが、我々の一連の研究によって、析出粒子間の弾性相互作用により、逆に組織の均一微細化が生じ得ることが明らかになり、またこの現象の必然性解明に対して組織分岐理論を考案しその妥当性を評価してきた。本研究は、材料科学上重要なこの分岐現象を多くの合金系で調査し、組織分岐現象の出現条件を実験・理論両面で明らかにするとともに、これを利用した高性能耐熱合金の開発を目指すものである。本研究結果は、以下のようにまとめられる。1.粒子成長の遅滞および分裂を新たに実験的に確認した合金系は、Fe-Al-Co,Ni-Moである。特に、Fe-Al-Co合金における析出粒子の分裂現象は、Ni合金と異なり、分裂時およびその後の形状変化が著しいことが明らかになった。また組織分岐理論に基づく計算をFe-Al-Co合金に対して行った結果、粒子分裂現象が最急降下エネルギーパスに沿って進行していることが導かれた。2.透過型分析電子顕微鏡を利用した、材料学における新しい実験手法である「組成傾斜時効法」を提案した。本研究ではこの新手法を析出粒子の粗大化挙動の解析に適用し、粒子粗大化現象の本質的関係式であるGibbs-Thomsonの式を世界で初めて実験的に直接検証した。3.弾性拘束下における組織形成を計算する種々のシミュレーション計算法を開発した。計算の結果、変調構造の形成、析出粒子サイズの均一化、析出粒子の分裂現象、弾性異方性の効果、弾性率不均質性の効果など、弾性拘束下における特徴的な組織形態変化が全て計算から導かれ、計算機実験に基づき弾性拘束下における組織形成過程を正確に解析する方法論を確立することができた。Ni-Al,Ni-Al-Ti,Cu-Co,Fe-Al-Co,Fe-Si,Ni-Mo,Ni-Mn合金に対し、既存の平衡状態図および我々の研究グループが実験的に決定した状態図を基礎に合金組成を定め、通常の溶解法あるいは液体急冷法によって試料を作成した。これらの試料に対して所定の時効処理を施した後、走査電子顕微鏡,透過電子顕微鏡,電気抵抗,X線回折等の分析装置を用いて組織構造の時効変化を調べた。そして得られた組織写真を画像処理し、時効の進行にともなう粒子形状変化、粒子サイズ分布、粒子の空間的配向性の変化および局在化等の組織状態に関するデータを求めた。現時点において粒子成長の遅滞および分裂が実験的に確認できた合金系は、Ni-Al,Cu-Co,Fe-Al-Co,Ni-Moである。特にNi-Mo合金では合金組成を変えることにより、析出粒子の分裂現象から粒子成長の遅滞現象まで幅広く扱える事が実験的に明らかになった。したがって、本合金系においては特に重点的に実験を進めたい。またNi-Al-Ti合金では等温時効において非常にきれいなラフト構造が観察された。この構造は復元時に出現しやすいことは知られていたが等温時効時に形成されることは未だほとんど報告はない。したがって、今後この現象についても追求していきたい。また、最終的な理論計算に必要な物質定数であるeigen歪を、X線および分析電顕、磁気分析を用いて一部測定した。以上の実験は現在も引き続き継続中である。さらに得られた実験結果から組織形態が分岐する条件を割り出し、粗大化の停止あるいは微細化などの組織変化の特異性と非線形現象の出現を明らかにするため、組織分岐理論に基づく組織安定性に関する理論計算も一部開始し現在も進行中である。

従来、固体中の析出粒子粗大化現象では、小さな粒子が大きな粒子に吸収され進行することされてきたが、我々の一連の研究によって、析出粒子間の弾性相互作用により、逆に組織の均一微細化が生じ得ることが明らかになり、またこの現象の必然性解明に対して組織分岐理論を考案しその妥当性を評価してきた。本研究は、材料科学上重要なこの分岐現象を多くの合金系で調査し、組織分岐現象の出現条件を実験・理論両面で明らかにするとともに、これを利用した高性能耐熱合金の開発を目指すものである。本研究結果は、以下のようにまとめられる。1.粒子成長の遅滞および分裂を新たに実験的に確認した合金系は、Fe-Al-Co,Ni-Moである。特に、Fe-Al-Co合金における析出粒子の分裂現象は、Ni合金と異なり、分裂時およびその後の形状変化が著しいことが明らかになった。また組織分岐理論に基づく計算をFe-Al-Co合金に対して行った結果、粒子分裂現象が最急降下エネルギーパスに沿って進行していることが導かれた。2.透過型分析電子顕微鏡を利用した、材料学における新しい実験手法である「組成傾斜時効法」を提案した。本研究ではこの新手法を析出粒子の粗大化挙動の解析に適用し、粒子粗大化現象の本質的関係式であるGibbs-Thomsonの式を世界で初めて実験的に直接検証した。3.弾性拘束下における組織形成を計算する種々のシミュレーション計算法を開発した。計算の結果、変調構造の形成、析出粒子サイズの均一化、析出粒子の分裂現象、弾性異方性の効果、弾性率不均質性の効果など、弾性拘束下にける特徴的な組織形態変化が全て計算から導かれ、計算機実験に基づき弾性拘束下における組織形成過程を正確に解析する方法論を確立することができた。
ナノギャップ電極を用いた単一InAs量子ドットの電子状態の解明と素子応用の探索

自己形成InAs(インジウム砒素)量子ドットは、先端光学デバイスや量子情報処理への応用が期待されている。本研究では、極微ギャップを有する金属電極により単一の量子ドットにアクセスし、その電子状態の制御と読み出しを電気的に行う技術の開拓と新規物性の解明に従事した。その結果、電子を1個の単位で制御可能な単一電子トランジスタを形成することに成功した。更に、この素子においては、電子スピン相互作用やクーロン相互作用、電極材料の物性(超伝導や強磁性)などを巧みに用いることで、新たな機能を付加することができることを明らかにした。本研究では、電子をナノ構造制御する手法を拡張し、また、新規な物理現象を探索するために、単一の自己組織化InAs量子ドットに対して、その上から直接ナノギャップを有する極微細電極を形成して、単一電子トランジスタ構造を作製し、電極構造やクーロン、電子スピン相互作用、テラヘルツ電磁波などを用いて、系の電子状態が多彩に制御できることを実証し、新しい素子への応用を探索することを目的としている。平成19年度には、以下の3点について研究を遂行した。1、自己組織化InAs量子ドットを用いた単一電子トランジスタの形成法の高度化と確立、基礎物性の解明(1)自己組織化InAs量子ドットの形成位置を制御する手法を確立し、それによってこれまで1%程度であった試料作製の歩留まりを40%程度まで引き上げることに成功した。(2)量子ドット形状や、電極と量子ドット間の相互作用の違いによる電気伝導の振る舞いを詳細に調べ、パラメータを最適化することで、この系で観測されるスピン相関現象である近藤効果が80K以上の温度まで観測されることを示した。2、超伝導体・強磁性体電極を用いた単一量子ドット素子の作製(1)極微細電極の材料として、アルミニウムを用いた超伝導体・量子ドット接合を作製し、超伝導と近藤効果の競合現象を観測した。超伝導と近藤効果の強さに関係した新しい近藤universalityを発見した。(2)極微細電極の材料として、Niなどの強磁性体を用いた試料を作製し、強磁性・量子ドット接合の作製に成功した。この系がスピンバルブトランジスタとして動作することを示した。3、単一量子ドットのテラヘルツ伝導ダイナミクスの解明のための進備テラヘルツ電磁波によってドット中のサブバンド間遷移を誘起し、電子とLOフォノンとの相互作用によるフオノンラビ振動を観測するために擬似自己相関テラヘルツ分光系の立ち上げを行った。この系で4THz程度までのテラヘルツ電磁波を試料に照射することが可能となった。平成20年度には、以下の3点について研究を遂行した。1、自己組織化InAs量子ドットを用いた単一電子トランジスタの形成法の高度化と確立、基礎物性の解明(1)新たに、原子間力顕微鏡を用いたリソグラフィー技術を用いることで、より高品質な自己組織化InAs量子ドットの形成位置の制御を試みた。これにより、50nm程度の小さな量子ドットの位置制御が可能になると考えられる。(2)量子ドットの成長温度を制御することにより、試料のトンネル抵抗を制御可能であることを示した。この発見により、50nm以下の小さなドットにおいても、ドットと電極の結合を強くすることが可能になった。2、超伝導体・強磁性体電極を用いた単一量子ドット素子の作製(1)極微細電極の材料として、Alを用いた超伝導体・量子ドット接合について、初めて超伝導電流を観測した。また、超伝導電流と近藤効果の相関についての知見を得ることに成功した。(2)極微細電極の材料として、Niを用いた試料を作製し、強磁性・量子ドット・常磁性接合を作製した。この試料において、系がスピンフィルタとして動作することを示した。3、単一量子ドットのテラヘルツ伝導ダイナミクスの解明のための準備テラツ電磁波によってドット中のサブバンド間遷移を誘起し、それに伴う電子のダイナミクスを観測するために、擬似自己相関テラヘルツ分光系と伝導測定系の立ち上げを行った。この系で180TMz程度までのテラヘルツ電磁波を試料に照射することが可能となった。

本研究では、電子をナノ構造制御する手法を拡張し、また、新規な物理現象を探索するために、単一の自己形成InAs量子ドットに対して、その上から直接ナノギャップを有する極微細電極を形成して、単一電子トランジスタ構造を作製し、電極構造やクーロン、電子スピン相互作用、テラヘルツ電磁波などを用いて、系の電子状態が多彩に制御できることを実証し、新しい素子への応用を探索することを目的としている。平成21年度には、以下の3点について研究を遂行した。1、自己形成InAs量子ドットを用いた単電子トランジスタの形成法の高度化と確立、基礎物性の解明予め微細加工を施した基板に対して分子線エピタキシー法による結晶成長を行うこどにより、直径が100nm以下の高品質な量子ドット配列を再現性良く形成する手法を確立した。また、InAs量子ナノ構造の構造制御にも取り組み、新たに(211)B GaAs基板の上にInAsを堆積することにより、面内に非対称な構造を有する量子ダッシュ構造を形成することに成功し、その特徴的な形状を反映した伝導特性を観測することに成功した。2、超伝導体電極を用いた単一量子ドット素子の作製超伝導体・量子ドット・常磁性金属接合を形成し、量子ドットにおけるアンドレーエフ束縛状態の観測を行った。この結果、系の各種パラメーターの変化に伴い、基底電子状態が変化することを明らかにした。3、単一量子ドット素子の光照射下でのキャリアダイナミクスの解明光照射下での素子の安定性に関する知見を得るため、可視光照射下での素子の伝導特性の変化を観測した。その結果、伝道に寄与しない周囲の量子ドットにおける電子数変化が、素子の伝導特性に大きな影響を及ぼすことを明らかにし、同時に、ゲート電圧の調整によってその影響を制御可能なことを示した。