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新規低次元およびフラストレート遍歴電子系遷移金属化合物の創生と異常物性探索

フラストレート効果、層状構造・鎖状構造などの低次元性との組み合わせ、異常な遍歴電子物性を示す可能性を有する新規の低次元遍歴電子遷移金属物質群を探索・合成し、その新規電子物性についてマクロ・ミクロの両面から明らかにするため、無機固体物性化学的な基盤研究を行った。A(Co-Fe)2B2 (A=アルカリ、アルカリ土類、希土類;B=Se, P, As)系を中心とした二次元遍歴電子系では、系統的な合成および単結晶育成を行った。エキゾチック超伝導では超伝導転移温度TcとT0との直線関係について拡張し系統的に議論した。二次元遍歴電子強磁性については、スピンゆらぎの観点から解析を行い、有効磁気モーメント、自発磁気モーメント、キュリー温度、スピンゆらぎのエネルギー幅T0の間に、3次元遍歴系に成り立つユニバーサルな関係から、その係数が小さい方向にずれることを系統的に確認し、理論的な二次元的遍歴電子系の振る舞いが実験的にも成り立つことを明らかにすることができた。この関係は、LaCo2P2やLaCo2As2でも成立していることを確認し、遍歴電子の統一理論のへと向かっていることをして示している。したがって、スピンゆらぎの観点から本系の系統的な二次元遍歴電子の振る舞いの統一的な理解に近づいたが、導入したハイパワー核磁気共鳴装置の確立によって、それを用いたスピン格子緩和率(1/T1)測定と解析法の確立によってなされた結果であり、二次元遍歴電子磁性と超伝導の振る舞いを、スピンゆらぎのエネルギー幅のT0などのスピンゆらぎパラメータによって説明できることを確立したと言える。さらに、これらの系ではその磁気秩序状態で非常に大きな異方性(大きな異方性磁界の存在)が観測された。また、Se系、P系とAs系で、その異方性の方向が面内と面直と全く異なっていることが明らかになり、実用上でも重要な結果である。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。フラストレート効果と層状・鎖状構造など低次元性との組み合わせによって、異常な遍歴電子物性を示す可能性を有する新規の低次元遍歴電子遷移金属物質群を探索・合成し、その新規電子物性についてのマクロ及びミクロの両面から明らかにするため,本年度は低次元遍歴電子磁性体についての無機固体物性化学的な基盤研究を行った。A(Co-Fe)2Se2 (A=K, Tl, Rb, Cs)系を中心とした二次元遍歴電子系では、系統的な合成を試み、そのエキゾチック超伝導では超伝導転移温度TcとT0との直線関係について拡張・議論し、また、二次元遍歴電子強磁性については、スピンゆらぎの観点から解析を行い、有効磁気モーメントpeff、自発磁気モーメントps、キュリー温度TC、スピンゆらぎのエネルギー幅T0の間に、peff/ps=1.4x(Tc/T0)^-2/3という3次元遍歴系に成り立つユニバーサルな関係から、その係数が1.4→1.0の方向に変化し、二次元的な遍歴電子の振る舞いが成り立つことを明らかにすることができた。スピンゆらぎの観点から、本系の系統的な二次元遍歴電子の振る舞いを統一的な理解に近づいたが、予算を繰り越すことによって、ハイパワー核磁気共鳴装置の確立し、それを用いたスピン格子緩和率(1/T1)測定と解析法の確立が大きな役割を果たしたと言える。1/T1はスピンゆらぎのエネルギー幅を決める温度スケールT0と直結していて、それが他のスピンゆらぎパラメータと併せてスピンゆらぎの理論によって解析することで、二次元遍歴電子磁性の振る舞いを説明することを確立できた。ただし、これらのカルコゲナイド系、ニクタイド系での大きな磁気異方性について明らかにしていくことは、今後の課題として残った。フラックス法を用い、カルコゲナイド(S, Se)系、ニクタイド(P, As)系二次元遍歴電子系やエキゾチック超伝導系1-2-2化合物の単結晶合成について安定した合成ができる様にほぼ合成法を確立することができていること、新物質系の開発も現在進行中であって、今後に繋がる研究が行えていること、ハイパワーパルス核磁気共鳴装置の開発が上手く行っていて、さらに調整も順調に行われており、二次元遍歴電子系磁性化合物に対する核磁気共鳴スペクトルの測定や核スピンー格子緩和率(1/T1)の測定が再現性良く安定して行えるようになったことから、概ね順調に行えていると考えている。今後、これらの確立された方法論烏用いてさらに新物質化合物系(二次元磁性体系、エキゾチック超伝導体系などでの)の合成研究や、研究結果のスピンゆらぎ理論による解析にも有機的に繋がっていくと期待している。新規な遍歴電子物性を示す可能性を有する新規の低次元遍歴電子遷移金属物質群を探索・合成し、その電子物性、特に磁性や超伝導についてのマクロ及びミクロの両面から明らかにするため,本年度は層状AFe2Se2・BCo2Se2・BCo2(P-As)2系に加え、さらに新たな二次元遍歴電子系化合物として、RCo9Si4(Rは希土類元素)に注目し、その中でもLaCo9Si4とYCo9Si4に的を絞り研究を行った。

その結果、LaCo9Si4では遍歴電子強磁性発現寸前(量子臨界点近傍)の交換増強されたパウリ常磁性体であり、YCo9Si4ではキュリー温度TC=20Kの遍歴電子強磁性体であることが明らかになった。これらに対するマクロ物性測定の結果、磁化Mの磁場H依存系を系統的に測定し、LaCo9Si4では、低温で遍歴電子メタ磁性転移が臨界磁場9T辺りで観測された。また、YCo9Si4では、これまでの研究成果と同様、TC近傍では、アロット・プロットではなく、Mの4乗がH/Mに対して直線的になり、最近のスピン揺らぎ理論に従うことが明らかになった。この関係から、スピン揺らぎの波数ベクトルに依存した幅に対応する温度スケールTAをスピン揺らぎ理論を通して求めることができた(TA=17200K)。さらに核磁気共鳴実験により、核スピンー格子緩和率1/T1と磁化率とのスケーリングから、スピン揺らぎスペクトルのエネルギー幅に対応する温度スケールT0が求まった(T0=1460K: LaCo9Si4、T0=761K: YCo9Si4)。これらを用い、二次元遍歴強磁性体に対するスピン揺らぎ理論でつじつまの合う解析ができ、実験結果を上手く再現することができた。さらに強結合超伝導体A3B4Sn13(A=Ca, Sr, La; B=Co, Rh, Ir)において、構造相転移の量子臨界点と超伝導転移温度の関係が明らかになった。本年度は、研究計画当初の予定になかった二次元遍歴磁性物質系RCo9Si4(Rは希土類元素)が新たに見つかり、その中でも強磁性発現寸前の交換増強パウリ常磁性体LaCo9Si4とTC=20Kの弱い遍歴電子強磁性体YCo9Si4について、本研究で確立したハイパワーパルス核磁気共鳴装置を用いてスピン揺らぎの観点から解析する事ができ、また、強結合超伝導体系についても、構造相転移の量子臨界点と超伝導転移温度の相関を明らかにすることができ、その意味で計画以上の成果を上げることができた。核磁気共鳴装置が上手く機能し、スピン揺らぎ理論との比較に絶えうる解析が出来たことは大きい。ただし、本来研究する予定であった三角格子クラスター系化合物やパイロクロア系、スピネル系と言ったフラストレート系の化合物に関する研究はあまり進展させることができず、来年度の課題である。総合として概ね順調と評価できると思われる。フラストレート効果、層状構造・鎖状構造などの低次元性との組み合わせ、異常な遍歴電子物性を示す可能性を有する新規の低次元遍歴電子遷移金属物質群を探索・合成し、その新規電子物性についてマクロ・ミクロの両面から明らかにするため、無機固体物性化学的な基盤研究を行った。A(Co-Fe)2B2 (A=アルカリ、アルカリ土類、希土類;B=Se, P, As)系を中心とした二次元遍歴電子系では、系統的な合成および単結晶育成を行った。エキゾチック超伝導では超伝導転移温度TcとT0との直線関係について拡張し系統的に議論した。二次元遍歴電子強磁性については、スピンゆらぎの観点から解析を行い、有効磁気モーメント、自発磁気モーメント、キュリー温度、スピンゆらぎのエネルギー幅T0の間に、3次元遍歴系に成り立つユニバーサルな関係から、その係数が小さい方向にずれることを系統的に確認し、理論的な二次元的遍歴電子系の振る舞いが実験的にも成り立つことを明らかにすることができた。この関係は、LaCo2P2やLaCo2As2でも成立していることを確認し、遍歴電子の統一理論のへと向かっていることをして示している。
イオンチャンネル型人工感応素子の基本設計と機能評価

1.膜界面で有機化合物をゲストとして取り込みうる疎水性内孔を持つβーシクロデキストリン誘導体(1)が,単分子としてチャンネル機能を示す可能性を確かめるために,ラングミュア水槽中ホスト1を水溶液上に展開し,適当な表面圧を加えて形成した圧縮単分子膜について,ホストーゲスト錯体形成に伴うマ-カ-物質の透過性変化をin situサイクリックボルタンメトリ-の水平付着法により直接観測した。マ-カ-としてp^ーキノン,[Mo(CN)_8]^<4ー>,[Co(phen)_3]^<2+>に対する透過性を比較した結果,ホスト1の圧縮単分子膜の透過性を支配する因子が,マ-カ-の親水性/疎水性ではなく立体的な大きさであることが明らかになり,p^ーキノンのようにマ-カ-の立体的大きさが適切な場合には,ホスト1は単分子チャンネルとして機能することが示された。さらに,ホスト1の圧縮単分子膜のp^ーキノンに対する透過性は,ゲストによるチャンネル入口の直接的ブロックにより制御することが可能であり,しかも抑制の程度は,下層溶液に添加したゲストの種類により異なるというゲスト選択的な膜透過性制御の傾向が見られた。2.疎水性内孔を持つ純人工ホストであるシクロファンの長鎭アルキル型誘導体2を合成し,配向膜形成および膜界面でのゲスト取り込みをπーA曲線により測定した。さらに,ホストーゲスト錯体形成による膜透過性制御能に関する基礎検討を行った。
車椅子エルゴメータの開発

本研究の目的は車椅子駆動時の発揮トルクやパワーを直接測定可能にするための車椅子エルゴメー夕を開発することである。平成9年度は設計の基本コンセプトについて検討し、それに基づいた設計を行ない、試作機を完成させ、実動テストを行なった。平成10年度は完成した試作機の基本性能の検討を行なった。本研究で開発した車椅子エルゴメータは2本のローラーの間に車椅子を乗せ、ローラーに負荷トルクをかけることにより車椅子駆動時の負荷を発生させる仕組みになっている。この場合、通常の路面や床面と比べ、無負荷時の駆動抵抗である残留抵抗(残留負荷)がやや大きくなることが明らかになった。また、この残留抵抗は車椅子に用いられているタイヤの種類やキャンバー角、乗員の体重を含めた車椅子の総重量等によっても異なることが明らかとなった。したがって、生体側から見た駆動時の実負荷はベルトの摩擦によって加えた設定負荷と残留負荷との和となる。そのため、残留負荷を知ることができなければ駆動中のパワーを正しく計算することができない。そこで、本研究では設定負荷0の状態で人が乗車した車椅子をエルゴメータにのせ、駆動用のローラーをモーターで回転させて、その時に必要なトルクを測定することにより残留負荷を計測する装置(トルク検定器)を開発した。また、このトルク検定器を用いることにより、負荷の設定精度の検討も行えるようにした。異なる種類の車椅子に重りを乗せることにより総重量を変化させ、一定速度で駆動用ローラーを回転させたときのトルクを実負荷として実測した。設定負荷と実負荷の関係を検討したところ、両者の間の直線性は高く、残留負荷の測定さえ行なえば十分な精度で駆動パワーの測定が可能であることが明らかとなった。本研究の目的は車椅子駆動時の発揮トルクやパワーを直接測定可能にするための車椅子エルゴメータを開発し、それを車椅子生活者の日常活動や障害者スポーツにおける生体負荷の評価に応用し、障害者のライフスタイルの向上や、車椅子スポーツ選手の競技力向上のためのトレーニングに役立つ基礎資料を得ることである。平成9年度は車椅子エルゴメータの試作および性能テストを行った。今回開発を試みた車椅子エルゴメータでは駆動時の負荷トルクの設定が可能で、駆動時の回転速度および実負荷トルクが測定可となるように能設計ならびに試作を行った。今回開発した車椅子エルゴメータの主な設計コンセプトは以下のごとくであった。1)据えつけの車椅子を駆動するのではなく、被験者の使用している車椅子を用いて測定できるようにすること。すなわち、日常性活用の車椅子から車椅子スポーツ用に至るほとんどあらゆるタイプの車椅子が使用できること。2)速度測定範囲として日常生活における車椅子駆動速度から車椅子競技スポーツにおける速度までをカバーしていること。3)負荷トルクが手動および外部入力信号によって制御可能なこと。4)駆動中の車輪の回転速度および実負荷トルクの測定値を電気信号として連続出力できること。以上の仕様に適合させるため、2本のローラーの間に車椅子の車輪を固定する方式とし、一方のローラーに負荷トルクを加えることとした。負荷の方式はこれまでに自転車エルゴメータで多用されてきたベルトとフライホイールによる摩擦負荷とした。ベルトの張力をベルトに接続されたバネの伸びをモーターによって変化させることにより負荷調整を行った。車椅子駆動速度は負荷ローラーの回転速度を検出することにより、また、実負荷はバネの伸びを検出することにより行った。上記仕様のもとに設計および試作を行った。試作機完成後、実動テストを行い設計仕様を満足していることを確認した。本研究の目的は車椅子駆動時の発揮トルクやパワーを直接測定可能にするための車椅子エルゴメータを開発することである。

本研究で開発した車椅子エルゴメータは2本のローラーの間に車椅子を乗せ、ローラーに負荷トルクをかけることにより車椅子駆動時の負荷を発生させる仕組みになっている。この場合、通常の路面や床面と比べ、無負荷時の駆動抵抗である残留抵抗(残留負荷)がやや大きくなることが明らかになった。また、この残留抵抗は車椅子に用いられているタイヤの種類やキャンバー角、乗員の体重を含めた車椅子の総重量等によっても異なることが明らかとなった。したがって、生体側から見た駆動時の実負荷はベルトの摩擦によって加えた設定負荷と残留負荷との和となる。そのため、残留負荷を知ることができなければ駆動中のパワーを正しく計算することができない。そこで、本研究では設定負荷0の状態で人が乗車した車椅子をエルゴメータにのせ、駆動用のローラーをモーターで回転させて、その時に必要なトルクを測定することにより残留負荷を計測する装置(トルク検定器)を開発した。また、このトルク検定器を用いることにより、負荷の設定精度の検討も行えるようにした。異なる種類の車椅子に重りを乗せることにより総重量を変化させ、一定速度で駆動用ローラーを回転させたときのトルクを実負荷として実測した。設定負荷と実負荷の関係を検討したところ、両者の間の直線性は高く、残留負荷の測定さえ行なえば十分な精度で駆動パワーの測定が可能であることが明らかとなった。
６０ＧＨｚ帯次世代超高速無線通信用ミリ波広帯域フィルタに関する研究

複数の共振モードと減衰極を併せ持つ有極型マイクロストリップ(MS)マルチモード共振器を提案し、小型で優れた特性を持つミリ波広帯域通過フィルタ(BPF)を設計する。25GHzと60GHzで3dB比帯域幅それぞれ約20%と10%のBPFを設計し、広い通過域、急峻な減衰特性及び広い阻止域を実現した。またMS短絡スタブを用いた広帯域BPFの汎用的な設計理論を提案し、この種のBPFの小型設計及び有極化設計を行い、比帯域幅40%のBPFを設計試作測定した結果、所望の周波数特性を実現した。さらに、広帯域BPFの阻止域特性を改善するためのMS小型低域通過フィルタの構造と設計手法を開発した。使用免許不要の60GHz帯のミリ波は、次世代の超高速大容量無線通信システムに使用される電波として期待され、関係の研究開発が盛んに行われている。中でも60GHz帯の高性能な広帯域フィルタも要求されている。本研究では、今年度でまず60GHz帯において、マイクロストリップデュアルモードリング共振器と半波長共振器を併用した小型広帯域通過フィルタ構造を提案し、その設計を行った。リング共振器は高Q低損失等の特徴を持ち、低損失が厳しく要求される高い周波数帯では特に利点がある。また、低い周波数帯では1/4波長共振器や半波長共振器等と比べ、リング共振器はサイズが大きくなってしまうが、ミリ波帯では逆に製作しやすい利点となる。しかし、従来、パラレル結合方形デュアルモードリング共振器は広い通過域と急峻な減衰特性を持つものの、阻止域と減衰量が不十分という欠点がある。そこで、本研究では、(1)デュアルモードリング共振器とパラレル結合給電線の間に折り曲げた半波長共振器を組み込んだ構造を提案し、回路の小型化を図り、同時に広い阻止域を達成させる。(2)提案したフィルタの伝送線路等価回路に基づき、偶-奇モード解析を行い、フィルタ設計のための重要な公式、すなわち、通過域内にある反射ゼロ点周波数、阻止域内に発生する減衰極周波数および3dB通過域幅に関する計算公式を導出した。(3)導出した計算公式を用いて、回路のパラメータに対するフィルタの特性変化および設計図を得た。(4)中心周波数60.3GHz、3dB比帯域幅約12%の帯域通過フィルタを設計し、所望の広い通過域、急峻なスカート特性および広い阻止域幅を実現した。(5)関連して、マイクロストリップ低域通過フィルタと高域通過フィルタの組み合わせによる広帯域フィルタの設計法、フィルタの阻止域特性を改善するためにマイクロストリップ結合線路構造を用いた低域通過フィルタの設計手法を開発した。近年、各種無線通信の急速な普及に伴い、電波周波数の需要がますます増え、周波数資源の不足が深刻な問題となっている。この問題を解決するための方法の1つとして、次世代の高速大容量無線通信にミリ波帯の利用が挙げられている。そのため、ミリ波システムに欠かせない広帯域通過フィルタ(BPF)の開発が必要となっている。本研究では、昨年度後半から今年度前半までに、まず、準ミリ波帯の26GHzにおいて、マイクロストリップデュアルモードリング共振器と半波長共振器を組み合わせた小型広帯域BPFの設計を行った。その結果、中心周波数25.5GHz、3dB比帯域幅約22%、中心周波数における挿入損失0.9dB、約48GHzまで減衰量が40dB以上の広い阻止域を持つBPFを実現した。上記同様の構造を用いて、60GHz帯において、3dB比帯域幅約12%(7GHz)の広帯域BPFの設計を行った。その結果、所望の広い通過域、急峻な遮断特性および広い阻止域を得たものの、フィルタ回路の最小線幅と最小隙間は設計目標の0.1mmより小さくなり、試作が困難であるとの結論を得た。そこで、今年度後半では、60GHzで容易に試作できるBPF構造を新たに選び、フィルタの再設計を行う。そのため、共振器の形状を簡単なマイクロストリップ半波長共振器にし、共振器間の結合を単純なパラレル結合、給電部分もタブ直結構造を選んだ。中心周波数60GHz、比帯域幅約5%の4段および5段BPFを設計した結果、所望の通過域幅、中心周波数での挿入損失が約2.5dB、約80GHzまで減衰量が20dB以上の阻止域を実現した。また、BPFの最小線幅は0.4mm、最小隙間は0.25mmで、製作の容易なミリ波BPFの設計ができた。今年度行った主な研究内容は以下の通りである。(1)マイクロストリップ短絡スタブを用いた広帯域帯域通過フィルタ(BPF)の小型設計と阻止域特性の改善を行った。設計例として、短絡スタブを用いた9段広帯域BPFと広帯域帯域阻止フィルタを組み合わせた構造を小型に設計試作測定し、中心周波数6.85GHz,リップル比帯域幅95%、中心周波数における挿入損失1.4dB、通過域内における群遅延の変動0.5ns以下の特性を実現した。(2)短絡スタブとStepped Impedance開放スタブを併用した有極形広帯域BPFの構造と設計手法を提案した。設計例として、比帯域幅40%のBPFを設計試作測定し、所望の広い通過域、低損失、複数の伝送零点による急峻な減衰特性および広い阻止域等の優れた特性を実現した。(3)マイクロストリップデュアルモードリング共振器及び半波長共振器を組み合わせた構造を用いて、25GHzの準ミリ波および60GHzのミリ波帯で小型広帯域BPFを設計した。

導出した設計公式と回路シミュレータを用いて、25GHzで3dB比帯域幅約20%のBPF、および60GHzで3dB比帯域幅約10%のBPFをそれぞれ設計し、広い通過域、急峻な減衰特性および広い阻止域を実現した。また、25GHz帯のBPFを試作測定し、設計値と良好に一致した周波数特性測定結果を得た。(4)広帯域BPFの阻止域特性を改善するための小型低域通過フィルタ(LPF)の構造および設計手法を提案した。マイクロストリップスタブ付結合線路を用いた小型LPFの伝送線路等価回路を解析し、設計公式を導出した。導出した設計公式を用いて、スタブ付結合線路LPFを設計試作測定し、導出式と設計手法の有効性を確認した。また、スタブ付結合線路LPFの多段化設計により、阻止域を大幅に拡張できることを設計および測定で実証した。複数の共振モードと減衰極を併せ持つ有極型マイクロストリップ(MS)マルチモード共振器を提案し、小型で優れた特性を持つミリ波広帯域通過フィルタ(BPF)を設計する。25GHzと60GHzで3dB比帯域幅それぞれ約20%と10%のBPFを設計し、広い通過域、急峻な減衰特性及び広い阻止域を実現した。またMS短絡スタブを用いた広帯域BPFの汎用的な設計理論を提案し、この種のBPFの小型設計及び有極化設計を行い、比帯域幅40%のBPFを設計試作測定した結果、所望の周波数特性を実現した。さらに、広帯域BPFの阻止域特性を改善するためのMS小型低域通過フィルタの構造と設計手法を開発した。(1)中心周波数60GHz、比帯域幅約5%の4段および5段BPFを設計し、所望の通過域幅、中心周波数での挿入損失が約2.5dB、約80GHzまで減衰量が20dB以上の阻止域を実現した。また、BPFの最小線幅は0.4mm、最小隙間は0.25mmで、製作の容易なミリ波BPFの設計ができた。また、関連研究として、(2)共振器並列結合型帯域通過フィルタを設計するためのパラメータ抽出法を提案し、設計例と測定結果で実証した。(3)複数の新しいマルチモード共振器を用いた有極型BPFを提案、設計、試作し、優れたフィルタ特性を得た。(4)フィルタの阻止域特性を改善するためのマイクロストリップ結合線路構造を用いた小型低域通過フィルタおよび高域通過フィルタを提案、設計、試作、測定し、所望の特性を得た。(5)終端短絡スタブを用いた広帯域BPFの設計理論を提案した。(6)マイクロストリップステップインピーダンススタブ共振器を用いたデュアルバンド帯域通過フィルタを設計、試作、測定し、所望の特性を実現した。工学(1)60GHzで、マイクロストリップ半波長共振器の最適Q値による再設計およびBPFの再設計を行い、フィルタ特性の改善を実現する。(2)帯域通過フィルタと低域通過フィルタの組み合わせた構造を検討し、BPFの阻止域の特性改善を図る。(3)終端短絡スタブを用いたミリ波広帯域BPFの設計を検討する。(4)設計したBPFを試作、測定し、その周波数特性を評価する。(1)マイクロストリップデュアルモードリング共振器を利用したミリ波小型広帯域通過フィルタの提案と設計が行われ、所望の特性を得た。(2)デュアルモード共振器を含め、マルチモード共振器を利用したフィルタに適する共振器並列型フィルタの設計理論と設計方法の研究も進められている。
発達障害等の発達困難を有する非行少年の現状と地域生活移行支援に関する調査研究

本研究の研究実施計画に沿い、1発達障害等の発達上の課題・困難を有し、特別な配慮を要する少年本人への発達支援・地域移行支援のニーズ調査、2北欧諸国の特別学校・病院内学級・子ども病院児童精神科・子ども権利擁護センター・少年院・児童自立支援施設等への訪問調査と専門家・当事者団体へのインタビュー調査を通して、福祉・矯正・教育において求められている発達支援・地域移行支援の課題や機関連携の在り方を検討した。1少年院3施設において、発達障害等の発達上の課題・困難を有する少年への半構造化面接法調査および担任の法務教官との協議を実施した。調査からは、少年への面接法調査や発達相談を通して、少年院における規則正しく構造化され安定した「生活環境(食事、睡眠、入浴、生活リズム、健康管理・歯科治療など)」の保障のもと、法務教官の少年に対する丁寧な関わりや信頼形成が、少年の成長・発達(立ち直りと社会的自立)に大きく関係していることが確認された。少年が抱える発達上の課題・困難に関しては、入院以前の家庭養育環境・生活状況・学習空白等について、本人を通してまずは丁寧に把握することが不可欠であり、「対話的」「伴走的」な発達支援が課題である。2スウェーデン・フィンランド・デンマークを訪問し、子どもと青年の危機センター、知的障害・自閉症特別学校、障害のある子どものセンター、子どもの権利擁護センター、社会教育家養成課程、障害者雇用組織、障害当事者・親の会組織等への訪問調査を実施した。発達障害等の発達上の課題・困難を有する非行少年の実態と福祉・矯正・教育において求められている発達支援・地域移行支援の課題や機関連携の在り方の検討に必要な訪問調査において、有効な調査結果・データを概ね順調に蓄積できている。前年度に引き続き、発達障害等の発達上の課題・困難を有する少年や保護観察所・地域生活定着支援センター職員等への調査を実施し、発達障害等の発達上の課題・困難を有する非行少年の実態と支援の課題を明らかにする。上記の調査結果とこれまでに応募者らが取り組んできた児童自立支援施設(45施設)、児童自立支援施設併設の分校・分教室(33校)、自立援助ホーム(40施設)、少年院(48施設)、少年鑑別所(26施設)の職員の調査結果との比較検討および福祉・矯正・教育において求められている発達支援・地域移行支援の課題や機関連携の在り方を検討する。本研究では、発達障害等の発達上の課題・困難を有する非行少年本人の抱える困難・ニーズを明らかにするとともに、地域生活定着支援センター・保護観察所における支援の実態調査を通して、福祉・矯正・教育において求められている発達支援・地域移行支援の課題や機関連携の在り方を検討することを目的としている。平成29年度は研究計画に沿い、先行研究レビューによる研究の動向・課題の把握と以下の調査等に着手している。1発達障害等の発達困難を有する少年の矯正教育・更生保護において先進的な取り組みを行っている北欧スカンジナヴィア諸国(スウェーデン・ノルウェー・フィンランド)の非行・犯罪に対する地域社会支援に関する実践についての調査の実施を実施。訪問では、国立少年教育施設(スウェーデン)や女性刑務所(ノルウェー)、子どもの権利擁護センター(ノルウェー)、薬物依存者を親にもつ子どもの当事者ネットワーク(ノルウェー)、保健福祉研究所(フィンランド)、若者支援センター(フィンランド)等を訪問し、各国の若者支援の現状・課題の把握を通して、日本における若者や発達上の課題・困難を有する非行少年の支援の課題を検討した。2発達障害等の発達上の課題・困難を有する非行少年を対象に、彼らの抱える困難・ニーズを明らかにするための面接法調査を実施した。調査は「支援教育課程III(N3)」(軽度の知的障害・発達障害やボーダーラインにある少年を対象とした処遇課程)」の矯正教育課程に指定された発達障害等の発達上の課題・困難を有する少年から回答を得た。平成29年度の研究計画に従い、先行研究の動向・課題の把握をもとに、1発達障害等の発達困難を有する少年の矯正教育・更生保護において先進的な取り組みを行っている北欧スカンジナヴィア諸国(スウェーデン・ノルウェー・フィンランド)の非行・犯罪に対する地域社会支援に関する実践についての調査、2発達障害等の発達上の課題・困難を有する少年院入院経験者への面接法調査を実施し、福祉・矯正・教育において求められている発達支援・地域移行支援の課題や機関連携の在り方の検討を概ね順調に遂行している。1北欧調査では、スウェーデン・ノルウェー・フィンランドにおける国立少年教育施設(スウェーデン)や女性刑務所(ノルウェー)、子どもの権利擁護センター(ノルウェー)、薬物依存者を親にもつ子どもの当事者ネットワーク(ノルウェー)、保健福祉研究所(フィンランド)、若者支援センター(フィンランド)等の実践を訪問調査した。訪問を通して、多様な「貧困・格差」が、子どもの「うつ・自傷・拒食・薬物依存・愛着障害・発達障害」等の不適応・発達困難にも大きな影響を及ぼしている現状があることを整理することができた。2「支援教育課程III(N3)」に指定された発達障害等の発達上の課題・困難を有する少年への半構造化面接法調査および(2)担任等の法務教官との協議を実施した。本調査は法務省矯正局少年矯正課の協力を得ている。少年への質問項目は「入院前の様子(家庭・学校生活・対人関係等)」「少年院での生活(生活面・対人面・学習面)」「将来の夢,進路」を設定し、少年への調査結果をもとにした法務教官との協議では「少年の成長,変化の様子」「少年と関わる際の工夫」「今後の対応の課題」を設定した。2017年4月2018年3月までに延べ44名の少年との面接及び各少年に関する職員協議を行った。

本研究の研究実施計画に沿い、1発達障害等の発達上の課題・困難を有し、特別な配慮を要する少年本人への発達支援・地域移行支援のニーズ調査、2北欧諸国の特別学校・病院内学級・子ども病院児童精神科・子ども権利擁護センター・少年院・児童自立支援施設等への訪問調査と専門家・当事者団体へのインタビュー調査を通して、福祉・矯正・教育において求められている発達支援・地域移行支援の課題や機関連携の在り方を検討した。1少年院3施設において、発達障害等の発達上の課題・困難を有する少年への半構造化面接法調査および担任の法務教官との協議を実施した。調査からは、少年への面接法調査や発達相談を通して、少年院における規則正しく構造化され安定した「生活環境(食事、睡眠、入浴、生活リズム、健康管理・歯科治療など)」の保障のもと、法務教官の少年に対する丁寧な関わりや信頼形成が、少年の成長・発達(立ち直りと社会的自立)に大きく関係していることが確認された。少年が抱える発達上の課題・困難に関しては、入院以前の家庭養育環境・生活状況・学習空白等について、本人を通してまずは丁寧に把握することが不可欠であり、「対話的」「伴走的」な発達支援が課題である。2スウェーデン・フィンランド・デンマークを訪問し、子どもと青年の危機センター、知的障害・自閉症特別学校、障害のある子どものセンター、子どもの権利擁護センター、社会教育家養成課程、障害者雇用組織、障害当事者・親の会組織等への訪問調査を実施した。発達障害等の発達上の課題・困難を有する非行少年の実態と福祉・矯正・教育において求められている発達支援・地域移行支援の課題や機関連携の在り方の検討に必要な訪問調査において、有効な調査結果・データを概ね順調に蓄積できている。29年度に引き続き、「支援教育課程III(N3)」(軽度の知的障害・発達障害やボーダーラインにある少年を対象とした処遇課程)」の矯正教育課程に指定された発達障害等の発達上の課題・困難を有する少年への半構造化面接法調査を継続し、本人の有する困難・ニーズを明らかにしていく。また、30年度は調査対象として全国82ヶ所の保護観察所等職員(保護観察官・保護司・更生保護施設職員・自立準備ホーム職員)や地域生活定着支援センター職員等も検討していく。なお、各調査結果については調査結果メモからコード化を行い、カテゴリ化をして統計的処理をしながら検討を進める。全国保護観察所・更生保護施設職員、発達障害等の発達困難を有する非行少年へのニーズ調査等調査結果とこれまでに応募者らが取り組んできた児童自立支援施設(45施設)、児童自立支援施設併設の分校・分教室(33校)、自立援助ホーム(40施設)、少年院(48施設)、少年鑑別所(26施設)の職員の調査結果との比較検討および少年非行・矯正教育において求められている発達支援、地域移行支援の課題を検討する。前年度に引き続き、発達障害等の発達上の課題・困難を有する少年や保護観察所・地域生活定着支援センター職員等への調査を実施し、発達障害等の発達上の課題・
希土類金属を利用した新有機合成反応の開発

本研究は希土類金属剤の開発を目的として進められたもので、希土類金属のもつ強い親酸素性と還元力を利用することにより次に示す新合成反応の開発に成功した。1.サマリウム金属(Sm)によるニトロ化合物よりアゾキシ化合物の選択的合成反応の開発ニトロ化合物の還元によるアゾキシ化合物の合成法は二、三知られているが、従来の方法は脱ハロゲン化や重合反応などの副反応がともなうので、その使用は特定の基質に制限されていた。我々はSm金属が種々のニトロアレ-ンを還元して相当するアゾキシ化合物を選択的に与える反応を見いだした。この反応では、Br、I、カルボニル基は反応の影響をうけないで保存される。本反応は操作も極めて簡単で、しかも高い選択性をもつので従来の方法に代わるものとして有用である。2.イッテルビウム金属(Yb)による非対称1,2-ジオ-ルの合成反応の開発ベンゾフェノン、フェニルナフチルケトン、9ーフルオレノンなどのジアリ-ルケトンとYb金属をTHF中で反応させるとメタラオキシラン中間体が生成し、ケトン炭素が来抜性にアンポ-ルされることを見いだしたので、これに種々のアルデヒド、ケトンを反応させることにより一段階で非対称1,2-ジオ-ルを合成する新反応の開拓に成功した。非対称ジオ-ルは生理活性物質等の合成中間体として重要であるが、その合成はこれまで比較的に困難であった。本法はYb金属自身を用い操作も簡単で、高収率が得られるので重要な合成法になるものと考えられる。さらに、このメタラオキシラン中間体にエポキシド、ニトリネ、エステル、CO_2などの親電子剤を反応させると付加反応が起こり、1,3-ジオ-ル、α-ヒドロキシケトン、α-ヒドロキシカルボン酸などを容抄に与えることも見いだしているので現在鋭意研究中である。本年度は当初の計画どおり順調に研究が展開した。すなわち、希土類金属のもつ強い還元力を利用して、1.ニトロ化合物よりアゾキシ化合物の合成反応および2.カルボニル化合物より非対称ジオール類の合成反応について研究を進め満足すべき成果を得ることができた。1.サマリウム金属によるニトロ化合物よりアゾキシ化合物の選択的合成。サマリウム金属/THF/MeOH系により室温で、P-メチルニトロベンゼン、P-メトキシニトロベンゼン、P-クロロニトロベンゼン、P-ブロモニトロベンゼン、P-ヨードニトロベンゼン、P-シアノニトロベンゼン、P-アセチルニトロベンゼン等の芳香族ニトロ化合物が脱酸素二量化して相当するアゾキシ化合物を選択的に与える新反応の開発に成功した。本反応の特長の一つはベンゼン環上のBr、Cl、I、カルボニル基等の官能基は反応の影響を受けないで、これらの置換基のついたアゾキシ化合物が得られる点で、従来のMgやAlを用いる方法ではこれらの置換基が反応してしまい除去される。さらに、アルキル基の置換したニトロベンゼンの場合従来の方法(N_aORによる)だと重合物が得られアゾキシ化合物の収率は低かったが本反応ではこのような副反応は全く認められず、いずれも高収率でアゾキシ化合物が得られる。また、本反応を2,2′-ジニトロビフェニルに適用するとベンゾ〔C〕シンノリンとそのN-オキシドが一段階で合成できることも明らかになった。2.イッテルビウム金属によるカルボニル化合物より非対称ジオール類の合成。

ベンゾフェノンとイッテルビウムの反応から生成するメタラオキシラン中間体にアセトン、2-オタタノン等のケトンを反応させることにより相当する非対称ケトンを収率よく合成することができた。さらに、種々のケトンを用いて反応を検討中である。以上の新反応は希土類金属それ自身を用い、操作も簡単であり極めて有用である。前年度はサマリウム金属(Sm)の強い脱酵素力を利用してニトロアレ-ンからアゾキシ化合物を選択的に合成する反応を開発した。最終年にあたる本年度はイッテルビウム金属(Yb)の強い還元力を用いることによりベンゾフェノン、フェニルメチルケトン、9-フルオレンなどのジアリ-ルケトンのカルボニル炭素を求電子性に変換し、これに各種ケトン、アルデヒドを求電子付加させることにより、従来の反応では合成が困難な非対称1、2-ジオ-ルを一段階で合成する反応の開発に成功した。非対称1、2-ジオ-ルは生理活性物質などの合成中間体として重要であるが、その一般的合成法はこれまでに無く、本研究によって初めて成功したものである。本法はYb金属自身を用いており操作が極めて簡単で、かつ温和な反応条件で高収率が得られるので有用な合成法である。本反応はYbからジアク-ルケトンバ電子移動が起こり3員環メタラオキシラン中間体を経て進行すると考えられるので、この中間体の構造を明らかにするためにベンゾフェノンとYbの反応を赤外線吸収スペクトルを用いて検討した。その結果、ベンゾフェノンをTHF中でYb金属と反応させると1664cm^<-1>にあったカルボニル基のIR吸収が消失し、新しく1566cm^<-1>にメタラサイクルのピ-クが現れることがわかった。この溶液に水を加えると1566cm^<-01>の吸収は消え、また空気にさらすとベンゾフェノンが再生した。この中間体はいろいろな求電子剤と付加反応を起こすことも明らかになった。例えば、エポキシドを反応させると1、3-ジオ-ルが、ニトリルまたはエステルを反応させるとα-ヒドロキシカルボン酸が、トランを反応させるとアリリックアルコ-ルが容易に合成できる。以上のように希土類金属のもつ特異な性質を利用する本研究プロジェクトにより新しい高選択的合成反応を開拓することに成功した。
興奮性細胞・抑制性細胞神経回路の前頭葉領野間分業と動物－環境間の関係創発

平成25年度は、主に以下の二点につき、研究を推進した。迷路中のゴールに向けてカーソルを数手かけ移動させる課題(経路探索課題)を遂行中のサルの前頭前野神経細胞活動を解析した。以前の研究で運動準備期及び実行期に各手それぞれのカーソル方向を一過性に符号化する細胞群を見出した。今年度は、その符号化に対する興奮性細胞と抑制性細胞の活動バランスを検討した。その結果、準備期には符号化開始直前に抑制性細胞活動の相対的上昇が見られる一方、実行期にはそのような上昇は見られないことを見出した。このことは、前頭前野神経回路では興奮抑制のバランスの変化が、行動の実行より行動計画に大きな役割を果たすことを示唆している。一方、微細加工技術の発達により、記録点が数十数百μm間隔で正確に配置された多重電極の作製、及び、脳から多数の神経活動を同時記録することが可能となってきた。そのような多重電極を用いると、各記録点で得られた局所電場電位(local field potential, LFP)からシナプス入力を反映すると言われている電流源(current source density, CSD)解析を行うことが可能となる。CSDと神経細胞からの出力を反映するスパイク発火を併せて解析することにより、動物の行動発現の背後にある局所神経回路の機能解明が飛躍的に進むことが期待される。今年度は、新奇・形操作課題遂行中のサル前頭前野局所電位を記録し、電流源解析によりシナプス入力の空間位置を解析した。その結果、古くから解剖学的に示唆されていたカラム構造に相当する、周期的構造を世界で初めて電気生理学的手法で見出した。25年度が最終年度であるため、記入しない。平成24年度は、主に以下の二点につき、研究を推進した。課題遂行中の動物の大脳皮質における神経細胞間の同期発火は、記録した細胞ペアの約10%程度にとどまることが知られている。これら同期発火を示す細胞は特別な性質を持つのか、それとも、単なる測定の問題なのかは不明である。ここでは、サル前頭前野の同期発火細胞群と非同期細胞群の抑制性細胞の含有比率を検討した。ナイーブな解析では、同期発火細胞群は、抑制性細胞を高い比率で含んだ。しかしながら、同期発火を評価する際、通常、かなり高い発火数(発火頻度)の基準値を満たす細胞のみが検定にかけられる。その点を考慮し、非同期細胞群にも同じ発火数の基準値をあてはめ、解析する細胞数を絞り込んだところ、抑制性細胞の含有比率に有意な差は認められなかった。これまでのin vitroの実験より、抑制性細胞は(同種の)他の抑制性細胞とギャップ結合で結合し強く同期発火ことが報告されている。しかしながら、今回のin vivoのデータの解析ではそれと対応する結果は得られなかった。このことは、in vivo覚醒状態の大脳皮質神経回路では、抑制性細胞群の安易な同期発火は極めて制限されていることを示唆している。一方、新奇課題・形操作課題のサルへの訓練がある基準に達したので、そのパフォーマンスを解析した。特に、サルが操作順序を事前に計画しているかが行動に反映されているかどうかに着目し、解析を行った。課題で要求される操作は最短で2手であるが、3手以上かかった試行における反応時間を解析したところ、1)3手目の反応時間は2手目の反応時間より有意に伸びる、2)1手目で最短手操作ではない操作を行った後の2手目の反応時間は有意に伸びず、また、2手目でリカバリー操作を行うことはほとんどない、ことが判明した。このことは予め計画した2手操作を一気に行っていることを強く示唆している。順序だった動作等、複雑な行動の計画を策定するためには、脳神経回路自身、複雑は活動パタンを生成できなければならない。

複雑な活動パタンの生成メカニズムを探るには、神経回路の構成要素である興奮性細胞と抑制性細胞の性質と、同期発火や発火ゆらぎ等の複雑系に特有の現象との対応を検討する必要がある。この点、上述の通り、平成24年までの研究活動から深い示唆を得られた。また、新奇課題遂行中の皮質神経活動の生理学的記録のための準備が整った。今後は、前頭前野だけでなく、運動前野の神経活動についても、興奮性細胞と抑制細胞の機能分化や、同期発火、発火ゆらぎの検討を通じ、そのダイナミクスを解明していく。また、新奇形操作課題遂行中の前頭葉神経活動ダイナミクスを、最新の記録・解析法を投入し解明していく。25年度が最終年度であるため、記入しない。
食と農を結ぶ地域農産物のブランド化戦略とバリューチェーン構築に関する地理学的研究

本研究の目的は、グローバル化の進展によって日本の農業や食を取り巻く環境がダイナミックに変化している中で、食の安全・安心の確保を図るために、ブランド化を積極的に推進している農産物産地を事例に、地域ブランド農産物の形成主体によるバリューチェーンの構築を明らかにすることである。三年目である平成30年度は、補足調査の必要性が生じたのでフィールド調査を行い、また、これまで調査・分析した結果を学会等で報告するなどして、農業(食料)・農村地理学を研究している研究者に助言を求めたり、情報交換を行った。そして、平成28、29、30年度の計3年間の研究のまとめとして、農と食を結ぶ農産物の生産・加工・流通主体によるブランド化のメカニズムとその空間的特性を考察した。農産物産地は、立地、生産する農産物の商品的性格と生産・出荷規模などに応じて、多様な販売チャネルの中から多種多様な取引・分業体制を構築している。その中でも農産物・食品のブランド化は、品質だけではなく、産地や銘柄、歴史や文化、自然、エピソード、食の安全、認証評価が価値に大きく関与していた。また、産地のブランド化戦略は多様性に富んでいた。さらに、事例調査で蓄積した情報をもとに比較し、農産物のバリューチェーン(価値創造の供給連鎖)の構築の体系的把握と理論化を検討した。地域ブランド農産物の形成主体の機能、役割、関係性について、供給連鎖(フードチェーン)からのアプローチは、地理学でもとても有効であるといえる。しかし、3年間の調査研究で、研究者自身の勉強・調査不足で、事例数が少なかったため、体系的な把握と理論化には不十分だったと反省している。基礎的な研究の枠組みはできたので、今後も継続してこの課題に取り組み、今後の日本の農業政策がとるべき方向性や地域農業の衰退の抑制、農業・農村振興の手がかりを掴めるように、研究を進めていきたい。本研究の目的は、グローバル化の進展によって日本の農や食を取り巻く環境がダイナミックに変化している中で、食の安全・安心の確保を図るためにブランド化戦略を推進している日本各地の農産物産地を事例に、地域ブランド農産物・食品(地域特産品)の形成主体によるバリューチェーン(価値創造の供給連鎖)の構築を明らかにすることである。初年度である平成28年度は、近年の日本と諸外国における国内外の農業(食料)地理学や隣接分野の農業経済学などから農産物・食品のブランド化などに関する先行研究のレビューを行った。また、農産物・食品のバリューチェーン構築は、第1次・第2次・第3次産業が連結(第6次産業化)していることから、工業地理学や文化産業研究、地域政策研究なども着目した。それと併せて、統計データを利用して1970年代以降の県・市町村レベルの各野菜の生産・流通の地域的変化を明らかにした。根菜類各品目の生産地別作付面積の変化をみると、すでにいくつかの品目の生産は偏在しているが、1970年代1980年代にかけては、野菜作の補助事業の実施、米の生産調整による転作などによって、北海道や青森県、九州地方の南北の遠隔地に産地移動した。1990年代以降、根菜類各品目の作付面積が全体的にさらに減少の傾向を示す中で、千葉県の冬ニンジンや青森県のゴボウ、長崎県のタマネギ、北海道のナガイモ、鹿児島県の秋植えバレイショの作付面積が増加している。次に、北海道、東京、名古屋、大阪、北九州の中央卸売市場における根菜類各品目の流通をみると、1980年代までローカルスケールで出荷を担っていた中小規模生産地は、大規模生産地の成長や輸入野菜による広域大量流通によって、卸売市場でのシェアを落としている。また、近年、地域団体商標登録や日本農業賞を受賞した農産物産地のブランド化戦略などに関する基礎資料の入手とデータベースの作成を行った。平成28年度は、熊本地震の発生によって交通条件が一時制限されたり、災害・防災関連の業務が多く発生した。また、勤務校における学部改組等に伴い、授業体制の整備などの作業も多く発生した。このため、当初計画していた現地でのフィールド調査のための時間を減らさざるをえなかった。ただし、年度半ばから九州地方の各研究対象地域における調査協力者の確保や本格的な調査に向けた事前調査は済ませており、平成29年度以降はこの遅れを取り戻すことが可能である。二年目である平成29年度は、予定していた研究対象地域のフィールド調査を中心に行った。果菜類各品目の生産地別作付面積の変化をみると、すでにいくつかの品目の生産は偏在しているが、1970年代1980年代には、野菜作の補助事業の実施、施設園芸の普及、減反政策などによって飛び地のように広がっている。1990年代以降、果菜類各品目の作付面積が全体的にさらに減少傾向を示す中で、1980年代以降、熊本県の冬春トマトと冬春ナス、茨城県の冬春ピーマン、北海道のカボチャの作付面積が増加している。1990年代以降は北海道のサヤインゲン、山形県のエダマメ、1990年代半ばからは新潟県のエダマメ、2000年代からは北海道のエダマメの作付面積が増加している。

次に、北海道、東京、名古屋、大阪、北九州の中央卸売市場における根菜類各品目の流通をみると、各年の各卸売市場において入荷先地域については、1984年時点ですでに各卸売市場において多くの品目が広域大量流通しており、その後も2010年まで年卸売量の変化はみられるものの、入荷先地域の構成に大きな変化はみられない。輸入品については、カボチャやサヤエンドウは国産の端境期や不作時に流通している。また、近年、地域団体商標登録や日本農業賞を受賞した農産物産地のブランド化戦略などに関する基礎資料の入手とデータベースの作成を行った。平成29年度は、昨年度の遅れを取り戻すため、九州地方・東海地方を中心にフィールド調査を実施した。平成28年度に、各研究対象地域における各自治体の担当部署、農協などから地域農業の実態について資料を収集したおかげもあって、本格的な調査を実施することができた。一方、年度初めにデスクトップパソコンが故障してしまい、パソコンを購入する必要があり、フィールド調査費用を減らさざるを得なかった。平成30年度はできる限りフィールド調査と研究成果の公表に力を注ぎたい。本研究の目的は、グローバル化の進展によって日本の農業や食を取り巻く環境がダイナミックに変化している中で、食の安全・安心の確保を図るために、ブランド化を積極的に推進している農産物産地を事例に、地域ブランド農産物の形成主体によるバリューチェーンの構築を明らかにすることである。三年目である平成30年度は、補足調査の必要性が生じたのでフィールド調査を行い、また、これまで調査・分析した結果を学会等で報告するなどして、農業(食料)・農村地理学を研究している研究者に助言を求めたり、情報交換を行った。そして、平成28、29、30年度の計3年間の研究のまとめとして、農と食を結ぶ農産物の生産・加工・流通主体によるブランド化のメカニズムとその空間的特性を考察した。農産物産地は、立地、生産する農産物の商品的性格と生産・出荷規模などに応じて、多様な販売チャネルの中から多種多様な取引・分業体制を構築している。その中でも農産物・食品のブランド化は、品質だけではなく、産地や銘柄、歴史や文化、自然、エピソード、食の安全、認証評価が価値に大きく関与していた。また、産地のブランド化戦略は多様性に富んでいた。さらに、事例調査で蓄積した情報をもとに比較し、農産物のバリューチェーン(価値創造の供給連鎖)の構築の体系的把握と理論化を検討した。地域ブランド農産物の形成主体の機能、役割、関係性について、供給連鎖(フードチェーン)からのアプローチは、地理学でもとても有効であるといえる。しかし、3年間の調査研究で、研究者自身の勉強・調査不足で、事例数が少なかったため、体系的な把握と理論化には不十分だったと反省している。基礎的な研究の枠組みはできたので、今後も継続してこの課題に取り組み、今後の日本の農業政策がとるべき方向性や地域農業の衰退の抑制、農業・農村振興の手がかりを掴めるように、研究を進めていきたい。次年度の平成29年度は、初年度に収集したデータベースをもとに農産物産地のブランド化戦略の類型化とその特徴の比較分析・類型化を図る。そして、予定している複数の研究対象地域のフィールド調査を進め、その成果を公表するため、学会での研究発表や学術論文の執筆を進める。
GaAs基板上への高格子不整合エピタキシャル薄膜の実現と拡張赤外光検出器への展開

赤外線検出器は、Society5.0の超スマート社会の「目」として機能する計測素子であり、高性能で低価格なものを民生用として広く普及させることが強く望まれている。本研究では、我々が独自に研究開発を進めてきたInAs超薄膜による特異な格子緩和機構を用いたATLAS法により、高In組成の格子緩和InGaAs疑似基板を安価なGaAs(111)A基板上に高品質かつ簡便に実現することを目指す。成長の最適化により、低貫通転位密度で高品質なInGaAsの成長技術を確立するとともに、その疑似基板上の赤外線検出器の試作・動作検証まで実施し、低価格と高性能を両立可能な独創的な技術を世界に向けて発信する。
低気圧プラズマ溶射による導電性TiO_2皮膜電極形成とその光電極特性の解明

本研究は、大気中および低気圧プラズマ溶射により、溶射条件としてプラズマ作動ガスの水素に注目し、Ti板の表面に導電性TiO_2、さらに添加物を加えたTiO_2複合酸化物皮膜電極を作成し、このような溶射皮膜の光電極特性と電極表面特性との関連を検討した。1.溶射皮膜電極の光電流はプラズマ溶射雰囲気として減圧(100Torr、Ar)より大気、プラズマ作動ガス水素あり(10l/min)よりなしの方が大きくなるのが認められた。熱処理(400°C、90分)を行った溶射皮膜電極の光電流は水素ありとなしに拘らず、溶射のままより大きくなった。そしてTiO_2溶射粉末中にFe_2O_3酸化物の存在は溶射皮膜の光電流値を低下させ、Al_2O_3酸化物の存在は増加させるのが認められた。2.TiO_2溶射粉末に各種金属酸化物を添加した混合粉末を用いて、大気中プラズマ溶射で作成したTiO_2複合酸化物溶射皮膜電極の光電流はプラズマ作動ガス水素ありの場合、TiO_2単独より増加し、金属のイオン半径に関係せず添加効果が大きいグル-プ(Cr_2O_3、Al_2O_3、ZrO_2及びLa_2O_3)と小さいグル-プに分類された。水素なしの場合は添加効果は認められず、逆にFe_2の添加によって光電流が減少するのが認められる。3.各種TiO_2複合酸化物溶射皮膜を熱処理した場合、光電流は大幅に増加し、水素ありの場合、金属の酸化物の標準自由エネルギ-の減少と共に増加したのが認められ、水素なしの場合、光電流は金属の酸化物の標準自由エネルギ-に影響されず、ほぼ一定値を示すのが認められる。4.プラズマ溶射で作成した各種溶射皮膜電極の光電流は電極表面のN_D(イオン化ドナ-密度濃度)の減少と共に、溶射条件及び熱処理に拘らず直線的に増加するのが認められる。ここで水素ありよりなしの方が、熱処理を行った場合が溶射のままの方よりN_D小さく、光電流が大きいのが認められる。本研究に使用した光電極TiO_2溶射皮膜はTiO_2粉末、TiO_2粉末と金属(Al、Ni)混合物およびTiO_2粉末と酸化物(Al_2O_3、Cr_2O_3、Y_2O_3)を大気中プラズマ溶射および低気圧プラズマ溶射により工業用純チタン板(15×25×3mm)上に溶射したそのままと熱処理を行ったものを用いた。電流-電位特性(光電極特性)の測定装置は電解液(0.1N NaOH水溶液)、対極(Pt)、参照電極(飽和カロメル)で構成されている。光源としては400Wキセノンランプを使用した。実際の測定は電流ー電位特性を測定する電位走査法により行った。測定結果の記録はXーYレコーダとマイクロコンピュータを用いた。また光の強度はラジオメータにより測定し、単色光の照射は干渉フィルターを使用して行った。得られた実験結果は次のようである。1.光応答性は低気圧および水素雰囲気での溶射皮膜より大気圧下で溶射した皮膜の方が優れていることを示した。