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電気推進・ソーラーセイルの運用性を考慮した深宇宙探査機軌道設計ツールの開発

本研究は、「電気推進」や「ソーラーセイル」等の低推力で連続加速をするエンジンを用いた探査機の「運用性」に着目した軌道計画の研究を行う事を目的としている。2010年6月に地球に帰還した「はやぶさ」と同年5月に打ちあがったソーラーセイル実証機「IKAROS」の実ミッションから「運用性」を検証し、運用性を考慮した軌道設計理論を構築し、ツールの開発を行う。将来的にはこの二大低推力推進のハイブリッド型である「ソーラー電力推進」への応用を見据えて研究を行う。深宇宙探査機の軌道は、本来はロケットの打ち上げから惑星空間移行および目的天体への投入軌道、オービターやランデブーもしくはフライバイ等すべて1筆書きでつながった軌道であるが、軌道設計する際には、1)ロケットの打ち上げ軌道2)移行軌道3)目的地到着後の軌道、と分けて設計する事が多い。昨年度まではロケットによる軌道投入問題と切り離し、ロケットによって惑星間に投入された後からの軌道を考えていたが、今年度はロケットによる軌道投入と同時に研究する事とした。そこで、EDVEGA(Electric Delta-V Earth Gravity Assist)による地球再会合までの軌道に焦点をあてた。EDVEGAというのは、ロケットによる軌道投入後、地球との再会合を前提に地球に戻ってくるように設計された軌道で、その間に低推力で加速することで再会合時の速度を大きくするものである。地球スイングバイ後は惑星間移行軌道に入るためにその日時に制約があるが、打ち上げから地球再会合までの時間は理論的には制約がない。しかし、現在のEDVEGAは自由帰還可能な周期の1年や1.4年もしくはその近辺に固定している。そこで、本研究では打ち上げから地球再会合までの時間を自由にとり、燃料を最小にするようなEDVEGA軌道を3次元で求め、ロケットによる投入速度(つまりEDVEGAの始点)と地球スイングバイ時での探査機の重量や速度について体系的に研究を行った。電気推進やソーラーセイルの持つ一般的に知られている特徴は「燃費が良い」,「推力方向に制約がある」「推力の大きさは太陽からの距離に依存する」事であるが,電気推進を用いた「はやぶさ」の運用や「ソーラーセイル」の開発過程でその運用を整理するにあたり,実際に考慮しなければならない特徴が他にもある事が分かった.「はやぶさ」の電気推進の推力は連続的に調整できず,離散的である.ソーラーセイルでは軌道設計上では制御パラメータは姿勢であるが,現実問題として姿勢変化は緩やかにしかできない.また,姿勢は加速度の大きさと方向に直接関係する.しかし,加速度がセイル膜の展開状態(シワ,たるみ等)と太陽との角度に依存するため,正確な加速度モデルを構築しにくい.このため軌道決定がよりいっそう困難であり,設計値から軌道が大きくずれる事も予想される.そこで,本研究では,電気推進・ソーラーセイルによる深宇宙探査ミッションの運用性を解析し,運用性を考慮した軌道設計理論を構築し,ツールの開発を行う事を目的としている.今年度は,「IKAROS」は世界で初めてのソーラーセイルによる深宇宙航行の運用に成功した.予期せぬ興味深いデータも出ており,現在これらのデータの追及及び加速度の解析が行われており,本研究を進めるにあたって軌道計画への影響を抽出している途中である.電気推進の運用では「はやぶさ」は1つのツールですべての軌道設計ができないため,用途に合わせて計算の幅や最適化手法も異なるツールを用意し使い分けていた.運用性をよくするために,これらのツールを十分に評価し,場合によっては最適化手法を変えるなど,次世代の深宇宙探査に応用できるシステムを考案中である.本研究は、「電気推進」や「ソーラーセイル」等の低推力で連続加速をするエンジンを用いた探査機の「運用性」に着目した軌道計画の研究を行う事を目的としている。将来的にはこの二大低推力推進のハイブリッド型である「ソーラー電気推進」への応用を見据えて研究を行う。2年目では、設計理論の構築とツールの開発に着手する研究計画を立てており、2010年6月に開始した本研究は現在2年目の第4クォーターに入ったところである。現在「IKAROS」は延長して運用中であり、光子加速の解析および軌道決定手法が検討されつつある。並行して、「はやぶさ」の後継機を開発中で「はやぶさ」の経験からより実用的な軌道を検討中であり、プロジェクトとしての課題がいくつか抽出されている。設計理論とツールの開発も着手しており試作段階であるが課題が抽出されている。1つ目は、計算プログラムの問題であり、予想どおりではあるが、解を収束させるための初期値が定まらない。最適化手法にはいくつか種類があるが、低推力推進の場合は、燃料の最少化のよりも多くの制約を満たす必要がある事を考えると、解の探索方向は制約をまず満たし、その上で燃料をできるだけ少なくする手法をとるべきである。大域的な準最適解を得るようなプログラム構成にすることも検討中である。また、そのような最適化手法をしたとしても、探索の初期値はある程度は力学的な観点から選ぶべきであり、初期値の与え方を研究中である。2つ目はプロジェクト独自の制約なのか、汎用的な制約なのかを見極めることである。

机上の研究では見過ごされている実在する制約等を実プロジェクトから得つつも、広く拡張できるものにする必要がある。本研究は、「電気推進」や「ソーラーセイル」等の低推力で連続加速をするエンジンを用いた探査機の「運用性」に着目した軌道計画の研究を行う事を目的としている。2010年6月に地球に帰還した「はやぶさ」と同年5月に打ちあがったソーラーセイル実証機「IKAROS」の実ミッションから「運用性」を検証し、運用性を考慮した軌道設計理論を構築し、ツールの開発を行う。将来的にはこの二大低推力推進のハイブリッド型である「ソーラー電力推進」への応用を見据えて研究を行う。深宇宙探査機の軌道は、本来はロケットの打ち上げから惑星空間移行および目的天体への投入軌道、オービターやランデブーもしくはフライバイ等すべて1筆書きでつながった軌道であるが、軌道設計する際には、1)ロケットの打ち上げ軌道2)移行軌道3)目的地到着後の軌道、と分けて設計する事が多い。昨年度まではロケットによる軌道投入問題と切り離し、ロケットによって惑星間に投入された後からの軌道を考えていたが、今年度はロケットによる軌道投入と同時に研究する事とした。そこで、EDVEGA(Electric Delta-V Earth Gravity Assist)による地球再会合までの軌道に焦点をあてた。EDVEGAというのは、ロケットによる軌道投入後、地球との再会合を前提に地球に戻ってくるように設計された軌道で、その間に低推力で加速することで再会合時の速度を大きくするものである。地球スイングバイ後は惑星間移行軌道に入るためにその日時に制約があるが、打ち上げから地球再会合までの時間は理論的には制約がない。しかし、現在のEDVEGAは自由帰還可能な周期の1年や1.4年もしくはその近辺に固定している。そこで、本研究では打ち上げから地球再会合までの時間を自由にとり、燃料を最小にするようなEDVEGA軌道を3次元で求め、ロケットによる投入速度(つまりEDVEGAの始点)と地球スイングバイ時での探査機の重量や速度について体系的に研究を行った。研究計画どおり、設計理論の構築とツールの開発に着手しており、課題の抽出も行われているため。今後の予定では、現在抽出されている課題1)最適化手法を初期値の問題、2)プロジェクト独自の制約なのか一般的な制約なのかを見極める、を解決しつつ、何度か設計理論の構築とツールの開発を繰り返し、実ミッションを想定しつつも、1つのプロジェクトの固執しない汎用性の高いツールを開発する事である。すでに、理論の構築とツールは着手しているが、今後は、調査、解析も進めながら、理論の構築とツールの開発を重点的に行う。
生合成拡張型骨格多様化合成によるマクロ環状分子群創製と機能創出

生合成を摸倣しつつ,合成化学的な展開を見据えて適切な官能基を導入した多能性中間体を設計・合成する。多能性中間体と平衡にある複数の縮環骨格を作り分け,骨格形成反応の位置・立体・エナンチオ選択性を制御するための合成論理や戦略の提案と体系化を進める。ジヒドロピリジンやビスピロリジノインドリンに潜在する多彩な反応性を協同的に引き出し,一連のアルカロイド群や合成アナログ群を系統的に骨格多様化合成する。多官能性骨格群を系統的に合成し,既存の化合物ライブラリーとは一線を画した高次構造スキャフォールド群を現実的なコストで創製する。高次構造を有する低・中分子群の系統的合成と機能創出を革新する基盤技術を開発する。
非線形システムのH無限大制御に関する研究とヘリコプターの姿勢制御への適用

本年度は,非線形システムのH∞制御に関する基礎的な研究を行った。まず非線形システムのH∞制御の基礎として非線形システムに対する有界実条件の導出を行った。すなわち非線形システムがある与えられたL_2ゲインをもつための必要十分条件を導出した。この必要十分条件は,Hamilton-Jacobi方程式と呼ばれる偏微分方程式の可解性により表されており,線形システムの場合のRiccati方程式に完全に対応するものである。つぎに,この有界実条件を用いて状態フィードバックの場合のH∞制御問題が可能であるための十分条件を導出した。最後に,実際の制御系設計問題としてロバスト安定化問題を扱い,上述で導出した状態フィードバックによるH∞制御を利用して,その解法を与えた。数値例によりこの手法の有効性は確認されている。現在は,実験用ラジコンヘリコプターを製作中であり,これにより本手法の有効性を実験的に確認する予定である。
脊椎動物Zicファミリーの形態形成における役割

Zicファミリーは、ショウジョウバエのpair-rule遺伝子odd-pairedのホモログであり、小脳に強く限局して存在するzincフィンガー型の蛋白質をコードしている。平成15年度は、網膜神経細胞で発現しているZic2の神経軸索走向路決定における役割、Zic変異マウスを用いたマイクロアレイ解析から得られた新規遺伝子群についての発現・機能の解析を行い、以下の点を明らかにした。1.網膜神経細胞(retinal ganglion cell)の視交叉における対側または同側への神経軸索走向の決定はSlit2,ephrin-A, ephrin-Bなど様々な因子によって規定されることが知られている。我々はZic2がマウスの網膜神経細胞層において胎児齢16日前後の時期に腹耳側に限局して発現していることを見いだした。この時期、この領域の細胞から投射する神経軸索は視交叉において、交差せずに同側に投射することが、知られている。そこで網膜と視交叉組織の共培養系において、Zic2を網膜組織に過剰発現させたところ、神経軸索の伸展が阻害されることが明らかとなった。一方、Zic2変異マウスの視交叉における神経軸索の走向パターンを検討したところ、ヘテロ個体では同側への投射が有意に減少していることが、明らかになった。また、様々な生物種におけるZic2陽性の網膜神経細胞数と同側へ投射する神経線維の割合の間に正の相関が認められた。網膜神経細胞の同側への投射は物体の遠近を認知するのに必要な両眼視の神経機能に必要であり、Zic2が進化の過程で様々な生物種の両眼視機能の成り立ちに関与したことが示唆された。2.Zicファミリーの遺伝子変異マウスに由来する組織を用いたマイクロアレイ解析で見いだされた遺伝子のうち、神経突起の伸展、極性を調節する可能性のある新規蛋白質として、Slitrkファミリーを同定し、解析を進めた。Zicファミリーは、ショウジョウバエのpair-rule遺伝子odd-pairedのホモログであり、マウス成獣では小脳に強く限局して存在するzincフィンガー型の蛋白質をコードしている。これまでの解析でZicファミリーは外胚葉から、神経外胚葉、神経堤の形成される過程を促進する因子であること、また神経発生のみならず、椎骨の背側部分の分節的構造、肢芽の構造の成り立ち、内臓の左右軸の決定にも関わることを明らかにした。平成14年度は、左右軸の決定に関わると考えられる中胚葉組織におけるZic3の発現調節機構の解析、椎骨の形態形成におけるZicと他の遺伝子の協調的な制御機構、Zic変異マウスを用いたマイクロアレイ解析から得られた新規遺伝子群についての分子性状解析を行った。その結果、1)中胚葉誘導因子として知られているツメガェルBrachyuryがZic3の遺伝子発現調節に関わることを明らかにした。ツメガエルBrachyuryの片側性過剰発現は左右軸異常を引き起こすことも見いだした。2)Zicファミリー蛋白質による形態形成の制御に重要なZic蛋白質に結合する蛋白質を酵母2ハイブリッド法を用いて探索し、いくつかの結合蛋白質を同定することができた。これらZic結合蛋白質のうちの一つはZic蛋白質の機能阻害因子であることが明らかになった。3)Zicファミリーの変異マウスにて発現が変動する遺伝子をマイクロアレイ解析により系統的に探索し、変動の認められた2種の遺伝子Slitrkファミリー、Dorz1について解析を行った。このうちSlitrkファミリーは新たな神経細胞の突起伸展調節因子であることを明らかにした。
キラル小分子との1:1相互作用に基づいた高分子らせん不斉の高度可逆的スイッチング

本研究においては,ポリマー1分子あたりわずか1分子のキラル低分子化合物との相互作用により,らせんポリマーのらせん方向制御が高度に制御される現象の理解を通じ,より高度な可逆的らせん構造制御を行おうことを目的としている。今年度は特に,溶媒によってらせん方向を完全に制御することができるポリマーの開発と,そのキラル高分子触媒としての利用について検討を行った。1.溶媒効果によるらせんの完全反転現象キラル側鎖を有するポリ(キノキサリン-2,3-ジイル)を合成し,その円二色偏光スペクトルを測定したところ,クロロホルムやTHF中ではほぼ100%の右巻きらせん構造を示したのに対し,1,1,2-トリクロロエタン中ではほぼ100%左巻きらせん構造を取ることがわかった。この構造変化は可逆であり,一旦左巻きに変化したらせんポリマーをクロロホルムに溶解すると,再び100%右巻きに戻る。種々の溶媒中におけるらせん方向過剰率について詳細な検討を行った。2.キラリティーを変化させることができるキラル高分子配位子の開発上記現象を利用して,用いる溶媒によって生成物の絶対配置を制御することのできる,新しいキラル配位子を開発した。トルエン溶液を濃縮して得た高分子配位子をスチレンのパラジウム触媒ヒドロシリル化に用いたところ,溶媒を用いない条件下においてS体の生成物が97%eeの光学純度で得られた。同じ高分子配位子を1,1,2-トリクロロエタン/トルエン中60度で加熱したところ,らせん方向は左巻きに完全に変化し,これを用いて同じ反応を1,1,2-トリクロロエタン/トルエン中で行ったところ,93%eeの光学純度を有するR体の生成物が得られた。本研究は、「動的」らせんポリマーのらせんキラリティー制御にかんする新しいコンセプトの提出と,新しい機能創出を目指して行っている。本年度は,本研究において研究対象にしているポリ(キノキサリン-2,3-ジイル)のらせん構造の動的性質についての重要な知見を得るとともに,キラル分子一ポリマー鎖との1:1相互作用による不斉らせん誘起の基礎的な検討を行ったので報告する。(1)キラル側鎖を誘導したキノキサリンにおける動的らせん形成光学活性(R)-2-ブチルオキシメチル基を側鎖に有するポリキノキサリンを合成し,その不斉らせん形成について検討した。キラル光学活性モノマーとアキラルモノマーの比を変化させて合成したポリキノキサリンのCDスペクトル測定により,クロロホルム中において同キラル側鎖を有するモノマーユニット一つあたり約0.5kJ/mol右巻きらせんを誘起する効果があることがわかった。キラル末端置換基と組み合わせた測定では,我々が従来用いている4,5-ジフェニルイミダゾリニル基を有するキラル置換基が約6kJ/mol,すなわち約85%eeに相当するらせん誘起能を有することがわかった。(2)ポリマー末端におけるキラル置換基の脱着による,光学活性らせん形成側鎖にアキラル置換基,高分子鎖末端に保護されたホルミル基を有するラセミ体ポリキノキサリンを合成し,末端ホルミル基上の保護基の脱保護とキラルイミダゾリン置換基の導入を行ったところ,85%ee以上のらせん誘起が認められた。また,末端にボロニル基を有するラセミ体ポリキノキサリンを合成し,光学活性ジオールと反応させたところ,70%ee以上の不斉らせんを誘起することに成功した。この不斉らせん形成はボロン酸エステルの形成に伴うと考えられ,ボロン酸への加水分解を行うと再びラセミ体へと変化する。
モバイル2.0時代の大学図書館OPACの利用に関する研究

大学図書館における携帯OPACの利用について,大阪市立大学携帯OPACを事例としてとりあげ,学部学生を対象として調査した。(1)質問紙調査により利用意向,使わない理由,機能要望を明らかにした。(2)独自開発した付加機能であるAmazon情報表示機能,配置画像表示機能,自動再検索機能に関する知見を明らかにした。(3)ログ分析を行い,操作の特徴,入力語数,文字数などを明らかにした。携帯電話の普及に伴い大学図書館において携帯OPACの導入が進めつつある。しかし、携帯OPACは本当に使われているのだろうか。図書館にとって不可欠なサービスなのであろうか。利用者属性によって利用の特徴やニーズに差異はあるのだろうか。国内外ともに、PC版OPACの利用についての研究は数多く存在するか、携帯OPACの利用に関する研究は数少ない。本研究の目的は、大学図書館における携帯OPACの特徴を明らかにすることである。平成19年度(初年度)は、大学図書館における携帯OPACの利用意向の解明を目的として、大阪市立大学新入生255人の利用意向を実験と質問紙調査により分析した。(a)利用意向、(b)使わない理由、(c)機能要望の3つに分けて分析した。利用者属性としては、文理と性別の観点に焦点をあてた。利用意向と関連のある主な項目は「パケット定額サービスの加入」と「システムを使いすやいと感じた度合」であった。利用意向は、初回調査では女性、追跡調査では文系が高かった。理系男性は利用意向が低かった。携帯OPACを使わない理由は、「お金がかかる」「不必要」「遅い」「使いにくい」「機能不足」の順番であった。携帯OPACへの機能要望は、「休館日案内」「予約」「貸出延長」「新着図書」「お知らせ」の順番であった。実験後の調査では女性の利用意向がやや高かったが、実験を伴わない追跡調査では文系の利用意向が高くなり、性差がなくなった。文系の利用意向が高いことは本学における図書館利用調査や他大学の事例と合致する。初回調査での女性の意向の高さや、初回から一貫した理系男性の意向の低さについては、図書館利用だけでなく、携帯電話利用やコンピュータ利用と関連があると思われる。携帯OPACを使わないと思う理由は、お金がかかることと必要性を感じないことが2大原因である。今年度の主な成果は以下の3点である。(1)大阪市立大学においては独自開発による携帯OPACを提供している。その構想から開発,公開,評価にいたる,2003年から2008年の6年間の経緯について,(a)独自開発を可能とした体制と開発内容,(b)付加機能であるAmazon情報表示機能,配置画像表示機能,自動再検索機能の開発と評価により得た知見を明らかにした。Amazon情報表示機能と配置画像表示機能の実現は国内初である。自動再検索機能は, OPACにない機能で速度や負荷の面から問題がないものを開発する課題として位置付けた。本研究の意義は以下のとおりである。大学図書館において携帯OPACを独自開発する一つのモデルを示した。また, OPACのCGIインタフェースや,無料で利用できるWebサービスなどを用いて,低コストで付加機能の開発が可能であることを実例をもって示した。(2)大阪市立大学携帯OPACのログ分析を行い,入力単語数,文字数,操作の特徴などを調べた。本研究の意義は,携帯OPACのログデータをはじめて公開し,ログ分析による利用の特徴を明らかにしたことである。(3)大阪市立大学携帯OPACは,大阪市立大学学術情報総合センターライブラリーサービス基盤支援システムのHPにおいて公開し,安定した運用を続けている。
中国朝鮮族の移住とエスニシティ:都市居住者に関する社会人類学的研究

1,研究の目的中国朝鮮族家族の移住と定住、そして民族的アイデンティティの自覚とエスニシティの形成を、大都市に移住した家族と個人を対象に研究調査した。調査実施地は、北京、青島、上海、深〓および韓国ソウルであった。2,調査概要主な調査内容は次のものであった。(1)都市に居住する中国朝鮮族の移動と就業状況について、政府機関や報道機関および大学に勤務するもの、私営企業家、都市に出稼ぎに出てきている家族を訪問し、インタビュー記録を整理した。(2)韓国ソウルでの海外出稼ぎ者に対する訪問調査とその支援組織の活動を調査した。(3)延辺朝鮮族自治州創立50周年記念事業、青島における中国朝鮮族の運動会、朝鮮族学校など大都市における民族的な文化活動を調査した。3,調査から得られた暫定的な知見(1)都市への移動者(1)都市への移動は学歴・職歴が鍵になっている。大学卒業者もしくは軍隊経験者は、新しく企業を始めるにも文化的な資原を経済的な資源に転換している。これに対して、一般の地方出身者の多くは雑業層に就く。(2)「運動会」の挙行は、移住地にあらたな絆と凝集を構成する機会を提供している。(3)出稼ぎ者が集住する地域は、アメリカ社会学のシカゴ学派がtransition zone(推移地帯)と見なす地域である。(2)家族・親族の絆の再構成(1)同郷・親族ネットワークが相互支援のために不可欠の役割を果たしている。(2)誕生日や還暦の祝いが活発になっているが、家族における儒教的構成原理を状況主義的に再構成している。(3)エスニシティの構造(1)朝鮮族が「故郷」としての北朝鮮から自立的な立場を確立し、また、中国で生きる手段として中国語の習得を選択しているが、これらは「脱朝鮮族」の傾向を生んでいる。(2)他方では、朝鮮族であることが、韓国チャンネルとの接点を作り経済的な新たなチャンスとなっている。韓国にたいして「同胞」としての優遇を期待することも強くなっている。(3)中国朝鮮族としての自覚が高まっているとすれば、一種の「再朝鮮族」を見ることもできよう。4,これからの展開以上の研究成果をふまえて、論文集の刊行を計画している。都市に居住する朝鮮族家族の移住過程、職業、故郷の家族との絆、居住地でのネットワークに関する基本的な調査に着手した。(1)本年度は、来年度からの本調査にむけて、中国朝鮮族の移動と就業状況について、地域的な特徴を概括的に把握することに目的があった。(2)辺朝鮮族自治州和龍県の高等学校1981年卒業者の名簿から、現在の職業と居住地を整理した。彼らは大都市で就業する傾向が強いが、必ずしもよい条件で就業しているとは限らないことがわかった。(3)北京、青島、上海、シンセンの4都市における朝鮮族の移住と就業に関する概況調査を実施した。北京では、北京大学や北京外国語大学などの重点大学を卒業して、政府機関や大学に勤務するもの、文化的資源を背景に私営企業家となるもの、さらに都市の下層で就業するものと、階層分化が激しい。

これに対して、青島では韓国企業の資本・技術とのリンクが企業活動に重要な要素となっている。シンセンでは、韓国資本・技術との提携ばかりでなく、台湾や香港、さらには日本資本・技術との提携が見られた。(4)また、中国朝鮮族は韓国への出国が日常的になっており、国境を越えたネットワークが形成されていることに注目される。都市下層に生活する人々も、韓国とのリンクが、新しい生活機会への転機に重要な役を果たしていることも予想された。(5)来年度は、本年度調査の成果の上に、政府機関に勤めている人、私営企業家として成功した人、都市下層に対流している人の3つの階層を対象に、移住の過程、都市での活動(商工会、運動会など)、地域内ネットワーク、家族の絆、韓国資本・技術とのリンク、国外への移動などについてインテンシブな調査を実施する計画である。13年度の調査内容は、以下のようにまとめることができる。(1)中国朝鮮族の移住に関する生活史的調査(1)北京に出稼ぎに出た2つの家族の事例調査(2)延辺地区を故郷とした二組の親族構成員の婚姻、職業、居住地、国境を越えた移住・移動に関する詳細な事例調査(3)延辺地区の高等学校クラス会成員の職業と移動に関する調査(2)中国国内における中国朝鮮族の集住地域の社会状況調査(1)青島市における中国朝鮮族の集住地域に関する調査(2)青島地における朝鮮語新聞の経営、発行、記事内容、読者に関する調査(3)北京における中国朝鮮族が経営する朝鮮語学校(幼稚園、小学校)に関する調査(3)韓国における中国朝鮮族の移住状況調査(1)中国朝鮮族の移住と就業状況調査(2)移住した人の個別事例による生活史調査(3)中国朝鮮族の集住地域の社会概況調査(4)中国朝鮮族の支援組織の活動に関する調査13年度調査を14来度調査に展開する観点からまとめると、以下の点が注目される。第1は、中国朝鮮族の中には海外での出稼ぎ経験を持つ者が少なくないことである。海外での出稼ぎが新しいチャンスと見なされ、まだ出稼ぎをしていない人も、出稼ぎのチャンスを窺っている場合が多い。第2は、中国朝鮮族の出稼ぎ者たちは、移住先で独自のコミュニティを形成している。韓国ソウルでも朝鮮族街を形成しており、緊密なネットワークの中に生きている。第3は、出稼ぎ者が集住する地域は、transition zone(推移地帯)とみなされる地域で、シカゴ社会学の都市理論が適用できるように思われる。14年度の調査内容は、以下の項目にまとめることができる。1,ソウルにおける中国人および中国朝鮮族の出稼ぎ型移動に関する実態調査(1)支援組織の一つである会の活動に関する資料収集(2)韓国における中国人移住者に関する調査(中国僑民協会)と中華学校(台湾系)に関する調査2,朝鮮族自治州成立50周年記念事業に関する調査3,青島における中国朝鮮族の運動会の活動と組織・運営に関する調査4,北京に出稼ぎに出てきた家族の追跡調査調査から得られた知見は、次のように整理できる。(1)都市への移動は学歴・職歴が鍵になっている。大学卒業者もしくは軍隊経験者は、新しく企業を始めるにも文化的な資本を経済的な資本に転換している。これに対して、一般の地方出身者は、大して当てにならない絆に頼らざるを得ない。
境界のある共形場理論とその重力・宇宙論への応用

非自明な背景時空上における弦理論の研究は、初期宇宙やブラックホールといった対象について量子論的な考察を行う上で重要な手がかりを与えると考えられており、近年の理論高エネルギー物理学における主要なテーマの一つである。弦理論の非摂動論的側面の解明にはD-ブレーンと呼ばれる高次元物体の振る舞いを調べることが有用であり、本研究は曲がった、あるいはダイナミカルな背景時空上のD-ブレーンを共形場理論の立場から解析しようというものである。また、ここで現れる場の理論は、弦理論の物理だけでなく、低次元物性物理等、きわめて広い分野の物理において理論的基礎を与えるものであり、弦の物理以外に応用の可能性があるという点でも興味深い。本年度は主として、以下のテーマについて研究を行った。弦理論の顕著な性質の一つとして双対性と呼ばれる離散的な対称性があり、これを用いて必ずしも幾何学的解釈を持たないような弦の背景時空を構成する試みがある。これについて、特にT双対性とよばれる対称性を用いて共形場理論のモデルの構成を行い、特にその背景上のD-ブレーンをオービフォールドの理論を用いて構成し、その詳細な解析を行った(菅原祐二氏(東京大学)との共同研究)。また、より具体的、かつ現象論的に興味のある例として、T双対性をK3多様体のミラー対称性に応用し、そのうえの弦理論のコンパクト化について議論した(菅原祐二氏との共同研究)。これらについて現在論文を準備中である。非自明な背景時空上における弦理論の研究は、初期宇宙やブラックホールといった対象について量子論的な考察を行う上で重要な手がかりを与えると考えられており、近年の理論高エネルギー物理学の主要なテーマの一つである。その基礎となる共形場理論を用いたD-ブレーンの研究において、本年度は主に二つのモデルについて研究を行った。まず、Wess-Zumino-Witten模型、特にそのうち最も簡単なSU(2)のアフィン・リー対称性を持つ場合について、境界条件の新しい自由場表示を考案し、それとCoulomb-gasの方法を組み合わせることによってディスク上の相関関数の解析解を平易に導く方法を開発した(S.Hemming、E.Keski-Vakkuriとの共同研究)。この方法は一般のアフィン・リー代数の場合に容易に拡張することができ、またN=2超対称最小模型、パラフェルミオン等のcoset、またカラビ=ヤウ多様体の研究等への応用が考えられる、汎用性の高いものである。この研究結果は論文として発表されている。次に、c=1オービフォールド模型の境界に対するマージナルな変形について解析を行い、時空オービフォールド上のブレーンの経時変化についての研究を行った(E.Keski-Vakkuri,R.Leigh,S.Nowlingとの共同研究)。具体的には時間の原点においた空間的ブレーンを宇宙の初期状態として考え、それが崩壊することによりミンコフスキー時空が始まるようなモデルを弦理論として考えることができることを示した。時空オービフォールドは弦理論で記述される最も簡単な時間変化をする時空の例であり、宇宙の初期特異点の単純化された模型を与えると考えられる。この結果に基づく論文を現在準備中である。その基礎となる共形場理論を用いた曲がった、あるいはダイナミカルな背景時空上のD-ブレーンの研究は、弦理論の物理だけでなく、低次元物性物理等、きわめて広い分野の物理において理論的基礎を与えるものである。これに関し、本年度は主として次のテーマについて研究を行った。まず、先年度に引き続き、c=1オービフォールド模型における境界のマージナル変形についての研究を行い、これを用いた時空の初期特異点の単純化された模型を提案した(E.Keski-Vakkuri, R.G.Leigh, S.Nowlingとの共同研究)。これは動力学的な時空におけるタキオン凝縮という近年盛んに研究されているパラダイムを具体的に単純な模型において実現したものである。この結果はすでに論文として発表されている。次に、上の模型の場の理論としての厳密性を確かめるため、フェルミオン化法を用いた新たな定式化を行った。これは、物性物理における近藤効果を解析する手法を応用したものであり、任意のオービフォールド半径の場合の境界変形について正確な結果を与える。この結果は論文にまとめ、現在投稿中である。さらに、XY模型、ポッツ模型等、2次元スピン可解系におけるマージナル境界変形理論の応用について考察を行い、現在論文を準備中である。

弦理論の顕著な性質の一つとして双対性と呼ばれる離散的な対称性があり、これを用いて必ずしも幾何学的解釈を持たないような弦の背景時空を構成する試みがある。これについて、特にT双対性とよばれる対称性を用いて共形場理論のモデルの構成を行い、特にその背景上のD-ブレーンをオービフォールドの理論を用いて構成し、その詳細な解析を行った(菅原祐二氏(東京大学)との共同研究)。また、より具体的、かつ現象論的に興味のある例として、T双対性をK3多様体のミラー対称性に応用し、そのうえの弦理論のコンパクト化について議論した(菅原祐二氏との共同研究)。これらについて現在論文を準備中である。
江戸時代前期宮廷における『源氏物語』享受-土佐光成筆「源氏物語図屏風」の成立過程

江戸時代前期に宮廷で制作されたと思われる「源氏物語図屏風」のうち、本年度は、霊元院が撰じた屏風についての絵画調査を主に行った。特に、「源氏十二月詞書」(または「源氏十二月絵詞」)と呼ばれている資料の調査を中心に行った。前年度までは、基本的に国文学研究資料館所蔵のマイクロフィルム化された資料を基に、原典にあたるという方法をとった。そのほとんどが「詞書」という文字資料であり、そこからは「源氏物語十二月図屏風」が『源氏物語』のどの場面を選択して制作されたものであるのか、また、複数に及ぶ「源氏十二月詞書」の存在により、本研究対象の屏風絵が、いかに成立後から広く知られていたかがなどが窺い知れたものの、絵画としての資料については、京都大学所蔵の1資料のみ存在を確認できたばかりであった。本年度は、絵画資料として新たに所在が明らかになった京都市立芸術大学所蔵の粉本の調査を行った。京都市立芸術大学は土佐派粉本を多く抱えているが、調査の結果、調査対象の絵画資料は土佐派によるものではないことが判明した。また、存在は明らかにされていたが、資料内容が明らかになっていなかった大阪青山短期大学所蔵の資料についても調査を行った。このことにより、現在、目録等で確認できる同名の資料についての原典調査はほとんど終了することができた。さらに、調査を進める上で、江戸時代の『源氏物語』絵画化を知る上での貴重な絵画粉本として、東京藝術大学所蔵の住吉家粉本の存在を見つけることができた。江戸時代前期に宮廷で制作されたと思われる「源氏物語図屏風」のうち、本年度は、霊元院が撰じた屏風についての調査を主に行った。基本的には国文学研究資料館に所蔵されているマイクロフィルム化された資料を調査し、原典にあたるという方法をとった。文献のみでの資料としては、宮内庁書陵部、福井県立図書館、大阪青山短期大学、国立歴史民俗博物館等に所蔵される「源氏十二月詞書」(または「源氏十二月絵詞」)についての調査をおこなった。各所蔵先に赴き、資料に関するデータを収集し、文献複写依頼を行った。また、当該資料について詳細に翻刻・本文異同等を行った。また、絵画資料として京都大学文学部所蔵の「源氏十二月画粉本」についての調査を行った。京都大学文学部に赴き、資料のデータを収集し、文献複写依頼、および確認作業を行った。上記の調査・研究により、霊元院御撰とされる「源氏十二月詞書」が当時の宮廷と江戸幕府とを結び付けるものであったことが判明し、このことについて、文献紹介(旧有栖川宮本を中心に主要三点の文献に対する翻刻および本文異同)および成立に関する考察を論文にまとめた。本年度の研究の大きな成果としては、マイクロ資料から原典にあたるという調査の過程において、国文学研究資料館・宮内庁書陵部・国立民俗博物館の三館それぞれの所蔵データで所在が不明になっていた通称・高松宮本「源氏十二月詞書」が宮内庁書陵部で《高松宮家旧蔵旧有栖川宮本》として存在していたことが判明した。その他、土佐派の絵画に関する研究については、本年度は着手することができなかった。前年度に調査を行った「源氏十二月詞書」(または「源氏十二月絵詞」)について引き続き、調査をおこなった。各所蔵先に赴き、資料に関連するデータを収集し、『一簣抄』等の文献複写依頼を行った。また、複写資料について詳細に翻刻・本文異同等を行った。また、前年度、絵画資料として京都大学文学部所蔵の「源氏十二月画粉本」の所在を掴んだものの、その素性を突き止めることができなかったため、当該絵画資料に関連すると思われる人物・藤源貞幹および山本守礼に関する資料の収集を行った。さらに、静嘉堂文庫所蔵の土佐光成筆の絵画資料(マイクロフィルム化されたもの)の調査および、周辺の類似資料について調査を行った。本年度の研究は、前年度に突き止めることのできなかった藤原貞幹・山本守礼の存在をある程度突き止めることができたが、「源氏十二月画粉本」との関連性を把握するまでには至らなかった。また、江戸時代前期、霊元院と共に「源氏物語図屏風」の制作に関与したと思われる近衛基熈執筆の注釈書『一簣抄』が膨大であったため、翻刻を今年度で終えることができなかった。次年度も引き続き、翻刻調査が必要である。その他、土佐派の絵画に関する研究については、静嘉堂文庫、大阪青山短期大学、京都市立芸術大学に赴くことができず、次年度の課題となる。

そのほとんどが「詞書」という文字資料であり、そこからは「源氏物語十二月図屏風」が『源氏物語』のどの場面を選択して制作されたものであるのか、また、複数に及ぶ「源氏十二月詞書」の存在により、本研究対象の屏風絵が、いかに成立後から広く知られていたかがなどが窺い知れたものの、絵画としての資料については、京都大学所蔵の1資料のみ存在を確認できたばかりであった。本年度は、絵画資料として新たに所在が明らかになった京都市立芸術大学所蔵の粉本の調査を行った。京都市立芸術大学は土佐派粉本を多く抱えているが、調査の結果、調査対象の絵画資料は土佐派によるものではないことが判明した。また、存在は明らかにされていたが、資料内容が明らかになっていなかった大阪青山短期大学所蔵の資料についても調査を行った。このことにより、現在、目録等で確認できる同名の資料についての原典調査はほとんど終了することができた。さらに、調査を進める上で、江戸時代の『源氏物語』絵画化を知る上での貴重な絵画粉本として、東京藝術大学所蔵の住吉家粉本の存在を見つけることができた。
地域ブランドを活用した地域企業のコア資源展開モデルに関する研究

戦略論における資源基盤観点のこれまでの研究蓄積において、地域資源を理論のなかに組み込んだものは少なかった。一方で、実践の場面では、地域資源をブランド化し、それを活かして企業が成長するという事象が見られるようになってきていた。本研究は、他業種に渡る国際的な企業調査を行うことにより、これまで明らかにされてこなかった地域資源を活用した地域企業の経営資源戦略を、コア資源の展開モデルに戦略プランを組み入れることで理論化している。研究期間の初年度である本年の実施計画に従い、(1)北海道地域の企業を対象にしたフィールド調査、(2)研究に関連するデータおよび先行研究の収集と分析、(3)概念モデル化、といった三つの研究調査活動を実施した。本研究の目的は、「地域ブランド」を活用している企業のビジネスモデルについて、内部要因と外部要因の双方に着目しながら、特に資源ベース戦略論の理論的発展に貢献することであった。実施計画のそれぞれのフェーズにおいて、所期の研究目的を進化させるような研究成果をあげることが出来たので、以下に列記しておく。まず、(1)については、2007に発生した石屋製菓における賞味期限偽装事件を詳細にケーススタディとして分析した成果を研究論文にまとめ、時宜に適った成果として公表ずることができた。論文とはなっていないが、地域ブランドに関連性の高い企業のインタビユーデータも複数蓄積できている。次に、(2)については、特に先行研究の分類を、比較的幅広くとつて進めたことが功を奏し、観光振興など本課題が当初想定していなかった対象に、本研究が課題とする理論を進展させる可能性があることが判明した。結果として、この発見が日本広報学会での発表につながり、理論構築型の論文にも結実させることができている。最後に、(3)については、上述の(1)と(2)が比較的順調に推したこともあり、モデル構築のための理論とデータを大量のテキストの形でまとめることにも成功している。なお、以上の成果をまとめた中間報告として、近々一般書籍の出版も予定されるなど、次年度以降の研究実施に向けて、初年度の研究は快調にスタートを切ることができている。研究期間(三年間)の中間年度である本年の実施計画に従い、(1)地域企業への聞き取り調査・フィールド調査、(2)量的データ収集とそのネットワーク分析、(3)概念モデル化、といった三つの研究調査活動を実施した。初年度に内部要因に着目した研究を進展させることができたので、本年度は外部要因に関する研究を進化させた。双方に一定の研究成果をあげ、一般書籍にもまとめることが出来たので、以下に列記しておく。まず、(1)については、2009年に公刊した二冊の書籍にフィールド調査の成果が盛り込まれている。地域ブランドに関連性の高い企業だけでなく、市民や行政の動きにも着目したのが大きな特色である。次に、(2)については、アクターネットワーク理論を使ったネットワーク分析の試みを上記の一般書関のなかで展開した。最後に、(3)については、モデル構築に必要な海外文献を翻訳するとともに、上記の一般書籍のなかに一部の成果を盛り込んだ。以上のように、本年は中間報告として複数の書籍刊行に結びつけたが、次年度以降は最終的なまとめとして研究全体を網羅するような専門書レベルの成果を残せるよう、引き続き努力していくつもりである。1.研究の内容本課題においては、グローバルな環境において、地域資源を活用すべきかを分析することに集中した。日本企業だけではなく、韓国の企業が国際化する際に自らの経営資源と現地の地域資源をどのように組み合わせているかを分析し、地域資源が政治的な要素によっても価値づけられるプロセスを発見するなど国際的な研究にも踏み込んだ。また、業種は、科学技術イノベーションが大きく作用する業界から、観光業界まで幅広く選択したが、とりわけ観光サービス産業調査の過程で、日本などの先進国の観光サービス産業は、クラウドとして最近話題になっているIT技術によって大きなイノベーション可能性があること発見した。以上の研究結果は、それぞれ領域別に学会発表を実施済みである。(1)韓国下請け企業調査・フィールド調査を実施<平成20-21年度>21年度に学会発表を行い、22年度に査読論文受理(2)観光サービス産業の実地調査とクラウド技術の影響力調査の実施<平成22年度>22年度に学会発表を実施(3)観光まちづくりに関する地域ブランド力調査を実施<平成20-22年度>21年度および22年度にそれぞれ書籍として成果報告(4)最終的なモデル分析と成果報告書の執筆<平成22年度>平成23年度中に書籍として成果公開を予定2.研究の異議資源基盤観点に立脚した戦略論研究が進展しているが、地域資源や地域ブランド等の活用を前提とした研究は少ない。しかし、地域企業の実務ではこうした変数を無視することができないどころが、自らの中核的経営能力(コア資源)を確立する大きな要因となっている。

本研究は、こうした既存研究が扱わなかった地域資源や地域ブランドの問題に資源基盤観点を融合し、戦略論あるいは戦略プラニングの方法論を整理しつつあり、クラウド技術の有効性など、最新の情報技術の成果を取り入れたものになっている。産業の裾野も広く調査しており、汎用性の比較的高いコア資源展開モデルを開発提案している点に最大の研究意義があるだろう。3.研究の重要性研究代表者は既に過去の科研プロジェクトにより、コア資源展開モデルをネットワーク経営の文脈で活かす方法論を整理した。その上で今回の研究で提案する戦略的視点を組み合わせることにより、地域企業の実態に合った戦略プランを整理した点がユニークなだけではなく、政策担当者に向けて、地域資源活用のあるべき姿を提案したという点で、ミクロ的にもマクロ的にも応用可能性の高いものになった。ただし、汎用性を求め過ぎたために、個別産業にユニークな視点を犠牲にした面もある。今後はとくに、観光サービス業など、研究蓄積の少ない分野での研究貢献を目指し、研究を継続する予定である。
双極子相互作用をする冷却原子気体がもたらす新しい量子相およびダイナミクス

研究I:有限温度における極性分子の平衡状態における振舞いと安定性本研究では、有限温度における調和振動子型ポテンシャルにトラップされた双極性量子気体の密度分布の非等方性と安定性について議論し、有限温度効果により位相空間分布の異方性は緩和されるが絶対零度の理論と同様に、運動量分布の歪みは双極子相互作用の非等方性に起因して双極子モーメントの方向に伸びることを解明した。本論文では多くの種類の極性分子の生成に向けて実験が行われていることを受け、極性Fermi分子だけではなく極性Bose分子の熱平衡状態も議論し、統計性の違いが位相空間分布の非等方性にどのように現れるか解明した。ここで統計性の違いは実空間分布では現れないが、運動量分布の非等方性が対照的になることを明らかにし、現在実験が行われている温度領域と典型的な永久電気双極子モーメントでも、調和振動子型トラップポテンシャルを調節することによって密度分布の異方性は観測可能であることも定量的に明らかにした。(J.Phys.Soc.Jpn.80,044006(2011)で発表)研究II:有限温度における極性フェルミ気体の集団振動本研究では、有限温度における極性フェルミ気体の四重極モードの振動数と減衰の双極子相互作用および温度依存性を明らかにした。具体的にはまず、極性フェルミ分子に対する運動方程式を導出することによって、極性フェルミ気体は双極子相互作用により異方的な運動エネルギーを持つことと、粒子間の衝突に双極子相互作用の運動量空間での異方性の効果が現れることを明らかにした。さらに極性フェルミ分子における四重極モードを解析することによって、典型的な極性分子は高温領域では集団振動は流体力学的な振る舞いをすることと、双極子相互作用の異方的性質は振動数よりもダンピングに強く現れることを明らかにした。(日本物理学会2011年度年秋期大会、26th International Conference on Low Temperature Physics(LT26)でポスター発表)当初の研究計画を順調に遂行し、現在、本研究の最新の結果は論文を投稿準備中である。本研究では双極子相互作用をする量子気体の振舞いを解明すべき研究を行ってきた。来年度からは、双極子相互作用と超流動体の異方性の競合による新奇な量子相の出現と各量子相での振舞いを解明する。この研究は日本学術振興会特別研究員(PD)として遂行する。研究1.有限温度における極性分子の熱平衡状態に対する統計性の現れ本研究では、有限温度における調和振動子型トラップ中の極性分子の密度分布の非等方性と安定性を明らかにした。ここは自由エネルギーを最小化することで位相空間での歪みを考慮した変分分布関数を決定し、トラップの形状、双極子相互作用の大きさ、温度パラメータを変化させて極性分子の位相空間分布と安定な領域を調べた。昨年度の研究では有限温度における調和振動子型ポテンシャルにトラップされた双極性Fermi気体の密度分布の非等方性と安定性を解明した(Phys.Rev.A81.063624(2010))。今年度の研究では、Fermi分子だけではなくBose分子の熱平衡状態も議論し、統計性の違いが主に運動量空間に現れることを解明した。また現在実験が行われている温度領域と典型的な永久電気双極子モーメントで密度分布の異方性を観測可能であることも定量的に明らかにした。研究2.有限温度におけるspin-1 Bose凝縮気体の運動論本研究では、凝縮体と非凝縮体の衝突の効果を考慮しつつ非凝縮体のダイナミクスを無視する近似方法を用いて、凝縮体に対する有限温度効果を考慮した運動論方程式を構築した。各内部状態間の粒子のやり取りも考慮することによって、従来用いられている現象論的な運動論では議論できなかった内部状態の変化やスピン緩和を考慮でき、それを表式化できる。さらに、各内部状態で独立な散逸を考慮しているので、coreless vortexなどspin-1BEC特有の量子渦を議論する際にも有効な理論である。

具体的にはまず、極性フェルミ分子に対する運動方程式を導出することによって、極性フェルミ気体は双極子相互作用により異方的な運動エネルギーを持つことと、粒子間の衝突に双極子相互作用の運動量空間での異方性の効果が現れることを明らかにした。さらに極性フェルミ分子における四重極モードを解析することによって、典型的な極性分子は高温領域では集団振動は流体力学的な振る舞いをすることと、双極子相互作用の異方的性質は振動数よりもダンピングに強く現れることを明らかにした。(日本物理学会2011年度年秋期大会、26th International Conference on Low Temperature Physics(LT26)でポスター発表)当初の研究計画を順調に遂行し、現在、本研究の最新の結果は論文を投稿準備中である。本研究では双極子相互作用をする量子気体の振舞いを解明すべき研究を行ってきた。来年度からは、双極子相互作用と超流動体の異方性の競合による新奇な量子相の出現と各量子相での振舞いを解明する。この研究は日本学術振興会特別研究員(PD)として遂行する。
表面弾性波により形成した動的制御量子ナノ構造における光学特性解明およびスピン操作

GaAs/AlAs量子井戸上で表面弾性波(SAW)を発生させることにより作製した動的制御量子ナノ構造を用い,フォトルミネッセンスの強度および偏光異方性が空間位置と時間に依存する様子を調べ,SAWのつくるピエゾポテンシャル変調や同時に生じる歪によるバンド構造変調との関連性を明らかにした。また,電子・正孔分離状態を乱さずにスピンを計測できる空間・時間分解カー回転測定系を構築し,100μm以上という極めて長い距離を輸送される電子スピンダイナミクスの検出に成功し,半導体中のスピンの電気的操作に不可欠なスピン軌道相互作用の精密解析を可能とした。本研究は、表面弾性波(SAW)を用いて空間的なバンド構造変調を電気的に精密制御することにより、周期的に配置された均一な量子ドットアレーなどの動的制御量子ナノ構造を形成し、従来の微細加工や結晶成長をベースとした作製法により形成される静的閉じ込め量子ドット・量子細線とは本質的に異なる光学的・電気的特性の創出に取り組んでいる。H19年度は、(1)高周波領域(1GHz以上)で安定に動作する微小周期の動的制御量子ナノ構造の形成と、(2)量子閉じ込め効果の直談な検証に向け、高強度SAW印可時の光学特性の解明を進めた。(1)周波数特性向上のためのトランスデューサーの電極構造(電極数、電極幅、形状)の最適化、および電極形成前の表面処理などのプロセス改善に取り組み、電極にAIを用いたダブルフィンガー型トランスデューサーが数GHz付近まで良好な電気特性および伝播特性を示すことが分かった。今後の課題として、インピーダンス整合等の構造最適化および熱特性の改善によるSAW出力の高出力が残されているが、極低温(4K)における数GHzでの動作に成功したことから量子閉じ込め効果の発現・直接観測に必要な条件をクリアしたことになる。(2)動的制御量子ナノ構造の大きな特徴は、SAWがもたらすバンド構造変化が、場所および時間に依存することである。本研究では、1GHz付近で動作するSAWに同期したパルス励起光源を用い空間分解および時間分解した発光スペクトル測定を行い、SAWによるピエゾポテンシャル変化および歪み誘起バンドギャップ変化を詳細に調べた。その結果、ピエゾホテンシャル変化を追随する電子・正孔のダイナミックスおよびバンドギャップ変化に敏感な励起子のダイナミックスが発光強度の空間変化を決定していることが分かった。本研究は、表面弾性波(SAW)を用いて空間的バンド構造変調を電気的に精密制御することにより動的制御量子ナノ構造を形成し、従来の静的量子構造とは本質的に異なる光学的・電気的特性の創出に取り組んでいる。H20年度は、1)動的制御量子ナノ構造のキャリア・励起子ダイナミクス及びバンド構造変調の解明、2)SAWによる電子スピン空間操作のための測定系整備、3)静的量子ドットの光学特性・スピン状態制御に着目した実験を行った。1)動的制御量子ナノ構造のキャリア・励起子ダイナミックス及びバンド構造変調ピエゾポテンシャル変調によるキャリア閉じ込めの際、同時に生じる歪によるバンド構造変化が発光波長シフトと強い偏光特性を生じさせる。今期、1GHz近傍のSAWを直交させて形成したダイナミックドットの偏光特性を調べ、ポテンシャル閉じ込め領域のみに生じる強い振動偏光(動的偏光異方性)を解明した。2)SAWによるキャリアスピンの空間操作SAWによるキャリア輸送では、電子・正孔の分離により電子スピン緩和時間を長くできる。しかし従来のPLによる計測ではSAWポテンシャル遮蔽用の金属電極が測定領域を限定しまうこと、励起子再形成後の速いスピン緩和などの問題点が分かってきた。そこで、電子・正孔分離状態を乱さずに計測できる時間分解反射測定系を構築し、約2μmの空間分解を有する顕微測定系の設計も進めた。3)静的量子ドットの光学特性・スピン状態制御動的・静的量子ドットの光学特性の対比、及びSAWによる従来型ドットのリモート制御への応用を見据え、静的ドットの光学特性・スピン状態制御に着目した実験を行った。静的ドットはGaAs/AlGaAsドットを用い、荷電励起子の発光の磁場依存性を系統的に測定した。実験と理論計算との比較から、これまで主な研究対象であった基底状態に加え、複数の励起状態のスピン配置と発光遷移の関係を解明した。本研究は,表面弾性波(SAW)を用いて空間的バンド構造変調を電気的に精密制御することにより動的制御量子ナノ構造を形成し,従来の静的量子構造とは本質的に異なる光学的・電気的特性の創出に取り組んでいる。H21年度は,1)動的制御量子ナノ構造のキャリア・励起子ダイナミクス及びバンド構造変調の解明,2)SAWによる電子スピン空間操作,3)SAWによる光物性制御に着目した実験を行った。1)SAWは試料表面からの深さで変化する。この影響がPL偏光度の変化として敏感に検知できることを理論・実験的に突き止めた。

同一試料内に複数の量子井戸を配置した構造を用い,時間・空間分解の偏光PLから深さ依存性を系統的に明らかにした。また,ピエゾ電位が[110]と[1-10]で逆符号になる事を利用し,SAWで分裂したPLの偏光を電気的に制御できることも解明した。2)輸送スピンの検出に発光再結合を必要としない空間・時間分解カー回転測定系を立ち上げ,輸送される電子スピンを非破壊で検出することに成功した。スピンは100μm以上という極めて長い距離を輸送されており,さらに無磁場にもかかわらずスピンの歳差運動(0.23GHz)が観測され,スピン軌道相互作用の精密解析を可能とした。また,SAW定在波が磁気光学効果に変調を与えることも解明した。3)不純物準位に捕捉された励起子のSAW依存性に着目した実験を行った。MOCVDで成長した量子井戸試料上でSAW強度を増大していくと,PL強度は始め増加し,その後急激に消失した。比較的弱いSAWでもPLが消失する高純度試料とは異なる振る舞いである。このPL増加現象は,不純物準位に捕捉され非発光,或いは弱い振動子強度であった励起子を,SAW電界が叩き出し,自由励起子に変化させたためと考えられる。この効果はドット系におけるキャリア注入・引き出しに向けたSAWの有効性を示す結果である。