hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
熱帯アフリカ・動植物利用データベースの拡充と自然の持続的利用に関する学際的研究

熱帯アフリカにおける伝統的植物利用に関して、主として我国の研究者が収集した資料を整理し、合計10,000件以上のデータを入力した。またこのほかに、文献資料などから1,500件以上のデータを整理・入力した。さらに、熱帯アフリカ関係の植物誌に関する19巻の書物にあらわれる約20,000種の植物の科名、属名、種名、オーサー名等をデータベース化し、学名の検索やそれらの文献における出現箇所の確認、スペルチェックなどを検討する体制をととのえた。こうした植物利用のデータベース化の作業と併行して、アフリカ熱帯雨林地域における有用植物のリストを「Aflora:Catalog of Usefulplants of Tropical Africa-Part 1,Forest Areas」として出版した。また、このデータベースを運用して、ザイール共和国東部のイトゥリ地方における狩猟採集民の4集団を対象として、植物の認知と利用に関する比較研究をおこなった。この研究からは、自然環境及び文化的背景の相違がどのような影響を植物利用に及ぼしているかが明らかにされた。この研究の成果は「Ethnobotany in the Ituri Forest,NortheastemZaile」として近日中に出版する予定である。さらにこうした研究にもとづいて、アフリカの人びとによる多種多様な植物の利用法や詳細な知識の体系が明らかにされたほか、彼らが森林の生態系に破壊的な影響を与えることなく、これを利用してきたことが示された。このような森林と共存してきた森の民の伝統的知識を森林の保護やその持続的利用にも活用する必要があること、またそれを通してこの地域の住民の伝統文化の保全をはかることも可能なことを指摘した。全国各地の研究者の手元に分散していた動植物利用に関する資料、約3500件を集積し、学生アルバイトを雇用して、パソコンをもちいてデ-タを入力・整理する作業をおこなった。そして、従来までのものとあわせて合計約1万件のデ-タを、京都大学大型計算機センタ-との協力によりデ-タベ-ス化した。このデ-タベ-スを全国公開するための出力処理の検討もすすめた。この成果の一部は、AFlora Catalog of Useful Plants of Tropical Afirca,Part 1:Forest Area(熱帯アフリカにおける有用植物のアフロ-ラ・デ-タベ-ス目録、第一部:森林地帯)として出版した。この目録は、約4000件のデ-タにもとづき、2402種の植物について方名と民族名および利用方法を整理したものである。この作業の過程で、植物辞典に記載のある植物のラテン名に関するデ-タベ-スをパソコン上であたらしく作成し、大型計算機センタ-内に構築してきた植物利用に関するデ-タベ-スのラテン名の正誤をパソコン上でチェックできるシステムを開発した。また、アフリカの乾燥疎開林帯や乾燥帯についても、同じような整理作業をすすめている。植物利用に関する文献資料や、植物や動物の写真や挿画を画像資料としてデ-タベ-ス化する作業も平行してすすめてきた。これまでに収集してきた植物、昆虫、魚などの標本についても、学生アルバイトを雇用して整理・保存する体勢をととのえ、検索の用に供することができるようになりつつある。薬用、食用、嗜好品、染料などに利用されている標本の化学的分析も継続中である。構築中のデ-タベ-スを利用して、熱帯アフリカの森林地域の動植物相に関する生態学的・生物地理学的な研究も開始している。とくに植物利用に関して、分類群別、用途別、地域別、民族別、生業別などに関する比較研究をすすめ、地域・文化による植物利用の特色を明らかしてきている。アフリカ地域における動植物利用に関する資料を整理し、データベースへの入力作業を継続した。作業はまず、学生アルバイトを雇用してパソコン上でおこない、その後、バッチ処理によって京都大学大型計算機センター内に構築中のデータベースに資料を追加していった。このデータベースは出力処理などの検討に時間を要しているが、全国公開を目標に作製中である。

また、USEFUL PLANTS OF WEST TROPICAL AFRICAから約1500件の植物利用に関する情報をとりだしてデータベース化した。植物、昆虫、魚などの標本資料の整理作業も学生アルバイトを雇用して継続した。薬用、食用、嗜好品、染料などにもちいられている植物標本の化学的な分析も継続した。アフリカ地域における動植物利用に関する資料を整理し、データベースへの入力作業を継続した。作業はまず、学生アルバイトを雇用してパソコン上でおこない、その後、バッチ処理によって京都大学大型計算機センター内に構築中のデータベースに資料を追加した。このデータベースは全国公開を目標にして作製中であるが、まだ、出力処理などの検討に時間を要する。今年度はまた、このデータベースに格納しているデータのすべてをソートしてプリントアウトし、データの整理・点検をおこなった。とくに、動植物の学名、科名などのあやまりを修正したり、記述の統一性をはかることに重点をおいて作業をすすめた。
地理情報システム(GIS)を用いた地域医療計画の評価に関する基礎的研究

本研究では、地理情報システム(GIS)を用いた地域医療計画の評価のための基礎資料とするために、北海道と青森県を事例として、(1)患者の受療動向、(2)医療機関へのアクセシビリティ、(3)二次医療圏の医療機能および圏域について分析・評価を行った。その結果、医療情報と生活経済情報をGIS上で重ね合わせることで、地域住民・患者の移動選好度との地理的関係や医療機能の状況、医療資源の地理的分布による地域格差および二次医療圏の圏域を二次元的かつ総合的に検証できたとともに、地域医療計画でのGISの有用性を示すことができた。(1)患者の移動選好度平成13年青森県受療動向調査結果に基づき、二次医療圏での受療動向について、地域人口を考慮した患者移動指数PIを適用し、病院入院・外来別及び診療所における患者の移動選好度を測定しGIS上で分析した。その結果、西北五地域から津軽地域へのPIが病院外来、一般診療所、新生物及び呼吸器系疾患で約800と高く、上十三地域から下北地域へのPIも一般診療所及び呼吸器系疾患で約900と高い選好度を示した。(2)受療行動モデルの構築発生量制約モデルを用いて受療行動のモデル化を行いGIS上で分析した。分析には(1)でのデータを使用した。重回帰分析により到着地域の医療機関数による影響力を示す指標βと移動距離による影響力を示す指標γを推定し、両者の関係について検討した。その結果、青森県全体のモデルの決定係数は0,64と良好で、医療機関数と地理的距離で受療動向を予測可能であった。二次医療圏の青森地域と下北地域では医療機関数と距離よる影響が小さいことが明らかなった。青森県の受療行動に及ぼす影響は到着地域の医療機関数より移動距離による影響の大きいことが示唆された。(3)患者の平均移動距離患者がどのくらいの距離を移動して医療サービスを受けているのかを検証するために、GIS上で各市町村の病院入院・外来別、診療所及び疾患別の患者の平均移動距離を測定し、患者の医療機関へのアクセス性を分析した。その結果、平均移動距離は、青森県全体で7.2km、二次医療圏別では津軽5.0km、八戸6.6km、青森5.5km、西北五11.0km、上十三9.5km、下北14.6kmであった。大部分の市町村で、外来より入院が、病院より診療所の方が長いことが明らかになった。疾患別では新生物に対する移動距離が循環器系、呼吸器系、消化器系疾患より県全体で約2倍長いことが示された。(1)受療動向に基づいた二次医療圏別医療機能評価青森県受療動向調査データを用いて二次医療圏を単位として青森県における医療機能を評価した。入院・外来別機能では、病院入院、病院外来、一般診療所を用い、疾患別機能では新生物、循環器、呼吸器、消化器の4疾患とした。解析手法は患者居住地からみた依存度エントロピー(E1)と医療機関所在地からみた診療圏エントロピー(E2)を定義して医療機関選択の不確かさと、医療圏における患者の分散傾向を評価した。病院入院では、青森圏のE2が大きく診療圏が広域で通院している医療機関選択の不確かさが大きかった。一方で、上十三圏と下北圏のE1が大きく、医療機関選択の不確かさが大きく他圏域に分散傾向にあった。疾患別では、新生物について青森圏と津軽圏のE2が大きく診療圏が広域で医療機関選択の不確かさが大きかった。一方で上十三圏と西北五圏のE1が大きく、医療機関選択の不確かさが大きく他圏域に分散傾向にあった。(2)北海道、東北六県における医療資源の地域格差評価北海道と東北六県の医療資源の地域格差を明らかにするために、二次医療圏を単位としてジニ係数を用いて医療格差を検証した。医療資源の指標には、厚生労働省の統計調査より、(1)医療従事者数(医師、歯科医師、薬剤師、看護師)、(2)医療機器台数(放射線治療装置、MRI、ヘリカルCT、SPECT)を用いた。二次医療圏の人口と面積を考慮した医療圏係数を開発し、ジニ係数算出のための基礎データとした。ジニ係数が全体的に高いのは北海道と宮城県であった。特に、医師・歯科医師と放射線治療装置について顕著であった。東京都においても放射線治療装置とSPECTでジニ係数が北海道や宮城県と同様に高い値を示した。一方でジニ係数が全体的に小さいのは岩手県であった。医療従事者別では看護師が、医療機器別ではMRIの格差が全体的に小さかった。1.青森県における地域住民の生活圏の分析・評価

二次医療圏の圏域検証のための基礎資料とするために、青森県から発行されている通勤通学動向および買物動向(食料品)に関する統計資料に基づき、二次医療圏6圏域の中核都市を中心に移動選好指数(MPI)と地理情報システム(GIS)を用いてクラスター分析により市町村類型化を行い、地域住民の生活圏を検証した。その結果、上十三地域に属する横浜町の通勤通学動向および買物動向が下北地域の中心都市であるむつ市と強い繋がり(MPI>1000)が認められ、むつ市の生活圏に属していることが示された。その他の地域では他圏域との強い結びつき(MPI>1000)は認められず、現行の二次医療圏の中核都市を中心とした生活圏が形成されていた。市町村合併に伴う市町村境界線変更による通勤通学動向および買物動向への影響については、市町村合併前と同様の動向を示した。2. GISを用いた二次医療圏の圏域検証と地域医療計画でのGISの有用性GISを用いて、昨年度までに研究成果として得られた受療動向の分析結果に、地域住民の生活圏、医療機関、交通網、地勢などの地理的分布に関する情報の統合により可視化し、二次医療圏6圏域の検証を行った。その結果、上十三地域に属する横浜町が下北地域(むつ市)との結びつきが強く、現行の二次医療圏の圏域と一致しないことが明らかとなった。その他の二次医療圏の圏域については現行の圏域が概ね妥当であると判断できた。本研究成果よりGISは地域医療計画の策定・評価において有用なツールの一つになると言える。今後は新しい医療計画や介護福祉計画に基づき、4疾病(がん、脳卒中、急性心筋梗塞、糖尿病)を中心とした医療資源の最適配置や医療連携体制の構築などにGISを応用し、より詳細な検証を行う予定である。
相変化を用いた超高密度集積回路の除熱方法の開発

超高密度集積回路の実用化のために必要な高性能除熱法の開発を目的とし、集積回路ケース内に蒸発性液体を封入し相変化により素子発熱部からケースへ熱を移動させ除熱を行う方法につき研究を行ない、以下の成果を得た。まずケース上壁面での凝縮熱伝達を向上させるため、上面の内壁に円錐形の突起を付けこれに軸対称フィン加工を施し、重力により凝縮液を円錐頂部に導くことによってフィン先端での熱伝達率を向上させさらに円錐頂部に細管を取り付け、重力による吸い込み作用により凝縮液をケース上面から除去し熱伝達を促進する方法につき実験研究を行なった。その結果、平滑な円錐面に比べフィンを取り付けることにより熱伝達率が約3倍増加し、さらに細管を取り付けることにより熱伝達率が最大で23倍増加することを明らかにした。さらにフィンによる表面張力効果および細管による吸引効果を考慮した解析を行ない、この凝縮熱伝達率を理論的に予測できることを示した。次にこのような高性能凝縮面を上面に持ち底部に発熱面を持つ円筒状ケーシングを製作し、内部にフレオンR113を封入し、ケースを空気の強制対流場に置いた時の熱伝達特性につき研究を行なった結果凝縮伝熱促進を行なうことによりケース内の凝縮熱抵抗を十分小さくすることができ、主たる熱抵抗は発熱部からの沸騰熱伝達とケース外表面から周囲気体への対流熱伝達にあること、沸騰熱伝達率は従来のプール沸騰に対する相関式とおおむね一致するがケース内液位が低いほど熱伝達率が増加すること、またケース表面温度分布をサーモトレーサにより測定した結果、ケース背面の表面温度が高く再循環領域の存在により熱伝達が低下することが明らかとなった。これらの結果から、発熱素子からの沸騰熱伝達およびケース外面の対流熱伝達の促進についてさらに検討する必要のあることが分かった。
千厓文庫所蔵資料を中心とした近世聖徳太子伝資料の研究

本研究は、千厓文庫(早稲田大学中央図書館)所蔵資料を中心とした近世聖徳太子伝の資料学的基礎調査を目的とするものである。聖徳太子伝の種類は多岐にわたるが、近世のものに関しては寛文版本が翻刻紹介されているほかは、ほとんど進展がない状態が続いている。そこで、従来の成果において手薄とされる近世聖徳太子伝資料を多く含む千厓文庫の聖徳太子伝を中心に調査・分析を行い、基礎的な資料の提供を行っていきたいと考えている。
Ｃ型肝炎ウイルス持続感染の成立とＲＮＡ干渉の分子機構に関する基盤的研究

TRAX分子は、miRNA(siRNA)の取り込み・相補的RNAの切断に関わるRISC (RNA-induced silencing complex)の構成因子である。我々は、RNA干渉に係わるTRAXの役割に着目し、HCVの持続感染機構への関与を解析して以下の事実を明らかにした。1)TRAX分子は、単独では細胞内で存在できない。2)TRAXは、通常Translinと複合体を形成して存在し、ユビキチン非依存的なプロテアソーム分解を回避している。3) TRAXのC末端領域が分解に重要である。更に様々な検討を行ったが、研究期間内にTRAXのHCV持続感染への影響を明確に結論づけるに至らなかった。本研究の最終目的は、C型肝炎ウイルス(hepatitis C virus, HCV)の持続感染成立に関わる分子機構の一端を明らかにすることである。申請者らが発見したDNA, RNA結合タンパク質であるTranslinおよびその類似タンパク質であるTRAXは複合体を形成し、miRNA(siRNA)の取り込み・相補的RNAの切断に関わるRISC (RNA-induced silencing complex)の構成タンパク質となることが明らかにされ注目されている。そこで本研究では、RNAウイルスであるHCV持続感染において、Tarnslin/TRAXの関与するRNA干渉(RNAi)の役割に着目して検討を行うことを計画している。昨年度までに、TRAX分子単独では肝培養細胞内で存在できないこと、Translinと複合体を形成できないとプロテアソーム分解系によりタンパク質レベルで分解を受けることを明らかとした。本年度はまず、様々なTRAX欠損変異体を作製し、分解に重要な部位の検討を行った。その結果、TRAXのC末領域が分解に重要であることがわかった。しかし、C末領域のリジン残基すべてに変異を入れた場合でもプロテアソーム依存性の分解が見られたことから、ポリユビキチン化とは異なるメカニズムが関与している可能性が考えられた。TRAX分子の細胞内制御系については更なる検討が必要と考えている。抗TRAX抗体については、上記の検討を進めるためにもC末端以外にN末端側を認識する抗体が必要と考え、当該ポリクローナル抗体を樹立した。また、HCV感染が可能である複数のヒト肝培養細胞系を用いて、TRAX分子のsiRNAによるノックダウンを行いHCV感染・増殖を検討した結果、すべての場合で有意にHCV増殖が抑制された。そこでTRAX分子に注目し、HCV増殖との関連を当該培養系を用い今後さらに検討していきたい。申請者らが発見したDNA, RNA結合タンパク質であるTranslinおよびその類似タンパク質であるTRAXはTranslin/TRAX複合体を形成し、miRNA(siRNA)の取り込み・相補的RNAの切断に関わるRISC (RNA-induced silencing complex)の構成タンパク質となることが明らかにされ注目されている。そこで本研究では、RNAウイルスであるHCV持続感染において、Tarnslin/TRAXの関与するRNA干渉(RNAi)の役割に着目して検討を行うことを計画した。これまでに、1)TRAX分子単独では肝培養細胞内で存在できないこと、2)TRAXはtranslinと複合体を形成しており、単独ではプロテアソーム分解系によりタンパク質レベルで分解を受けること、3)様々なTRAX欠損変異体をを用い分解に重要な部位の検討を行った結果、TRAXのC末端領域が分解に重要であることがわかった。一方、TRAXはユビキチン化を受けるものの、C末領域のリジン残基すべてに変異を入れた場合でもプロテアソーム依存性の分解が見られたことから、ユビキチン非依存的に分解できることもわかった。この現象は,肝細胞以外の複数の細胞でも観察された。このことからTRAXはユビキチン非依存的なプロテアソーム分解の性状を解析するツールとして有望であると考えられた。HCV感染が可能である複数のヒト肝培養細胞系を用いて、TRAX分子のsiRNAによるノックダウンを行いHCV感染・増殖を検討した結果、当初すべての場合で有意にHCV増殖抑制が見られたが、複数のsiRNAコンストラクトを検討した結果、TRAXの発現低下を示すものの有意なHCV増殖抑制が見られないものも存在した。また、TRAX/translinの共発現による効果も検討したが、HCV増殖に有意な変化は見られなかったため、今後さらに詳細な検討を加える予定である。申請者らが発見したDNA, RNA結合タンパク質であるTranslinおよびその類似タンパク質であるTRAXはTranslin/TRAX

複合体を形成し、miRNA(siRNA)の取り込み・相補的RNAの切断に関わるRISC (RNA-induced silencing complex)の構成タンパク質となることが明らかにされ注目されている。そこで本研究では、RNAウイルスであるHCV持続感染において、Tarnslin/TRAXの関与するRNA干渉(RNAi)の役割に着目して検討を行うことを計画した。まず、HCV感染が可能であるヒト肝培養細胞Huh7.5.1を用いて、TranslinおよびTRAX分子のsiRNAによるノックダウンや発現ベクターによる過剰発現を検討した結果、TRAX分子は単独では細胞内で存在できないことが明らかとなった。詳細な解析の結果、TRAXは、translinと複合体を形成できないと、mRNAレベルではなく、タンパク質レベルで速やかに分解を受けることが明らかとなった。またこの分解には、TRAXのポリユビキチン化とプロテアソーム分解系が関与していることもわかった。さらに、TRAXのC末82アミノ酸を除去すると分解が抑制されることから、C末端側のポリユビキチン化が分解に重要であると考えられ、さらに検討を行っている。TRAX分子が単独ではヒト肝細胞内で極めて不安定であり、その量が厳密に制御されていることが明らかとなり、本研究課題を実行するためには、まずこのメカニズムを明らかにする必要があると判断し検討を進めているところである。しかし、本年度の検討からそのメカニズムは単純ではなく、従来のポリユビキチン化を介したプロテアソーム分解とは異なるメカニズムが示唆され、さらに詳細な解析が必要となっている。RNA干渉制御機構の理解のためにも極めて根本的で重要な問題でもあり、この点についてもう少し検討したいと思っている。(理由)TRAX分子が単独では細胞内で極めて不安定であり、その量が厳密に制御されていることが明らかとなり、本研究課題を実行するためには、まずこのメカニズムを明らかにする必要性が生じたため。RNA干渉(RNAi)制御機構の理解のためにも極めて根本的で重要な問題であると考えられ、本問題にまず取り組むことにした。まず、TRAXタンパク質の量的制御メカニズムの詳細をさらに解析しつつ、当該研究計画であるHCV増殖との関連について推進する予定である。まず、TRAXタンパク質の量的制御メカニズムの詳細をできるだけ早く明らかにした上で、当該研究計画であるHCVとの関連について推進する予定である。HCV感染細胞培養系のための細胞培養用経費が30万円程度、HCV感染の検出・確認のための生化学的試薬に30万円程度・分子生物学的試薬に40万円程度を予定している。研究発表や研究情報収集・交換のための旅費に25万円程度、その他の文献代や実験補助の謝金に30万円程度を予定している。平成24年度の研究費使用計画は以下のとおりである。旅費(学会参加及び発表のため)国内学会(深沢x1)50,000円国際学会(葛西x2、深沢x1)) 750,000円物品費(消耗品費) 427,145円
低分子型硫黄化合物の作用機構

硫化水素やポリサルファイド、過硫化システインなどの低分子型硫黄化合物は、反応性に富んだ硫黄原子を有しており、タンパク質を過硫化することで生理作用を発揮すると考えられる。本研究では、その作用メカニズムを解明することで、生理作用のみならず病態生理の観点からも低分子型硫黄化合物の役割を探る。
異種音響インピーダンスの模擬物質による生体中衝撃波伝播現象の解明

本研究では、生体中の衝撃波作用による影響(損傷)に関わる衝撃波医療応用研究、衝撃波殺菌技術等のバイオエンジニアリング分野応用研究へ展開するための研究基盤を確立することを目的として、音響インピーダンスに着目し、その値が種々異なる生体模擬物質中を伝播する衝撃波現象解明を行った。音響インピーダンス差のある媒体界面での衝撃波挙動解明に関して、種々音響インピーダンス材料界面および界面形状での衝撃波干渉現象に関して、高精度の光学可視化計測および圧力計測による実験を行った。また生体模擬物質を用いた衝撃波伝播挙動に関して数値解析を行い、媒体界面での衝撃波伝播挙動のメカニズムの解明への実証になる結果が得られた。本研究では、生体中の衝撃波作用による影響(損傷)に関わる衝撃波医療応用研究、衝撃波殺菌技術等のバイオエンジニアリング分野応用研究へ展開するための研究基盤を確立することを目的として、音響インピーダンス(媒体の密度と音速の積)に着目し、その値が種々異なる生体模擬物質中を伝播する衝撃波現象解明を行う。本年度は生体を模擬した水、塩水、ゼラチン、アクリル等内を伝播する衝撃波の伝播挙動、音響インピーダンスの異なるアクリル、アルミニウム合金等の薄板を用いた水中衝撃波反射実験を行い、衝撃波や反射膨張波の作用による誘起現象(気泡発生)等を高時間・空間分解能を有する光学可視化計測および圧力計測で実験的に現象の解明を行った。生体模擬物質中の衝撃波伝播挙動に関しては、各媒体で伝播速度、速度・衝撃波圧力の各減衰率等の基礎データ取得ができた。また、衝撃波反射実験では薄板を介した状態では、繰り返し反射した膨張波が水面下に伝播し、負圧になることによって盛大に気泡発生するという知見を得た。これは音響インピーダンスの差異によって容易に気泡発生してしまうことを示している。衝撃波生体損傷の防止対策あるいは逆にそれを利用した殺菌等の技術開発に生かされる重要な知見となるものと考えられる。また、生体模擬物質を用いた衝撃波伝播、反射挙動に関して汎用数値解析ソフトウエアANSYS AUTODYNを用いて数値解析を行い、時系列の密度あるいは圧力コンターを得て、実験結果との比較を行い、各挙動に関して定性的な結果が得られ、次年度の定量評価(構築実験式の検証)に繋げられる。本年度は、昨年度を継続して音響インピーダンス差のある媒体界面での衝撃波挙動解明に関して、実験に用いる媒体を増やした種々音響インピーダンス差のある界面および界面形状での衝撃波干渉現象に関して、主に高時間・空間分解能を有する光学可視化計測および圧力計測による実験を行った。水中膨張波作用による気泡発生と初期衝撃波強さとの関係を表す実験式構築のためのデータの蓄積ができた。また実験結果より、反射する媒体の音響インピーダンス値よって反射衝撃波圧力ピーク値が増減する、衝撃波現象において音響学の理論と一致する傾向があるという知見が得られた。また、水ー空気界面形状を楔型にした衝撃波干渉実験では、衝撃波発生位置と界面の位置関係で膨張波気泡発生位置を変えられる結果が得られたため、膨張波気泡発生制御が可能であることが示された。これらの結果は、衝撃波生体損傷の防止対策、あるいは逆にそれを利用した殺菌等の技術開発に生かされる重要な知見となるものと考えられる。また、生体模擬物質を用いた衝撃波伝播、反射挙動に関して汎用数値解析ソフトウエアANSYS AUTODYNを用いて数値解析を行い、時系列の密度あるいは圧力コンターを得て、実験結果との比較を行い、各挙動に関して定性的な結果が得られ、次年度の膨張波作用による気泡生成の制御法確立に繋げられると考える。平成27年度の研究では、生体模擬物質中の衝撃波伝播挙動に関して、音響インピーダンスに着目した実験的、数値解析検証が計画通り進み、実験結果から生体模擬物質中の各衝撃波挙動の解明をより進められたため、国内会議および国際会議にて発表を行った。また衝撃波挙動の定性的に把握した内容が英文論文紙に掲載、また今年度実施して得られた実験結果より現象の定量的評価に結びつけられる結果がまとめられたので英文論文誌への投稿準備中である。さらに膨張波による気泡発生の制御に繋げられる結果が得られ、数値解析に関しても、現段階の実験データとの比較で定性的、定量的な良い一致を示す結果が得られているため、計画通りおおむね順調に研究は進んでいる。本研究では、生体中の衝撃波作用による影響(損傷)に関わる衝撃波医療応用研究、衝撃波殺菌技術等のバイオエンジニアリング分野応用研究へ展開するための研究基盤を確立することを目的として、音響インピーダンス(媒体の密度と音速の積)に着目し、その値が種々異なる生体模擬物質中を伝播する衝撃波現象解明を行った。音響インピーダンス差のある媒体界面での衝撃波挙動解明に関して、種々音響インピーダンス差のある界面および界面形状での衝撃波干渉現象に関して、主に高時間・空間分解能を有する光学可視化計測および圧力計測による実験を行った。水中膨張波作用による気泡発生と初期衝撃波強さとの関係を表す実験式構築に必要なデータを蓄積することができた。また生体模擬物質を用いた衝撃波伝播、反射挙動に関して汎用数値解析ソフトウエアANSYS AUTODYNを用いて数値解析を行い、数値解析結果が実験結果から導かれる媒体界面での衝撃波伝播挙動等のメカニズムの解明への実証になる結果が得られた。

実験結果より、反射する媒体の音響インピーダンス値よって反射衝撃波圧力ピーク値が増減する、衝撃波現象において音響学の理論と一致する傾向があるという知見が得られた。また、水ー空気界面形状を蒲鉾型、あるいは楔型にした衝撃波干渉実験では、衝撃波発生位置と界面の位置関係で膨張波気泡発生位置を変えられる結果が得られ、膨張波気泡発生制御が可能であること、更に、得られた知見を用いて、音響インピーダンスを考慮した材料の組み合わせで衝撃波伝播を制御して、膨張波強度の制御が可能であることも示された。これらの結果は、衝撃波生体損傷の防止対策、あるいは逆にそれを利用した殺菌等の技術開発に生かされる重要な知見となるものと考えられる。今後は、得られた結果を基盤として、衝撃波の医療、医工学分野応用研究へ発展させていく予定である。本研究では、生体中の衝撃波作用による影響(損傷)に関わる衝撃波医療応用研究、衝撃波殺菌技術等のバイオエンジニアリング分野応用研究へ展開するための研究基盤を確立することを目的として、音響インピーダンスに着目し、その値が種々異なる生体模擬物質中を伝播する衝撃波現象解明を行った。音響インピーダンス差のある媒体界面での衝撃波挙動解明に関して、種々音響インピーダンス材料界面および界面形状での衝撃波干渉現象に関して、高精度の光学可視化計測および圧力計測による実験を行った。また生体模擬物質を用いた衝撃波伝播挙動に関して数値解析を行い、媒体界面での衝撃波伝播挙動のメカニズムの解明への実証になる結果が得られた。平成26年度の計画では、生体模擬物質中の衝撃波伝播挙動および音響インピーダンス差のある媒体界面での衝撃波透過・反射挙動の実験的な解明とその数値解析との比較、検証であった。まず、実験に関しては、生体模擬物質中の各衝撃波挙動の定性的な把握ができたため、学会発表を行ったとともに、英文誌に投稿中である。数値解析に関しても、現段階の実験データとの比較で定性的、定量的な良い一致を示す結果が得られているため、計画通りおおむね順調に研究は進んでいる。平成28年度は当初の計画通り、データ蓄積した薄板を用いた音響インピーダンス差のある媒体界面での衝撃波挙動実験結果データより、水中膨張波作用による気泡発生と初期衝撃波強さとの実験式の構築を行い、数値計算での検証を行う。また、膨張波気泡発生の制御方法の確立のため、界面形状、寸法、衝撃波発生源の位置関係等をパラメータとした実験を実施し検討を行う予定である。流体工学、衝撃波工学平成27年度は当初の計画通り、まず音響インピーダンス差のある媒体界面での衝撃波挙動解明に関する実験を継続して、より多くの媒体界面種、形状等で実施し、データの蓄積を行うとともに、水中膨張波作用による気泡発生と初期衝撃波強さとの実験式の構築に着手し、数値計算での検証を行う。また、衝撃波干渉界面形状を変化させて、膨張波気泡発生の制御方法の確立・検討を行う予定である。平成27年度計画における、膨張波作用による気泡発生の制御法の確立検討に関する実験において、当初予定していた実験条件、繰り返し数よりも少ない実験で、本年度目的の気泡発生制御が可能であるという結果が得られたため、予定より少ない予算で本年度の実験を終えられたためである。
樹木の木材形成の細胞メカニズム

本研究は、木質バイオマスの量や質を決定する、樹木の形成層分裂活動や木部細胞分化の制御機構を細胞生物学的に詳細に明らかにすることを主目的とした。そこで、針葉樹であるスギ、ヒノキ、モミを用いて、冬期の形成層活動が休眠中の樹幹に人為的な加温処理を行い、樹幹温度の上昇により形成層細胞の分裂が誘導され、分裂のためのエネルギーには貯蔵デンプンが使用されていることを明らかにした。また、形成層分裂活動の開始時期と最高気温との間に密接な関連性があることを統計学的に明らかにし、形成層活動を制御する最高気温の閾値を基にした新しい形成層再活動指標を提唱した。形成層再活動指標は、気象データのみで形成層再活動時期を予測することが出来ることから、肥大成長量の年変動要因を年輪年代学的な方法で明らかにする上でも有効である。さらに、冬季に加温処理を行うことにより形成層活動を誘導した後に低温処理を行うと、細胞直径が減少し細胞壁厚が増加した晩材様仮道管が形成されることを明らかにした。また、初夏の形成層活動が活発で、細胞直径が大きく細胞壁が薄い早材仮道管を形成中の樹幹に低温処理を行っても、晩材様仮道管の形成が誘導されることを明らかにした。低温処理を行うと、細胞直径の減少が細胞壁厚の増加よりも早く起こることから、低温処理は、まず分化中仮道管の細胞径の拡大を抑制するといえる。したがって、針葉樹における早材から晩材への移行は、樹幹温度の低下が誘導要因の一つであると結論づけられる。また、細胞内の微小管の低温安定性を免疫抗体染色法により解析したところ、安定性は季節的に変化し、形成層活動の季節的変化と密接な関係があることを明らかにした。本研究により樹木の形成層分裂活動の季節的変化や木部細胞分化過程における環境要因の重要性を実験的に明らかに出来たといえる。本研究は、木質バイオマスの量や質を決定する樹木の形成層活動や木部細胞の分化制御機構を細胞生物学的に明らかにすることを目的とした。そこで、針葉樹であるモミとスギを用いて、冬期の形成層活動が休眠中の樹幹に人為的な加温処理を行い、樹幹温度の上昇のみで形成層細胞の分裂が誘導されることを明らかにした。さらに、形成層再活動に伴うデンプンや脂質など貯蔵物質量の変化パターンを、組織化学的手法を用いて詳細に解析した結果、形成層細胞や師部柔細胞内に含まれる貯蔵物質量が細胞分裂や細胞分化に伴い有意に減少することから、冬期において光合成による同化産物の供給が制限されている時期においては、デンプンなど貯蔵物質が細胞分裂の開始に必要なエネルギーの供給源であると結論づけた。気温の上昇に伴い、細胞の分裂とともに貯蔵物質の分解酵素活性が上昇すると考えられる。また、形成層活動の開始時期と気温との関連性を統計的に解析し、形成層活動の開始時期と最高気温との間に密接な関連性があることを明らかにし、形成層活動を制御する最高気温の閾値を計算した。これらの閾値を基に、冬期の気温が上昇した場合の形成層活動の開始時期の変化を予測した。さらに、加温処理により形成層活動を誘導した後に低温処理を行うと、細胞の直径の減少や細胞壁厚の増加が誘導されることを明らかにし、針葉樹における晩材形成には、気温の急激な低下が誘導要因の一つであることを明らかにした。樹幹を人為的に上昇させることによる形成層活動の誘導は、樹木の形成層活動や木部細胞の分化制御機構を理解する上で有効な研究モデルであるといえる。
歯科的処置後の神経分布の消長に関する研究

義歯の作製や歯の矯正などは、もっとも特有な歯科的処置である。今回はこの両者について、組織変化と神経分布の消長との関連を健康動物(対照群)と糖尿病に罹患させた動物(糖尿病群)によって比較検索した。1.補綴物の不適による外傷性咬合を想定し、ラットの第1白歯の咬合を高くし、歯周組織の変化を観察した。術後1日には対照群、糖尿病群ともに髄床底部で歯根膜腔の狭窄がみられ、歯根膜の硝子変化がおこっていた。その部の神経線維は染色性が低下し、消失していた。その後両群とも歯根膜の硝子変性部の歯槽骨の骨髄側に破骨細胞による穿下性骨吸収がみられたが、対照群に比べて糖尿病群では破骨細胞の数が少なく骨吸収も劣っていた。術後1週以降、対照群は歯根膜腔が拡大し、修復性変化がみられたが、糖尿病群では未だ歯根膜の硝子変性が残存し歯槽骨の穿下性吸収もみられ、修復性変化が遅れていた。神経分布は、初期の硝子変性部には神経線維はほとんどみられないが、その後細い神経線維がみられるようになった。糖尿病群では対照群に比べ神経線維がやや少なかった。2.ラットの上顎第1白歯を近心移動させた。対照群糖尿病群ともに移動1日には、圧迫側の歯根膜は圧平され硝子変性が起こった。3日目には、対照群では異物巨細胞により硝子化組織は貧食吸収され、歯槽骨には穿下性吸収がおこったが、これらの変化は糖尿病群では遅れて現れた。牽引側では歯根膜腔が拡大し、対照群は5日目頃から歯槽骨壁に新生骨の形成が始まり、表面に骨芽細胞が豊富にみられた。糖尿病群では骨芽細胞が少なく新生骨の添加も対照群に比べ遅れていた。神経線維には、牽引側では、両群ともに強い変化はみられなかった。圧迫側の硝子様変性部やその周囲に染色性の低下などの変性や消失がおこった。対照群では5日以後再生神経線維がみられたが糖尿病群ではみられなかった。平成6年度は、矯正的歯の移動にともなう歯および歯周組織の組織学的変化と、その際におこる神経線維の分布の消長に関して、ラットを用いて実験的研究をおこなっており、予定通りに進行している。実験動物にはラットを用いて、健康動物(正常対照群)と、代表的な成人病の一つである糖尿病に罹患している動物(糖尿病群)とについて比較検索している。糖尿病ラットについてはインスリン依存性糖尿病類似の病態を示す自然発症糖尿病ラットを用いた。インスリン投与による血糖値コントロールを行った条件下で血糖値コントロール良好群と、血糖値コントロール不良群に分けて観察した。その結果、正常対照群では、圧迫側では硝子様変性部の発現が少なく、骨の吸収が良好で、牽引側では新生骨の添加が旺盛にみられ、歯肉や歯根膜の神経線維には、圧迫側で一部に変性、消失がおこるが、比較的速やかにほぼ正常の神経分布に回復していた。糖尿病群では、正常対照群に比べて、骨の吸収や添加などの改造機転が遅延しながら進行していた。しかし血糖値コントロール良好群と血糖値コントロール不良群においては、両者間に差がみられた。血糖値コントロール不良群では、骨の改造機転が著しく低下していた。

神経線維には強い変化がおこり、変性、消失したものが多く、正常の神経分布には回復しなかった。血糖値コントロール良好群では、それらの変化が弱く、正常対照群と比べて骨の改造機転が若干遅延しながら進行していたが、神経線維の分布の消長は正常対照群に比較的類似していた。歯冠の補綴学的修復をおこなった際に、咬合の高さの調節不良により、負担過重となり、外傷性咬合を生じる。外傷性咬合は歯周組織を破壊し、歯周炎の原因の一つに挙げられている。この場合、歯周組織に分布する神経線維には何らかの変化が生じることが考えられる。一方、糖尿病患者に糖尿病性歯周炎が生じることが報告されている。そこで、外傷性咬合の歯周組織への影響を知る目的で、実験的に健康動物(対照群)と糖尿病に罹患させた動物(糖尿病群)に咬合性外傷を起こさせ、その際の歯周組織の変化および神経分布の消長について両者を比較検索した。実験には、10週齢のラットを用いた。糖尿病ラットについては、4週齢のラットに5mg/kgのストレプトゾトシン(STZ)を腹腔内投与し、テス・テープで尿糖陽性を確認後、10週齢にて外傷性咬合の実験を行った。下顎第一臼歯の咬合面に金属ピンを植立して咬合を高くし、対合側の上顎第一臼歯に咬合性外傷を起こさせた。術後1日から3週についてパラフィン連続切片を作製し、H・E染色と尿素・硝酸銀法による神経染色を施し鏡検した。術後1日には対照群、糖尿病群ともにことに髄床底部で歯根膜腔の挟窄がみられ、歯根膜の硝子変性がおこっていた。その部の神経線維は染色性が低下していた。その後両群とも歯根膜の硝子変性部の歯槽骨の骨髄側に破骨細胞による穿下性骨吸収がみられるが、対照群に比べて糖尿病群では破骨細胞の数が少なく骨吸収も劣っていた。術後1週以降、対照群は歯根膜腔が拡大し、修復性変化がみられるのに対して、糖尿病群では、未だ歯根膜の挟窄による硝子変性が残存し、歯槽骨の穿下性吸収もみられ、明らかに修復性変化が遅れていた。神経分布は、初期の硝子変性部には神経線維はほとんどみられないが、その後細い神経線維がみられるようになった。糖尿病群では対照群に比べ神経線維がやや少なかった。
新たな子宮頚がん予防対策モデルの構築

女児を持つ母親、自治体担当者、養護教諭を対象に子宮頚がん予防について調査した。自治体担当者と養護教諭への調査から、自治体によって対策や検診率に差がある、児童生徒には子宮頚がんに関する健康教育は殆どされていない、今後も実施する予定はないことが明らかとなった。母親への縦断調査からは、ワクチン副反応への衝撃、副反応から護る親の責任、施策への疑念、他ワクチンと違う特異性、我が子でなかった安堵、積極性から躊躇と、母親の認識がワクチンは「受けるもの」から「自分で決める」に変化した。政策が確定していない状況では、自分で子宮頚がんから身を護ることが重要といえ、そのためのリーフレットを作成した。平成25年度は、小学校・中学校養護教諭を対象に実施した聞き取り調査の内容分析をした。子宮頸がんとワクチンが教育内容として取り上げられていたのは6校中1校のみであった。取り上げていない理由として、時間がない、情報をもっていない、行政からの情報がない、学校は直接関与していない、小学校で教育することへの疑問、があがった。一方、研修を受けた中学校の教諭は、保護者を対象に予防ワクチンの案内と勧奨をしていた。課題として、養護教諭を対象とした研修会の開催、行政からの情報提供、行政と学校の連携、発達段階に応じた教育内容の検討、があがった。本結果は、第28回日本がん看護学会にて発表した。また、平成24年ワクチン接種の定期化が決定される前に実施した子宮頸がん予防に関する母親の意思決定に関する聞き取り調査の内容分析をした。対象は、女児をもつ母親5人。子宮頸がん予防ワクチンを娘に接種するかしないかという母親の意思決定の様相として、不明瞭な情報のなかでのゆらぎ、信頼できる相手からの情報提供、娘を護る母親の役割、娘の特性とワクチン副反応に対する疑念、身近な人のがん体験とがん予防への期待、自治体による費用の差と時間的制限がカテゴリーとして分類された。本結果は、第33回日本看護科学学会にて発表した。国の方針で、平成25年度から子宮頸がん予防ワクチンが定期接種となり無料化されたが、その後、ワクチン接種による副反応の問題で任意接種となっている。平成24年度に調査した母親に対して再び聞き取り調査をするという縦断的調査を実施した。さらに、母親への聞き取り調査の例数を増やした。また、外国における対応として、イギリスのシステムについて情報を収集した。これらの分析から予防モデルを検討する予定である。平成24年度は、子宮頸がん予防対策担当者である保健センター保健師へのヒアリング、小学校・中学校養護教諭を対象に聞き取り調査を実施した。調査地は、がん予防対策の推進市である静岡県藤枝市と一般的な行政を展開する新潟県阿賀野市である。阿賀野市では、中学1年生から高校3年生の女子で、3回の子宮頸がん予防ワクチン接種が終了しているのは7891%と高率であった。接種までの手続きとしては、市から受診票と接種券を個別に郵送し、接種は個々で医療機関を選び予約、接種する。市からの接種勧奨はしていなかった。費用は無料。母親が子宮頸がん予防ワクチンは高額ということを知っており、無料で受けられることを理由に接種につながっているのでは、と保健師は分析していた。藤枝市では、費用として個人負担が2000円であり、中学1年生の接種率は57%であった。2市における予防ワクチン接種率の差について、さらに分析をしていく予定である。養護教諭に対する聞き取り調査は、6校6人に実施した。学校教育の限られた時間の中で性教育・健康教育を展開しており、養護教諭として子宮頸がん予防を啓発していく時間はない、と述べていた。養護教諭自身も子宮頸がんや予防ワクチンに関する正確で的確な情報はもっていない、とのことで、研修の機会を希望していた。医師を講師として招き、性感染症や子宮頸がんの予防について啓発をしている中学校もあったが、学校によって取り組みはまちまちであった。現在、質的分析をしている。今後は母親への面接調査をし、予防ワクチン接種の定期化前に実施した結果と比較しながら分析し、アンケート調査を実施していく予定である。それらの結果をふまえて、子宮頸がん予防対策モデルを構築していく。平成26年度は、前回調査した女児をもつ母親の子宮頸がん予防ワクチンに対する認識について、社会状況が変化した中でどのように認識が変化したか、縦断的調査をした結果から分析した。対象者は1117歳の女児をもつ母親。前回調査時にワクチン接種したと答えたのは1人、接種するつもり2人、受けないつもり1人、わからない1人であったが、今回の調査では初めから受けないと決めていた1人をのぞき全員が接種していた。ワクチンに対する認識として、顕在化された副反応への衝撃、副反応から護る親の責任、国や自治体の施策への疑念、他のワクチンと違う特異性、副反応に対する恐れと我が子でなかったことへの安堵、積極性から躊躇、というカテゴリーが抽出された。副反応についてはマスメディアを通して情報を得ており、テレビに映された当事者の映像に衝撃を受け、接種したと答えた母親達も報道後であったら接種させなかっただろう、と述べた。本結果は、第34回日本看護科学学会にて発表した。

本研究課題は「新たな子宮頸がん予防対策モデルの構築」をめざして、1.思春期の女子を持つ親の子宮頸がん予防に関する意識と実態を明らかにする、2.自治体や学校、専門医による子宮頸がん予防対策の実態を明らかにする、3.新たな子宮頸がん予防対策モデルを作成する、を目的とした。藤枝市と阿賀野市のヒアリングでは、自治体によって対策に差があることや受診率に差があること、自治体には予防ワクチン補助金など国の方針変換に即座に対応することが求められていることが確認された。養護教諭を対象とした調査からは、児童生徒には子宮頸がん予防に関する健康教育は殆ど実施されておらず、今後も時間がないことなどを理由に実施する予定はないことが明らかとなった。平成25・26年度の女児をもつ母親を対象とした縦断的調査から、母親の認識として顕在化したワクチン副反応への衝撃、副反応から護る親の責任、国や自治体の施策への疑念、他のワクチンと違う特異性、副反応に対する恐れと我が子でなかった事への安堵、積極性から躊躇というカテゴリーが抽出された。これまでの調査結果から、子宮頸がん予防対策モデル案の第1段階として、小学校高学年の女児を対象とした健康教育の必要性が上げられた。これを受けて、女児を対象とした健康教育のためのリーフレットー未来のあなたへーを作成し、現在、がん患者会が実施するがん予防啓発活動に活用している。今後は、女児を持つ母親が子宮頸がん予防に関して後悔しない意思決定をするためのサポート・プログラムを構築するために、女児を対象とした健康教育、母親を対象とした健康教育、養護教諭のためのがん予防健康教育プログラムを作成していく予定である。女児を持つ母親、自治体担当者、養護教諭を対象に子宮頚がん予防について調査した。自治体担当者と養護教諭への調査から、自治体によって対策や検診率に差がある、児童生徒には子宮頚がんに関する健康教育は殆どされていない、今後も実施する予定はないことが明らかとなった。母親への縦断調査からは、ワクチン副反応への衝撃、副反応から護る親の責任、施策への疑念、他ワクチンと違う特異性、我が子でなかった安堵、積極性から躊躇と、母親の認識がワクチンは「受けるもの」から「自分で決める」に変化した。政策が確定していない状況では、自分で子宮頚がんから身を護ることが重要といえ、そのためのリーフレットを作成した。本研究は平成26年度に終了予定であったが、平成25年定期化されていた子宮頸がん予防ワクチン接種が再び任意接種となり、国の施策が流動的状況へと変化した。ワクチン接種に関する状況の見通しが必要と考えたため、女児をもつ母親への追加調査を実施した。国の施策を鑑みてモデル案を作成するため26年度に調査を予定したが、前述した状況から調査が進んでいない。1年延長を申請し承認された。母性看護学・がん看護学女児をもつ母親の子宮頸がん予防ワクチンに対する認識及び認識の変化、養護教諭の子宮頸がん予防に対する取り組みの現状と課題について、学術誌に投稿する予定。子宮頸がん予防モデルを作成し、アンケート調査を実施、結果の分析から予防モデルを修正、提案していく予定である。予定では平成25年度にがん予防対策モデルを作成し、モデル試案に対するアンケート調査を実施、その結果から平成26年度にモデル試案を修正し、モデルを提案する予定であった。しかし、平成25年度に国が定期化した子宮頸がん予防ワクチン接種による副反応がマスメディアで報道され、厚生労働省でも問題として取り上げ、ワクチン接種の勧奨を再度任意接種に変更した。
有機超伝導体の開発と電気物性

1.新しい有機伝導体(DMDCNQI)_2Cu_2の異常な磁気的性質について調べた。この物質は低温まで金属的であるにもかかわらず、ESRで調べると80K以下にシグナルが現れる。その強度は最初キュリー・ワイス的に上り、30K付近で極大を作って低温で弱くなり、何らかの磁気的秩序が発達していることを示唆している。このようなスピン帯磁率の異常は磁気天秤を用いた静磁化率の測定でも観測された。低温での比熱の測定からは、電子比熱係数がかなり大きいものの、磁気的転移に対応する異常は見出されなかった。また磁気抵抗の測定でも特に異常は見出されなかった。2.有機超伝導体β-(BEDT-TTF)_2I_3、(BEDT-TTF)_2Cu(NCS)_2の熱起電力を理論的に計算した。これらの物質は二次元的バンド構造を持つため、熱起電力は複雑な異方性、温度依存性を示す。そこで二次元強結合近似のエネルギーバンドを仮定して熱起電力を理論的に計算し、このような複雑な異方性、温度依存性を説明できることを見出した。この方法は一方ではトランスファー積分を実験的に見積もる方法として利用できる。3.新しい非対称ドナーを持つ有機伝導体(EDT-TTF)_2AuBr_2を合成し、その構造と物性を調べた。構造解析とそれをもとにした分子軌道計算より、この物質はBEDT-TTFとTMTSFの中間の次元性を持つことが分かる。この物質は約20Kで金属-半導体転移を示すが、転位温度は圧力を加えてもわずかしか下がらない。ESR強度は80K以下でキュリー的な上昇を示し、電子相関あるいはアニオンの乱れによる電子局剤の強い系であることを示している。また20Kの転移はSDW的なものであると考えられる。熱起電力のデータよりバンド幅は0.63eV程度と見積もられた。
超薄膜干渉計の試作

この干渉縞は、半導体レーザーからの近赤外光(波長約980nm)を凸レンズで集光して、ななめにSIMOXウエハ-を照明した時に観察された。半導体レーザーから発振する光は扇状に広がるため、この光を凸レンズを用いて集光すると、光束は凸レンズの縁で制限されるため、レンズ焦点位置近傍には『円形開口による回折光強度』に『レンズの収差で生ずる変調』が重畳して、同心円状の縞模様と成って出現した。SIMOXウエハ-の鏡面から360nm程度下には、厚さ80nm程度の酸化膜層が形成されている。この酸化膜層は、微細で粒径の揃った結晶が集合した多結晶層となっているため、この酸化膜層は非常に良質な光拡散面となり、縞が非常にきれいに観察された。換言すると、『縞の見え方』、すなわち、『縞を構成する斑点の大きさと明瞭度』から散乱を起こしている面の『荒さと平面性』が測定できる。すなわち、ここで開発した方法で、(1)SIMOXウエハ-内の酸化膜層のように、表面に露出していない構造物の光学的荒さを測定することが出来ること。(2)焦点と被測定物体の位置とを自由に変えて、被測定物体の微視的『粗さ』から巨視的『粗さと平面度』まで、必要に応じた大きさで連続的に測定することが可能となった。集積回路基盤として不可欠なCZ-Siウエハ-の表面直下にはdenuded zoneがあり、表面から遠いウエハ-の内部には酸化物微粒子の析出がある。この両者は半導体素子工業で最も大切な要素であるが、ここで開発した測定法を用いると、denuded zoneと酸化物微粒子の析出領域の『境界面形状』と『析出酸化物微粒子の粒径』を計測する事ができた。この縞模様は「多重量子井戸構造を持った積層膜」、「高温超伝導被膜の均質性」の評価、「基盤とエピ膜堺面の整合性」を適格に検出し検討するのにも有効であった。なお、装置としての完成度を向上させるため必要に応じて縞の強度分布が求まるようにした。多量に酸素イオンをシリコン・ウエハーに打ち込んで熱処理すると、イオンが通過した時にウエハーに生じた照射損傷は回復して里は350nm程度の単結晶薄膜となる。この熱処理で、ウエハーの上側(表面)に80nm程度の熱酸化膜が、下側には注入した酸素イオンで厚さ80nm程度のsiO_2層が生ずる。この半導体基盤(wafer)内に出来た酸化層は、熱処理で結晶の完全性を回復したSi結晶上に作り付けられる素子間の分離を良くする。この素子間分離の向上を目的として、『10^<18>/cm^2程度の酸素のイオンを注入して、1350 C,4hr程度の熱処理をしたものはSIMOX』と呼ばれている。この試料に集光したレーザー光をあてると、試料表面に局在した同心(楕)円状の干渉縞が生ずる。この干渉縞には『縞の間隔は外側ほど広くなる』と言う特徴があるが、この特徴は今迄に知られている干渉縞と、全く異なるものである。この干渉縞は幾何学的な構造として「光学的平面と、これに平行な拡散面」とがあれば生ずると言える。

たとえば、透明な面を通過して拡散面に入射した光はここで散乱し、或程度広がった光となって透明な平面にもどる為に、表面で反射した光と干渉して生ずる縞として説明できる。このような幾何学的構造があれば、spacerの光学的厚さが「光の波長よりも極端に薄い場合」でも、この形の干渉縞が観察できるので、これを『超薄膜干渉縞』と名付た。この干渉縞は半導体レーザー(LD)を光源として用いた時に発見したが、LDは幾つかの波長を含むので、干渉縞に微細構造が発生する。この欠点を除去するために定在波形チタン・サファイヤー・レーザーを購入した。なお、装置を組上げるために必要な素子は消耗品の分類に入ると思っていたが、素子の単価が高く、これらを全て備品としたため、この項目が申請時より多くなってしまった。現代の電子工学に不可欠な半導体集積回路や液晶表示素子(LCD)は、基盤面上に二次元的に素子を作り付けなければならない。このようなデバイスでは、基盤と素子間の整合性が品質を左右する最も大切な要素となる。この問題を解決するめには素子と基盤との界面に存在する『荒れ』を非接触・非破壊で計測しなければならない。とくに、LCD素子の場合、液晶分子を一定方向に配列される手段として、ガラス基盤にバフをかけて基盤に細かい傷をつけているが、この工程は経験と勘を基本としたノウハウの塊と言っても過言ではない。その理由は、この超微細な傷(表面の『荒さ』)を計測する有効な手段が無いためである。この超薄膜干渉縞はこのようなガラス基盤上の超微細な傷やウエハー上にエピタクシャル成長した単結晶の品質を左右する界面構造を解析するのに最適であった。しかし、干渉縞の成因には照明レンズでの回折に基因する所が多大であることが実験的に確認された。目下、この回折により生ずる干渉縞の定量化・数式化について、理論と実験との両面から検討している。SIMOXウエハ-には、鏡面研磨面から360nm程度下の所に、厚さ80nm程度の酸化膜層が形成されている。この酸化膜層は、微細で粒径の揃った結晶粒が集合した多結晶層で、非常に良質な光拡散面となるため、きれいに縞が観察される。換言すると、『縞の見え方』、すなわち、『縞を構成する斑点の大きさと明瞭度』から散乱を起こしている面の粗さが測定できる。この方法では、表面に露出していない酸化膜層の工学的粗さを測定することが出来たが、焦点と光測定物体の位置を自由に変えると、被測定物体の微視的粗さから巨視的粗さと平面度まで、必要に応じた大きさで連続的に測定することが可能となった。集積回路に不可欠なSZ-Siウエハ-には、適当な温度の熱処理によって、鏡面研磨面の直下にdenuded zoneが、表面から遠いウエハ-の内部には酸化物微粒子が析出している。この両者はシリコン・プロセスで最も基本的な素子構造であるが,ここで開発した測定法を用いると、denuded zoneと酸化物微粒子の析出領域との境界面の形状と酸化物微粒子の粒径を測定する事ができた。この縞模様は被測定試料の工学的均質性を評価する手段としても有効で、(1)多重量子井戸構造を持った多層膜と(2)高温超伝導被膜の『不均質性』の検出と評価、(3)基盤とエピ膜界面の整合性の検討などが出来た。とくに、結晶表面、エピ膜界面などには結晶方位に準拠した凹凸(ピット)が存在することが多々あるが、これらも斜入射光で見ると、入射光の方向と散乱光強度との間には明瞭な角度依存性があるため、縞の『現われ方と明瞭度』から、基盤表面とエピ膜界面の評価が可能となった。装置として完成させるたる『縞の強度分布』が、随時、所要の位置で求まるようにした。