hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
分光分布を考慮した大域照明モデルに基づく表示手法の開発

照明設計や工業デザインにおいて,間接照明を含む環境下において照明光の分光分布を考慮して波長依存性の高い物質を写実的に表示する手法が必要とされている.これを実現するために,コンピュータグラフィクスにおける代表的な大域照明モデルであるフォトンマッピング法を拡張することにより分光分布を考慮した表示手法を開発した.さらに,レンダリングされた分光分布をもつハイダイナミックレンジ画像を,視覚特性に基づいてトーンマッピングを施してリアルに表示する手法の改良を行った.高品位の画像生成技術の大幅なレベルアップのためには、分光分布を考慮したレンダリング手法と大域照明モデルに基づいたレンダリング手法の2つを融合した画像生成手法ならびに従来型のディスプレイデバイスへの高品位画像の表示技術を開発することが重要である。本研究では分光分布を考慮した大域照明モデルに基づく画像生成とその表示手法の開発を行うことを目的としている。これを実現するために代表的な大域照明モデルであるフォトンマッピング法を拡張することにより分光分布を考慮した高品位画像生成手法を開発する。フォトンマップとフォトントレースの拡張を行い、マルチスペクトル環境下でも効率的に大域照明計算を行う手法の開発を行った。すなわち、フォトンマッピング法に単波長フォトンと複波長フォトンを導入し、さらにフォトントレースの際には重点的サンプリングを導入し、フォトンが物質境界面に衝突したときフォトンの相対的パワーと物質の分光反射・透過特性の両者を考慮して確率的に反射・透過する手法を新たに開発した。これにより効率的に分光分布を考慮した大域照明計算を行うことが可能となった。さらに、大域照明の効果をGPUを用いて高速に計算・表示する手法の開発も行った。加えて、高品位画像をコンパクトに記録し視覚特性に基づいて表示する手法についても研究・開発を行った。すなわち、ハイダイナミックレンジ分光分布画像を圧縮してコンパクトに記憶し、伸長時にRGB変換を同時に施してRGBディスプレイモニタに直接表示する手法や、高輝度光源を見たときの残像効果を視覚特性を考慮して表現する手法の開発を行った。高品位な画像生成においては、分光分布を考慮したレンダリング手法と大域照明モデルに基づいたレンダリング手法の2つを融合した画像生成手法の開発が重要である。さらに、リアルな画像表示においては、従来型のディスプレイデバイスへの高品位画像の表示技術を開発することが重要である。本研究では、分光分布を考慮した大域照明モデルに基づく画像生成とその表示手法の開発を行うことを目的としている。フォトンマップとフォトントレースの拡張を行い、さらに新たな波長サンプリング法を導入することにより、スペクトル環境下でも効率的に照明計算を行う手法の開発を行った。すなわち、フォトンマッピング法に層化サンプリング法を導入した複波長フォトンを用い、さらにフォトントレースの際には重点的サンプリングを導入して、フォトンが物質境界面に衝突したときフォトンの相対的パワーと物質の分光反射・透過特性の両者を考慮して確率的に反射・透過する手法を開発した。さらに、大域照明環境下での波長依存性の高い光学現象をシミュレートできるように、薄膜による光の干渉現象を考慮したレンダリング手法の開発も行った。加えて、分光分布情報をもつ高品位画像をコンパクトに記録し、視覚特性に基づいて表示する手法の改良を行った。すなわち、ハイダイナミックレンジ分光分布画像を圧縮してコンパクトに記憶し、伸長時に視覚特性に基づくトーンマッピングを施してRGBディスプレイモニタに表示する手法や、移動する高輝度光源を見たときの残像効果を視覚特性を考慮して表現する手法の開発を行った。本研究では分光分布を考慮した大域照明モデルに基づく表示手法の開発を行うことを目的としている。これを実現するために大域照明モデルのフォトンマッピング法を拡張することにより分光分布を考慮した表示手法を開発するアプローチをとる。フォトンマップとフォトントレースの拡張を行い、分光分布を考慮した大域照明計算を行うソフトウェアの作成を行った。フォトンのもつ波長もフォトンマップに記録するようにフォトンマップを拡張し、レンダリングの際にはフォトンマップを参照して輝度計算点近傍のフォトンのエネルギーと波長成分から分光強度を求めるよう拡張を行った。フォトントレースの際には、フォトンが物質境界面に衝突したとき物質の分光反射・透過特性に応じて確率的に反射・透過するように拡張を行った。すなわち、物体に衝突したフォトンは入射時のフォトンのエネルギーと波長から反射後のエネルギーと波長を確率的に求め、フォトントレースを再帰的に繰り返す。

単一波長のみをもつ単波長フォトンと、可視光の波長をすべてもつ全波長フォトンの2種類のフォトンを導入し、重点的サンプリングの考え方に基づいてソフトウェア的にフォトントレースの高速化をはかる手法についても検討を行った。今年度の研究計画に基づいて、分光分布を考慮した大域照明計算の高速化を行い、計算精度に対する効率化の検討を行った。アルゴリズムや手法の改良によるソフトウェア的な高速化とともに、大域照明計算に関連する環境遮蔽手法をGPUを用いてインプリメントを行い、高速化に関してその効果を確認した。さらに、分光分布情報を持つハイダイナミックレンジ画像のコンパクトな記録方法と、従来型のRGBディスプレイモニタへの高速変換表示手法や視覚特性を考慮した高品位画像の表示手法についても研究・開発を行った。今年度の研究計画に基づいて、フォトンマップとフォトントレースの拡張を行い、分光分布を考慮した大域照明計算を行うソフトウェアの作成を行った。さらに、ソフトウェア的にフォトントレースの高速化をはかる手法についても検討を行い、その効果を確認した。さらに、分光分布情報を持つハイダイナミックレンジ画像のコンパクトな記録方法と、従来型のRGBディスプレイモニタへの高速変換表示手法についても研究・開発を行った。これまで開発してきた分光分布を考慮した大域照明計算手法を計算精度と計算時間の両面から検討し、さらに効率化するよう改良を施す。これには、フォトントレースの効率化と、フォトンが持つ波長を可視光域からサンプリングする新たな手法を考案するという2つのアプローチから研究を行う。さらに、これまでの研究成果をもとに、分光分布を考慮した大域照明モデルに基づく表示手法の各種分野への応用について調査、検討を行う。ソフトウェアとハードウェアの両面から計算高速化をはかる手法を開発する。ソフトウェア的な高速化手法としてフォトントレースにおいて、フォトン反射後のエネルギーと波長を確率的に求める際に、モンテカルロ法の高速化に用いられる重点的サンプリングや層化サンプリングを導入する。これにより、計算結果の分散を抑え、フォトンの数を減らすことにより高速化をはかる。ハードウェア的な高速化手法として、マルチコアCPUやGPUを用いた並列計算を導入する。本アルゴリズムは各フォトンに対しては独立に計算を行うことができるため、各フォトンのトレースを並列して計算するように改良する。さらに可視光域の波長サンプリングについて確率的なサンプリング法の導入が有効かどうかの検討を行う。各種分野への応用を検討する適用例等の画像を提示するための高品位ディスプレイモニタを導入する。国内で開催される研究会やシンポジウム、そして米国や欧州等で開催される国際会議で研究成果を発表するとともに情報収集を行う。生成されたCG画像や輝度ダイナミックレンジの広い実写画像を表示するために、高精細高解像度のディスプレイモニタを導入する。また、作成したスペクトル・ハイダイナミックレンジ静止画像や動画像を保存するために高速大容量の補助記憶装置を導入する。
２０世紀チェコの視覚芸術における文学的想像力のはたらきと意味

本研究のテーマは、20世紀チェコの視覚芸術における文学的想像力のはたらきを、美術史的・文学史的・文化史的観点からだけでなく、歴史的・社会的・政治的文脈においても検討することにあった。絵画、写真、グラフィック・デザイン、コラージュ、映画、アニメーションといったさまざまなジャンルをあつかいながら、20世紀に開花したチェコの視覚芸術が、表現の点でも思想の点でも、文学と密接な関係を取り結びながら発展してきたことをあきらかにした。20世紀に開花したチェコの視覚芸術は、つくり手のレベルでも作品のレベルでも、表現の点でも思想の点でも、文学と密接な関係を取り結びながら発展してきた。本研究は、文学的想像力がそこでどのようなはたらきをしてきのかを検証することによって、チェコの視覚文化の特質をあきらかにすることを第一の目的としている。本年度は研究初年度としてとくに資料収集に力を注いだ。なかでもここ数年のあいだに相次いで刊行されている映画人たち、とりわけチェコのヌーヴェル・ヴァーグの監督たちにかんするモノグラフや、名作とされながらソフト化されていなかった古い映画のDVDなど、映画関連の興味深い資料を数多く入手することができた。こうした資料をつかって、本研究の観点からチェコ映画にかんする考察を進めた。いま現在チェコのアニメーションをあつかう翻訳書の準備をすすめており、その作業のなかでアニメーション作品にたいする文学者たちの貢献も具体的にあとづけることができた。ポエティズムと呼ばれるチェコ独自の芸術運動があった1920年代のチェコ文化を、ヨーロッパ文化というよりひろいコンテクストにおいて検討すると、都市文化ならびに大衆文化というテーマがきわめて重要なものとして浮上してくる。これもまたひきつづきあつかっていかなければらない問題として再認織した。そのほか、現代のチェコの映像作家ヤン・シュヴァンクマイエルの芸術観を検討するなかで、作家が重視する「韜晦」についてもあつかい、遊戯性をそなえた偽装の形式にもとづく表現であることをあきらかにした。本年度も継続して資料収集に力を注ぎ、本研究の直接の研究対象となるチェコの視覚芸術にかんする書籍やDVDの収集につとめた。これら資料を利用し、とりわけ理論的考察を進めるさい、きわめて有益な知見をもたらしてくれる最新の映像論・イメージ論にかんする書籍もあわせて入手した。チェコの芸術家・映像作家のヤン・シュヴァンクマイエルとその妻で画家のエヴァ・シュヴァンクマイエロヴァーの展覧会が2011年夏に開催されるのにあわせて制作された図録に文章を寄せ、そのなかで両者の大ざっぱに「絵」として括られる作品群をおもに考察しながら、ヤンの視覚的想像力が、作家によるモノとの無媒介の接触、ならびに偶然性を取り込む手法とともにあり、それらによって特徴づけられてもいることをしめした。またヤン・シュヴァンクマイエルの新作映画『サヴァイヴィング・ライフ』の上映のあわせてつくられた書籍には、過去に作成した年譜の改訂版を寄せた。アメリカの映像作家ハリー・スミスの初期映像作品の背景についても調査し、論文として発表した。チェコの視覚芸術に属するものではないが、そこで行なった、実験的映像が制作される環境とその状況にかんする考察はチェコの文脈を理解するのにも大いに役立っている。また、中央ヨーロッパを特集する雑誌に寄せた論文では、チェコスロヴァキアの「正常化」時代に音楽家ユニオン・ジャズ部門がくりひろげた、芸術全般にかかわる活動を検討することによって、当時芸術がおかれていた状況の一端をあきらかにした。ここ数年来取り組んできた、チェコ・アニメーションをあつかう書籍の編集・翻訳の作業がひとつの段階を越えることができた。順調にいけば平成24年度中には刊行できるものと思われる。過去3年にわたって収集につとめた20世紀チェコの視覚芸術にかんする資料の分析ならびに検証をとおして、本研究のテーマである「文学的想像力のはたらきと意味」にかんする考察をさまざまな観点から進め、研究全体のまとめを行なった。研究成果の公表としては、まずアニメーション制作において著名な詩人や作家がきわめて大きな役割を担うことがあったこと、ならびに劇映画では60年代のチェコスロヴァキアのヌーヴェル・ヴァーグが文学といわば連動しながら展開していったことをあきらかにする論文を発表した。20世紀前半のチェコスロヴァキアを代表する詩人ヴィーチェスラフ・ネズヴァルの小説『ヴァレリエと不思議な一週間』がヌーヴェル・ヴァーグの監督によって映画化されていることはそこでもふれているが、これについてはべつのところでも紹介する文章を発表している。この数年間、編集・翻訳作業を進めてきた、チェコ・アニメーションをあつかう大部の書籍をようやく刊行することができた。アニメーションの黎明期から現在までの主要な作家のインタビューをまとめたもので、作家自身の言葉をとおして、それぞれの時代における創造的想像力のありようがいかなるものであったかを検証することができる。アニメーション文化という枠にとどまらない、チェコの視覚芸術全般の受容と研究にとって有意義な情報がこれによって得られるものと考えている。

そのほか、ポーランドの作家・画家ブルーノ・シュルツが現代のさまざまなジャンルの芸術家にあたえた影響を具体的な作品の分析をとおしてあきらかにする論文、日本のデザイナー石岡瑛子が手がけた、ポール・シュレイダー監督の映画『MISHIMA』のプロダクション・デザインの特徴・特質を検討する論文、さらに日本のアニメーション作家、黒坂圭太の『緑子/MIDORI-KO』の独自性を考察する評論も発表した。過去2年にわたり収集につとめた関連資料の分析作業に力を注いだ。もっとも重要なテーマにひとつであった、60年代のチェコスロヴァキアのヌーヴェル・ヴァーグについては、ヴィエラ・ヒチロヴァーの映画『ひなぎく』にかんする論文を発表した。制作当時の政治的・社会的状況の検証、先行研究の批判的検討、映像の特徴ならびにガーリーカルチャーとのつながりという点での今日的意義の考察など、さまざまな観点からこの作品を論じ、結果としてそれは400字詰め原稿用紙に換算して100枚程度の論文となった。もうひとつの重要なテーマであるアニメーション映画については、ここ数年来進めてきた、チェコ・アニメーションをあつかう書籍の編集・翻訳作業を継続して行なった。思いのほかこれに時間がとられたが、それもほぼ完了している。当初予定していた、平成24年度中の刊行は諸事情から果たせなかったが、平成25年度の早い段階で刊行されるものと思われる。チェコの視覚芸術のみならず、アニメーション文化、映像文化全般の受容ならびにその研究にとってたいへん有意義な本になると確信している。チェコスロヴァキアの「正常化」時代に音楽家ユニオン・ジャズ部門がくりひろげた、芸術全般にかかわる活動を昨年度検討し、論文を発表した。ジャズセクションの活動は文学・芸術のさまざまな領域においてきわめて意義深いものなので、今年度もひきつづき資料収集ならびにその分析作業を進めた。研究成果としてはほかに、今年度中に翻訳刊行された、チェコの小説2冊の書評を発表している。本研究課題に隣接する領域のものとしては、抽象アニメーション作家オスカー・フィッシンガーが20世紀半ばにアメリカでくりひろげた活動を検証する論文を発表したほか、発表は平成25年度にずれ込むが、ポーランドの作家ブルーノ・シュルツとさまざまな芸術分野へのその影響を考察する論文も執筆した。資料収集がはかどるとともに、個別の事例について興味深い材料を集めることができ、周辺領域の諸テーマについても研究することができた。震災の影響とそれにともなう混乱はあったが、全体としてみればおおむね予定どおりに研究が進められたと思う。25年度が最終年度であるため、記入しない。個別のテーマにかんする具体的な分析・考察をいま以上に進めていき、論文などによって成果を公表しなければならないとはいえ、たとえばチェコ・アニメーションにかんする翻訳書の刊行についてもメドが立つなど、全体としてみればおおむね予定どおりに研究が進められたものと思う。これまでが準備期間であったというつもりはないが、それでも資料収集などに力点が置かれる部分がなくもなかった。今後は個別の事例について分析や解釈、検証や考察に時間をかけ、本研究課題にかんする一定の成果をあげるように努めていきたい。
ナノサークル・ナノロッド共役分子の設計・創成と新奇物性・機能創出

新奇な光・電子・磁気デバイス構造を視野に入れて、(1)ナノサークル・ナノロッド構造形成の要因解明、(2)所定の固体基板上に配列固定化手法の確立、(3)構造、光・電子物性、機能の相関解明と分子設計手法の確立を目的とした。検討対象として、ポリシラン、ポリフルオレン、フタロシアニンとした。(1)フッ化アルキルらせんポリシランから、CF/Si相互作用によって、マイカ基板上に直径300-500nm高さ2nm程度の巨大な環状・らせん構造の形成を確認し、サークル構造形成性と分子量の関係を明らかにした。フッ化アルキル側鎖基を持たないらせんポリシランからも、マイカ基板上に直径300-500nm高さ2nm程度の巨大な環状構造の形成を確認した。分子量のみでロッド構造とサークル構造の創り分けができた。(2)長鎖n-アルキル側鎖ポリフルオレン希薄溶液から、マイカ基板上に直径300-500nm高さ2nm程度の巨大なサークル構造の形成を確認した。展開溶媒中の水分量と分子量・側鎖基長・ポリマー濃度で決定されることを明らかにした。マイカ基板に担持したポリフルオレンサークル構造とスピンコート薄膜の光物性測定(77K)から、サークル構造は急峻な発光特性を与えることを見出した。(3)アルキルアミド基4置換体のCuフタロシアニン希薄溶液をマイカ基板上にキャストすることにより、直径100nm高さ2nm、幅40nm程度の超分子環構造ならびにエンタングルしたナノロッド構造を自発形成した。(4)OH基を2個有する可溶性ケイ素フタロシアニン(ttbPcSi(OH)2)が金基板上で自発的に縮重合し、基板表面に対して垂直配向したナノロッド状1次元フタロシアニンを与えることをAFM, UV-vis, IR, QCM測定より明らかにした。H-会合による著しいpai-pai*吸収スペクトルの顕著なブルーシフト化を観測した。1.最近、直径が100-800nmに達するナノサークル構造をとるポリセラン、ポリフルオレンを予備検討により見い出した。従来の鎖状共役高分子とは一線を画する新奇ナノサークル・新奇ナノロッドを中むとするユニークな光・電子・磁気機能が期待できると考え、ナノサークル・ナノロッド分子の(1)重合触媒、重合条件、分離精製条件の確立、(2)環状構造決定法の確立、(3)所望の固体基板・電極上に化学結合によって配列固定化手法の確立、(4)構造、光・電子物性、機能の相関解明と分子設計手法の確立を行う。計画初年度として、ナノサークルポリフルオレンに注力して検討を進めた。2.2,7-ジブロモフルオレン(市販)から誘導される2,7-ジブロモ-9,9-ジアルキルフルオレンをYamamotoカップリング反応(DMF中,80°C)により、π共役ポリフルオレンを高収率(65-85%)で得た。

AFM観察から、種々の長さや異なる分岐位置を持つアルキル基誘導体の中で、isopentyl、n-hexyl、n-heptyl誘導体(数平均分子量5-10万程度)のみが、mica基板上、直径約100-150nm、高さ0.34-0.45nm(フルオレン環のvan der Waals厚み)、平均重合度300-500程度の巨大環状構造の形成を再現性よく確認できた。ポリフルオレンの概ね60-70%が環状構造を、残りの30-40%はドット状構造(恐らく末端基を有する)を与えた。3.一方、上記以外の長鎖アルキル置換ポリフルオレン誘導体やn-hexyl体の重合時に意図的に末端基導入を計ったポリフルオレン高分子量体では、直径約60-80nm、高さ1.0-1.5nm、ドット状構造のみが観察された。巨大環状構造形成には、9-位のアルキル鎖長が大きく影響していた。(第85回日本化学会春季年会(神奈川大学、1PA039)にて詳細を発表。)1.直径が100-800nmに達するナノサークル構造をとるポリシラン、ポリフルオレンを予備検討により見い出した。従来の鎖状共役高分子とは一線を画するナノサークル・ナノロッドを中心とする新規の光・電子・磁気機能が期待できると考え、ナノサークル・ナノロッド分子の(1)重合触媒、重合条件、(2)環状構造決定法、(3)固体基板・電極上への配列固定化、(4)構造、光・電子物性、機能の相関解明を進めている。計画二年度として、他のナノサークル構造体の探索に注力して検討を進めた。2.アルキルアミド基を有するCuフタロシアニン希薄溶液から、マイカ基板上にキャストすることにより、直径100nm高さ2nm、幅40nm程度の超分子環構造の自発形成を確認した。3.フッ化アルキル側鎖基を有するらせんポリシランから、CF/Si相互作用によって、マイカ基板上に直径300-500nm高さ2nm程度の巨大な環状かつらせん構造の形成を確認した。環状構造形成性と分子量の関係を明らかにした。4.フッ化アルキル側鎖基を持たないらせんポリシランから、マイカ基板上に直径300-500nm高さ2nm程度の巨大な環状構造の形成を確認した。5.OH基を2個有するケイ素フタロシアニンが金基板上に自発的に縮重合し、基板表面に対して垂直配向したナノロッド状1次元フタロシアニン((Si-O-Si主鎖骨格)を与えることをAFM,UV-vis,IR,QCM測定などより明らかにした。(本結果はPacifichem2005(Honolulu,#889,USA,2005)で発表した。6.環状ポリフルオレンの基板固定化のための予備検討を開始した。同時に環状構造とドット構造の精密な作り分けを検討始めた。1.フッ化アルキル側鎖基を有するらせんポリシランから、CF/Si相互作用によって、マイカ基板上に直径300-500nm高さ2nm程度の巨大な環状かつらせん構造の形成を確認し、サークル構造形成性と分子量の関係を明らかにした。2.フッ化アルキル側鎖基を持たないらせんポリシランからも、マイカ基板上に直径300-500nm高さ2nm程度の巨大な環状構造の形成を確認した。ポリシランがマイカ基板表面上、分子量のみでロッド構造とサークル構造の作り分けができた。すなわち、ポリシランの分子長が400-500nm以下だとロッド構造を、それ以上だとサークル構造を与えることが判明した。すなわち、高分子の分子長がロッド構造とサークル構造形成を決定していた。3.ポリシランでの知見をもとに長鎖アルキル側鎖基を有するポリフルオレン希薄溶液から、マイカ基板上に直径300-500nm高さ2nm程度の巨大なサークル構造の形成を確認した。展開溶媒中の水分量と分子量・側鎖基長・ポリマー濃度で決定されることを明らかにした。
マグネシウムカルベノイドの特異な反応性を利用する環状アルケンの合成

マグネシウムカルベノイドは、一つの炭素原子にマグネシウム原子と塩素原子が結合した反応中間体である。この化学種は、求核性と求電子性を併せ持つ。このマグネシウムカルベノイドの特異な反応性を利用して、シクロアルケンを含む種々の環状化合物を与える分子内反応の開発に成功した。DFT計算の結果から、マグネシウムカルベノイドの分子構造は一般的な有機分子の構造から逸脱しており、それが特異な反応性の要因となっていることが明らかとなった。当該年度では、環化反応前駆体の合成およびカルベノイド同士のカップリング反応によるシクロペンテンの合成を検討した。分子内にクロロ(p-トリルスルフィニル)メチル部位を2カ所有する環化反応前駆体の合成に成功し、この化合物にGrignard試薬を作用させることでシクロペンテンを合成することができた。この反応では、同時に発生した2つのマグネシウムカルベノイドがそれぞれ求核剤および求電子剤として機能する。一方、マグネシウムカルベノイドは分子内のカルボニル基やシアノ基に対して求核剤として作用し、種々の環化生成物を与えることを発見した。さらには、マグネシウムカルベノイドは分子内のC-H結合に対して求電子剤として作用し環化生成物を与えることもわかった。金属カルベノイドは、有機金属化合物であるにもかかわらず求電子性を帯びている。この特異な性質を解明するために、金属カルベノイドの構造と反応に関して計算化学を利用して研究を行った。1-ヘテロ原子置換有機リチウムおよびマグネシウムでは、炭素原子に結合している金属やヘテロ原子の種類によりカルベノイド炭素原子周りの構造が大きく異なっていた。炭素-金属結合性軌道と炭素-ヘテロ原子反結合性軌道との相互作用がカルベノイド性に大きく寄与していることが明らかとなった。通常、ビニル炭素原子上では求核置換反応は進行しないが、マグネシウムカルベノイドの場合ではこの反応が進行する。マグネシウムカルベノイドの特異な構造が反応の進行を促進していることがわかった。当該年度では、分子内に求電子性官能基を有する環化反応前駆体の合成及び環化反応前駆体から発生させたマグネシウムカルベノイドの求核的環化反応によるα-ハロブテノライドの合成について検討した。α-ブロモケトンとクロロメチルp-トリルスルホキシドから3位にヒドロキシを有する1-クロロ-1-アルケニルp-トリルスルホキシドを合成した。この化合物にピリジン存在下クロロギ酸フェニルを反応させて炭酸エステル骨格を有する環化反応前駆体を合成した。環化反応前駆体にi-PrMgClを反応させると期待通り環化反応が進行し、シクロペンテン骨格を含む化合物であるα-ハロブテノライドが生成した。環化反応前駆体には2種類の幾何異性体が存在するが、どちらの異性体からもα-ハロブテノライドが得られることがわかった。窒素原子に隣接するC-H結合へのマグネシウムカルベノイドの挿入反応による環化反応についても検討した。2位にN,N-ジアルキルアミノメチル基を有する1-クロロシクロプロピルp-トリルスルホキシドを合成し、i-PrMgClを反応させた。その結果、シクロプロピルマグネシウムカルベノイドが窒素原子に隣接したC-H結合に挿入し、5員環骨格を含む3-アザビシクロ[3.1.0]ヘキサンが生成した。この挿入反応は級数の高いC-H結合で優先的に進行することを明らかにした。光学活性なp-トリルスルフィニル基を不斉補助基として利用する不斉合成にも成功した。金属カルベノイドのC-H挿入反応は骨格転位反応の一つとして解釈されているが、C-H挿入反応の機構をDFT計算で調べたところ、カルベノイドが求電子剤、C-H結合が求核剤としてはたらく求核置換反応に端を発することがわかった。当該年度では、マグネシウムカルベノイド同士のカップリング反応によるシクロアルケン合成の基質適用範囲について検討した。これまでの研究から、炭素鎖が5のビス(α-クロロスルホキシド)からシクロペンテンが得られることがわかっているので、炭素鎖が3および6のビス(α-クロロスルホキシド)を環化反応前駆体として用いてカップリング反応を試みた。炭素鎖が3および6の環化反応前駆体を合成し、それらとi-PrMgClを反応させたところ、期待通り環化反応が進行しシクロプロペンおよびシクロヘキセンが中程度の収率で生成した。この反応では、マグネシウムカルベノイド同士の分子内求核置換とそれに続くβ脱離により環が形成されるが、この反応パターンを応用して、求核置換とそれに続く求核付加による3員環形成についても検討した。α-クロロアルキルスルホキシドとi-PrMgClから発生させたマグネシウムカルベノイドにリチウムエノラートを反応させると、目的の環化反応が進行しシクロプロパノールが中程度の収率で生成した。この反応を光学活性なスルホキシドを用いて行ったところ、中程度の光学純度でシクロプロパノールが得られた。マグネシウムカルベノイドは、有機金属化学種であるにもかかわらず求電子性を示す。この特異な反応性を解明するために、マグネシウムカルベノイドの構造をDFT計算を用いて調べた。既にα-ハロビニルマグネシウムクロリドの構造が典型的な有機分子の構造から逸脱していることを明らかにしているが、α-ハロアルキルマグネシウムクロリドやα-ハロシクロプロピルマグネシウムクロリドもまた、長い炭素-ハロゲン結合をもち、カルベノイド炭素周りの結合角が典型的な有機分子の構造から逸脱していることがわかった。

これらの構造的特徴がマグネシウムカルベノイドの特異な反応性に寄与しているとみられる。マグネシウムカルベノイドは、一つの炭素原子にマグネシウム原子と塩素原子が結合した反応中間体である。この化学種は、求核性と求電子性を併せ持つ。このマグネシウムカルベノイドの特異な反応性を利用して、シクロアルケンを含む種々の環状化合物を与える分子内反応の開発に成功した。DFT計算の結果から、マグネシウムカルベノイドの分子構造は一般的な有機分子の構造から逸脱しており、それが特異な反応性の要因となっていることが明らかとなった。環化反応前駆体の合成とその前駆体から発生させたマグネシウムカルベノイドの求核性を利用した環化反応によるα-ハロブテノライド合成に成功している。また、マグネシウムカルベノイドの求電子性を利用したC-H挿入反応による3-アザビシクロ[3.1.0]ヘキサンの合成にも成功している。さらに、DFT計算によりマグネシウムカルベノイドのC-H挿入反応のメカニズムを明らかにしている。有機金属化学様々な求核性官能基および求電子性官能基を有する環化反応前駆体を合成して環化反応を検討する。環のサイズや環上の置換基の種類に着目して基質適応範囲を精査する。DFT計算を用いて金属カルベノイドの特異な反応性の解明をさらに進める。環化反応前駆体の合成とその前駆体からのシクロペンテンの合成に成功している。また、この合成反応研究をもとにマグネシウムカルベノイドの求核性および求電子性を利用した環化反応を開発することができた。計算化学研究によって金属カルベノイドの特異な反応性の要因を解明することができた。合成実験が想定以上に順調に進行し、試薬やガラス器具等の消耗品がが少なめで済んだため。環のサイズや環上の置換基の種類に着目して種々のシクロアルケンの合成を検討し基質適応範囲を精査する。マグネシウムカルベノイドの二面的反応性を活用して様々な環状化合物を合成する。金属カルベノイドの反応に関する計算化学研究をさらに進める。繰越金を試薬およびガラス器具の購入に充て研究を推進する。合成実験が想定以上に順調に進行したため、試薬やガラス器具等の消耗品が少量で済んだため。繰越金分を試薬およびガラス器具の購入に充て合成研究を推進する。
オープンソースソフトウェア解析に基づくソフトウェアライセンスプロトタイプ作成環境

本研究では、ソフトウェア開発者によるソフトウェアライセンス(ライセンス)の試作支援環境構築を目的とし、ライセンスの観点からオープンソースソフトウェア(OSS)の解析を行った。研究成果として、実際のOSS群において、ソフトウェアのライセンスとソースファイルのライセンスを比較し、ライセンス間の包含関係の抽出を行った。また、比較という観点でコードクローンの理解やソフトウェアの動作予測への発展を行った。本研究課題の目的は,オープンソースソフトウェア(以降,OSS)における実例に基づき,ソフトウェアライセンス(以降,ライセンス)の骨組みとなるライセンスプロトタイプを作成する環境を構築することにあった.本年度の成果は以下のとおりである.1.Fedora Core19のソースパッケージを使用したOSSライセンス間の関係解析を,海外の研究者と共同で行うことにより洗練させた.昨年度はソースパッケージ中のメタデータに記載されているライセンス名とソースファイルにて指定されているライセンス名から,あるライセンスのファイルはどのライセンスで再配布できるかという関係を抽出した.本年度は,各主要なOSSライセンスで配布されているパッケージにはどのようなライセンスのソースファイルが含まれるかを調査した.その結果,様々なライセンスが含まれる場合がある一方,ほぼ単一のライセンスのソースファイルのみ持つような場合があった.2.他のコードと重複するコード片であるコードクローンに対する周辺コード(コードクローン中に存在する変数のデータフロー上に出現するフィールド変数,引数を持たないメソッド呼び出し,コードクローンを含むメソッドの仮引数(以上,外部要素)とコードクローンを含む制御ブロックのうち,最内にあるブロック)を抽出,表示するツールの作成と,これを用いた7つのOSSの調査を行った.その結果,コードクローンであっても外部要素が異なっている場合や異なるコード片であっても外部要素が同一である場合を示した.これらの研究成果では,ライセンスプロトタイプの構築までは至らなかった.しかし,ライセンス間の関係を実際の用例に基づいて,より詳細に調査することができ,また,メタデータを対象とする点で研究範囲を広げることも出来た.これらの成果は今後のOSS開発をより発展させるために有用であったと考える.本研究では、ソフトウェア開発者によるソフトウェアライセンス(ライセンス)の試作支援環境構築を目的とし、ライセンスの観点からオープンソースソフトウェア(OSS)の解析を行った。今年度の成果として,(1)オープンソースソフトウェアにおける実例に基づき,ソフトウェアライセンス(以降,ライセンス)間の関係の解析を行った.また,ライセンス間の関係解析における枠組みを応用し,(2)過去の動作と現在の動作を比較することによって,今後の振る舞いを予測するという手法を考案した.以下,各成果について説明する.(1)では,あるライセンスの成果物を別のライセンスで配布できるとき,それらの間にある関係を包含関係と定義し,既存のオープンソースソフトウェア内に現れる包含関係を抽出し,まとめた.本調査では,Linuxディストリビューションの一つであるFedora17で管理されるソースパッケージ集合を既存のオープンソースソフトウェアの集合とみなし,多数のパッケージに登場する包含関係を抽出した.この成果によって,ライセンスの条項間に出現する単語間の関係を解析する際の基盤となる知見を得ることができ,以降のライセンスのモデル化やライセンスプロトタイプの構築に貢献できよう.また,この知見は,法学知識のないソフトウェア開発者がソースファイルやライブラリを選択する際,ライセンスを考慮するコストを削減できる可能性を持つ.(2)では,オブジェクト指向プログラムを対象として,記録した実行履歴と現在の実行とを比較することでオブジェクトの振舞いを予測する手法を提案し,実際のソフトウェアで評価した.その結果,提案手法によって,多くの場合において,呼び出し文の系列が予測可能であることを示した.本研究課題では,実例に基づきライセンス間の関係を解析することが目的であるが,本成果はこのアプローチがアプリケーションの振る舞いに応用することができることを示しており,本研究課題で得られた知見が他の分野に適用できる可能性を示している.24年度中の計画としては,オープンソースソフトウェアにおける実例に基づき,ソフトウェアライセンス間の関係の解析とソフトウェアライセンスの条項に出現する単語間の関連を明らかにすることであった.これらを達成するため,(1)ライセンスに関する情報収集(2)オープンソースソフトウェアの収集,(3)ライセンス間の関係解析をa)ソースファイルのライセンス特定b)各オープンソースソフトウェアパッケージのライセンス特定c)ライセンス間の関係解析の三段階で行う,(4)ライセンスのモデル決定,(5)既存ライセンスのマッピング方法の決定,(6)ライセンスモデルのフィルタリング手法の開発を行う予定であった.このうち,(3)ソフトウェアライセンス間の関係のうち,(b)ソフトウェアとソースファイル間のライセンスの関係を用いて,ライセンス間の関係について調査することができた.しかしながら,(3)(c)におけるソフトウェアライセンス間の関係における単語の関係調査以降を実現するに至らなかった.25年度では,24年度中に達成できていない(3)(c)ライセンス間の関係解析の残りである単語間の関係解析,(4)ライセンスのモデル決定,(5)既存ライセンスのマッピング方法の決定,(6)ライセンスモデルのフィルタリング手法の開発を優先して行う予定である.これらは主に24年度の成果によって包含関係を持つことが分かったライセンスについて,それらに含まれる各条項中の動詞や名詞に着目することで,分類を行う.解析対象となるライセンスの条項については,SPDX License List(https://spdx.org/licenses/)にあるライセンス記述を利用する予定である.次に,各分類を構成する条項に現れる頻出する動詞や名詞の集合をアイテムセットマイニングにより抽出することで,各分類を特徴づける条項構成パターンを作成する.

ここまでの成果については,国内会議,もしくは国際会議にて発表し,研究の洗練を目指す予定である.次に,25年度中に行う予定としていた,(7)ライセンスプロトタイプ作成に向けた情報収集,(8)ライセンスプロトタイプ作成支援環境の試作,(9)ライセンスプロトタイプ作成支援環境の評価を行う.本研究におけるライセンスプロトタイプとは,各条項に定義される含むべき動詞・目的語の集合を要素とする集合とする.(7)では再利用に関連する要求事項を主に調査する.(8)では(4)(6)にて分析した条項において,同一の分類とみなせる条項群について,単語間の関係と包含関係から同一の要求に対する表現の強さを単語ごとに決定し,要求と構成パターンの関係を決定する.(9)においては,構築したライセンスプロトタイプ作成支援環境にて,包含関係に登場しなかったライセンスをどこまで再現できるかによって評価する.ここまでの成果を国内会議,もしくは国際会議で発表する予定とする.今後の研究方針に挙げた,(3)(c)から(6)における成果,また(7)から(9)における成果を国際会議もしくは国内会議にて報告するため,学会参加費,並びに渡航費用として旅費を使用する.(7)ライセンスプロトタイプ作成に向けた情報収集に用いるノートパソコンと調査すべき書籍の購入費用として物品費を使用する.
近代化にともなうトンガ小児のイモ摂食の変化と健康度との関連に関する食生態学的研究(予備調査総括)

トンガ王国離島ウイハ地区(以下U)と首都コロフォウ地区(以下K)の013歳児計414名について、1988年3月に、計測、観察、保護者への面接調査等を実施した。その結果を食生態、健康(体格・生理、歯科)、環境面から解析、さらに各面のクロス集計や多変量解析等を行ない、主として以下の結果を得た。( )内はUの数値。1.体格から見た健康状態は良好だが、健康上の問題点を持つ児が多い。すなわち、K0ー6歳男カウプ指数平均値男17.7(16.5)、女17.1(16.8)、7ー13歳ローレル指数平均値、男13.1(12.7)、女13.1(12.1)で両地区共に良好である。特にKでより高い。The'road to health'chartの発育曲線による評価でも発育不良者は3名のみであった。しかし、健康上何らかの問題のある児は0ー6歳児男30.0%(34.4)、女19.2%(28.9)、7ー13歳児男14.0%(43.6)、女14.3%(37.8)を占める。Uでは皮膚疾患が多い点、Kでは心臓系疾患もみられる点が特徴である。2.口腔の健康状態は日本などと比較すると著しく良好である。Kでより罹患者率が高く、近代化の下で急速な悪化が予想される。すなわち、う蝕者は0ー6歳50.6%(25.7)、7ー13歳41.4%(32.9)、不正咬合0ー6歳25.6%(15.7)、7ー13歳48.5%(30.5)、2度ディスクレパンシー0ー6歳5.1%(7.1)、7ー13歳38.4%(31.7)、歯肉炎(1度ー3度)0ー6歳45.5%(37.2)7ー13歳73.5%(56.1)である。世界的に口腔の健康状態が最も良い地域の一つと評価されてきたにもかかわらず、上記の罹患者率であること並びにKでより高率であることが特徴である。3.トンガ成人の健康づくりのキーフーズとして認識される(1979、足立ら)いも、魚、ココナツの摂食者率は著しく低く、パンなど近代的な食物の摂食者率が高い。この傾向はKで著しい。すなわちKではいも15.3%(56.3)、魚22.4%(32.8)、ココナツジュース4.1%(3.1)と著しく低い。これに対し、外国産の食材、加工品であるパン77.6%(70.3)、ソフトドリンク17.3%(12.5)、コーヒー等49.0%(28.1)は高率を示す。Uでも近代的食物の摂食者率が高い。4.栄養素摂取の面からも問題点が多い。例えば、2歳以上の児について、栄養素摂取のバランス良好を示す適正域スコア(10点満点)は男3.7±2.2(1.2±1.2)、女3.5±2.0(1.8±1.5)にすぎない。著しい摂取不足の栄養素の種類が多いことを示す不足域スコア(10点が最高)では男5.8±2.7(5.5±3.1)、女6.2±2.3(6.2±2.4)である。ビタミン、ミネラルはもとより、エネルギーや蛋白質についても著しい不足者が多い。その上にKではエネルギーの過剰摂取者も一部現れてきた。各種栄養素を広く含有するいも、魚、ココナツの組み合わせでなく、精製、加工により栄養素の種類、量共少ないパン、マトン、ドリンクスを主にする食事の反映とみられる。5.離乳食として食べられる食物としてもキーフーズの摂食者率が低く、近代的な食物への移行がみられる。すなわち、いもの摂食者は53.3%(85.7)、魚40.0%(85.7)、ココナツ15.2%(47.1)であるのに対し、パン21.0%(28.6)と缶詰10.5%(11.4)が入っている。6.小学5、6年生について食事づくり(収穫、買物、調理、かたづけ等)をしない者が52.0%(31.3)と高率である。Kでより高くかつ調理、収穫などを行う者がより少ない。さらに、食事内容、食嗜好、食事づくり行動への参加、家族の食環境等に関する27要因の主成分分析の結果、いも、魚、ココナッツの摂食につながる要因としてこれらの食物を好む、並びに新しい料理を含めての調理法の習得などが抽出された。このことはキーフーズの摂食が食物を作る、伝承する諸行動を含めた食行動のひろがりに関与していることを示唆している。7.トンガ小児の健康と食事パタン等食生態との関係について個人単位で直接の関係を見出すことはできなかった。が、近代化の進行状況の異なるKとUの地域比較により、キーフーズ摂食のより少ないKで健康状態の悪い者の比率がより高いことが確認された。8.本研究でとりあげた指標の有効性が確認されたので、以後指標の簡便化の検討を加えて次年度よりの本調査設計に生かす予定である。

トンガ王国離島ウイハ地区(以下U)と首都コロフォウ地区(以下K)の013歳児計414名について、1988年3月に、計測、観察、保護者への面接調査等を実施した。その結果を食生態、健康(体格・生理、歯科)、環境面から解析、さらに各面のクロス集計や多変量解析等を行ない、主として以下の結果を得た。( )内はUの数値。1.体格から見た健康状態は良好だが、健康上の問題点を持つ児が多い。すなわち、K0ー6歳男カウプ指数平均値男17.7(16.5)、女17.1(16.8)、7ー13歳ローレル指数平均値、男13.1(12.7)、女13.1(12.1)で両地区共に良好である。特にKでより高い。The'road to health'chartの発育曲線による評価でも発育不良者は3名のみであった。しかし、健康上何らかの問題のある児は0ー6歳児男30.0%(34.4)、女19.2%(28.9)、7ー13歳児男14.0%(43.6)、女14.3%(37.8)を占める。Uでは皮膚疾患が多い点、Kでは心臓系疾患もみられる点が特徴である。2.口腔の健康状態は日本などと比較すると著しく良好である。Kでより罹患者率が高く、近代化の下で急速な悪化が予想される。すなわち、う蝕者は0ー6歳50.6%(25.7)、7ー13歳41.4%(32.9)、不正咬合0ー6歳25.6%(15.7)、7ー13歳48.5%(30.5)、2度ディスクレパンシー0ー6歳5.1%(7.1)、7ー13歳38.4%(31.7)、歯肉炎(1度ー3度)0ー6歳45.5%(37.2)7ー13歳73.5%(56.1)である。世界的に口腔の健康状態が最も良い地域の一つと評価されてきたにもかかわらず、上記の罹患者率であること並びにKでより高率であることが特徴である。3.トンガ成人の健康づくりのキーフーズとして認識される(1979、足立ら)いも、魚、ココナツの摂食者率は著しく低く、パンなど近代的な食物の摂食者率が高い。この傾向はKで著しい。すなわちKではいも15.3%(56.3)、魚22.4%(32.8)、ココナツジュース4.1%(3.1)と著しく低い。これに対し、外国産の食材、加工品であるパン77.6%(70.3)、ソフトドリンク17.3%(12.5)、コーヒー等49.0%(28.1)は高率を示す。Uでも近代的食物の摂食者率が高い。4.栄養素摂取の面からも問題点が多い。例えば、2歳以上の児について、栄養素摂取のバランス良好を示す適正域スコア(10点満点)は男3.7±2.2(1.2±1.2)、女3.5±2.0(1.8±1.5)にすぎない。著しい摂取不足の栄養素の種類が多いことを示す不足域スコア(10点が最高)では男5.8±2.7(5.5±3.1)、女6.2±2.3(6.2±2.4)である。ビタミン、ミネラルはもとより、エネルギーや蛋白質についても著しい不足者が多い。その上にKではエネルギーの過剰摂取者も一部現れてきた。各種栄養素を広く含有するいも、魚、ココナツの組み合わせでなく、精製、加工により栄養素の種類、量共少ないパン、マトン、ドリンクスを主にする食事の反映とみられる。5.離乳食として食べられる食物としてもキーフーズの摂食者率が低く、近代的な食物への移行がみられる。すなわち、いもの摂食者は53.3%(85.7)、魚40.0%(85.7)、ココナツ15.2%(47.1)であるのに対し、パン21.0%(28.6)と缶詰10.5%(11.4)が入っている。6.小学5、6年生について食事づくり(収穫、買物、調理、かたづけ等)をしない者が52.0%(31.3)と高率である。Kでより高くかつ調理、収穫などを行う者がより少ない。さらに、食事内容、食嗜好、食事づくり行動への参加、家族の食環境等に関する27要因の主成分分析の結果、いも、魚、ココナッツの摂食につながる要因としてこれらの食物を好む、並びに新しい料理を含めての調理法の習得などが抽出された。このことはキーフーズの摂食が食物を作る、伝承する諸行動を含めた食行動のひろがりに関与していることを示唆している。7.トンガ小児の健康と食事パタン等食生態との関係について個人単位で直接の関係を見出すことはできなかった。
ヒト細胞における大気浮遊粒子由来物質による突然変異の定量的解析と分子機構の解明

大気浮遊粒子状物質由来のDNA付加体を部位特異的に1箇所もつプラスミドを作製し、ヒト培養細胞内で複製させ、TLSの頻度と突然変異パターンを明らかにすることを目的に実験を実施した。最終的には付加体ごとに付加体1分子あたりのTLS頻度や突然変異誘発率を比較する。今回解析を終えDNA付加体は、化石燃料燃焼で生成しタバコ煙にも含まれ膀胱癌を起こす4-アミノビフェニルの付加体(dG-ABP)である。がん抑制遺伝子p53のコドン248は、膀胱癌で見つかるp53変異のホットスポットであり、またABP付加のホットスポットでもある。コドン248の周辺配列を複した塩基配列上のdG1箇所のみdG-ABPにかえた部位特異的修飾プラスミドをヒト細胞に導入し、生じたTLSの頻度を変異パターンを調べた。その結果、このdG-ABP修飾プラスミドのTLS率は36%であることがわかった。以前の大腸菌を用いた実験結果から大腸菌でのTLS率は80%であったので、dG-ABPはヒト細胞において強く複製阻害をすることがわかった。またTLSしたプラスミドの塩基配列を調べたところ約5%の娘プラスミドに突然変異が生じていた。変異の内訳は修飾部でのGからTへのトランスパージョンが4、GからCへのトランスパージョンが2、GGからTAへのタンデム置換が1、修飾部の1塩基下流でのGからAへのトランジションが1、修飾部の2塩基下流でのAからCへのトランスパージョンが1個であった。大気浮遊粒子状物質由来のDNA付加体を部位特異的に1箇所もつプラスミドをそれぞれ作成し、ヒト培養細胞内で複製させ、TLSの頻度と突然変異パターンを明らかにすることを目的に実験を実施した。対象とするDNA付加体は、大気浮遊粒子に含まれるディーゼル排ガス由来の物質で変異原性・発がん性が認められている3-ニトロベンズアントロンの付加体(dG-(C8-N)-ABA,dG-(C8-N)-AcABA,dG-(C8-C)-AcABA)、化石燃料燃焼で生成しタバコ煙にも含まれ膀胱癌を起こす4-アミノビフェニルの付加体(dG-ABP)、ディーゼル排ガスに含まれエームス試験において既知化合物中最強の変異原性を示すジニトロピレンの付加体(dG-1A6NP,dG-1A8NP)であるが、本年度は4-アミノビフェニルの付加体(dG-ABP)に焦点を絞った。まず、解析用シャトルベクターを作製した。即ちヒト-大腸菌シャトルベクターpZ189からSV40T抗原/ori配列を切り出し、申請者がこれまで用いて来た大腸菌用TLS解析プラスミドに組み込むことで、ギャップを持つプラスミドの母体とした。また上述のdG-ABPを1カ所のみもつ13bpオリゴヌクレオチドを作製、現有のHPLC及びPAGEで精製した。両者をライゲーションし部位特異的付加体修飾プラスミドを作製した。次年度、これらを用いてTLSの頻度と突然変異パターンを解析する。
機能性材料としてのドメイン境界

ドメイン境界において発現する物性の評価およびデバイスへの利用を目的とした操作を目的に研究を行ってきた。昨年度に引き続き、強弾性体であるLaAlO3に着目をし、光第2高調波顕微鏡を用いて極性の有無に関する評価を行った。LaAlO3においては応力印加によりtweedパターンを形成した試料については共鳴圧電応答スペクトロスコピーにより、圧電性の確認がされている。一方で、圧電性の存在は極性の有無を判断するには十分ではなく、本来、対称性の決定を行って初めて極性の存在について議論できる。そこで、本研究ではこの点に着目をしドメイン境界のもつ対称性の決定を行った。その結果、LaAlO3のドメイン境界は極性点群に属していることを明らかにした。また、3次元観察を行うことにより、ドメイン境界が有する極性は表面効果ではなく、本質的なものであることを明確にした。また、ドメイン境界の存在が物性にどのような影響を与えているのかを明らかにするため単結晶試料を用いて電場印加下における構造評価を行った。この実験はフランス、グルノーブルの放射光施設ESRFにおいて行った。強誘電体BaTiO3と圧電体PbZrTiO3単結晶についてパルス電場を印加し、時間分解能測定を行うことで電場誘起による構造変化の観察を行った。これらの結果については現在解析中である。電場印加によるBragg反射の位置の変化はドメイン境界などによる外因性のもとの構造変化による内因性のものに分けられるが、解析を行うことによりこれら2つを分離し、どちらの寄与がより物性に影響をもたらしているのかを明らかにすることを目的に現在解析を行っている。本年度、予算を使用して光第2高調波顕微鏡システムの一部の改良を行った。これにより、微弱な信号を検出することが可能になりこれまで測定が難しかった試料に関しても、効率よく測定ができるようになった。現在、2本論文を準備中であり、おおむね順調に進行しているといえる。予算の関係上、波長を変換できるようなシステムが導入できていないが、いずれ導入したいと考えている。これにより大幅に測定試料の幅が広がることが期待される。また、現在主な測定対象としているのが強弾性体であるが、反強誘電体などにおける反位相境界も対象にしていくことを考えている。ドメイン境界が示す独自の物性を評価、利用する事を目的に本年度は強弾性体であるLaAlO3に注目をし、研究を行った。LaAlO3は本来バルクの状態では中心対称性を有するために極性は示さない。一方で、同様な性質をもつCaTiO3においてはドメイン境界において極性を示すことが実験的に確認されており、LaAlO3においても同じような現象が期待される。一方、LaAlO3はCaTiO3やSrTiO3と異なり、強誘電的な不安定性を有しない物質である。このことから、LaAlO3の強弾性ドメイン境界が極性を有するのであれば、ドメイン境界における極性の存在は強弾性体にみられる普遍的な現象であると考えることが出来る。そこで、光第2高調波顕微(SHGM)システムを用いて、室温化においてドメイン境界の測定を行った。その結果、LaAlO3のドメイン境界が極性を示すことを明らかにし、その対称性を評価することに成功した。また、境界と言う概念に着目をしたもう一つの研究として濃度相境界における局所構造解析を行った。SPring-8およびイギリスDiamondにおいて異なる組成および温度において放射光実験を行い、逆モンテカルロ法を用いた解析を行ってきている。その結果、局所構造と平均化構造とでは構造が異なることを明らかにし、また濃度相境界近傍においては単斜相が現れるが、その単斜晶における分極方向が急激に変化することによって巨大な電気機械結合係数が発現する可能性があることを示唆することに成功した。現在は、同じ組成をもつ物質における局所構造が温度によりどのような変化をするのかを明らかにすることを目的に解析を行っている。ドメイン境界に関してはすでに学会において何度か発表を行っており、現在論文執筆中である。また、濃度相境界に関しても現在1本論文を投稿中、またもう一本は執筆中であり、おおむね順調に進展しているといえる。

これらの結果については現在解析中である。電場印加によるBragg反射の位置の変化はドメイン境界などによる外因性のもとの構造変化による内因性のものに分けられるが、解析を行うことによりこれら2つを分離し、どちらの寄与がより物性に影響をもたらしているのかを明らかにすることを目的に現在解析を行っている。本年度、予算を使用して光第2高調波顕微鏡システムの一部の改良を行った。これにより、微弱な信号を検出することが可能になりこれまで測定が難しかった試料に関しても、効率よく測定ができるようになった。現在、2本論文を準備中であり、おおむね順調に進行しているといえる。光第2高調波顕微システムの波長を変換するようなシステムを導入し、反強誘電体における反位相境界などの極性評価を行っていきたいと考えている。また、180度分極の向きを区別することが可能な干渉システムを用い、ドメイン境界の評価を行う、分極反転に関する実験を行うなどしていく予定である。予算の関係上、波長を変換できるようなシステムが導入できていないが、いずれ導入したいと考えている。これにより大幅に測定試料の幅が広がることが期待される。また、現在主な測定対象としているのが強弾性体であるが、反強誘電体などにおける反位相境界も対象にしていくことを考えている。共同研究のための海外出張費に予定していたよりも予算がかかり、予定していた装置などの購入が遅れたため、使用額に差額が生じてしまった。次年度はこの残金を踏まえて、予定していた物品の購入を行っていく。本研究成果を来年度スイスで開催される国際会議にて招待講演を行うことを予定している。このため、この旅費などにあてるため、次年度に旅費分の予算を残した。来年度は最終年度であるため、予算額が少ないため、当初のままの配分だと研究が遂行できなくなる恐れがあった。