hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ライトフィールドディスプレイを用いた視力矯正映像提示

本研究では,ライトフィールドディスプレイの作成方法について検討し,その作成方法および校正方法について確立した.この方法では,観測者を模したカメラによりライトフィールドディスプレイを撮影することで,幾何的な情報を取得することなくどのようなライトフィールドが提示されるかをモデル化することに成功した.また,このようなモデルを用いることで,低視力者が裸眼でディスプレイを観測した場合に,任意の鮮明な画像を観測させることに成功した.さらに,画像を観測させるだけで視力を計測可能となる方法を提案した.また,通常のディスプレイを用いて視力仮想矯正を実現する方法についても提案した.現在,ライトフィールドディスプレイの構成方法について検討を進めており,一般的なデバイスの組み合わせによりこれを実現可能な方法を確立しつつある.具体的にはディスプレイデバイスの前面にフライアイレンズ(レンズアレイ)を設置することで,ディスプレイ上の各画素から照射される光線の方向を限定でき,これによりライトフィールドディスプレイを構成可能であることを確認した.また,このように構成されたライトフィールドディスプレイに特定のパターンを表示し,これを複数の異なる視点からカメラにより観測することで,ディスプレイの各画素が,それぞれどの方向に光を照射しているのかを確認する方法を検討した.これらと同時に,通常のディスプレイを用いた場合の視力矯正画像生成方法について検討し,その基礎的な理論を確立しつつある.この方法では,視力の低下を模擬したピントのはずれたカメラにより通常ディスプレイを観測し,そのボケを点広がり関数(PSF: Point Spread Function)としてモデル化した.また,得られたPSFの影響を排除するための画像を表示させることで,ボケの影響が軽減可能であることを確認した.本研究では,高解像度ディスプレイとレンズアレイを組み合わせることによりライトフィールドディスプレイを構成し,これを用いて低視力者に対しても適切な画像提示を行う.また,これと併せて通常ディスプレイを用いた場合でも低視力者に適正な画像を観測させる方法について検討する.通常のディスプレイを用いる方法では,カメラのピントが適正に調整されていない状態を用いて低視力者の観測を模擬し,この観測結果から低視力者における観測ボケをPSF(Point Spread Function:点広がり関数)を用いて表現した.さらに,このPSF二より発生するボケをあらかじめ無効化するような画像をディスプレイ上に提示することで,観測者にボケの少ない画像を提示可能であることを示した.また,ライトフィールドディスプレイを用いた方法では,高解像度タブレット端末上にレンズアレイを取り付けることで,方向ごとに異なる画像を提示可能なライトフィールドディスプレイを作成した.さらに,このライトフィールドディスプレイ上から発生される光線を光線追跡法により追跡することで,観測者がどのような画像を観測するかを線形方程式により表現可能であることを示した.さらに,PSFを用いたより詳細なモデル化においても,同様に線形方程式により観測結果を予測可能であることを確認した.また,この線形方程式を解くことにより,低視力者に対しても任意の画像を観測させられることを示した.上述のとおり,通常ディスプレイを用いた方法,ライトフィールドディスプレイを用いた方法のどちらについても研究開始時に目的としていた,低視力者への適切な画像提示をほぼ達成することができた.ただし,ライトフィールドディスプレイを用いた方法については,観測のモデル化方法や計算量に一部改善すべき点が見られるため,これについてはさらなる検討を行う.ライトフィールドディスプレイの構成方法およびその校正に関して検討を行った.ライトフィールドディスプレイには,レンズアレイと通常ディスプレイの組み合わせを用いた.この方法では,ディスプレイから出力された光線をレンズアレイにより屈折させることで,方向ごとに異なる光線を出力可能とした.実際に試作したライトフィールドディスプレイを観測することで,通常のディスプレイでは再現不可能なライトフィールドを構成可能であることを確認した.このような装置を試作し,以降ではこれをを用いた.次に,ライトフィールドディスプレイの校正については,レンズアレイの焦点距離やディスプレイの特性のばらつきなどにより,単純な幾何的校正のみでは困難であることを確認した.そのため,観測ベースの方法によりライトフィールドディスプレイの校正を行った.具体的にはライトフィールドディスプレイを1点ずつ順次発行させ,これをライトフィールドディスプレイからの出力を点広がり関数(PSF:Point Spread Function)の集合として記録した.このようにして記録されたPSFの集合をライトフィールドディスプレイの観測モデルとし,これによりディスプレイの校正を行った.さらに,この校正情報を元に任意のライトフィールドを構成するための提示画像生成法を確立した.このようにして得られた情報をもとに,適切な視力矯正画像を作成可能であることを確認した.本研究で確立された方法は,単純な視力矯正を実現しただけでなく,任意のライトフィールドを構成可能とするライトフィールドディスプレイを簡易な装置のみで実現しており,様々な方法への発展を期待することができる.本研究では,ライトフィールドディスプレイの作成方法について検討し,その作成方法および校正方法について確立した.この方法では,観測者を模したカメラによりライトフィールドディスプレイを撮影することで,幾何的な情報を取得することなくどのようなライトフィールドが提示されるかをモデル化することに成功した.また,このようなモデルを用いることで,低視力者が裸眼でディスプレイを観測した場合に,任意の鮮明な画像を観測させることに成功した.さらに,画像を観測させるだけで視力を計測可能となる方法を提案した.また,通常のディスプレイを用いて視力仮想矯正を実現する方法についても提案した.当初の研究計画のとおり,ライトフィールドディスプレイの基本的な構成方法を確立できている.また,通常のディスプレイを用いた場合の仮想視力矯正についても,基本的な理論を確立することができた.ライトフィールドディスプレイの校正方法については,完全な方法を確立できているわけではないが,基本的な部分はほぼ完成しており次年度の研究を行う上では大きな支障とはならない.そのため,概ね順調に進展していると評価した.

これまでの研究成果を論文としてまとめ,対外的に発表を行う予定である.また,一部残存している課題については引き続き検討を行っていく予定である.コンピュータビジョン,コンピュテーショナルフォトグラフィ,パターン認識これまでの研究において構成したライトフィールドディスプレイを用いて,視力を矯正するための画像を表示する方法について検討する.また,これをより正確に行うために,ディスプレイの校正方法に関する検討を引き続き行う.さらに,通常のディスプレイを利用した場合の方法をライトフィールドディスプレイを用いる方法と組み合わせることで,低解像度のライトフィールドディスプレイでも正確な目標画像を観測させる方法について検討を行う.研究自体は概ね予定どおり進んだが、予定していた対外発表を一部行うことができなかったため。一部デバイスの低価格化により,想定よりも安価に購入できたため.対外発表を行うため、国際会議等での発表を行うための参加費用として使用するよ底である。研究の進展において重要となる,カメラやディスプレイの追加購入費用に充てる予定である.
顎骨再建へのデンタルインプラント応用の現状分析と公的負担導入のための試算

身体障害者認定において、従来の咀嚼機能障害が重症筋無力症と延髄機能障害による咀嚼機能の全廃が認定対象であったのに対して、平成15年4月1日からは外傷、腫瘍切除等による顎口腔、咽頭、喉頭の欠損等が含まれるようになり、今後このような患者の更正医療として、インプラントを併用した顎顔面補綴治療が重要になってくることが予想きれる。一方、医療費の抑制は年々厳しくなっており、実際の顎顔面補綴治療を行う口腔外科、補綴科の歯科医師が財政的問題に関するな正確なデータを共有することが重要である。高度先進医療承認施設においてインプラントを応用した顎骨再建例がどの程度有り、患者がどのように社会復帰しているのかを明らかにし、また高度先進医療の承認を受けていない歯学部,医学部の歯科口腔外科,補綴科において、デンタルインプラントを顎骨再建例に使用する予定について調査した。全国1100施設にアンケートを送付し、調査結果を基にして顎骨再建例の顎顔面補綴にデンタルインプラントを使用することを公的制度によって負担した場合、どの程度の費用が必要となるかを算定した。1100施設中、回答を得られたのが339施設であった。顎補綴治療を行っている施設は242施設で,インプラントを使用している施設は109施設であった。アンケート調査から算定した1症例あたりの顎補綴の費用は80万円で、1施設の1年間の平均症例数が4例であった。よって、顎補綴治療を行っている全施設が、インプラントを使用し治療を行った場合年間7億7400万円程度の費用であった。また、顔面補綴をしている施設は113施設であり、インプラントを使用し顔面補綴を行っている施設は41施設であった。113施設が同様にインプラントを使用し治療を行った場合1億2400万円程度の費用が必要であった。このような調査は、わが国におけるインプラントを併用した顎顔面補綴治療の保険導入の重要な資料となり、顎口腔機能を失なった患者の社会復帰に大きく寄与するものと考える。
制癌剤によるアポトーシスと耐性誘導に関する分子機序

制癌剤によるストレス応答としてシグナル伝達、耐性株の樹立及び細胞内防御システムの解析を進めた。特にシグナル伝達の収れんする細胞内標的更に形質発現に必須の転写因子の解析に主眼を置いた。(1)DNAトポイソメラーゼIIα遺伝子の耐性化に伴う発現低下の機序としてSp1ファミリー遺伝子の発現の関与を明かにした。(2)制癌剤による酸素ラジカルの発生に伴う細胞応答として転写因子の活性化及び防御機序としてのチオレドキシンの関与を解析した。(3)ヒト多剤耐性遺伝子(MDR1)1.5Mbコンテイグマップの作成、更にそのマウス細胞導入株での発現誘導に成功した。(4)薬物解毒機構としてのグルタチオン系に作用するBSOに対する耐性細胞を樹立し解析した。MDR1遺伝子の転写因子MDR-NF1/YB-1のクローニング抗体作成、アンチセンス導入株の樹立、ゲノムクローンの解析を進め、現在投稿中である。
焦電センサ-による光熱分光法とそのフロ-分析への応用の研究

初年度において試料溶液中での焦電センサ-プロ-ブ内のPZT焦電セラミックと励起レ-ザ-光束との相対的な位置関係が焦電型光熱分光法の信号に大きく影響することが問題となっていたが,最終年度においてこの問題を理論的に検討した。すなわちステップファンクション型のレ-ザ-照射と断続レ-ザ-光照射に対して各々レ-ザ-光の“1/e"半径を考慮した連続円筒熱源と強度が正弦的に変化する直線状熱源をモデルとして考察し,試料溶液中でのPZTとレ-ザ-光間の調整可能な距離に加えてセンサ-プロ-ブ内での特性距離を考えることによって,ステップファンクション型による信号強度と遅れ時間,断続型でのロック・イン増巾器からの信号強度と位相とを完全に説明することができた。バッチ式の吸光分析では焦電センサ-を新らしく作製することにより最終年度においては1.6×10^<ー4>cm^<ー1>の検出限界を得た。この値は光源強度を考慮すれば他の光熱分光法と同程度の低い値であり焦電型光熱分光法が充分に利用価値のあるもので確かめられた。フロ-式の吸光分析では検出限界は0.97×10^<ー4>cm^<ー1>とバッチ式のものよりも少しではあるが良好な値を得た。これは焦電型光熱分光法が試料溶液による光吸収の結果生じる熱を直接に検出するため,PZTとレ-ザ-光が0.1mm程度に近接している状態では溶液の流れにあまり影響されないことを示唆するものである。モリブデンブル-法をもとにしてリンおよびケイ素などのフロ-インジェクション分析を試み,0.5ppm程度の濃度の試料溶液であれば1030μlの量で充分に分析可能であることを確かめた。今後実用に供するためには,フロ-セルの改良,センサ-プロ-ブの更なる改善,レ-ザ-ダイオ-ド光源による装置の小型化や高感度化などが望まれる。試料溶液に直接浸すことのできる焦電センサ-プロ-ブと励起光の50mWHeーNeレ-ザ-(632.8nm)を用いて吸光分析のための光熱分光分析計を組み立てた。プロ-ブ端面の真近(0.1mm程度)にレ-ザ-光束を通過させることによりレ-ザ-光の試料溶液による光吸収のために生ずる熱を原因とするプロ-ブ端面での温度変化を検出しプロ-ブからの出力電圧と吸光種の濃度との関係(検量線)を検討した。モデル試料としてブリリアントブル-水溶液を用いとき検量線は10^<-9>M(moldm^<-3>)ー10^<-6M>の範囲で直線となり検出限界は吸収係数で2.3×10^<-4>cm^<-1>であった。この値は他の光熱分光法に比べまだ1ー2桁高いが励起光出力を考慮すれば同程度の値である。一方出力の時間変化を検討した結果プロ-ブ端面と光吸収による発熱源であるレ-ザ-光束間の距離が出力に強く影響した。これは熱拡散がこの方法の重要な問題であることを示し現在理論的に解析中である。これに関する今までの知見より現在用いているロックイン測定よりレ-ザ-パルスに対する出力信号の測定が吸光分析に適当であると考えられるためこれを計画中である。

この光熱分光法をモリブデンブル-法によりリンの定量およびインドフェノ-ル法によるアンモニアの定量に応用した結果良好な検量線を得ることができ検出限界として各々1ppb(Cpーpo^<3->_4)および2ppb(CNーNH_3)を得た。またこれを九頭竜湖(福井県)や箕面川(大阪府)で採取した水の分析に適用しこの方法が天然水の実分析にも充分適用できることを確かめた。焦電センサ-プロ-ブをフロ-セル中に組み込みブリリアントブル-水溶液の検量線を検討した結果上述のバッチ法と同程度のS/N比の信号や検出限界が得られた。これは当初予想していた他の光熱分光法(光音響法や熱レンズ法)に見られない利点ー振動やフロ-による信号の乱れが少ないーが確かめられたことを意味し今後フロ-分析への応用をさらに検討する。前年度の研究で問題となっていた焦電センサ-プロ-ブと50mWHeーNeレ-ザ-光束との距離の関係を,ステップファンクション型のレ-ザ-光照射と断続レ-ザ-光照射に対して,各々レ-ザ-光の“1le"半径を考慮した連続円筒熱源と強度が正弦的に変化する直線熱源をモデルとして理論的に解析した.その結果,溶液中でのセンサ-プロ-ブの底面とレ-ザ-光との間の調整可能な距離に加えてセンサ-プロ-ブ内でのPZT焦電体までの距離を考慮にいれた特性距離を考えることにより,この焦電型光熱分光法を完全に説明することができた.次にフロ-セルを自作しフロ-分析についての検討を行なった結果,色素溶液の連続フロ-による実験から得た検出限界は0.97×10^<-4>cm^<-1>となり,バッチ法の1.6×10^<-4>cm^<-1>より少しながら良好な値を得た.これは焦電型光熱分光法が他の光熱分光法とは異なり,光吸収によって生じた熱を直接に検出するため,溶液の流れの不規則な変動にあまり影響されないことを示すとともにこの方法がフロ-分析の高感度な検出法として有望であることを示唆するものである.モソブデンブル-法をもとにしてリンおよびケイ素のフロ-インジェクション分析を試み,0.5ppm程度の濃度の試料溶液であれば1030μlの量で分析が可能であることを確かめた.しかし,用いたフロ-セルは内容積が約100μmlと大きく,構造上泡の混入や溶液の不規則な流れが発生しやすくこの方法の性能を充分に発揮させえなかった.今後,実用に供するためにはフロ-セルの改良,センサ-プロ-ブの更なる改良,レ-ザ-ダイオ-ド光源による装置の小型化などが望まれる.
新しい情報伝達物質RSNOの構造決定と生理的意義の解明

1.EDRFの制御系を明らかにした。血中のリポ蛋白は血管のEDR(内膜由来地緩反応)現象を抑制することが明らかになった。これはNO(EDRF)の発生の段階でなく発生したNOの崩壊を促進するためである。2.プロスタサイクリン制御系の研究では急性心筋梗塞、不安定狭心症の病因に関連して血柱形成時期にHDLの主要アポ蛋白であるアポAーIが低下してプロスタサイクリンの安定化作用の低下がおき、抗血小板凝集作用が減弱して血柱傾向になることを明らかにした。又プロスタサイクリンは細胞内のコレステリルエステルを分解する水解酵素活性を上昇させる作用があるがHDL、アポAーIによりプロスタサイクリンを安定化させることにより細胞内のコレステリルエステル分解が促進されることを明らかにした。3.NO(EDRF)合成酵素はサイトゾ-ル中では安定であるが、2'.5'ADPーaffinityにより精製すると非常に不安定になる。サイトゾ-ル中にこの不安定な酵素を安定化する因子を見出した。本因子は分子量が500以下であり中性付近では電荷がないことが判った。4.NO合成酵素はCa^<++>ーCalmodulin要求性の有無により2つに分類されることが判明した。小脳、内皮細胞のような構成型酵素ではCa^<++>ーCalmodulinが活性発現に必要であり、マクロファ-ジのような誘芽型酵素ではCa^<++>ーCalmodulinが不必要であることが判明した。RSNO(又はRNO)がEDRF(内膜由来弛緩因子)の本体であることがこの1年の間に確実視されてきたが未だ確定していない。これは合成酵素が完全に精製されていないことに由来するので本年度はまずこの酵素を完全に精製することを目標とした。RSNO(RNO)合成酵素を均一な蛋白質標品に精製し酵素的性格を明らかにすることとLーArginineからRSNOを大量につくりRSNOの構造を決定しようとした。活性の半減期は非常に短かくPH74.4°Cで3時間であった。酵素活性にはNADPH,DTT,(6R)ーBH4が必要であった。又この酵素は小脳,内皮細胞の酵素と異なりCalmodulinーindependentであった。又stoichiometryは1モルのLーAngimineが消費され1モルのLーCitrullineと1モルのNOが産生されることが判明した。又PIは5.4であった。さらに部分アミノ酸配列の決定から既知のpeptideとはhomologyが存在しないことが明らかになった。現在cDNAをつくり本酵素のcloningを行っている。又LーArgimineから大量に純粋のRNOをつくることができるようになったのでRの構造を決定中である。リポ蛋白が血管の内膜依存性弛緩反応現象を阻害することが明らかになった。NOの産生段階の抑制ではなく発生したNOが不活化されるのを促進するためと判明した。2.冠動脈血栓症におけるプロスタサイクリン制御系の研究では急性心筋板塞、不安定狭心症の病因に関連して血栓形成時期にHDLの主要アポ蛋白であるアポAーIが低下してプロスタサイクリンの安定化作用の低下がおき,抗血栓力が減弱して血栓傾向になることが明らかになった。又プロスタサイクリンは細胞内のコレステリルエステルを分解する水解酵素活性を上昇させる作用があるがアポAーI,HDLによりプロスタサイクリンを安定化させることにより細胞内のコレステリルエステル分解が促進されることが判明した。3.NDS(NO合成酵素)はサイトゾ-ル中では安定であるが2^1,5^1ーADPのAffinity Colnmnにより精製することで非常に不安定になる。

分子量が500以下であり中性付近では電荷がなかった。4.NO合成酵素はCa^<++>ーCalmadulinの要求性により2つに分類されることが判明した。小脳,内皮細胞のような構成型酵素ではCa^<++>ーCalmodulinが活性発現に必要であり,マクロファ-ジのような誘導型酵素ではCa^<++>Calmodulinが不必要であることが判明した。
小児癌由来cDNAチップを用いた正常個体発生の遺伝子発現ネットワークの網羅的解析

本研究では、個体発生時の分化・増殖に関わる遺伝子発現ネットワークの解明を目的として、神経芽腫、肝芽腫、腎芽腫などの胎児性腫瘍を材料に発生初期に発現する遺伝子の大量クローニングを行い、そのDNAチップを作製するとともに、このチップを用いて神経発生や肝発生に関わる遺伝子群の同定を行った。本年度は以下の成果が得られた。(1)神経芽腫、肝芽腫、腎芽腫由来の11,000個の独立遺伝子を搭載した小児癌チップを完成した。(2)神経堤細胞から交感神経への正常な分化に関わる転写因子MASH1、MYCN、PHOX2A/2Bを2種類の神経芽腫細胞株で経時的に発現させ、小児癌チップを用いた遺伝子発現解析を行った。PHOX2A/2Bの過剰発現では、下流とされるRet、DBH、THの発現は変化せず、MASH1の発現が誘導された。すなわち神経芽腫では、PHOX2Aは細胞の分化シグナルではなく、MASH1の発現を継続的に高く維持することで交感神経細胞の未分化な増殖が促進していることが判明した。この他約200個の新規下流遺伝子候補を同定した。(3)神経の分化増殖を担っているとされ、神経芽腫予後不良タイプで高頻度に増幅が見られるMYCNについては、発現制御を受ける新規遺伝子を4種類同定した。これら遺伝子の上流にMYCN結合配列も確認した。これらは神経芽腫サブセット間で発現が異なる遺伝子として既に同定していたものでもあった((4)参照)。(4)小児癌チップを用いて、神経芽腫と肝芽腫の臨床サンプルの発現解析を行った。神経芽腫の予後の異なるサブセット間および肝芽腫と肝非癌部の間で発現量の異なる遺伝子をそれぞれ757種類、87種類同定した。これらは各腫瘍の良い予後マーカーとなるとともに、発生分化のネットワークにも関連していることを示唆するデータが得られた。神経芽腫については、これらの遺伝子の中から特に患者予後と強く相関する遺伝子を抽出し、予後診断用のチップを開発した。
じん肺症例の経年的変化の画像解析と評価指標の検討

本年度は昨年度作成したデータベースを元に以下の研究を行った。1.画像処理手法の再検討従来からの手法および現在まで我々の採用した手法を検討した結果、肺野領域における骨と血管陰影の処理が不十分であった。今回は骨及び血管を連続した画像変化としてとらえ、連続する画像変化のみを除去する処理を開発した。これにより、従来の方法より効率よく結節陰影を抽出することができた。この方法の特徴として1:対象範囲を広くとることができるので、部位によるばらつきが少ない、2:多少円形の血管影が結節陰影として残るが全体の評価には影響がない、3:処理速度が速い、などがある。ILO標準フィルムを元にした条件設定の検討上記手法を用いてILOの標準フィルムを処理して、フィルムのランクと一致するように閾値や設定の調整を行った。某企業のじん肺症例の処理昨年度作成した画像データベースでじん肺症例を評価してみた。実験ではO型30例、1型23例、2型19例、3型1例を用いた。その結果O型の判定は85%、1型及び2型の判定は60-70%ほど可能になった。今後処理の設定を症例を重ねて検討を続ける。まとめ以上2年間の研究によりじん肺の程度を指標化するめどがついたので、今後現場での評価を行うべく準備を進めている。本年度は「基礎的な解析手法の確定とアプリケーション化、健常者の情報の蓄積」ということで以下の研究を行った。1.現在検討している幾つかの解析手法のうち有用なものを実際の臨床経過と合わせて評価する。現在じん肺の解析手法としては、桂川らによるテクスチャー解析もしくは吉村らによるフイルター処理による方法がある。テクスチャー解析はフーリエ解析によるパワースペクトルをパラメーターとして使用するので、バックグラウンドの変動を嫌う。そのために一つの画像内の小さな範囲を多数指定して処理しなければならない。よって1枚のレントゲン画像を処理するためには、約20カ所の小ブロックを指定しなければならない。よって、我々の様に多量の画像からパラメーターを抽出する目的にはそぐわない。次に吉村らの方法は複数のフイルター処理により結節が疑われる像を抽出する方法で、診断の参考を目的としたものである。その抽出過程の処理技法としては非常に参考になるが、画像自身の評価にはつながりにくい。われわれは、途中の結節抽出手法は色々な実験を行うとして、評価方法としては処理の容易な、抽出した結節の面積密度と面積比率をパラメーターとして採用した。2.これに基づきSUN work stationで解析のプログラムを組みそれを画像ツールに組み込む。これについてはプログラムの組み込みは終了した。3.合わせて対照として使う健常者の胸部X線画像をIS&Cを用いた画像データベースに蓄積する。画像データベース化はじん肺患者について終了した。4.次年度の予定次年度は結節を抽出する処理について検討し、データベース化した画像を処理し、評価する。
貸しビルオーナーの社会学のための予備的研究

本研究では、貸しビルオーナーおよび彼らにテナントを紹介する不動産業者が都市空間に及ぼす影響の大きさを鑑み、彼らの街への意識やテナント選定の意思決定がどのような要因によって形成されるのか、まずは予備的研究として東京都上野地区を対象地として質的に分析する。加えて、物件の区分所有者までもが事業者となる民泊の増大という、都市の流動化と空間的な不可視化を飛躍的に高めている現状にも着目し、地域の人々の民泊への意識を計量的に調査する。
近代日本における企業家のネットワーク形成―地方財閥における人脈の総合的研究―

研究の基礎となる史料について、安川家資料の追加分(第3次受入分)の整理を行い、主たる検討対象の安川家資料と松本家資料の全体像を明らかにすることができた。安川家資料については、平成1718年度の研究成果報告書に第1次受入資料(古文書)、平成2426年度の研究成果報告書に第2次受入資料(美術品=書画)、今回の平成2830年度の研究成果報告書に第3次受入資料の目録を収録した。また麻生家文書について、これまでは手付かずだった「未整理」の資料群について、概要調査を行い、目録を掲載した。ここに初めて、稀有な質量を誇る麻生家文書の全体像が明らかになり、今後のさらなる活用の可能性が示された。以上が本共同研究の第一の成果である。第二に資料調査や各自の研究の成果を「研究成果報告書」にまとめた。具体的には、まず安川・松本家の事業や経済に関わる研究成果として、第一次世界大戦後の安川敬一郎の事業活動と資産運用、その中でも重要な九州製鋼(中国の漢冶萍公司との合弁企業)について、当時の製鉄・鉄鋼業の動向や再編に即して検討した。次に安川・松本家や麻生家の地域政治に関わる研究成果として、明治末年の遠賀川改修問題を軸に筑豊炭鉱家の政治的ネットワークを検討し、さらに安川の旧福岡藩士としての意識と人脈に注目し、安川の政治活動と福岡市政との関わりについて検討した。さらに企業家の文化活動という観点から、安川が並々ならぬ意欲で取り組んだ能楽について、指導者的存在の回顧文を手掛かりに検討した。以上をとおして、主題である「企業家のネットワーク」の多様なあり方や表現、また動態について、従来の研究にはない方法と内容で切り込み、豊富な資料群の存在にも支えられて、今後のさらなる研究の可能性を提示することができた。本共同研究の全メンバーが参加する研究会を2回行った(但し2回目実施は平成29年4月初旬にずれ込んだ)。1回目は各自のこれまでの研究成果と今後の研究計画を発表・確認することに主眼を置いた。今後の研究計画については、「ネットワーク」論の視点から構築することを目指した。合わせて本共同研究が中心的に採り上げる企業家の安川敬一郎が活躍した北九州市内各地の現地踏査を行った。2回目は本共同研究が中心的に取り上げるもう一人の企業家の麻生太吉に関わる膨大な古文書資料(九州大学記録資料館産業経済部門収蔵)の全体像把握のための調査を行い、それをふまえて、各自の研究計画を再確認し、全体としての研究計画の再構築を図った。麻生家文書は史料の箱数は1,557箱におよび、一部は目録が作成されているが、未整理も多く、全点数は不明だが10万点は下らないのではないかと思われる。その中でも来信つまり麻生太吉宛書簡・葉書・電報等が年・月単位に分類されて伝えられていること(確認できただけでも51,000点を超える)、またそれらを受け付けた来信簿や麻生太吉が出した書簡等の控(発信原稿控)も一部の年について残っていることが分かった。「企業家のネットワーク」という観点から最も重要な資料と言うことができる。九州大学記録資料館によれば、大学キャンパス移転に伴い、麻生家文書の調査は平成29年内までしかできない。そこで年内に未整理史料の概要調査を実施すること、可能な限り書簡史料の写真撮影を行うことを確認した。合わせて、同館から史料目録やカードのデータの提供を受け、データベースを作成して、本共同研究の全体としての成果としたい。研究代表者の日比野が博物館学芸員として特別展を担当し、途中で兼務発令を受けるなど、本共同研究を主導・推進していく十分な時間を確保できなかった。また九州大学のキャンパス移転の時期が確定したことにより、麻生家文書の調査可能期間が平成29年末までと判明したため、全体として前倒しで本共同研究を進めていく必要が生じたこともあっての判断である。但し麻生家文書の全体像がおおよそ見えてきたことは大きな成果であり、研究計画を再構築して、本共同研究をより十全に進めていくことができると考える。本共同研究の参加者全員が原則的に参加する共同研究会・会議を1度行い、研究成果の中間報告と今後の研究計画の確認を行った。2度目を予定していたが、日程を確保するに至らなかった。また本共同研究が中心的に取り上げる企業家の安川敬一郎に関わる新出資料を見出すに至ったので、その調査を行った。明治初期の資料や所蔵(美術)品台帳など興味深いものがあり、精査を進めているところである。合わせて、安川敬一郎とともに取り上げるべき企業家の麻生太吉に関わる、きわめて膨大な麻生家文書について、安川敬一郎と麻生太吉の関係を示す書簡資料を中心に精査を行った。また最大の成果として、2度にわたって麻生家文書の未整理資料の概要調査を行い、447箱全ての調書(箱単位)の作成を終了したことが挙げられる。これらは麻生太吉の子の麻生多賀吉に関わる資料がほとんどで、経営関係資料と議会関係資料が大半を占めている。麻生太吉関係資料は多くはないが、今回の調査により、膨大な数量と豊富な内容を誇る麻生家文書の全体像を明らかにするための基礎作業を完了することができたことになる。麻生家文書を保管する九州大学記録資料館は大学の移転に伴ってしばらく閉鎖されるため、資料調査もできなくなる。

そこで個別的な精査は次なる課題とし、まずは全体像の整理・提示に努め、本共同研究の全体としての成果として共有する。そのための調査研究報告書の作成が最終年度最大の課題である。またミニシンポジウムなどを開催して広く成果を明示する機会を設けたい。研究代表者の日比野が博物館学芸員としての多大な業務に追われていて、本共同研究を主導・推進していくために十分な時間を確保するのが難しかった。特に全参加者が原則的に集まる共同研究会・会議を1度しか開けなかったことが遺憾である。研究の基礎となる史料について、安川家資料の追加分(第3次受入分)の整理を行い、主たる検討対象の安川家資料と松本家資料の全体像を明らかにすることができた。安川家資料については、平成1718年度の研究成果報告書に第1次受入資料(古文書)、平成2426年度の研究成果報告書に第2次受入資料(美術品=書画)、今回の平成2830年度の研究成果報告書に第3次受入資料の目録を収録した。また麻生家文書について、これまでは手付かずだった「未整理」の資料群について、概要調査を行い、目録を掲載した。ここに初めて、稀有な質量を誇る麻生家文書の全体像が明らかになり、今後のさらなる活用の可能性が示された。以上が本共同研究の第一の成果である。第二に資料調査や各自の研究の成果を「研究成果報告書」にまとめた。具体的には、まず安川・松本家の事業や経済に関わる研究成果として、第一次世界大戦後の安川敬一郎の事業活動と資産運用、その中でも重要な九州製鋼(中国の漢冶萍公司との合弁企業)について、当時の製鉄・鉄鋼業の動向や再編に即して検討した。次に安川・松本家や麻生家の地域政治に関わる研究成果として、明治末年の遠賀川改修問題を軸に筑豊炭鉱家の政治的ネットワークを検討し、さらに安川の旧福岡藩士としての意識と人脈に注目し、安川の政治活動と福岡市政との関わりについて検討した。さらに企業家の文化活動という観点から、安川が並々ならぬ意欲で取り組んだ能楽について、指導者的存在の回顧文を手掛かりに検討した。以上をとおして、主題である「企業家のネットワーク」の多様なあり方や表現、また動態について、従来の研究にはない方法と内容で切り込み、豊富な資料群の存在にも支えられて、今後のさらなる研究の可能性を提示することができた。2年目は各自の研究課題について研究を進展させるとともに、全体としては麻生家文書の調査を平成29年内までに実施する。具体的には1未整理史料の概要調査、2書簡史料の精査と写真撮影、3史料目録・カードのデータベース化を行う。そのために調査員(アルバイト)を雇用して必要な作業を進めたい。また史料調査の日程を勘案しつつ、本年度も2回(前年度順延4月初旬開催分を入れると3回)研究会を実施し、各自の研究の進捗状況を確認するとともに、麻生家文書の調査成果など情報共有を図る。2年間の資料調査の成果を整理して、報告書に収録するための準備と作業を行う。そのために調査員(アルバイト)を雇用して、入力作業を早急に進めたい。また夏休み前に共同研究会・会議を開き、資料調査の成果と参加者各自の研究の進捗状況を確認・共有する。研究代表者の日比野が博物館学芸員として特別展を担当し、途中で兼務発令を受けたたため、本共同研究を推進するための十分な時間を確保できなかった。また主たる調査対象の麻生家文書の全体像が不明であり、1年目はその把握に主眼を置いたので、調査員(アルバイト)を雇用しての史料調査実施に到らなかった。そのため、特に「謝金等」の支出がなかったことが「次年度使用額」が発生した理由である。
Knpffer細胞を介する肝糖代謝に対する細菌内毒素の影響について

今研究ではラット肝臓灌流法を用いて、細菌内毒素(LPS)のKupffer細胞を介する糖代謝応答へ影響を解析した。貧食刺激は肝臓からのプロスタグランジン(PG)類の放出を増大させ、このうちPGD_2,PGF_αがグリコーゲン分解に関与した。ホルボールエステル(PMA)のin vitroでの前投与は貧食による糖放出パターンを変化させ、トロンボキサン(TxA_2)産生を増大させた。細菌内毒素投与6時間後にはアラキドン酸からのTxA_2産生増大と糖放出が見られたが、貧食刺激、外因性PGD_2での糖放出は殆ど見られなかった。TxA_2によるグリコーゲン分解は肝実質細胞への直接刺激ではなく、欠陥収縮による局部的な酸素欠乏(Anoxia)により引き起こされると考えられた。一方、血小板活性化因子(PAF)による糖放出にはPG,Txおよびロイコトリエン(LT)が関与した。また、PMAによってPAFによる糖放出パターンが変化した。この結果は、貧食による糖放出と同様にTx産生経路が活性化された為であった。しかし、LPS投与6時間後には外因性PGD_2による糖放出がないにもかかわらず、PAFによる肝酸素消費の抑制と糖放出が引き続き見られた。つまり細菌内毒素によって肝臓でのアラキドン酸代謝が変化し、貧食以外のPAFなどの刺激によってTxA_2産生が増大し、肝臓局所の酸素欠乏が引き起こされうることが示された。この結果は細菌内毒素による肝障害発現に関係しているかもしれない。さらにLPS投与24時間後にはPAFによるTxおよびLTの放出の低下と共に糖代謝応答の減弱が見られた。後者の結果は細菌内毒素に対する寛容現象を部分的に説明している。
高速船に作用する波浪衝撃荷重の数値計算法に関する研究

荒れた海を航行する船舶には、スラミングと呼ばれる波浪衝撃現象が発生する。この現象が生ずると船体構造には衝撃的な荷重が作用するため、船体の損傷破壊の要因となることが知られている。特に、近年、産業界で活発に研究開発が進められている高速船においては、船体の軽量化が極限まで追求されているため、強度上の余裕が少なく、衝撃荷重の精度良い推定法の確立が極めて重要な技術課題となっている。ところで、従来の波浪衝撃現象の研究においては、簡単なくさびモデルを用いた理論的アプローチや、実験的アプローチが中心であった。これらの方法では、任意形状の物体の衝撃現象を取り扱うことが難しく、また、時間的な荷重の変動を知ることも困難であった。従って、本研究では、任意形状をした船舶のスラミング現象を可能な限り忠実に数値シミュレーションし、衝撃荷重の時間的変動や空間的分布等の情報を与える数値計算法の開発を試みた。また、開発した数値計算法を、実際の高速船や海洋構造物の波浪衝撃問題の検討に適用し、その有用性を示した。さらに、波浪中での数値シミュレーションを行うための基礎技術として、数値的な波浪の生成方法についても検討した。本年度は、波浪衝撃荷重の計算にあたって必要となる実際の海面の数値的な模擬生成法に関する研究を主として行った.まず,波浪の数値生成における重要な技術要素である計算領域端部での無反射境界の設定法に関して検討を行った.すなわち,計算領域を模型実験水槽と看做したとき,水槽端部で波の反射が発生するならば,その反射により水槽内部の解が不自然に乱れてしまうため,無反射境界を数値波動水槽の端部に設ける必要がある.現在までに提案されている種々の方法および研究者等が独自に考案した方法を比較検討した結果,計算領域端部での波の反射をおさえるための方法として,ゾンマーフェルトの放射条件と流体内部の流速を人工的に減衰させる方法を組み合せる取扱い法が実用的であることが分かった.この方法を用いる場合には,流速を適切に減衰させる必要があるが,今年度実施した種々の検討によって,安定かつ精度よい数値解を求めるための条件を得ることができた.さらに,この手法が2次元のみならず3次元の造波問題に対しても有効であることを解析解や実験値との比較によって示した.以上の研究成果は,3編の公表論文として報告済みである.現在,次の研究目標として船体と波面との衝撃現象の数値計算法の研究を実施中であり,次年度に計算法および計算プログラムを完成させる予定である.荒れた海を航行する船舶には、スラミングと呼ばれる波浪衝撃現象が発生する。ことろで、従来の波浪衝撃現象の研究においては、簡単なくさびモデルを用いた理論的アプローチや、実験的アプローチが中心であった。従って、本研究では、任意形状をした船舶のスラミング現象を可能な限り忠実に数値シミュレーションし、衝撃荷重の時間的変動や空間分布等の情報を与える数値計算法の開発を試みた。
肉腫や癌浸潤の細胞運動におけるContact Inibition喪失の分子機構

ヒト乳癌では50症例中30%にCnn2発現を認め、triple negativeやhigh grade症例に多く発現していた。線維形成性小円形細胞腫瘍と悪性中皮腫組織ではすべての症例でCnn2は高い発現を示した。1D motility assaychipと位相差顕微鏡タイムラプスを用いて、マウス血管平滑筋とヒト明細胞肉腫細胞で、1D-Collision Assayを評価する実験系を確立した。マウスCnn2遺伝子のプロモーター解析から転写開始点の上流でCArGBoxを含む188bpがCnn2の発現に必須であり、この領域を含む転写開始点の上流239bpがマウスとヒトで最もよく保存されていた。ヒト乳癌組織マイクロアレーおよび中皮に由来する悪性腫瘍である線維形成性小円形細胞腫瘍(DSRCT)と悪性中皮腫腫瘍組織の免疫組織化学を検討したところ、乳癌では50症例中30%にCnn2の発現を認め、予後の悪いtriple negativeやhigh gradeの症例に多く発現する傾向が認められた。ヒト前立腺癌組織マイクロアレーでは、骨転移腫瘍でCnn2の発現が低下していた。また、ヒトDSRCTと悪性中皮腫組織では調べたすべての症例でCnn2は極めて高い発現を示した。Cytoo社製の1D motility assay chipと位相差顕微鏡タイムラプスビデオ撮影の技術を用いて、マウスCnn1欠失血管平滑筋細胞とヒト明細胞肉腫細胞の系で、1D-Collision Assayを評価する実験系を確立した。マウスCnn2遺伝子のプロモーターは転写開始点の上流68bpの位置に種を超えて保存されたSRFの結合配列であるCArGBox(CCTTATAAGG)をもつことがわかった。さらにマウスCnn2遺伝子のプロモーター解析から転写開始点の上流でCArG Boxを含む188bpがCnn2の発現に必須であることもわかった。また、この領域を含む転写開始点の上流239bpがマウスとヒトで最もよく保存されていた。EMTに伴う発現誘導に必要な最少のプロモーター領域を決定するため、ヒトCnn2プロモーターを人工合成し、LuciferaseまたはEGFP標識遺伝子の上流に連結した発現ベクターを構築した。腫瘍医学
超臨界ヘリウムの高比熱を利用した新しい核融合炉用超伝導電磁石構造に関する研究

比熱の高い超臨界圧ヘリウムを蓄冷材としたケーブル・イン・コンジット導体を提案し、その有効性と実現性について検討を行った。その結果、次のことが明らかになった。1.超臨界圧ヘリウムを蓄冷材として使用することで、交流損失、渦電流損失などの準定常的な発熱に対し、温度上昇を従来型の数十分の一に抑制することができる。2.ヘリウムを循環させると流体摩擦による圧力勾配が発生するため、臨界点圧力近傍に圧力を保持できない。従って、静止した超臨界圧ヘリウムを蓄冷材として使用する必要がある。3.核発熱などの定常的な発熱に対しては、温度上昇を抑制することができないので、蓄冷材とは独立した循環した冷媒が必要となる。この冷媒配管の配置は、定常的発熱の密度に応じて自由に設計できる。4.局所的な発熱としては、偏流による素線の電流飽和が最も安定性に影響を与えると考えられる。この発熱は100秒程度のプラズマ立ち上げ時に継続して発生するため、準定常的な発熱である。5.超臨界圧ヘリウム中で、素線の電流飽和が起こり、フラックスフロー抵抗が発生した状態での安定性試験を行うことができた。6.超臨界圧ヘリウム中でのフラックスフロー抵抗による許容発熱を調べた結果、従来型で使用されている加圧ヘリウム中に比べて一桁以上向上することが明らかになった。これは比熱が大きく、かつ自然対流伝達が大きいため、素線の温度上昇が抑制されるためと考えられる。7.さらに高い性能が得られるのは飽和液体ヘリウム中である。これは、沸騰による潜熱が利用できるためである。しかし実際の導体では沸騰による気泡が蓄積されると冷却条件が変化する可能性があり、相変化のない超臨界圧ヘリウムの方が有利であると考えられる。以上の結果から、静止した超臨界圧ヘリウムを蓄冷材としたケーブル・イン・コンジット導体は、核融合炉用超伝導電磁石への応用可能性が高いことが明らかになった。静止した超臨界ヘリウムを核融合炉用超伝導導体の冷媒に用いるための基礎研究を実施してきた。本年度は,圧力,温度を変化することができる容器を作成し,この中に超伝導コイルを設置し,擾乱に対する安定性を測定する実験を開始した。今回は特に,偏流によるフラックスフロー抵抗発生を擾乱源とし,静止した冷媒中での安定性を調べた。その結果,飽和蒸気圧下の液体ヘリウムでは高い安定性を示すが,圧力を印加したサブクール状態の液体ヘリウムもしくは臨界圧以上に加圧した超臨界圧ヘリウムでは,小さな擾乱量で常伝導伝播に至った。静止した冷媒では,定常的な発熱に対して,熱量の蓄積と継続的な温度上昇が起こるために,超伝導破壊に至ることが分かった。たとえ冷媒が高比熱であっても,時間が経過すると超伝導破壊に至ることになる。液体ヘリウムの場合は,沸騰による潜熱利用が温度上昇を抑制していることも分かった。超臨界ヘリウムを冷媒とするためには,ゆるやかな冷媒の移動が必要であるという観点から,次年度は圧力変動を加えることで安定性向上を試みる予定である。また超臨界ヘリウム中での試験も実施する。一方,機械的な擾乱,つまり過渡的な擾乱に対する評価を行うために,電磁力による撚線内の素線の動きを模擬バンドルを用いて観測する方法を考案した。

次年度は,機械的擾乱の発生メカニズムを明らかにするとともに,先に述べた超伝導コイルの試験で機械的擾乱と同等の熱擾乱を与え,安定性を調べる予定である。比熱の高い超臨界圧ヘリウムを蓄冷材としたケーブル・イン・コンジット導体を提案し、その有効性と実現性について検討を行った。その結果、次のことが明らかになった。1.超臨界圧ヘリウムを蓄冷材として使用することで、交流損失、渦電流損失などの準定常的な発熱に対し、温度上昇を従来型の数十分の一に抑制することができる。2.ヘリウムを循環させると流体摩擦による圧力勾配が発生するため、臨界点圧力近傍に圧力を保持できない。従って、静止した超臨界圧ヘリウムを蓄冷材として使用する必要がある。3.核発熱などの定常的な発熱に対しては、温度上昇を抑制することができないので、蓄冷材とは独立した循環した冷媒が必要となる。この冷媒配管の配置は、定常的発熱の密度に応じて自由に設計できる。4.局所的な発熱としては、偏流による素線の電流飽和が最も安定性に影響を与えると考えられる。この発熱は100秒程度のプラズマ立ち上げ時に継続して発生するため、準定常的な発熱である。5.超臨界圧ヘリウム中で、素線の電流飽和が起こり、フラックスフロー抵抗が発生した状態での安定性試験を行うことができた。6.超臨界圧ヘリウム中でのフラックスフロー抵抗による許容発熱を調べた結果、従来型で使用されている加圧ヘリウム中に比べて一桁以上向上することが明らかになった。これは比熱が大きく、かつ自然対流伝達が大きいため、素線の温度上昇が抑制されるためと考えられる。7.さらに高い性能が得られるのは飽和液体ヘリウム中である。これは、沸騰による潜熱が利用できるためである。しかし実際の導体では沸騰による気泡が蓄積されると冷却条件が変化する可能性があり、相変化のない超臨界圧ヘリウムの方が有利であると考えられる。
超高速LSI用Cu配線におけるボイド形成機構の研究

超高速配線材料として利用される銅薄膜は、プロセス時の熱処理中にボイドが形成され、断線の原因となる。本研究では、超高速LSIデバイスの基本構造をなすCu/Ta/SIO_2/Si多層薄膜試料においてボイド形成機構を調べた。SEM, TEMによる観察の結果、強い(111)配向膜ではボイド形成されるが、ランダム配向膜では形成されなかった。また、ボイトは双晶角部や双晶が粒界や他の双晶と交差する部分において形成されていた。双晶とボイド形成の関係を理解するために、ボイド周辺部組織の結晶方位を電子線回析で解析し、その情報を3次元有限要素法に取り込んで応力解析を行った。その結果、銅は弾性異方性が強いために、双晶界面において弾性ひずみの不一致に起因した高い応力集中が発生することがわかった。ボイドはこの応力集中によって生じることが明らかになった。また、配向性とボイド形成の関係を理解するために、電子線回析によって双晶界面方位を決定した。強い(111)配向を有する膜の双晶は非整合な{322}双晶界面となるため界面エネルギーが高く、応力集中下でボイド形成に至ることが判明した。これに対して、ランダム配向を有する膜の双晶は整合な{111}双晶であり、界面エネルギーが低く応力集中によってもボイド形成に至らないことが明らかになった。さらに、膜厚を調整して熱処理を施すことによって(100)方位を有する巨大粒を成長させ、双晶を含まない膜ができることも明らかになった。この膜は、双晶を含まないためボイトは形成されなかった。ダマシン配線においては、配線上部の角部にスリット状のボイドが形成された。応力解析の結果、配線形状に起因したせん断応力集中によって部分的に剥離したことが原因であると考えられる。このことから、銅とバリア層の密着強度を改善することによってスリット状ボイドの形成を防止することが可能であると考えられる。電界メッキ法によって形成した銅薄膜において真空中で加熱・冷却処理を行った際にボイドが形成され、デバイス信頼性の観点から問題となっている。本年度はボイド形成箇所の組織学的、結晶学的研究を行うとともに、応力解析を行った。組織観察は透過電子顕微鏡、走査電子顕微鏡を用いた。結晶方位解析はキクチ回折パターンをもとに行った。応力解析はMARCを用いた三次元有限解析法によって行った。メッキ薄膜には多くの双晶が観察され、加熱後には粒界、粒内ともにサブミクロンのボイドが形成されていた。TEMによる内部組織観察の結果、ボイドは双晶の角部において形成されていることが判明した。この部分の結晶方位解析を行い、変換された弾性定数を入れて弾性異方性を考慮した応力分布の計算を行ったところ、ボイド形成箇所には高い応力集中が見られた。また、ボイドが形成される双晶界面は{322}タイプの非整合双晶であった。以上の結果より、銅特有の高い弾性異方性による応力集中が空孔拡散の駆動力となり、{322}タイプの非整合双晶界面が高速拡散経路となってボイドが形成されることが明らかになった。Si基板上に拡散バリアとしてのTa層を20nmスパッタ成膜した後に、シード層としてのCuを50nmスパッタ成膜し、その後種々の条件で電解メッキを行なってCu薄膜を成膜した。

Cuの配向は成膜条件によって、強い111配向を有する膜とランダム配向を有する膜の2種類が成膜できた。この膜を真空雰囲気において室温から450oCまで加熱・冷却しボイドの形成状況をSEMを用いて観察した。その結果、111配向膜には1ミクロン以下のボイドが形成されていたが、ランダム配向膜にはボイドの形成は認められなかった。ボイド形成の原因を調べるために、ボイド形成箇所のTEMによる組織観察、局所配向解析を行い、これらの結果をもとに有限要素法による応力解析を行なった。その結果、111配向膜におけるボイドは双晶角部に形成されており、ボイド形成箇所には強い応力集中が生じていることが明らかになった。一方、ランダム配向膜においても、双晶角部における応力集中は確認されたが、ボイド形成は見られなかった。また、双晶界面方位の解析を行なった結果、111配向膜の双晶は非整合な{322}双晶であり、ランダム配向膜は整合な{111}双晶であった。これらの結果を総合すると、ボイド形成傾向に関して次のことが結論できる。111配向膜における非整合双晶は界面の結合力が弱く、Cuの強い弾性異方性による応力集中下においてせん断剥離が生じ、ボイド形成にいたる。これに対してランダム配向膜における整合双晶は界面の結合力が強く、同程度の応力集中下においても剥離が生じず、ボイド形成も生じない。従って、従来の配線材料であるAlにおいて111配向膜が高い信頼性を有すると理解されており、この経験に基づいてCuにおいても強い111配向を形成しようとする研究の方向があるが、これは間違いであり、ランダム配向のほうが好ましい配向であることが明らかになった。超高速配線材料として利用される銅薄膜はプロセス時の熱処理中にボイドが形成され断線の原因となる。本研究では超高速LSIデバイスの基本構造をなすCu/Ta/SiO2/Si多層薄膜試料においてボイド形成機構を調べた。SEM, TEMによる観察の結果、強い(111)配向膜ではボイドが形成されるが,ランダム配向膜では形成されなかった。また、ボイドは双晶角部や双晶が粒界や他の双晶と交差する部分において形成されていた。双晶とボイド形成の関係を理解するために、ボイド周辺部組織の結晶方位を電子線回折で解析し、その情報を3次元有限要素法に取り込んで応力解析を行なった。その結果、銅は弾性異方性が強いために、双晶界面において弾性ひずみの不一致に起因した高い応力集中が発生することがわかった。ボイドはこの応力集中によって生じることが明らかになった。また、配向性とボイド形成の関孫を理解するために、電子線回折によって双晶界面方位を決定した。強い(111)配向を有する膜の双晶は非整合な{322}双晶界面となるため界面エネルギーが高く、応力集中下でボイド形成に至ることが判明した。これに対して、ランダム配向を有する膜の双晶は整合な{111}双晶であり、界面エネルギーが低く応力集中によってもボイド形成に至らないことが明らかになった。さらに、膜厚を調整して熱処理を施すことによって(100)方位を有する巨大粒を成長させ、双晶を含まない膜ができることも明らかになった。この膜は双晶を含まないためボイドは形成されなかった。ダマシン配線においては、配線上部の角部にスリット状のボイドが形成された。応力解析の結果、配線形状に起因したせん断応力集中によって部分的に剥離したことが原因であると考えられる。