hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
シュレディンガー方程式の解の特異性の研究

シュレディンガー方程式の解の特異性の伝播に関する研究を行い、特に、非束縛的な仮定の下で、解の超局所特異性を古典力学的散乱理論を用いて特徴づけることに成功した。この成果は、当初はユークリッド空間上の短距離型摂動の場合に証明され、さらに長距離型摂動、散乱多様体、摂動を持つ調和振動子、また解析的特異性の特徴付けへと拡張された。また、実解析的な平滑化作用に関する研究成果も得た。年度中に得られた、主な研究成果としては、以下のような物が挙げられる。中村は、主に、シュレディンガー方程式の特異性に関する研究を行った。長距離型摂動を持つシュレディンガー作用方程式の解の超局所平滑化作用に関する論文を執筆、発表した($C^∞$クラスの場合、解析的クラスの場合))。また、長距離型摂動を持つ変数係数のシュレディンガー型方程式の解の波面集合の特徴付けに関して新しい結果を得た(論文執筆中)。谷島は、シュレーディンガー作用素の波動作用素の$L^p$空間あるいはソボレフ空間における有界性をとくにシュレーディンガー作用素が連続スペクトルの下端に特異性を持つ場合に研究し、空間の次元が$m geq 3$のとき波動作用素が$m/2$とその双対指数のあいだの$p$に対して$L^p$有界であることを示した。当研究課題の研究振興のため、国際研究集会「シュレディンガー方程式の解の特異性の研究」を、東京大学・大学院数理科学研究科において、開催した(2006年1月12日-1月14日)。この研究集会においては、A.Martinez, C.Zuily, L.Robbiano, J.Wunsch, M.Zworskiを招へいし、講演と研究交流を行った。また、土居はチュニジアの研究集会で、中村はボローニャ(イタリア)の研究集会で、当研究費を用いて出張を行い、当研究課題に関わる研究発表を行った。当研究計画の主目的である、シュレディンガー方程式の解の波面集合の解析については、以下のような進展があった。既に得られていた、短距離型の摂動の場合の波面集合の特徴付けを、長距離散乱理論の手法を一般化して用いることにより拡張し、長距離型摂動の場合の解の波面集合の特徴付けに関する論文を完成した(中村・投稿中)。一方、解析的波面集合に関する平滑化作用については、中村とAndre Martinez, Vania Sordoniの共同研究の成果を論文として発表した。シュレディンガー方程式の解の解析的波面集合の特徴付けについても、短距離型の場合については、中村とMartinez, Sordoniの共同研究が進展し、論文を投稿中である。長距離型の摂動の場合の、解析的波面集合の特徴付けについては、研究準備中である。以上の研究は、計昆が漸近的にユークリッド計量に収束する場合であるが、漸近的に錐状の計量に近づく、いわゆる散乱計量の場合についても、研究が進展している。中村と、共同研究者の伊藤健一(学振特別研究員DC2)との共同研究で、研究が進行中である。また、これらの研究で開発された手法を用いて、変数係数のシュレディンガー方程式の基本解の構成に関する研究も進行中である。関連するシュレディンガー方程式に関する研究成果として、中村と共同研究者によるランダム・シュレディンガー作用素のウェグナー評価に関する論文を発表した。谷島は、シュレディンガー方程式の解の平滑化作用の他の形式である、L-p型の平滑化作用についての研究を進展させ、0エネルギーでの特異性のある場合についての波動作用素のL-p有界性に関して、新しい成果を得た。中村(研究代表者)は、共同研究者の伊藤健一(東京大学・大学院数理科学研究科・博士課程(当時))、Mao Shikuan(同左)、Andre Martinez(ボローニャ大学)、Vania Sorcloni(同左)、と共に、時間に依存する(変数係数の)シュレディンガー方程式の解の特異性についての研究を行い、古典軌道が非束縛的な場合について、(いくつかの状況下で)波面集合の特徴付けに成功した。これは、シュレディンガー方程式の特異性が、古典力学系の長時間の挙動を与える散乱作川素と、量子力学的な時間発展が、特異性を通じて結びついていることを明らかにしている。具体的な状況としては、以下の状況についての結果を得た。(1)ユークリッド空間上の短距離型摂動の場合(中村);(2)同様に長距離型摂動の場合(中村);(3)ユークリッド空間上の短距離摂動の場合の解析的波面集合(中村・Martinez・Sordoni);(4)散乱多様体上のシュレディンガー作用素の短距離型摂動の場合(伊藤・中村);(5)調和振動子の短距離型摂動の場合(Mao・中村)。中村は、Frederic Klopp(パリ大学第13校)との共同研究で、非単調なランダム摂動を持つ場合のランダム・シュレディンガー作用素のリフシッツ特異性に関する研究成果を得た。(以上の研究成果の出版は、2008年以降。)

中村(研究代表者)は、共同研究者の伊藤健一(東京大学・大学院数理科学研究科・博士課程(当時))、Mao Shikuan(同左)、Andre Martinez(ボローニャ大学)、Vania Sordoni(同左)、と共に、時間に依存する(変数係数の)シュレディンガー方程式の解の特異性についての研究を行い、古典軌道が非束縛的な場合について、(いくつかの状況下で)波面集合の特徴付けに成功した。これは、シュレディンガー方程式の特異性が、古典力学系の長時間の挙動を与える散乱作用素と、量子力学的な時間発展が、特異性を通じて結びついていることを明らかにしている。具体的な状況としては、以下の状況についての結果を得た。(1)ユークリッド空間上の短距離型摂動の場合(中村);(2)同様に長距離型摂動の場合(中村);(3)ユークリッド空間上の短距離摂動の場合の解析的波面集合(中村・Martinez・Sordoni);(4)散乱多様体上のシュレディンガー作用素の短距離型摂動の場合(伊藤・中村);(5)調和振動子の短距離型摂動の場合(Mao・中村)。中村は、Frederic Klopp(パリ大学第13校)との共同研究で、非単調なランダム摂動を持つ場合のランダム・シュレディンガー作用素のリフシッツ特異性に関する研究成果を得た。
食物アレルゲンに対する経口免疫寛容を増強する栄養形態とその生理機構に関する研究

生体には経口的に摂取した食品成分に対しては、免疫反応を抑制しようとする経口免疫寛容機構が腸管組織に備わっている。食物アレルギーの発症は、この食品に対する経口免疫寛容機構がうまく働いていないために引き起こされているとも理解される。本研究において、まず宿主のタンパク食の違い(5%と20%)が経口免疫寛容に与える影響を調べたところ、オボアルブミンを抗原として用いた経口免疫寛容は5%タンパク質食群で強く誘導される結果を得た。つまり、血清中の総IgE量、オボアルブミンに対する血清中の特異的抗体価(IgE, IgGI, IgG1)も低タンパク食群の動物で低かった。また、アレルギー疾患の発症には、IL-4などのTh2サイトカインの作用が重要な役割を果たしているが、5%タンパク質食群で経口免疫寛容が強く誘導される結果を反映するように、脾細胞からのIL-4の産生能は大きく低下していた。一方、宿主のタンパク質食を20%とし、タンパク質の質についてカゼインと分離大豆タンパク質の違いが経口免疫寛容に与える影響を調べた。その結果、卵白アルブミンに対する経口免疫寛容は血清IgE抗体で、分離大豆タンパク質食群がカゼイン食群に比べて強く誘導される結果を得た。つまり、経口免疫寛容を誘導した動物の血清総IgE量および卵白アルブミンに対する血清特異的IgE価は、分離大豆タンパク食群でカゼイン食群の動物に比べて低く抑えられていた。本研究により経口免疫寛容を誘導する栄養状態は、タンパク質食の量と質の両面に影響を受けていることが明らかとなった。また、経口免疫寛容を強く誘導することが食物アレルギーの予防にも繋がると思われるが、タンパク質源として大豆タンパク質の有用性も示唆された。本研究は、経口免疫寛容のモデル動物を用いて、様々な栄養状態において食物に対する経口免疫寛容の獲得に与える影響について検討するものである。本年度の研究において、宿主のタンパク食の違い(5%と20%)が経口免疫寛容に与える影響を調べたところ、オボアルブミンを抗原として用いた経口免疫寛容は5%タンパク質食群で強く誘導される結果を得た。また、アレルギー疾患の発症には、IL-4などのTh2サイトカインの作用が重要な役割を果たしているが、本研究の5%タンパク質食群で経口免疫寛容が強く誘導される結果を反映するように、脾細胞からのIL-4の産生能は大きく低下していた。しかし、食物アレルギーに限らず全てのアレルギー疾患は、単一の要因によって発症するものではなく、様々な食生活要因が加わって初めて発症すると考えるのが妥当と思われる。従って、食物アレルギーの発症に関わる栄養学的因子についても複数の要素が重なり、発症の閾値を超えるのではないかと思われる。本年度は、タンパク質食の量的な検討を行って経口免疫寛容に与える影響について検討したが、今後、様々な栄養状態について検討を加える必要があると思われた。鶏卵は、小児期に発症頻度の高い食物アレルギーの主要なアレルゲン食品として頻繁に検出されるものである。これまでの鶏卵のアレルゲン性に関する研究から、鶏卵のアレルゲン活性は卵白に強く、卵黄にはほとんどないとされている。しかし、卵黄のアレルゲン性については、それほど多くの学術的知見はなく、卵黄のアレルゲン性の低い要因として卵黄に含まれている多量の脂質に関係があると推測されているにすぎない。ところで、生体には経口的に摂取した食品成分に対しては、免疫反応を抑制しようとする経口免疫寛容機構が腸管組織に備わっている。

食物アレルギーの発症は、この食品に対する経口免疫寛容機構がうまく働いていないために引き起こされているとも理解されている。そこで本年度の研究では、通常の栄養状態で、卵黄乾燥粉末(EY)または卵黄からアセトンで脂質を除去した卵黄アセトン粉末(EA)をマウスに経口投与することにより誘導される卵黄タンパク質に対する経口免疫寛容に違いがあるかどうかを検討した。その結果、脂質を含んだEYと卵黄から脂質を除去したEAは、共に卵黄タンパク質に対する経口免疫寛容を強く誘導し、血清総IgE量および卵黄タンパク質に対する特異的抗体価は低く抑えられた。また、EYを経口投与したものは、脂質を除去したEAを経口投与したものよりも血清総IgE量および卵黄タンパク質に対する特異的抗体価がやや低かった。以上のことから、これまで卵黄のアレルゲン性の低い要因として卵黄に含まれている多量の脂質に関係があるとした考えは、今回の通常の栄養状態における経口免疫寛容の実験をみるかぎり、主要な要因と確定するには至らないと思われた。生体には経口的に摂取した食品成分に対して、免疫反応を抑制しようとする経口免疫寛容機構が腸管組織に備わっている。食物アレルギーの発症は、この食品に対する経口免疫寛容機構がうまく働いていないために引き起こされているとも理解される。本研究は、経口免疫寛容のモデル動物を用いて、様々な栄養状態において食物に対する経口免疫寛容の獲得に与える影響について検討するものである。本年度の研究では、宿主のタンパク質食を20%とし、タンパク質の質についてカゼインと分離大豆タンパク質の違いが経口免疫寛容に与える影響を調べた。経口免疫寛容を誘導したモデル動物は、BALB/cマウス(4週齢・雌)を用いた。動物は食物アレルゲンタンパク質として5mgの卵白アルブミンを含む水溶液(0.5ml)を1日1回、4日間連続して胃内に強制経口投与し、その4日後と18日後に5μgの卵白アルブミンを水酸化アルミニウムによるアジュバントで腹腔内に免疫した。その結果、卵白アルブミンに対する経口免疫寛容は血清IgE抗体で、分離大豆タンパク質食群がカゼイン食群に比べて強く誘導される結果を得た。つまり、経口免疫寛容を誘導した動物の血清総IgE量および卵白アルブミンに対する血清特異的IgE価は、分離大豆タンパク食群でカゼイン食群の動物に比べて低く抑えられていた。一方、卵白アルブミンに対する血清中の特異的IgGおよびIgG1は、カゼイン食群および分離大豆タンパク質食群共に経口免疫寛容を誘導した動物で抗体価の抑制はみられなかった。経口免疫寛容を誘導する栄養状態では、昨年度までの研究成果と合わせて、タンパク質食の量と質の両面に影響を受けていることが明らかとなった。また、経口免疫寛容を強く誘導することが食物アレルギーの予防にも繋がると思われるが、タンパク質源として大豆タンパク質の有用性も示唆された。
Th1/Th2細胞分化におけるケモカインCCL21、CCL19の役割の解析

本研究では、ケモカインCCL21-serとCCL19の発現を欠く突然変異マウス(plt)を用いて、ヘルパーT細胞の分化誘導におけるCCL19、CCL21の関与を検討した。Th1タイプの反応を優位に誘導するアジュバントを用いた免疫でも、抗原の種類によっては、pltマウスでTh1タイプの反応が抑制されることが示唆された。また、pltマウスではIL-17の産生低下も認められ、CCL19、CCL21はTh1、Th2、Th17などのヘルパーT細胞の分化誘導に重要な役割を担っていることが示唆された。ケモカインCCL21/CCL19は、免疫系の制御を担うT細胞や、抗原をT細胞に提示する樹状細胞の遊走に関与している。本年度はこれらのケモカイン発現欠損マウス(plt)を用いて、免疫反応におけるケモカインの役割を検討した。方法1)マウスと免疫方法BALB/c又はC57BL/6バックグランドのplt/pltマウスと、各々の野生型マウス皮下に、ニワトリ卵白アルブミン(OVA)、OVA_<323-339>ペプチド、ニワトリ卵白リゾチーム(HEL)、HEL_<74-96>ペプチド、ミエリンオリゴデンドロサイトグリコプロテイン(MOG_<35-55>)ペプチド、ミエリンベーシックプロテイン(MBP_<1-11>)ペプチド、アセチルコリンレセプター(ACR_<146-162>)ペプチド、プロテオリピッドプロテイン(PLP_<178-191>)ペプチドを完全フロイントアジュバント(CFA)と共に免疫した。2)抗原特異的T細胞の反応性の測定免疫後、マウスの所属リンパ節又は脾臓を採取し、それぞれの細胞浮遊液を調整後、試験管内で同一抗原を用いて再刺激を行った。抗原に反応する抗原特異的T細胞の増殖は3H-チミジンの取り込みにより、また培養上清中のIL-2、IFN-γ、IL-4、IL-10などのサイトカイン量はELISA法で調べた。結果と考察野生型マウスの皮下に、抗原をCFAと共に免疫すると、所属リンパ節では主にIFN-γを産生するるTh1細胞が優位に誘導されたが、pltマウスではMOG_<35-55>をCFAと共に皮下免疫すると、所属リンパ節T細胞からのIFN-γ産生が抑制された。この時Th1細胞を誘導するサイトカインIL-12mRNAの発現は低下していた。また、pltマウスではTh1タイプの自己免疫疾患であるEAEの発症が抑制された。従ってCCL21/CCL19はTh1細胞の分化誘導において重要な役割を果たしていることが示唆された。本研究では、ケモカインCCL21-serとCCL19の発現を欠く突然変異マウス(plt)を用いて、T細胞の分化誘導におけるCCLI9、CCL21の関与を明らかにすることを目的とした。生体内ではT細胞と樹状細胞、との相互作用によりナイーブT細胞のプライミングが起こるが、pltマウスでは、抗原免疫後、抗原がどこへ運ばれていき、T細胞を刺激するのかを調べた。前年度の結果より、pltマウスでは実験的自己免疫性能脊髄炎(EAE)が発症しないのはケモカインの欠損によるものかを検討した。方法1)抗原提示細胞の同定と機能解析C57BL/6 pltマウスに蛍光抗原を免疫後、所属リンパ節甲の抗原を保持している細胞を、フローサイトメーターで検出した.また、分解されると蛍光を発する標識抗原を用いて、野生型マウスとpltマウスの抗原提示細胞における、抗原分解の違いを解析した。2) EAE発症の検討C57BL/6 pltマウスの皮下にMOG_<35-55>ペプチドをCFAアジュバントと共に免疫し、免疫0日目と2日目に、pertussis toxinを静注した.EAEの発症は0-5段階のスコアに分類した。結果と考察: WT、pltマウス共に、皮下免疫した抗原は、所属リンパ節でCDllc陽性, CDllb陽性細胞に取り込まれ、その細胞内では、抗原が分解されていことが示唆された。pltマウスの所属のリンパ節では、CDIlc陽性,CDIlb陽性、Grl陽性細胞の頻度が高かった。また、pltマウスではEAEの発症が抑制された。しかしEAEを発症した野生型マウスのT細胞をpltマウスに移入するとpltマウスでもEAEを発症した。EAEを発症した野性型マウスT細胞は、サイトカインIL-17を産生していたが、pltマウスではその産生は認められなかった。

しかしpltマウスのリンパ節細胞をCCL21存存下で培養するとIL-17や、その産生細胞Th17の誘導、維持に必要なIL-23を産生するようになった.従って、CCL19、CCL21はTh17細胞の分化誘導においても重要な役割を果たしていることが示唆された.
茶ポリフェノ-ルオキシタ-ゼによるカテキン酸化の生化学的研究

一般に褐変反応は、食品にとって負の要因として扱われている。しかし茶葉中のポリフェノ-ルオキシタ-ゼは、紅茶の浸出液の色の向上にとって非常に重要な役割を持っている。先に紅茶水色の発現にとってカロチノイド類が重要な役割を演じていることを認め報告してきた。そこで今回は、このポリフェノ-ルオキシタ-ゼと各種のカテキンとの酵素反応系に、茶葉色素成分の1つであるカロチノイドを用い、紅茶の色素成分の生成機構について明らかとした。酵素は、茶葉よりRobertsonらの方法でポリフェノ-ルオキシタ-ゼを抽出した。これを酵素として各種カテキン類との酵素反応およびβ-カロチンの分解について実験を行った。その結果(+)-カテキン,(-)-エピカテキンを基質として用いた時の褐変反応は、(-)-エピカテキンの方が、(+)-カテキンより活性が強く認められた。この時の基質濃度は、(-)-エピカテキンで2.0×10^<-3>M,(+)-カテキンで8.3×10^<-3>Mが最大であった。また、この反応系にβ-カロチンを添加した時のβ-カロチンの退色率について検討した結果、(-)-エピカテキンは(+)-カテキンより退色率で20%多く、またカテキン類を共存させないとβ-カロチンの退色も殆ど示されない事が認められなかった。これは、β-カロチンの退色が“ポリフェノ-ルオキシタ-ゼの褐変反応に際して生成するとされているキノンによる分解"との報告を裏付けるものと考えられた。カテキンは、酸化、還元で電位が低いほうが褐変反応が大きく、また、β-カロチンの退色も大きいことが認められた。
プランクトン・マイクロネクトンの同時定量採集のためのWYSIWYG-Netの開発

本研究の成果はWYSIWYG-Net(ウィジウィグ-ネット)を開発したことにあり,これは以下の2つをもって構成される。1.WYSIWYG-Netの開閉装置の開発:海中での確実なネットの開閉動作を行うための機構を開発した。また,特別なウインチを持たない調査船においても運用可能な開閉式ネットを実現することを目的として,従来の開閉式ネットの運用上の欠点であるアーマードケーブルによる有線制御とは異なる自動開閉制御機構の設計・開発を行った。上記の開閉装置を搭載したWYSIWG-Netのプロトタイプを製作し,陸上で動作実験を行うとともに,海上での曳網試験を実施した。これらの試験により,同ネットの曳網特性を明らかにするとともに,開閉機構の動作が確実なものであることを確認した。また,同ネットに関して特許出願を行った。(名称:多段開閉式ネット及び採集装置,出願番号:2005-285566)2.LOPC(Laser Optical Plankton Counter)によるプランクトンの種判別,個体数密度推定の手法確立:海上実験用試験プラットフォームを製作し,曳網深度確認用のSCANMARとLOPCを装着し曳網試験を行い,LOPCによるデータから動物プランクトンの種判別ならびに個体数密度を推定する方法を構築した。また,この方法により推定された種,個体数密度とネットによる結果との比較から,カイアシ類,オキアミ類についてLOPCによる種判別及び量的推定が可能であることを明らかにした。本年度は,1)WYSIWYG-Netの基礎設計,2)海上実験による設計の評価について研究を行った。得られた成果は以下の通りである。1)WYSIWYG-Netの基礎設計まず,プランクトン等の遊泳能力のない生物に対する濾水率を求めるため,回流水槽において現在使用されているFMTの網口前方における流速分布の解析を行った。網口中心前方1mにおいて流速は基準流速に対して96%となり,網目断面中心では88%まで減少した。また,網口断面での基準流速に対する平均流速は88%(濾水率0.88)であった。また,FMTは通常3ktで曳網されるが,この際の網の対水速度は上記の値を用いると140cm/s程度であり,マイクロネクトンの採集においては問題となるほどの流速減少ではないと考えられた。2)海上実験によるD-FMTの設計の評価(1)D-FMTに使用されている身網網地(内径1.5mm)の採集保持率を求めるため,身網各部にポケットネット(内径0.5mm)を取付けて操業試験を行った。この結果,オキアミ類については,ポケットでの採集が非常に少なく,身網後端部のポケットでわずかに見られたのみであることから,オキアミ類の採集に関してD-FMTの採集保持率は100%に近いことが確認された。(2)D-FMTの2つのコッドエンドそれぞれの内部流速を測定した。操業によっては,双方の流速にわずかに偏りが見られたが,ほとんどの操業においては流速に大きな偏差は見られなかった。このことから,構造的条件から2つのコッドエンド双方において採集の偏りが生じることはないと判断された。(3)多次元情報の収集を目的としたD-FMTへのLOPC( Laser Optical Plankton Counter:本年度購入)および音響トランスデューサーの装着について船上で運用試験を行った。この結果,曳網方法,D-FMTのフレームの構造設計について改良の必要性が示唆された。同検討は操業試験の実施と合わせて翌年度も継続して行う予定である。本年度は,1)ネット開閉装置の開発と動作試験,2)海上実験による生物データの取得と解析,について研究を行った。1)ネット開閉装置の開発と動作試験装置の概要ネット開閉装置の設計について検討を進め,主な仕様を次のように決定した。

a.開閉機構:電磁ポンプ制御によるシーケンシャル開閉機構,b.開閉制御方式:メモリー式タイマーによる制御,以上の仕様により,本開閉装置は従来のようなアーマードケーブルによる有線制御とは異なり,特別なウインチを持たない調査船においても運用可能な開閉式ネットを実現する。進捗状況上記の各装置の詳細設計において多大な時間を労したことにより,現在,ようやく同装置の完成を迎え,陸上での動作試験に移る段階にある。海上での動作・運用試験は翌年度4月に予定しており,現在,その準備を整えている状況である。2)海上実験による生物データの取得と解析オキアミ類を対象としたFMT (Framed Midwater Trawl)による採集調査を継続し,採集データと科学魚探による音響データとの比較から,多周波法による音響散乱層内のオキアミの密度推定について検討を行った。その結果,オキアミについては120kHzと200kHzのdB差を用いた場合に良好な結果が得られることがわかった。1.開閉式ネットの開発と動作試験設計2層のネットを定水深で作動させるために,対暴露性に優れた圧気式シリンダを2本組み合わせ,本体の圧気容器から作動圧を印加する方式を採用した。また,曳網スケジュールを内部タイマーにセットすることで,船上からの外部的操作を一切必要としない。なお,同開閉式ネットは従来のネットと異なり使用毎の網のリセットの必要が無く直ちに投網を再開できる特徴を持つ。海上試験構造上,漁具抵抗が大きくなることから,実際の海上において動作試験を兼ねて曳網状態調査のために実験を行った。その結果,曳網状態は安定しており,操作性についても特に問題は認められなかった。陸上試験シミュレーション及び室内実験の結果,50m以深での確実な動作を行うためには,現用の圧気圧(0.7MPa)を上げるか圧気容積を倍加する必要のあることがわかり,現在その改良を行っている。2.海上実験によるデータの取得と解析フレームトロールに,曳網深度確認用のSCANMARとLOPC(Laser Optical Plankton Counter)を装着し曳網試験を行い,SEP(Single Element Plankton)とMEP(Multi Element Plankton)それぞれのESD(Equivalent Spherical Diameter)分布を調べた。ネット採集によるカウントとLOPCで計数されたMEPカウント(ESD:1.535mm)との比較では高い相関が見られた。また,LOPCのトンネル内流速からESDの各階級毎の生物密度を算出し,採集されたプランクトンの個体数密度と比較したところ,カイアシ類,オキアミ類についてLOPCによる種判別及び量的推定が可能であることがわかった。
接触施肥における畑作物の根系発達と養分吸収活性

本研究では、ポリオレフィン系肥効調節型肥料(CAF)を用いた接触施肥法における作物の根系発達の特徴を明らかにし、それと地上部生育量と肥料および土壌養分の吸収量との関係を検討した。この際、通常の速効性肥料施肥区を比較の対象とし、またCAFの施肥位置の影響も検討した。【1】試験方法作物はデントコーンを、また土壌は黒ボク土を用いた。初期の根系発達を調査するために根箱(縦10cm×横28cm×深さ30cm)を用い、また生育後期までの調査は、大型枠試験(株間20cm×畝間70cm×深さ50cm(1個体当たり);慣行播種密度を確保できる大きさを持つ)により行った。接触施肥とは、N,P,K肥料全量を種子と同所に条施する施肥法である。【2】接触施肥法による作物の根系発達と養分吸収(1)根系発達生育初期(播種後23日)における全根重は、CAF接触区が最大で、次いで、速効性5cm分離区(慣行施肥法に近い)>CAF5cm分離区>CAF10cm分離区>速効性接触区であった。施肥部分の根重密度(mg/mc^3)は、CAF接触区で0.31であるのに対して、その他の試験区では約1/31/5であった。また、収穫期の根重(g/1個体)もCAF接触区(23g)が速効性分離区(17g)よりも1.3培多かった。速効性肥料施肥では、施肥部の根系が少なく、肥焼け症状を呈した。CAF接触施肥が作土(施肥部)のみならず下層土まで根系発達を促進することが明らかとなった。このCAF接触施肥の優位性は、CAFが温度に依存して肥料要素を徐々に溶出するために、1)初期の肥料による濃度障害を回避し、2)肥料養分、特に根の生長に重要なリンを根系発達微弱な初期に効率良く供給でき、3)生育中後期におけるPの土壌への固定とN,Kの溶脱が抑制され、高効率で養分が吸収できる状態が維持されたためと考えられた。(2)地上部生育および養分吸収量生育初期の地上部乾物重およびN,P,Kの吸収量は、CAF接触区≫CAF5cm分離区>CAF10cm分離区>速効性5cm分離区>速効性接触区の順に多く、収穫期においてもCAF接触区>速効性5cm分離区であった。収穫期の肥料窒素利用率もCAF接触区(47%)が速効性5cm分離区(35%)より高かった。Rb添加による土壌養分吸収活性の評価は、施肥法によらずほぼ同一あることから、根系発達量が作物の養分吸収量を決定することが明らかとなった。以上の結果より、CAF接触施肥は、CAF分離施肥や速効性肥料を用いた施肥法に比較して、肥料および土壌養分の吸収に好都合な広い根系を発達させ、地上部生育を促進することが明らかとなった。(2)地上部生育および養分吸収量

生育初期の地上部乾物重およびN,P,Kの吸収量は、CAF接触区≫CAF5cm分離区>CAF10cm分離区>速効性5cm分離区>速効性接触区の順に多く、収穫期においてもCAF接触区>速効性5cm分離区であった。収穫期の肥料窒素利用率もCAF接触区(47%)が速効性5cm分離区(35%)より高かった。Rb添加による土壌養分吸収活性の評価は、施肥法によらずほぼ同一あることから、根系発達量が作物の養分吸収量を決定することが明らかとなった。以上の結果より、CAF接触施肥は、CAF分離施肥や速効性肥料を用いた施肥法に比較して、肥料および土壌養分の吸収に好都合な広い根系を発達させ、地上部生育を促進することが明らかとなった。
ApoB mRNAに出現するゲノDNAにコ-ドサれないストップコドンに関する研究

ヒト、兎、マウス等の肝臓と小腸では一部のapoBー100mRNAのほぼ中央部に位置するシトシンが転写後にウラシルに置換し、premaure stop codonが出現する.その結果として分子量が約半分のapoBー48蛋白が合成されると考えられている.このことはDNA上の遺伝情報が転写後に変換可能であることを示し遺伝暗号の可変性の一例として重要な発見であった.私は本年度はこの現象がなんらかの生理的意義を持っており,しかも積極的に生体によってコントロ-ルされているかを検討し以下の新しい知見を得た.1.<絶食・高脂肪食によるeditingの変化>___ー:24,48hrの絶食によりapoBmRNAの発現量の増加(4倍)とediting効率の減少(70%→45%)が観察された.この変化は血清中のapoBー100とapoBー48の量比にも反映されapoBー100の比率が増大した.高脂肪食投与開始後,血清コレステロ-ルは増加し,一時期editing効率は減少する(70%→55%)が,3週以降は増加し(80%),それに伴いapoBー48の比率が増大した.2,<発生・老化によるediting効率の変化>___ー:肝臓でのediting効率は出生を機にし劇的に変化する。SAMーR/1では出産前では20%のapoBmRNAがeditingを受けているにすぎないが,出産後1ケ月で70%に達する.その後,editing効率(70%)は変化しないが22ケ月の高月齢マウスでは効率は60%へと減少する.また寿命が短く,促進老化を示すSAMーP/1マウスでは若齢より効率が低く(40%),12ケ月齢で減少する(50%).小腸では両系とも出生に伴いediting効率は30%から10%以下へと減少し,その後加齢変化は観察されなかった.血清中の両apoB蛋白の量比は肝臓でのediting効率の変化とよく一致した。この様にapoBmRNA editingは生体の栄養条件や発生、加齢にともない変化し,その結果として血清中の両apoB蛋白の量比も変化することが判明した.ヒト、兎、マウス等の肝臓と小腸では一部のapoBー100mRNAのほぼ中央部に位置するシトシンが転写後にウラシルに置換し、premaure stop codonが出現する.その結果として分子量が約半分のapoBー48蛋白が合成されると考えられている.このことはDNA上の遺伝情報が転写後に変換可能であることを示し遺伝暗号の可変性の一例として重要な発見であった.私は本年度はこの現象がなんらかの生理的意義を持っており,しかも積極的に生体によってコントロ-ルされているかを検討し以下の新しい知見を得た.1.<絶食・高脂肪食によるeditingの変化>___ー:24,48hrの絶食によりapoBmRNAの発現量の増加(4倍)とediting効率の減少(70%→45%)が観察された.この変化は血清中のapoBー100とapoBー48の量比にも反映されapoBー100の比率が増大した.高脂肪食投与開始後,血清コレステロ-ルは増加し,一時期editing効率は減少する(70%→55%)が,3週以降は増加し(80%),それに伴いapoBー48の比率が増大した.2,<発生・老化によるediting効率の変化>___ー:肝臓でのediting効率は出生を機にし劇的に変化する。この様にapoBmRNA editingは生体の栄養条件や発生、加齢にともない変化し,その結果として血清中の両apoB蛋白の量比も変化することが判明した.
少数の画像・音声データに基づく特定害獣検出のための特徴抽出と人工学習データの生成

本研究では,害獣に関する音声や画像データが手元に少数しかなくても高精度に害獣を検出および認識できるように,当該害獣に特化した特徴設計と学習データの人工的な生成方法を確立することを目的とする.これは,大量の学習データを集めることができれば物体認識や時系列データの予測で高い精度を達成できる深層学習を害獣検出・認識に利用することが可能であるが,先述したように本研究で対象としている特定の害獣に関しては,学習データを収集すること自体が容易ではないためである.本研究では,害獣に関する音声や画像データが手元に少数しかなくても高精度に害獣を検出および認識できるように,当該害獣に特化した特徴設計と学習データの人工的な生成方法を確立することを目的とする.これは,大量の学習データを集めることができれば物体認識や時系列データの予測で高い精度を達成できる深層学習を害獣検出・認識に利用することが可能であるが,先述したように本研究で対象としている特定の害獣に関しては,学習データを収集すること自体が容易ではないためである.
人体内、人体間の通信におけるアクセス方式及びその応用に関する研究

本研究では人体通信技術を用いて,人体手部における指の識別や掌上の場所の特定を行う検討を行った.指識別方式では周波数,受信電力差,位相差等の識別情報と装着箇所を組み合わせた実験を行い,少ない識別情報で,より高精度の指の識別率を得る最適な組合せを求めた.掌識別方式では,掌上に複数の観測点を設け,観測点を正しく識別可能であるか求めた.更に,掌上に記述した文字を認識する技術の提案及び実験を行った.結果として,人体通信を用いて指識別及び掌識別方式が実現可能であることを示した.また、腕の動きや手首の動き等の検出を行い、ジャンケンを識別することに成功したほか、医療応用に関しても通信方式を提案した。人体における信号伝搬として周波数、データ転送速度、変調方式を様々に工夫し、更に伝搬路も腕から手首、胸から手首、腹部から手首など様々な伝搬路で検討した。これは主として医療アプリケーションを想定した検討結果であり、心電図センサーの小型化、長寿命化に繋がる研究である。指の識別はほぼ100%に近い制度で可能となった。また、掌をキーボード代わりに使うPALM TYPINGや掌で文字をなぞって認識させるPALM WRITINGを提案しその評価を行った。その結果PALM TYPINGに関してはほぼ100%の認識率が得られることが判明した。PALM WRITINGに関しては図形等の簡単な認識から始めており今後は序々に文字の認識の判定、その解析手法を検討していく。多元アクセスに関しては時間軸、符号様々な観点から検討しており、近いうちに具体的な性能評価結果が出されるものと思われる。心電図センサ関連の研究ではIEEEのHEALTHCAREの国際会議では数百の論文の中でBEST PAPERに選ばれ、それが論文として掲載されることが決定しているなど、内外の注目も高く、高い評価が得られている。指認識に関してはIEEE GLOBECOM通信分野では世界最高峰の国際会議(IEEE GLOBECOM)に採択され高い注目を集めるなど、関連分野の先駆的研究として高い評価が得られている。PALM TYPINGやPALM WRITINGに関しては基礎的な検討が終了しており、論文も既に完成している。電子情報通信学会に提出する予定である。近年,ユビキタスコミュニケーションの発展とともに人体通信技術に関する研究が注目を浴びている.その便用用途は医療現場でのヘルスケアシステムや,携帯端末への組み込みなど,多種多様である.本研究では人体通信技術を用いて,人体手部における指の識別や掌上の場所の特定を行う検討を行った.指識別方式では周波数,受信電力差及び位相差といった識別情報,装着箇所等を組合せた識別率を算出し,最適な組合せを求めた.その結果,周波数1.0GHz以上で左側端受信機,右側端受信機の位相差を用いた識別及び位相差と受信電力差を用いた識別が指識別に効果的である事を示した.掌識別方式では掌上によって位相差が異なる特性を利用し,ペン型プローブを用いて掌上の場所の特定が可能である事を明らかにした.また,位相差の軌跡を記録する事で,ペンの経路から掌上に書かれた文字を復元及び認識する事に成功した.結果として,指識別及び掌識別方式がそれぞれ実現可能である事を示した.指認識は新しいアプリケーションを創造するもので体の不自由な方への様々なヒューマンインターフェイスとしても期待できる。また、掌の上に文字を書いたりキーボードのように入力するパームライティングやパームタイピングは新たな入力インターフェイスとして様々なアプリケーションが可能であり、新規ビジネスにつながる。これらの成果は電子情報通信学会和文論文誌論文として採択されるなど高い注目と評価を得ている。また、近年は海外からの問い合わせも増えている。今後の課題として,掌上識別方式で用いたペン型の送信機の代わりに手首に送信機を装着し,指先をペンとして用いるモデルについても検討を行う.近距離無線通信技術の一つに人体通信(Intra-Body Comtunication:IBC)と呼ばれる通信方式があり、本研究は人体通信を用いた人体部位及び形状識別方式を提案し評価を行った。以下に概要を述べる.人体の手首の動きを識別する手首識別方式を提案しその評価を行った。手首識別方式は人体の手首の縦方向及び横方向の傾きを識別することを目的としている.手首識別方式を用いる事で携帯電話等の小型端末を持った手首の動きに合わせた機械操作,空間上での文字の記述,手の形状認識等といった新しいヒューマンマシンインタフェースで活用が期待できる.手首識別方式の評価方法として,指識別方式及び掌識別方式と同様にリストバンド型のプローブを用いたが,識別には定在波比(Voltage Standing Wave Ratio:VSWR)を用いている.実験では最初に手首の動きに合わせたプローブの最適な装着箇所を求めた.

次に,FDTD法を用いた電磁界シミュレーションを行い,手首識別方式の妥当性を示した,続いて,手首を横方向及び縦方向に動かし,VSWRの値を計測し,縦方向及び横方向の識別率から評価した.また,手首識別方式のアプリケーションとして,手の形状認識技術の検討を行った.本技術を用いる事で,手の形状から手話の認識,手の形状をキーとして認証を行うシステム,空間上での指識別方式等といった新しいサービスが期待できる.本論文では手の形状認識の評価対象をジャンケンとし,リストバンド型プローブを用いて,グー,チョキ,パー時におけるVSWRを計測し,識別率から評価した.結果として,ジャンケン識別が可能であることを示した.
アリルシランを用いる新規環化反応の開発

オキセタンは、高い反応性を有する合成中間体であり、その立体選択的合成反応の開発が望まれている。我々は、四塩化チタンをルイス酸として用い、立体障害の大きなシリル置換基を有するアリルシランにα-ケトエステルを作用させるとオキセタン誘導体が高い立体選択性かつ良好な収率で得られることを見い出している。しかし、このオキセタン合成反応においては、活性なケトン誘導体であるα-ケトエステルとの反応の場合にのみ環化反応が進行し、オキセタン誘導体が得られた。本研究においては、ルイス酸触媒によるアリルシランとアルデヒドとの環状付加反応によるオキセタンの合成反応を開発した。即ち、ルイス酸として塩化ジルコニウム(IV)を用い、立体障害の大きなシリル置換基を有するアリルシランとアルデヒドを作用させると、環化反応が進行しオキセタン誘導体が得られることを見い出した。更に、α-位にエーテル置換基を有するアルデヒドを基質として用いると、環化生成物の収率が大きく向上した。アルデヒドのエーテル置換基としてシリルエーテルを用いると最も高い立体選択性で環化反応生成物が得られた。また、アリルシランのシリル置換基としては、立体障害の大きなt-ブチルジフェニルシリル、トリイソプロピルシリル、t-ブチルジメチルシリル基などを用いたときに、環化生成物が得られたが、その中でt-ブチルジフェニルシリル基が、最も好結果を与えた。この反応は、ケイ素のβ-位の炭素陽イオン中間体に対する求核剤の反応により、環状化合物を一段階で立体選択性良くかつ良好な収率で得られた点、有機合成化学上興味ある結果である。以上、より一般性の高いオキセタン誘導体の合成反応を開発することができた。
CHPによるNa+/H+交換輸送体NHE1の活性制御機構の解明

Na^+/H^+交換輸送体NHE1はNa^+濃度勾配をエネルギーとしてH^+を排出することで細胞内pHなどの調節を行う。増殖因子や発ガン因子による刺激は最終的にNIIE1を活性化して細胞をアルカリ化させる。この活性化にはNHE1のC末端細胞質ドメインにカルシニューリンB類似蛋白質CHPが結合することが必須であり、CHPは細胞内pHに依存した活性化制御を行うpHセンサーとして機能することが示唆されている。そこで本研究では輸送活性のpH依存性が異常なCHP1変異体を用い、そのpH依存性をNMRと分子動力学計算により解析することでpHセンシング部位の同定を目指した。また、活性型となる酸性条件下での構造解析を試み、活性型と不活性型の構造の違いからpHセンシング部位とpHに依存した活性制御メカニズムの解明を目指した。平成20年度はCHP1/NHE1複合体のpH感受性異常変異体などを用いたNMRによるpHタイトレーション実験を行うために、本研究で開発したpCold-GSTシステムを用いたサンプル調製を行った。今まで分解により発現精製が不可能であったNHE1ペプチドの調製に成功し、そのNMR解析からNHE1ペプチドは単独ではフレキシブルであり、CHP1との結合によりヘリックス構造が誘起されることが明らかになった。一方NHE1はpH依存的な活性制御を受けている。そこでCHP1/NHE1複合体のpH依存性をNMRで解析したところ、pH依存的な立体構造変化が見いだされた。この変化はCHP1とCHP2で電荷が大きく異なるNドメインのNHE1結合面に集中しており、CHPとNHE1との相互作用がpH依存的である可能性を示している。増殖因子や発ガン因子による刺激は最終的にNHE1を活性化して細胞をアルカリ化させる。平成19年度はCHP1/NHE1複合体のpHタイトレーション実験を行い、^1H-^<15>NHSQCスペクトルによる主鎖NHグループの見かけのpKaを決定した。化学シフト変化が大きい部位のアミノ酸を同定し、pHセンシングに関わるアミノ酸を推定した。活性の変曲点がpH6.5近傍であることと合わせ、ヒスチジン側鎖のpH依存性については主鎖の解析とは独立に特に詳しく検討した。また異常なpH依存性を示す他の側鎖がないか確認実験を行った。輸送活性がアルカリ性側にシフトするCHP1/NHE1変異体について大量発現系を確立するため、分解性のNHE1ペプチドを効率よく発現精製可能な系を立ち上げた。
進行がん患者のがん疼痛緩和に向けた遠隔看護システムの開発及び有効性の検討

がん疼痛は、進行とともに複雑化しQOL低下の要因である。現在、わが国では医療改革による在宅療養が推進されており、疼痛緩和に有効な在宅療養を継続するための看護支援システムの開発が課題である。本研究の目的は、外来通院治療中の進行がん患者を対象に、がん疼痛緩和に向けた新たな在宅看護支援としてセルフモニタリングと医療者のフォローアップ及び教育支援ツールからなる「がん疼痛セルフマネジメント遠隔看護システム」を開発し、その有効性を検討することである。現在、わが国では医療改革による在宅療養が推進され、がん疼痛をもつ外来通院中の進行がん患者は在宅においてセルフマネジメントを必要とする。しかし、在宅療養を継続するための疼痛セルフマネジメント確立支援が希薄しており、疼痛緩和に有効な看護支援システムの開発は急務の課題である。本研究の目的は、外来通院治療中の進行がん患者を対象に、進行期に最も多い苦痛症状であるがん疼痛緩和に向けた新たな支援としてタブレット端末を用いた「がん疼痛セルフマネジメント遠隔看護システム」を開発し、その有効性を検討することである。平成30年度は、「がん疼痛セルフマネジメント遠隔看護システム」開発における原案作成を行った。原案作成では、遠隔看護研究実績のある大学院教員、緩和医療専門医、がん薬物療法専門医、がん看護専門看護師、がん性疼痛看護認定看護師等のスーパーバイズを受けながらの原案を開発した。さらに、システム運用に関するネットワークシステムとして機密性の高い閉域網の構築を行った。平成31年度(令和元年)は、システムの有効性検討として「フェーズ1進行がん患者のがん疼痛緩和に向けた遠隔看護システムの効果検証:医療者及び患者によるシステムに対するインターフェイス評価」及び「フェーズ2進行がん患者のがん疼痛緩和に向けた遠隔看護システムの効果検証:無作為化比較試験」を実施する。フェーズ1は、現在東北大学大学院医学系研究科倫理委員会に申請中であり、4月から調査を開始する。フェーズ1を4月6月まで調査を実施し、フェーズ2を7月から令和2年1月に予定している。本研究は、平成30年度に「がん疼痛セルフマネジメント遠隔看護システム」を開発し、平成31年度(令和元年)にシステムの有効性検討を実施する。平成30年3月までに、システム開発における原案作成を完了した。システム原案作成は、遠隔看護研究実績のある大学院教員、緩和医療専門医、がん薬物療法専門医、がん看護専門看護師、がん性疼痛看護認定看護師等のスーパーバイズを受けながら開発した。平成31年度(令和元年)は有効性検討として「フェーズ1進行がん患者のがん疼痛緩和に向けた遠隔看護システムの効果検証:医療者及び患者によるシステムに対するインターフェイス評価」及び「フェーズ2進行がん患者のがん疼痛緩和に向けた遠隔看護システムの効果検証:無作為化比較試験」を実施する。今後はフェーズ1を4月6月まで調査を実施し、フェーズ2を7月から令和2年1月に予定している。以上より、現在の進捗は平成31年1月に遠隔看護基本システムの開発完了を予定し、2月より在宅でオピオイド定期服薬している進行がん患者を対象に試験運用を実施によりシステムを改修し、3月より無作為化比較試験による有効性の検討を予定していたため、やや遅れていると判断した。平成31年度(令和元年)はシステムの有効性を検討していく。フェーズ1は、がん疼痛に関する研究歴がある研究者・がん疼痛ケアに携わっている医療者5名及びがん疼痛緩和目的にオピオイド服薬中の進行がん患者5名の計10名にインターフェイス評価を行い、タブレット端末に搭載したシステムの質を評価し、さらに利便性の高いシステムへ改修する。インターフェイス評価は、対象者に自記式質問紙調査票でウェブユーザビリティアンケート評価の項目を用いて評価する。現在、フェーズ1について東北大学大学院医学系研究科倫理委員会の審査を受けており、4月6月まで調査を実施する予定である。フェーズ2は、がん疼痛緩和目的にオピオイド服薬中の進行がん患者の48名(介入群24名、対照群24名)へフェーズ1で構築したがん疼痛セルフマネジメント遠隔看護システムの効果検証を行う。対象者への調査期間は1ヶ月である。主要評価項目はがん疼痛の程度とし、オピオイド服薬セルフマネジメント、がん疼痛とオピオイドに関する懸念、健康関連QOL、症状悪化による救急受診回数及び入院回数(救急受診にかかった費用)を二次評価項目として検討する。フェーズ2における調査期間は7月から令和2年1月までの調査を予定している。

しかし、在宅療養を継続するための疼痛セルフマネジメント確立支援が希薄しており、疼痛緩和に有効な看護支援システムの開発は急務の課題である。本研究の目的は、外来通院治療中の進行がん患者を対象に、進行期に最も多い苦痛症状であるがん疼痛緩和に向けた新たな支援としてタブレット端末を用いた「がん疼痛セルフマネジメント遠隔看護システム」を開発し、その有効性を検討することである。平成30年度は、「がん疼痛セルフマネジメント遠隔看護システム」開発における原案作成を行った。原案作成では、遠隔看護研究実績のある大学院教員、緩和医療専門医、がん薬物療法専門医、がん看護専門看護師、がん性疼痛看護認定看護師等のスーパーバイズを受けながらの原案を開発した。さらに、システム運用に関するネットワークシステムとして機密性の高い閉域網の構築を行った。平成31年度(令和元年)は、システムの有効性検討として「フェーズ1進行がん患者のがん疼痛緩和に向けた遠隔看護システムの効果検証:医療者及び患者によるシステムに対するインターフェイス評価」及び「フェーズ2進行がん患者のがん疼痛緩和に向けた遠隔看護システムの効果検証:無作為化比較試験」を実施する。フェーズ1は、現在東北大学大学院医学系研究科倫理委員会に申請中であり、4月から調査を開始する。フェーズ1を4月6月まで調査を実施し、フェーズ2を7月から令和2年1月に予定している。本研究は、平成30年度に「がん疼痛セルフマネジメント遠隔看護システム」を開発し、平成31年度(令和元年)にシステムの有効性検討を実施する。平成30年3月までに、システム開発における原案作成を完了した。システム原案作成は、遠隔看護研究実績のある大学院教員、緩和医療専門医、がん薬物療法専門医、がん看護専門看護師、がん性疼痛看護認定看護師等のスーパーバイズを受けながら開発した。平成31年度(令和元年)は有効性検討として「フェーズ1進行がん患者のがん疼痛緩和に向けた遠隔看護システムの効果検証:医療者及び患者によるシステムに対するインターフェイス評価」及び「フェーズ2進行がん患者のがん疼痛緩和に向けた遠隔看護システムの効果検証:無作為化比較試験」を実施する。今後はフェーズ1を4月6月まで調査を実施し、フェーズ2を7月から令和2年1月に予定している。以上より、現在の進捗は平成31年1月に遠隔看護基本システムの開発完了を予定し、2月より在宅でオピオイド定期服薬している進行がん患者を対象に試験運用を実施によりシステムを改修し、3月より無作為化比較試験による有効性の検討を予定していたため、やや遅れていると判断した。平成31年度(令和元年)はシステムの有効性を検討していく。
マグノニクス技術の創成に資するスピン波生成・伝播・位相特性の電界制御

本研究では磁性の電界制御が可能な磁性/誘電体ヘテロ構造を持つマルチフェロイクスを用いることで、消費エネルギーの少ないスピン波制御技術の実証を目的とする。上記の目的を達成するために反強磁性/強磁性界面に着目した。強磁性領域で生成されたスピン波が強磁性/反強磁性界面を通過する際に、その振幅・位相の変調効果が期待されるためである。強磁性/反強磁性界面を形成するためにFeRh規則合金の特異な磁気特性に着眼した。B2規則化したFeRh合金は室温において反強磁性状態を示す。ところがイオン照射などにより結晶構造にdisorderが導入されるとその部分のみ強磁性状態に変調可能であることが報告されている。前年度、イオン照射により変調した強磁性FeRhにおいてスピン波の伝播を試みたが、伝播を検出することができなかった。そこで、イオン照射を施した強磁性FeRh薄膜において強磁性共鳴を行った。これによりギルバートダンピング定数を算出することができ、スピン波の伝播長を見積もることが可能である。しかしながら、明瞭な強磁性共鳴信号は観測することができなかった。そこで、この合金における磁気緩和特性を精査するために、ダンピング定数のRh組成依存性を評価した。その結果、Rhの組成が20%付近においてダンピング定数が極小値をもつことが判った。さらにRh組成が20%付近においてダンピング定数が9×10-4となり、他の金属材料と比較しても小さな値を示すことが明らかとなった。理論研究によるとギルバートダンピング定数はフェルミ準位における状態密度の大きさに比例することが示されている。そのためイオン照射によって強磁性状態に変調したFeRh薄膜で強磁性共鳴が確認できなかった原因として、フェルミ準位における状態密度に関連して磁気緩和が顕著となった点を挙げることができる。反強磁性/強磁性界面におけるスピン波の伝播特性変化を評価するためには、イオン照射により誘起した強磁性を示すFeRhにおいて強磁性共鳴を測定する必要がある。しかしながら、明瞭な強磁性共鳴信号を取得することができず、スピン波伝播の検出には至っていない。一方でFeRhのダンピング定数のRh組成依存性から、フェルミ準位における状態密度の大きさがダンピング定数に大きな影響を及ぼすという新たな知見を得ることに成功した。今後、磁気緩和を抑制することが可能な好適な状態密度を持つ薄膜試料を作製することで目的を達成するための見通しが立ってきた。以上に基づき上記の評価とした。ギルバートダンピング定数のRh組成依存性の評価により、フェルミ準位における状態密度がダンピング定数に大きな影響を与えることが明らかとなった。今後はギルバートダンピング定数の温度・構造秩序度依存性の評価行い、最適な成膜条件を検討し、スピン波の伝播を試みる。その後、電界誘起により反強磁性/強磁性界面を実現し、界面がスピン波に及ぶす影響を精査する。具体的には強誘電体BaTiO3基板上に最適化した条件のもとでFeRh規則合金を成膜し、細線状に加工を行う。電界印加のため細線側部に電極を設置し、直流電場の印加により弾性ひずみを誘起して磁性状態を変調し反強磁性/強磁性界面を実現する。これにより、反強磁性/強磁性界面に起因するスピン波の伝播・位相特性の変調効果を調査し、電界によるスピン波伝播特性制御の実現を目指す。