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子どもの思考の多様性を生かす教科学習に関する心理学的研究

本研究では,子どもの思考の多様性の様相について記述型課題を用いた調査等により明らかにするとともに,子どもの思考の多様性を生かす教科学習を複数教科で組織し,それが各児童・生徒の概念的理解の深化に及ぼす効果とプロセスを心理学的方法により明らかにすることを目的とした。一連の研究の結果,児童・生徒の非定型問題に対する思考には,知識の関連づけ方の差異を反映した思考の多様性が同一学年内においてもみられること,児童・生徒の思考の多様性を生かした協同的探究学習による授業を通じて,各教科において各児童・生徒の概念的理解が深まることなどが示唆された。本研究では,子どもの思考の多様性の様相を,小学生から高校生を対象とした調査・面接・観察により明らかにする。そして,子どもの思考の多様性を生かす教科学習を小学校高校の複数教科で組織し,それが各児童・生徒の概念的理解の深化に及ぼす効果とプロセスを心理学的方法を用いて明らかにする。平成26年度は以下の3つの研究を実施した。1.子どもの思考の多様性の様相についての記述型調査:中学生・高校生を対象に,数学的・科学的リテラシーに関する非定型的記述課題を集団的に実施した。生徒の記述内容の分析の結果,諸事象のプロセスやメカニズムを言葉や図や絵で記述させることにより思考の多様性が引き出されること,記述内容は,I:関連要因の抽出,II:要因間の関連づけによるメカニズムの理解,III:包括的統合による本質の理解などの理解の水準に分類可能であることが示された。2.思考の多様性に関する子どもの信念に関する面接調査:思考の多様性を引き出すことを重視した理科,数学の授業について生徒がどのように考えているか(探究型授業に対する生徒の信念)について,中学生・高校生に対するグループ面接によって検討した。その結果,理科については,1生徒自身による実験計画,2実験結果についての多様な考察,3考察内容についての交流が,数学については,1多様な解法のある問題の提示,2個別解決過程における方針の記述,3多様な解法の間の共通点についてのクラス全体の協同探究が,それぞれ学習内容の理解を深めるために有効であると生徒が考えていることが明らかになった。3.授業場面における子どもの思考の多様性に関する観察研究:小学校高校における,思考プロセスの表現や概念的理解の深まりを目標とした国語,数学,理科の授業を観察し,どのような発問,場面設定,協同活動の組織などが子どもの多様な思考の活性化につながるかを探索的に検討し,仮説を生成した。本研究では,子どもの思考の多様性の様相を記述型調査等により明らかにするとともに,子どもの思考の多様性を生かす教科学習を複数教科で組織し,それが各児童・生徒の概念的理解の深化に及ぼす効果とプロセスを心理学的方法により明らかにする。平成27年度は以下の研究を実施した。1.子どもの思考の多様性の様相に関する記述型調査:中学生・高校生を対象に数学的リテラシーに関する非定型的記述課題を継続的に実施した。記述内容の分析の結果,一定期間の学習の前後で概念的理解の水準間の移行がみられることが明らかになった。2.思考の多様性を生かす理科授業の組織と評価:実験計画と結果の考察において思考の多様性を引き出す理科授業を組織し,そのプロセスを個人が記入したワークシートにもとづいて検討した。単元導入時に記述した実験計画と単元終結時に発展的課題として記述した実験計画の対比,実験直後に記述した考察とクラス全体での協同探究を経て記述した考察の対比が,個人の概念的理解の評価に有効性をもつことが示唆された。3.思考の多様性を生かす数学授業の組織と評価:多様な既有知識を活性化する非定型的課題の設定と個別ー協同ー個別の探究過程を特徴とする授業(協同的探究学習)を組織し,授業時の発話とワークシートをもとにプロセスを検討した。複数単元で検討を行った結果,導入時の非定型的課題に先立ち各生徒が自由に規則や解を探索する前提課題を短時間で実施することが多様な思考(解法や説明)の導出やその後の協同探究における多様な思考の関連づけに有効に機能することが示された。4.思考の多様性を引き出す授業の多面的検討:フィンランドや日本国内で思考力の育成を重視する複数の学校の授業過程を観察した結果,様々な日常的事象を関連づける本質的課題の設定や発達課題の考慮などが,子どもの思考の多様性を引き出すうえで重要であることが示唆された。平成27年度において,記述型調査や授業観察,発話や記述内容の分析といった心理学的方法を用いて,子どもの思考の多様性とそれを促進する要因を明らかにする研究が進められたため。平成28年度は以下の研究を実施した。1.思考の多様性を生かす算数・数学授業の組織と評価:図形領域を中心に,多様な既有知識を活性化する非定型課題の設定と個別ークラス全体の協同ー個別の探究過程を特徴とする授業(協同的探究学習)を小中学校で組織し,授業時の発話・ワークシートをもとに児童・生徒の思考プロセスを分析した。複数学年・単元で検討を行った結果,日常的事象や日常語彙に関連づけると同時に単元の本質に迫る非定型課題や,図形の性質を任意に関連づけて探究する非定型課題の設定により,思考プロセスに関する多様な思考が引き出され,さらに協同探究場面で多様な思考が関連づけられることにより,数学的概念に関する理解が深まることが推察された。

2.思考の多様性を生かす国語授業の組織と評価:説明文教材や文学教材に関して非定型課題と先述の協同的探究学習に特徴づけられる授業を高校で組織し,授業時の発話・ワークシートをもとに生徒の思考を分析した。その結果,説明文の構成を図示する非定型課題や,俳句等の効果を解釈する非定型課題の設定により,生徒の多様な思考が引き出され,協同探究場面での関連づけを通じて,各生徒の思考が精緻化することが示唆された。3.子どもの思考の多様性の様相についての記述型調査:高校生を対象に,数学・自然科学・社会科学領域に関する多様な知識を関連づけることを意図した非定型記述型課題を実施した。生徒の記述内容の分析の結果,各領域の概念的理解の水準と,各領域で一定水準にあることを前提とした領域間の統合的理解の水準を,生徒の記述内容に依拠して同定可能であることが明らかになった。本研究では,子どもの思考の多様性の様相について記述型課題を用いた調査等により明らかにするとともに,子どもの思考の多様性を生かす教科学習を複数教科で組織し,それが各児童・生徒の概念的理解の深化に及ぼす効果とプロセスを心理学的方法により明らかにすることを目的とした。一連の研究の結果,児童・生徒の非定型問題に対する思考には,知識の関連づけ方の差異を反映した思考の多様性が同一学年内においてもみられること,児童・生徒の思考の多様性を生かした協同的探究学習による授業を通じて,各教科において各児童・生徒の概念的理解が深まることなどが示唆された。平成26年度において,記述型調査,グループ面接,授業観察という多様な心理学的方法を用いて,子どもの思考の多様性の様相を明らかにする研究が進められたため。平成28年度以降は,平成27年度からの継続的研究として,子どもの思考の多様性を引き出す教科学習を複数教科において組織し,記述型調査や発話分析などの心理学的方法により,その教科学習が子どもの概念的理解の深まり,思考プロセスの表現などに及ぼす効果とプロセスを継続的に検討する予定である。教育心理学平成26年度のグループ面接や授業観察によって生成された仮説にもとづいて,当初の計画通り,平成27年度以降は,子どもの思考の多様性を引き出す教科学習を複数教科において組織し,記述型調査や発話分析などの心理学的方法により,その教科学習が子どもの概念的理解の深まりなどに及ぼす効果とプロセスを明らかにする予定である。平成27年度において実施予定であった記述型調査等の一部が,研究協力校の事情等により平成28年度以降の実施となったため。平成26年度において実施予定であった記述型調査の一部が,研究協力校の事情等により平成27年度以降の実施となったため。平成28年度以降の記述型調査等の実施および分析のために使用する予定である。平成27年度以降の記述型調査等の実施および分析のために使用する予定である。
肝癌の前癌病変に関する比較研究

要旨肝硬変の過形成結節は肝癌の前癌病変としての意義から、国内外で注目を集めるようになったが、その国際的な病理診断基準には用語も含め混乱がある。今回の研究を通じ、診断基準のおおまかな見解の統一を計ることができ、用語的には"Dysplastic nodule"で統一することで合意を得た。また、肝癌に合併する肝硬変は、我が国では84%がC型肝炎ウイルス(HCV)に関連するものであるのに対し、カナダではアジア系住民と白人住人の間で大きく異なる。即ち、アジア系症例の87%はB型肝炎ウイルス(HBV)関連症例であり、出身母体であるアジア各地の肝炎ウイルス感染実態を保持している。一方、白人症例では20%HCV関連、15%がHBV関連で、このほか44%に大量飲酒歴を認めている。このように北米、とくにアジア系住民の多い地方では、人種別の病因の検討が不可欠であり、肝癌の発生に肝炎ウイルスが密接に関連していることを裏付けるように、北米ではアジア系住民に肝癌が好発している。肝硬変の過形成結節は、我が国で14.1%、カナダで12.3%とその頻度に大差はないが、我が国では全例HCV関連肝硬変に見られ、カナダではHCV関連症例に22.2%、HBV関連症例に10.2%といずれもHCV関連症例に多く見られる。HCV関連症例に過形成結節が多い理由として、HCV関連肝硬変は3mm前後の小さな再生結節からなり、HBV関連症例は7-10mm大の大きな再生結節からなるため、前者の方が過形成結節を容易に捉えることができることによるとも考えられる。しかし、HCV肝炎ウイルス関連肝硬変は活動性炎症が持続していることが多く、それが肝癌発生と関係している可能性が示唆されることから、おなじく前癌病変としての過形成結節も好発することが推察される。肝細胞癌の前癌病変として肝硬変にみられる過形成結節が注目を集めているが、病因の異なると推察される本邦と欧米の肝細胞癌の前癌病変の実態を明らかにするため、本邦と北米の肝硬変における過形成結節の比較検討、ならびに病因としての肝炎ウイルス関与の比較検討を目的としている。1。過形成結節の分類、国際比較、ならびに用語の国際的統一本邦においては「原発性肝癌取扱い規約」により、肝硬変に見られる過形成結節性病変を、大型再生結節、腺腫様過形成、異型腺腫様過形成、癌を内包する腺腫様過形成の4種に分けている。このうち、腺腫過形成ならびに異型腺腫様過形成は前癌病変としての可能性が高く、癌を内包する腺腫様過形成は、前2者が癌化したものと解釈している。一方、欧米では大型再生結節と腺腫様過形成をdysplastic noduleと総称し、前者を悪性化の可能性が低い病変とみなしてlow grade,後者は種々の肝細胞の過形成像をみることから悪性化の可能性をもつものとしてhigh gradeに分けている。根本的な解釈はほぼ一致しているが、それぞれの過形成病変についての解釈には少なからざる食い違いがある。そのため、現段階では本邦の4種類の過形成結節、カナダのdysplastic nodule,low gradeおよびhigh grade病変、各々数例について共同研究者Dr.Wanlessと本邦研究者の見解の比較を行っている段階である。2。

過形成結節の頻度について現在まで北米の肝癌合併肝硬変30例と本邦の100例について検討を行っているが、前者では4例(13.3%)、本邦症例では19例(19%)に腺腫様過形成の併存を認めており、それらの病変についての両国間における見解の統一をはかっている。要旨肝硬変の過形成結節は肝癌の前癌病変としての意義から、国内外で注目を集めるようになったが、その国際的な病理診断基準には用語も含め混乱がある。今回の研究を通じ、診断基準のおおまかな見解の統一を計ることができ、用語的には"Dysplastic nodule"で統一することで合意を得た。また、肝癌に合併する肝硬変は、我が国では84%がC型肝炎ウイルス(HCV)に関連するものであるのに対し、カナダではアジア系住民と白人住人の間で大きく異なる。即ち、アジア系症例の87%はB型肝炎ウイルス(HBV)関連症例であり、出身母体であるアジア各地の肝炎ウイルス感染実態を保持している。一方、白人症例では20%がHCV関連、15%がHBV関連で、このほか44%に大量飲酒歴を認めている。このように北米、とくにアジア系住民の多い地方では、人種別の病因の検討が不可欠であり、肝癌の発生に肝炎ウイルスが密接に関連していることを裏付けるように、北米ではアジア系住民に肝癌が好発している。肝硬変の過形成結節は、我が国で14.1%、カナダで12.3%とその頻度に大差はないが、我が国では全例HCV関連肝硬変に見られ、カナダではHCV関連症例に22.2%、HBV関連症例に10.2%といずれもHCV関連症例に多く見られる。HCV関連症例に過形成結節が多い理由として、HCV関連肝硬変は3mm前後の小さな再生結節からなり、HBV関連症例は7-10mm大の大きな再生結節からなるため、前者の方が過形成結節を容易に捉えることができることによるとも考えられる。しかし、HCV肝炎ウイルス関連肝硬変は活動性炎症が持続していることが多く、それが肝癌発生と関係している可能性が示唆されることから、おなじく前癌病変としての過形成結節も好発することが推察される。
第１子に障がいをもつ児の両親が２児の親となることへの支援プログラムの開発

本研究は、第1子に「障がいを持つ児を養育する母親および父親が2児の親になることへの支援プログラムの開発」を目的とする。本研究計画では、1)第1子に障がいを持つ児を養育する母親および父親の第2子妊娠に関する主観的体験と支援ニーズを明らかにする、2)母親および父親の語りを分析し、障がいを持つ児の母親および父親にむけた2児の親になることへの支援プログラムを開発する、3)勤務助産師の協力を得て、支援プログラムの妥当性の検証と実施評価を行う。これらの取り組みにより、障がいを持つ児の親が第2子を迎えるにあたっての不安を解消し、健やかな妊娠・出産を迎えるための支援を整えることで、健常児の親だけでなく障がいをもつ児の親を含めた全ての家族に対し、健やかな家族役割獲得への支援ができる。今年度は、障がいをもつ児の親、次子妊娠、家族役割関連の文献検討を行った。それらをもとにインタビューガイドを作成し、対象者1名に対し半構造的インタビューにて調査を実施した。調査結果を逐語録にし、家族役割に関する研究に精通した教授に複数回にわたりスーパーバイズを受け、質的記述的に分析を行った。結果、障がいのある児の親は、児の出生時に【生まれた我が子が障がいをもっていたことへの混乱】があったが、【健常児も障がいのある子も子育てに手がかかるのは同じ】と捉え、次子妊娠についても【パートナーの気持ちに寄り添いながら、度重なる夫婦の話し合い】をしていた。現在、結果を国際学会にて発表すべく準備を進めているところである。平成30年度中にインタビュー調査終了を計画していたが、倫理委員会承認および対象施設の協力許可を得るのに時間を要し、年度内は1名のみの調査実施となった。対象者のリクルートは進んでおり、調査協力の内諾は得ているため、次年度はインタビューを実施しデータ分析をすすめていく。平成31年度は、早々にインタビュー協力者と調整して調査を実施していく。次に、インタビューデータを質的記述的に分析する。それらの結果をふまえ、対象者のニーズに即した支援プログラムについて目的・目標および内容・方法を明確化し、支援プログラムの開発を行う。作成にあたっては、内容の妥当性と信頼性を得るために、研究分担者および家族役割関連および社会福祉学を専門としている研究者ならびに臨床・地域の助産師と検討を重ねる。支援プログラムを実施し、作成したアウトカム測定用具およびインタビューにより、支援プログラムの有効性を評価する。平成30年度にインタビュー調査を終了する予定であったが、倫理委員会の承認および対象施設の承諾に時間を要し、まだ途中である。リクルートはすすんでおり、インタビュー協力の内諾は頂いているため、次年度に実施する。そのため、当該年度に計上していたデータの逐語録作成に伴う予算について、次年度に使用予定である。
効果的な保湿が口腔乾燥義歯患者の口腔および咽頭の細菌叢を正常化する

本研究では,保湿が口腔乾燥患者に与える影響について解明するため,効果的な保湿剤の選択基準を検討した.まず,保湿剤の選択基準を確立する上で必要な各種性状について,多軸的に評価を行った.理工学的観点からジェル保湿剤は,経時的な蒸散により粘度が増加することが示され,細菌学的観点からはジェル保湿剤の抗真菌性は経時的に低下しないことが示された.官能試験の結果,総合点は味と強い相関を認めた.しかしながら,各評価項目に共通して優れた製品は見いだせなかった.抗真菌性を有するジェル保湿剤を口腔乾燥義歯患者に適応した結果,口腔乾燥に対する自覚症状は改善したが,細菌叢に関して有意な変化は認められなかった.平成25年度は,まず保湿剤の蒸散性と粘度に着目し口腔保湿剤の種類や湿度が口腔保湿剤の残存重量ならびに粘度に及ぼす影響を検討した.インキュベーター内の温度を37°C,湿度を85%ならびに40%とした2条件における口腔保湿剤17種の計測開始時と8時間後の重量ならびに粘度を計測し,重量変化率ならびに粘度変化率を算出した.重量変化率ならびに粘度変化率に口腔保湿剤のタイプと湿度が与える影響について2元配置分散分析と多重比較を行った.保湿剤の重量変化率と粘度変化率の関係についてPearsonの相関分析を行った.その結果,全ての保湿剤において8時間後の重量は減少し,粘度は増加した.湿度にかかわらず,ジェルタイプは,重量変化率がリキッドタイプに比べ有意に小さく,粘度変化率がリキッドタイプに比べ有意に大きかった.また,保湿剤のタイプにかかわらず,湿度40%における重量変化率ならびに粘度変化率は,湿度85%における重量変化率ならびに粘度変化率に比べ有意に大きかった.リキッドタイプにおける重量変化率と粘度変化率の間に有意な相関関係は認められなかったが,ジェルタイプにおける重量変化率と粘度変化率の間に有意な負の相関が認められた.以上の結果より,口腔保湿剤のタイプや湿度は,口腔保湿剤の重量ならびに粘度の変化に影響を及ぼし,ジェルタイプは乾燥による重量の減少に伴い粘度が増加することから,重度の乾燥状態に長時間の保湿を目的としてジェルタイプを使用する場合は,重量と粘度の変化が少ない製品の選択が有効であることが示唆された.現在は,口腔乾燥患者から頻繁に検出される黄色ブドウ球菌やカンジダ菌を用いて培地上での抗菌性を評価している.spot on lawn変法を用い開封直後と8時間後の発育阻止帯を比較してデータ収集中である.今後は,さらに分析を進め理工学的,細菌学的観点から保湿剤選択の根拠を明示したい.本研究では,保湿が口腔乾燥患者に与える影響について解明するため,効果的な保湿剤の選択基準を検討した.まず,保湿剤の選択基準を確立する上で必要な各種性状について,多軸的に評価を行った.理工学的観点からジェル保湿剤は,経時的な蒸散により粘度が増加することが示され,細菌学的観点からはジェル保湿剤の抗真菌性は経時的に低下しないことが示された.官能試験の結果,総合点は味と強い相関を認めた.しかしながら,各評価項目に共通して優れた製品は見いだせなかった.抗真菌性を有するジェル保湿剤を口腔乾燥義歯患者に適応した結果,口腔乾燥に対する自覚症状は改善したが,細菌叢に関して有意な変化は認められなかった.効果的な保湿方法を明確にすることは,保湿剤の選択基準を確立し,個々の患者のQOLの向上に寄与するだけでなく,口腔乾燥患者の治療効果を向上させる.本研究の目的は,効果的な保湿が口腔乾燥を有する義歯患者の口腔ならびに咽頭の細菌叢を正常化し,全身感染症の起因菌を減少させるという仮説を検証するものである.平成24年度は,臨床実験を行う上で必要な代表的保湿剤を選択するため,保湿剤の蒸散性と粘度の計測を行った.蒸散性は,インキュベーター内の温度を36°C,湿度を85%と40%とし,各種保湿剤の8時間後の残存重量率を算出して評価した.残存重量に保湿剤の種類および湿度が及ぼす影響を検討した結果,どちらの湿度でもジェル系保湿剤の残存率がリキッド系保湿剤や蒸留水に比べ有意に高く,どの保湿剤でも湿度の高い場合に残存率が有意に高い値を示した.粘度は,上記2条件において粘弾性測定機を用いて測定した.保湿条件,保湿剤の種類が粘度が与える影響を分析した結果,どちらの湿度でもジェル系保湿剤,リキッド系保湿剤,蒸留水の順に粘度が高く,ジェル系保湿剤のみ,湿度の影響が認められた.保湿剤の抗菌性については,口腔乾燥患者から頻繁に検出される黄色ブドウ球菌を用いて,培地上での発育阻止帯を用いて評価することを計画したが,予備実験にて,培地上での各種保湿剤の流れが異なるため,培地に直径7mmの穴をあけて保湿剤を注入するspot on lawn変法を用いる必要性が明らかとなった.8時間後の発育阻止帯を比較した結果,リキッド系保湿剤,ジェル系保湿剤ともに,保湿剤の種類により抗菌性に大きな差が認められた.以上の結果から,保湿剤の適用方法については,種類だけでなく,湿度がその性質に大きく影響を及ぼすことが明らかとなり,今後の研究では,さらに湿度を考慮した場合の細菌学的検討も必要である.

平成26年度は,まず,C. albicans,アムホテリシンB(以下,AMPH-B),開封直後(0時間)と8時間保管(8時間)の保湿剤20種を用いて保湿剤の抗菌性を評価した.その結果,リキッド保湿剤2種,ジェル保湿剤1種にのみ発育阻止円が観察された.AMPH-Bと保湿剤3種類の発育阻止円を比較した結果,0時間の保湿剤は全てAMPH-B0.25倍ならびにAMPH-B0.125倍と同じであり,8時間の保湿剤の発育阻止円は,ジェル保湿剤ではAMPH-B0.25倍ならびにAMPH-B0.125倍と同じであり,リキッド保湿剤では,AMPH-B0.125倍ならびにAMPH-B0.06倍と同じであり,抗真菌性を有するジェル保湿剤の選択の有効性が示唆された.次に,ジェル保湿剤10種について0時間と8時間を試料に用い,成人女性14名に保湿剤の香り,味,舌触り,潤い感,塗布のしやすさ,総合点についてVASを用いて調査した.その結果,総合点と味は相関係数が0.72と強い相関を認め,各評価項目における0時間と8時間の保湿剤の比較を行った結果,味だけが8時間で有意に評価結果が低下し,保湿剤の味は製品選択上重要な要因であることが示された.以上の結果とこれまでの保湿剤の粘度や残存重量に関する研究成果をもとに,効果的な保湿条件に必要な保湿剤の選択について検討を行ったが,研究開始時に入手可能な保湿剤はすべての評価項目において共通した優れた結果を示す保湿剤を選択することが出来なかった.そこでC. albicansに抗菌性を認めたジェル保湿剤1種を口腔乾燥義歯患者に適応した結果,口腔乾燥に関する自覚症状は保湿剤の適用で改善は認められたが,細菌数や叢に関しては有意な変化は認められなかった.本研究結果からは,保湿剤は様々な性質を有し,すべての性質において優れた成績を示す製品が認められないこと,適用方法については,理工学的に種類や湿度を考慮するだけでなく,抗菌性や主観的評価も加味した選択が必要であることが示唆された.歯科補綴学平成25年度に計画した保湿剤の理工学的特性に関する基礎的実験は概ね予定通り進行したが,細菌学的評価については,湿度や係留時間を考慮した追加実験が必要となった.今後は,これら理工学的評価結果と細菌学的評価結果を分析し,代表的保湿剤の選択のために選択基準の明示を行う予定である.平成24年度に計画した,保湿剤の性状に関する基礎的実験は概ね予定通り進行しているが,細菌学的評価については,湿度を考慮した追加実験とカンジダ菌についての追加実験が必要となった.これら細菌学的結果と理工学的評価の関係の検証も必要である.これらと並行して,臨床実験に向けての代表的保湿剤の選択について準備が必要である.今後は,粘度や残存重量などの理工学的評価結果と抗菌性に関する細菌学的評価結果から保湿剤の選択基準を確立する.さらに,口腔乾燥義歯患者を対象に,適用量,適用方法,についての条件を設定し,適用前後の口腔水分量,口腔乾燥感,使用感などを調査し,効果的な保湿条件を明らかにする予定である.今後は,これまで計測した理工学的結果の蒸散性と粘度の関係についての調査,ならびに保湿剤の蒸散性の結果より,保湿剤の水分中に含まれると考えられる抗菌成分の効果が経時的に変化する可能性があり,保湿剤の蒸散や乾燥による抗菌性の低下について,追加実験が必要である.また,対象細菌については,ブドウ球菌同様に口腔乾燥患者から検出されることの多いカンジダ菌について追加実験が必要である.また,得られた細菌学的結果と理工学的結果の関連性についての検討も必要である.
大規模科学技術計算の数理に関する総合的研究

本研究は、大規模科学技術計算に関連して発生する数学的問題と,それに深くかかわっている科学技術における数理モデルの数学解析を研究対象としている。なかでも、わが国の研究者の寄与や、重要性からみて次の4つの課題を主な研究課題として設定した。これらに関しては,次に挙げる局面においてとくに研究成果があった。成果の一部はジャーナルやプロシ-ディングスに発表または発表予定である。1.大規模な線形系および非線形系にたいする並列計算と反復計算大規模固有値問題へのホモトピー法の応用(島崎),非線形系にたいするSOR型Durand-Kerner法の提案とその大域的収束性の証明(山本),線形系にたいする前処理つきGauss-Seidel法の提案と解析(仁木)。2.流体の数値解析の数理N-S方程式の解の一意性、分岐、極限(岡本),高精度風上型FEMの3次元問題への拡張と並列計算(田端)熱方程式へのBEM法の応用と収束性、安定性解析(大西),ill-posedな問題の安定性理論(磯),水の表面波の解析におけるスチェクロフ作用素の応用(牛島)、多孔質中の流れの変分不等式による解析(河原田)。3.反応-拡散系の数値解析界面ダイナミクスとパターン形成の解析(三村)、界面化学反応の数理モデルと解の構造の決定(四ツ谷)4.弾性系、非弾性系における変形と破壊の数理と数値解析。L^2-理論の枠内での破壊パラメータの定式化(三好),3次元破壊問題の数学的定式化(大塚)。これらの成果の詳細は冊子にまとめて報告,公表する。交付申請書に記載した「研究目的・研究実施計画」に応じて箇条書する。1。大規模線形・非線形計算:大規模線形系にたいする前処理付き反復法の改良(仁木)、非対称線形系にたいする反復法の最適加速パラメータの推測(仁木)、行列の条件数の推定法の比較検討(森)等において新たな知見が得られた。2。流体の数値解析:行列非記憶な有限要素法(田端)、領域分割法(牛島)、浅水波方程式の数値解法(大西)において一定の発展がみられた。3。反応一拡散系:スパイラル波解の安定-不安定性の解析、発熱反応の断面形状依存性等の理論的解析の手がかりとなる数値計算結果が豊富に得られた(三村)。今後の課題としてスパイラル波の存在、性質などの理論的考案、断面形状のダイナミクスの数理的理解などが期待される。4。破壊力学:亀裂の発展方程式の定式化に不可欠な応力拡大係数の数学的に完全な定義(三好)、応力拡大係数の物体形状にたいする感度解析(大塚)等の成果があった。今後の課題は、亀裂の向きをさだめる方程式を応力拡大係数との関連で求めること、さらにこれをもとにして亀裂進展のモデル方程式を作ることである。平成6年度にひき続きシンポジウム、ワークショップを数多く開催し多くの成果を得た。当初に設定した4つの課題に関しては,次に挙げる局面においてとくに研究成果があった。これらの成果の一部はジャーナルやプロシ-ディングスに発表または発表予定である。括弧内は研究分担者名である

2.流体の数値解析の数理N-S方程式の解の一意性、分岐、極限(岡本),高精度風上型FEMの3次元問題への拡張と並列計算(田端)、熱方程式へのBEM法の応用と収束性、安定性解析(大西),ill-posedな問題の安定性理論(磯),水の表面波の解析におけるスチェクロフ作用素の応用(牛島)、多孔質中の流れの変分不等式による解析(河原田)3.反応一拡散系の数値解析界面ダイナミクスとパターン形成の解析(三村)、界面化学反応の数理モデルと解の構造の決定(四ツ谷)4.弾性系、非弾性系における変形と破壊の数理と数値解析L^2-理論の枠内での破壊パラメータの定式化(三好)、3次元破壊問題の数学的定式化(大塚)。これらの成果の詳細は冊子にまとめて報告、公表する。
多重極限下放射光メスバウアー分光によるＹｂ重い電子系の価数揺動と超伝導・量子転移

重い電子系Yb化合物において、常圧力下80mKで超伝導が出現することが初めて示されたβ-YbAlB4は、常圧力下常伝導状態において非フェルミ液体的性質を示している。また、常圧力下20Kでの光電子分光測定によりYbイオンの価数は、+2.75と見積もられ、価数揺動が重要な役割を演じていると指摘されている。一方、α-YbAlB4は価数揺動物質であるが基底状態ではフェルミ液体である。しかし、30kOeの磁場を印加することでメタ磁性転移を示し、非フェルミ液体的電気伝導性が観測されている。これらの結果から、α-YbAlB4とβ-YbAlB4での量子臨界性とYbイオンの価数揺動状態との関係に興味が持たれている。本年度はまず、YbAlB4での5Kでの174Yb放射光メスバウアー分光測定を行った。国内外で全く行われていない174Yb放射光メスバウアー分光測定をSPring-8により試み、SN比の向上に成功し解析可能なスペクトルの測定に初めて成功した。測定試料に単結晶を用いたこと、さらに原子核の寿命から期待される分解能よりも良い分解能で測定を行ったことにより、Ybイオンの価数揺らぎの時間スケール実験的に求めることに初めて成功した。その結果、Ybイオンの価数揺らぎの時間が異常に長いことが分かった。したがって、174Yb放射光メスバウアー分光法は価数揺らぎのダイナミックスをとらえるための最適なプローブである。さらに、価数揺らぎのダイナミックスが量子臨界現象では重要であることが分かった。一方、低温・高圧力下でβ-YbAlB4の電気伝導測定で観測されている異常と結晶構造とYbイオン価数との関係を調べるために、高圧力下X線回折及びX線吸収発光分光測定を行った。その結果、観測されている異常において、構造変態はなくB原子座標に変化があることが分った。さらに、Ybイオンの価数が+3に近づくことも分った。24年度が最終年度であるため、記入しない。重い電子系Yb化合物において、常圧力下80mKで超伝導が出現することが初めて示されたβ-YbAlB_4は、常圧力下常伝導状態において非フェルミ液体的性質を示していることから、量子臨界物質であると考えられる。一方、β-YbAlB_4の多形体である、α-YbAlB_4は価数揺動物質であるが基底状態ではフェルミ液体である。これらの結果から、α-YbAlB_4とβ-YbAlB_4での量子臨界性とYbイオンの価数揺動状態との関係に興味が持たれている。そこで、初年度である本年度はα-Yb(Al,^<57>Fe)B_4単結晶試料を育成した。その試料を用い^<174>Yb放射光メスバウアー分光および^<57>Feメスバウアー分光の測定を行った。^<174>Yb(76.5keV)を用いる放射性同位体線源を用いたメスバウアー分光測定は、親核である放射性同位体^<174>Luの作製が困難であるため、殆ど行われていない。しかし、放射光による^<174>Yb核の共鳴励起が可能であることから、国内外で全く行われていない^<174>Yb放射光メスバウアー分光測定をSPring-8 BL09XUにより初めて試みた。その結果、3Kでのα-YbAlB_4単結晶試料を用いて、その測定に初めて成功した。しかし、SN比などの改善が必要であることが分かった。一方、^<57>Feメスバウアー分光法によるα-Yb(Al_<0.75>Fe_<0.25>)B_4の温度変化測定では、Ybイオンの磁気モーメントの磁気秩序によると考えられるメスバウアー・スペクトルの変化を9K以下で観測した。さらに、磁気秩序温度以上でもメスバウアー・スペクトルに変化を観測した。この変化はYbイオンの価数変化と関係していると考えられるが現在解析中である。

本年度はまず、YbAlB4での5Kでの174Yb放射光メスバウアー分光測定を行った。国内外で全く行われていない174Yb放射光メスバウアー分光測定をSPring-8により試み、SN比の向上に成功し解析可能なスペクトルの測定に初めて成功した。測定試料に単結晶を用いたこと、さらに原子核の寿命から期待される分解能よりも良い分解能で測定を行ったことにより、Ybイオンの価数揺らぎの時間スケール実験的に求めることに初めて成功した。その結果、Ybイオンの価数揺らぎの時間が異常に長いことが分かった。したがって、174Yb放射光メスバウアー分光法は価数揺らぎのダイナミックスをとらえるための最適なプローブである。さらに、価数揺らぎのダイナミックスが量子臨界現象では重要であることが分かった。一方、低温・高圧力下でβ-YbAlB4の電気伝導測定で観測されている異常と結晶構造とYbイオン価数との関係を調べるために、高圧力下X線回折及びX線吸収発光分光測定を行った。その結果、観測されている異常において、構造変態はなくB原子座標に変化があることが分った。さらに、Ybイオンの価数が+3に近づくことも分った。24年度が最終年度であるため、記入しない。SN比にはまだ問題が有るものの、国内外で全く測定例のない^<174>Yb放射光メスバウアー分光測定に低温で初めて成功した。通常の放射線源を用いる^<57>Feメスバウアー分光法でも常磁性状態での吸収スペクトルに大きな変化を観測しているため。今後、温度・圧力・磁場などの実験条件の異なる環境で^<174>Yb放射光メスバウアー分光測定を行うために、SN比の改善を行う。一方、^<57>Feメスバウアー分光法で観測されている常磁性状態での吸収スペクトルの大きな変化は、試料の状態などに強く依存することが分かってきた。常磁性状態での57Feメスバウアー吸収スペクトル変化は、研究計画の段階では予想していない結果である。この変化の原因の本質についての研究も遂行する。また、Ybイオンの価数揺動の時間スケールを議論するためには、固有測定時間の異なる手法で測定も不可欠である。そこで、吸収測定などによるYbイオンの価数の温度・圧力・磁場依存性の測定も行う予定である。
日韓のFTA政策の新展開：政策決定過程の比較研究

近年、日韓両国は、「地域的な多国間主義」を本格的に進めようとする姿勢を見せている。例えば、日本の民主党政権は、従来の二国間重視の態度から一転し、環太平洋経済連携協定(TPP: Trans-Pacific Partnership)に参加表明している。一方、韓国は、中国とのFTA共同研究を開始し、ASEAN+3のFTAを積極的に推進している。すなわち、日本と韓国の通商政策は、二国間FTAを中心としたものから、多国間FTAの実現をも目指すダブルレイヤー(二層式)通商政策へとシフトする兆しが見られる。本研究では日韓の新たな政策シフトにおける要因を模索している。1997年のアジア通貨危機以降、日本と韓国の通商政策の重点は、WTOを中心とした「多角主義(Global Multilateralism)」から、「二国間FTA (Bilateralism)」へとシフトした。両国が、それまで否定的であったFTAを通商外交の重要な柱にしたことは、画期的な政策転換であった。さらに近年、両国は、「地域的な多国間主義(Regional Multilateralism)」を本格的に進めようとする姿勢を見せている。一方、韓国は、中国とのFTA交渉を進め、ASEAN+3のFTAを積極的に推進している。本研究では、日本と韓国の通商政策が、二国間FTAを中心としたものから、多国間FTAの実現をも目指す通商政策へとシフトする要因を探る。本研究の目的達成のために、本年度は日韓のFTA/TPP政策に関連する資料・文献の収集を日韓両国で実施し、両国の政策決定者に対する聞き取り調査を行った。前年度に引き続き、日韓のFTA/TPP政策に関する資料の収集を日韓両国で行い、両国の政策決定者に対する聞き取り調査を行った。それに基づいて韓国のFTA政策に関する論文を投稿し、チェコ政治学会で日本のTPP政策について報告を行った。日韓のFTA/TPP政策に関する資料の収集、両国の政策決定者や経済団体への聞き取り調査を行い、それに基づいて作成した論文を発表した。TPPやASEAN+3FTAに関しては、多くの先行研究がある。しかし、その多くは経済的アプローチによる説明である。他方、政治的アプローチによる研究のほとんどは、国際要因の研究であり、国内要因から分析した研究は十分になされているとはいえない。特に、比較分析はきわめて少ない。このため、日本と韓国の両国の視点を包括的に組み入れ比較する本研究は、重要な試みである。日本と韓国の通商政策は、従来二国間FTAに重点を置いていたが、現在、本格的に「地域的な多国間主義を進めようとする兆しが見られる。また、両国は多くの共通点・類似点を持つにもかかわらず、政策シフトの地理的焦点の違いが見られる。本研究は、これらの現象の分析を通じて、FTAをめぐる日韓の政策過程の共通点と相違点を明らかにする。日韓のFTA/TPP政策に関連する資料・文献の収集を日韓両国で実施し、両国の政策決定者に対する聞き取り調査を行った。社会科学日本国際政治学会をはじめとする国内の学会で報告するとともに、韓国国際政治学会、International Studies Association(ISA)などの国際的な学会においても報告を行う。『国際政治』、『韓国国際政治論叢』(韓国国際政治学会誌)、Asian Surveyに論文を投稿する。主に資料収集とインタビュー調査を行ったためである。今後は海外の国際学会にて報告を行い、国際ジャーナルに論文を投稿する予定であり、論文添削のための人件費と旅費を計上する。
インドにおける財・サービス税導入と連邦財政システムの研究

連邦国家インドで財政赤字削減と消費課税改革を目的に導入が目指されている財・サービス税(GST)の課税形態について、中央GSTと州GSTの詳細な制度設計を提示できたが、導入は中央と州政府間の同意が成立していないため遅れている。中央と州政府間の財源配分を中心とする連邦財政システムの改革は、第13次財政委員会の勧告が現状維持的であったため、第14次財政委員会が担うことになった。財政整理での公共支出改革の重要性が増した。本研究の課題は、インドのGST導入の過程および結果と第13次財政委員会の中央税収の州分与(2010-2015年)に関する勧告を分析して、実行可能で効率的なGSTと中央・州政府間財源配分の構造転換に基づく持続可能な連邦財政システムを解明し、今後の課題を提示することである。平成21年度の文献・資料等の研究と現地調査により以下のような結果が得られた。(1)中央・州政府の財政状況について:2009-10年度の経済成長率は年7.2%まで回復したが、食料を中心とするインフレ抑制が課題になった。中央政府の財政赤字はGDPの6.7%、州の統合財政赤字は3.2%に増加した。9%成長を目標とする中央政府の2010-11年度予算では、税収増加に依存した財政赤字の5.5%への削減が目指されている。(2)GST導入について:中央政府は、GSTの2010年4月導入を中央・州政府間の協議と準備の不足のため2011年4月に延期した。GSTの形態と課税メカニズムに関して次のような重要な報告等が提出された。(1)州政府財務大臣特別委員会『第1次ディスカッションペーパー』(2009年11月)。(2)第13次財政委員会『GSTに関するタスクフォース報告』(2009年12月)。(3)『第13次財政委員会報告』(2009年12月)。中央・州政府間の協議はこれらの提案する「二重GST」を中心に行われるため、提案の検討が必要である。(3)EUその他のVAT制度の動向について:最近のIMFを中心とするVATの研究成果の分析により、現代VATの3点の批判と課題を明確にした。最近の動向では、カナダのGSTとイギリスのVATギャップとニュージーランドのGSTが重要であり、検討が必要になった。(4)以上の文献・資料の研究と現地調査により得られた知見に基づく成果として、学術論文「現代VATの課題」を公表した。平成22年度の文献・資料等の研究と現地調査により以下のような結果が得られた。1.インドの経済状況:2010-11年度のGDP成長率は年8.6%で、昨年度の8.0%を上回ったが、二桁のインフレ率の抑制が懸念される課題である。2.中央と州政府の財政状況:中央政府の財政赤字は、2010-11年度(修正概算)がGDP比率5.1%、2011-12年度(予算概算)が4.6%と見積もられている。州政府の統合財政赤字は、2010-11年度が2.5%と見積もられており、昨年度より改善している。3.望ましいGST:実現可能で望ましいモデルGSTについては、カナダの二重VATに関する現地調査、インドの税制専門家との議論と入手した文献・資料等の分析により具体的な形態等を明らかにした論文を公表した。また、インドの専門家との議論から、課税形態や税務行政等について専門家の間でも意見の相違のあることが明らかになった。4. GSTの導入:GST導入は当初予定の2010年4月から2011年4月に延期されたが、なお実現していない。GAT法の草案は中央政府から提示されているが、州の財政オートノミーを中心に中央と州政府間で合意に達していない。GSTに関する憲法(第115修正)法案は2011年3月に議会に上程された。5.連邦財政システム:『第13次財政委員会報告』(2009年12月公表)による勧告は、2010-11年度から実施されている。その勧告内容は既に分析したが、その評価を巡ってインド国内で議論が継続している。これらの議論を踏まえて州政府税収等への効果を分析し、その結果は平成23年度に論文として公表する予定である。平成23年度の研究成果として、以下の知見が得られた。

1.2011-12年度のインドの経済は、グローバルな金融危機の影響を受け、GDP成長率が前年度の8.4%から6.9%に減速し、国内のインフレ圧力の抑制が主要な課題であった。財政収支は、直接税収の減少と補助金支出の増加のため財政赤字が2010-11年度決算のGDP比率4.9%から5.9%(修正概算)に、経常赤字が3.3%から4.4%に増加した。2.2012-13年度の予算では、GDP成長率が7.6%±0.25%に増加し、財政赤字が5.1%、実効経常赤字が1.8%に低下すると見積もられており、財政赤字削減を規定する財政責任・予算管理法(FRBMA)の修正が提案された。実効経常赤字は新たに採用された概念であり、経常赤字から資本支出を控除したものである。3.財・サービス税(Goods and Services Tax,GST)の導入は、2011年3月に導入に必要な憲法修正案が国会に提出されたが、審議中であり、2013年4月に延期された。中央と州政府間の主要な論点は、州政府が中央政府の提案するモデルGSTにより財政オートノミーと税収配分を失う懸念である。具体的な論点は、免除品目リスト、税率構造、免税点、州際取引課税、運用のためのGST協議会の設立と紛争解決手続きなどである。なお、税務執行のインフラとしてGSTネットワークの設立については合意された。4.第13次財政委員会の勧告について、中央政府は、中央税収の州分与と州収入補助金については受け入れたが、財政整理工程表とモデルGSTと州の債務救済については実施を留保した。勧告の主要な特徴は、(1)中央税収の州分与率の引上げと州間配分基準の変更、(2)多様な部門別および州別の条件付き補助金、(3)中央と州政府の財政整理工程表、(4)モデルGSTの4点である。第13次財政委員会の勧告は、中央-州政府間の財源移転制度を断片化し、水平的配分定式を複雑にする結果となっており、連邦財政システムの改革という視点からは、現状維持を基本としており、改革の機会を失したと評価される。平成24(2012)年度の研究成果として、以下の知見が得られた。1.インド経済は、高インフレに対する金融政策の引締めにより2012-13年度のGDP成長率が前年度の6.2%から5.0%に減速した。財政は、経済成長の減速、原油価格の高騰と金融市場の停滞のため、財政赤字GDP比率は、2011-12年度決算の5.7%と2012-13年度修正概算の5.2%、経常赤字が4.4%と3.9%、基礎的財政赤字が2.7%と2.0%となり、高水準なままである。2013-14年度予算では、財政赤字4.8%、経常赤字3.3%、実効経常赤字1.8%への改善が見込まれている。2.財政整理を推進する目的で中期的工程表を検討するケルカル(Vijay Kerkar)委員会が設置され、2014-15年度までに財政赤字を3.9%、経常赤字を2%、実効経常赤字をゼロ、基礎的財政赤字を0.9%とする勧告が2012年9月に行われた。その施策は、財政整理の改善策は、税収の増加、補助金等の支出削減、計画支出規模の適正化と負の投資収入の増加であり、補助金を中心とする支出削減の重要性が高まった。3.増収策では財・サービス税(Goods and Services Tax, GST)の導入が期待されている。しかし、2011年に憲法修正案が国会に提出されたが、継続審議中であり、導入時期は明確ではない。中央と州政府間の主な論点は、州政府がGSTにより財政オートノミーと税収を失う懸念であり、連邦消費税廃止により州の失う税収分の補償については合意が成立したが、免除品目、税率構造、免税点、州際取引課税、運用のための協議会の設立と紛争解決手続きなどの合意が必要である。
腎癌の治療標的となりうる新規癌特異分子PRELID2 の機能解析

申請者は腎癌の網羅的遺伝子解析によって同定された新規の癌特異分子PRELID2に着目した。申請者による現在までの実験によって、PRELID2が腎癌においてoncogenic activityを有し、活性酸素(ROS)の産生制御の機能を有することが明らかになった。しかし、現時点では主要なROSの産生源であるミトコンドリア機能との関連やROS産生制御の機序の解明には至っていない。本研究では、PRELID2がミトコンドリア機能へ与える影響を証明し、PRELID2の結合分子を探索する。さらに、同定したPRELID2の結合分子が腎癌細胞の細胞増殖やROS制御に与える影響を解析する申請者は腎癌の網羅的遺伝子解析によって同定された新規の癌特異分子PRELID2に着目した。さらに、同定したPRELID2の結合分子が腎癌細胞の細胞増殖やROS制御に与える影響を解析する
ラットモデルを用いたヒト成人T細胞白血病の発症に関わる因子についての研究

ヒトT細胞白血病ウイルス(HTLV-I)は、成人T細胞白血病(ATL)の原因ウイルスであることが知られている。ATL発症に至る過程には感染細胞側の多段階の変化と宿主免疫応答の変化が関連していると考えられており、ATLの発症機序を解明するには、感染細胞側の癌化機構と宿主側の発癌防御機構について対照的に解析することが必要である。我々はこのような解析を行うために、ラットを用いたATL様疾患動物モデルの樹立を試み、これまでにHTLV-I感染細胞をヌードラットに接種することにより全身性に腫瘍形成が起こる系を確立した。本研究では、このモデル系を用いてHTLV-IがコードするTax遺伝子を組み込んだDNAワクチンの有効性を評価した。HTLV-I Tax発現プラスミドをGene Gunを用いて免疫正常ラット(F344/N Jcl-rnu/+)に接種したところ、そのラットのT細胞は有意に高いHTLV-I感染細胞特異的細胞傷害性T細胞(CTL)活性を獲得した。このT細胞をHTLV-I感染T細胞株の接種と同時に同系のヌードラット(F344/N Jcl-rnu/rnu)に移入したところ、T細胞を移入しない場合に認められる腫瘍形成と転移が抑制された。また、Tax発現DNAワクチンにより誘導した長期培養CTL細胞株とHTLV-I感染T細胞株FPM1-V1AXとを共培養したところ、Taxを発現しているにも拘わらずCTLに対する感受性が低下したFPM1-V1AX細胞のサブクローンが樹立された。この細胞ではMHC-Iの発現低下が認められたことから、このことがCTLからのエスケープに関与している可能性が示された。本研究により、HTLV-I腫瘍に対するDNAワクチンの有用性が示唆されたとともに、感染細胞特異的免疫応答を受けることで、生体内において感染細胞がCTLから逃避しうる形質を獲得する可能性も示された。
周期構造を利用した光メタマテリアルの作製と物理

光領域の周期的なメタマテリアルを中心に、サブ波長人工構造において生じる新奇な電磁応答を実験、電磁場シミュレーション、および理論解析によって研究した。平坦な金属薄膜にサブ波長の穴や誘電体の突起をつけることにより生じる、自由空間とは異なった電磁場において発生するDC電場を種々のデザイン、条件で調べ、微視的機構の理解が深まった。トポロジー最適化を用いたメタマテリアルの最適設計についての基礎理論を完成した。金属メタマテリアルの表面に生じる光電場の微視的分布を利用した光リソグラフィーを提案した。フェライトに銅線を巻きつけたメタ分子のマイクロ波に対する巨大な磁気カイラル効果を発見し、理論的に解析した。初年度は計画研究の準備を行った。周期構造の折り返しを利用した負の届折率の実現を検討した。周期多重極法を用いたダブルフィッシュネット構造の最適化の為の基礎研究として、遠方場係数の関数の形状感度を随伴変数を用いて求め、これと非線形計画法によって、簡単な周期構造のストップバンドの位置を移動させる形状決定問題を解くことができた。また、周期多重極法の計算効率の更なる向上のために、Maxwell方程式のCalderon前処理法について研究し、小規模な非周期問題において収束性の向上を確認した。周期的な金属・絶縁体多届膜が実効的な異方性誘電率をもつ媒質(異方性メタマテリアル)として扱えるかどうかを、分光エリプソメトリーを用いて実験的に調べた。周期的な磁姓体ナノ構造で構成される磁性メタマテリアルでの、磁化のダイナミクスを解析的・数値的に調べ、ダンピングのメカニズムを明らかにした。比誘電率と比透磁率が同程度のメタマテリアルでは電子系量子スピンHall状態と固様の状態を実現できる可能性がある。ヘリカル・エッジモードの探索の準備として大規模実空間シミュレーションのための計算機環境の構築を行った。金属の人工周期構造中のプラズモンに対するベリー曲率の効果について考察した。この人工構造に歪みを入れると、プラズモンの分散のギャップ近傍において、ベリー曲率の影響によってプラズモンの軌道を曲げられることがわかった。光起電力の発生機構に基づいた差周波発生について非対称メタマテリアルに対して数値的な検討を試みた。その結果、薄膜試料に対して大きな非線形感受率を持ちうることがわかった。テラヘルツ帯のメタマテリアル作成手法としてプロジェクターを改造したマスクレス露光技術を用いる方法を開発し、1ピクセル=8μmの構造が作成可能となった。今後、2次元平面上に構造を敷き詰める手段として有用である。大野は本計画研究の主要装置である多層膜製膜用のスパッタ装置について、高品質の酸化物の積層ができるように酸素を導入できるよう改良した。また多層膜の自動積層が行えるよう、印加電圧とシャッターの開閉を外部制御できるように改造した。中山は発光メタマテリアルの解析を行うための準備を行った。石原は可視光領域のメタマテリアルの有効構成パラメタを決定するためのMZ干渉計データを効率よく解析するためのアルゴリズムを開発した。石原、大野らは計画研究(イ)の萩行グループと共にTHz領域の光伝導アンテナの発生する偏光状態を実験的に検証し、表面伝搬モードが重要な役割を果たすことを示した。西村は周期多重極法,随伴変数法と非線型計画法を組み合わせて,最大のFOMを有する二重漁網構造を決定する最適設計問題を取り扱った。最適形状のFOMは,著名な先行研究の値(0.5)の倍以上となった。メタマテリアルに期待される可能性の一つとして、誘電率と透磁率の独立した制御が挙げられ、電子系トポロジカル絶縁体と同様の状態を実現できる可能性がある。しかし、現時点でそのような電磁モードに対する解析手法は確立しておらず、実空間におけるヘリカル・エッジモードの特性解析によりヒントが得られるものと考えられる。本年度はそのための準備として大規模実空間シミュレーションのための計算機環境の構築を行った。冨田はタバコモザイクウイルスと金ナノ粒子の複合体をカイラルメタマテリアルとみなして、円2色性の測定を行った。これに対し澤田はカイラル・非カイラル物質によるメタマテリアルの光学活性について理論モデルを作り解析を行った。カイラル物質のみの場合と比べて,非カイラル物質を加えた場合に光学活性が増強されることがわかり、実験結果を説明することができた。石原、大野、中山:金属微細構造における光整流効果について実験を行い、考察を進めた。準周期金属誘電体多層膜メタマテリアルを作製し、量子ドットの発光寿命が短くなる現象を解析した。テラヘルツ領域において分割チューブ構造を作製し、時間領域分光法により、磁気的な応答を確認した。西村:2重漁網構造のトポロジー最適化に向けた基礎的研究として、ヘルムホルツ方程式に支配される周期層状構造のトポロジー導関数の理論式を導出し、周期高速多重極法を用いた数値計算によりこれを検証した。