hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
口腔扁平上皮癌による顎骨浸潤メカニズムの解明と顎骨浸潤抑制剤の確立

顎骨浸潤動物実験モデルへ顎骨浸潤抑制剤を投与し、顎骨浸潤を抑制出来る可能性が示唆された。本研究では、口腔扁平上皮癌による顎骨浸潤メカニズムの解明を目的を第一とし、また、Osteoprotegerin(OPG)の局所投与による顎骨浸潤の新たな治療法の開発を目指した。口腔癌の好発部位は舌と歯肉であり、上下顎骨に浸潤する可能性が高い。Wongらの報告によると顎骨浸潤の様式の違いが、患者の予後を大きく作用する要因の1つと考えられる。口腔扁平上皮癌による顎骨浸潤は、口腔扁平上皮癌細胞を局所に誘導し、骨を吸収・破壊すると考えられる。すなわち、口腔扁平上皮癌細胞によるは骨細胞誘導機構を分子レベルで解明すれば、将来的に顎骨浸潤の診断、新しい治療法の開発に貢献できると考えた。OPGは破骨細胞形成を抑制するが、経口投与が困難であり、また中和抗体の産生などの諸問題を解決しなければならない。口腔扁平上皮癌による顎骨浸潤は局所で起こることから、OPGの局所投与が可能である。私は平成18年から19年の実験により再現性の高い顎骨浸潤動物実験モデルの確立を行ったため、左記動物実験モデルを用いin vivoでの口腔扁平上皮癌における顎骨浸潤に対するOPG局所投与法の確立を行った。実験では、各群ネガティブコントロールとしてPBS局所投与群、ポジティブコントロールとしてビスホスフォネート(20 g/マウス)を用いた。顎骨浸潤の程度の評価は、軟X線写真を撮影し、顎骨浸潤の程度を判定した。顎骨浸潤モデルには、癌細胞を播種すると同時にOPGの局所投与を行い。(i)使用するOPGの濃度(110 g/マウス)、また(ii)投与回数(連日、週2回)を検討した。これは口腔扁平上皮癌細癌による顎骨浸潤の予防を想定した投与法である。平成22年度に顎骨浸潤動物実験モデルへのOPG局所投与による治療効果判定を予定している。本研究では、口腔扁平上皮癌による顎骨浸潤メカニズムの解明を目的の第一とし、また、Osteoprotegerin(OPG)の局所投与による顎骨浸潤の新たな治療法の開発を目指した。口腔扁平上皮癌による顎骨浸潤は局所で起こることから、口腔扁平上皮癌による顎骨浸潤を抑制するためにOPGの局所投与が可能である。私は平成18年から19年の実験により再現性の高い顎骨浸潤動物実験モデルの確立を行いin vivoでの口腔扁平上皮癌における顎骨浸潤に対するOPG局所投与における効果判定を行った。また、実験では各群ネガティブコントロールとしてPBS局所投与群、ポジティブコントロールとしてビスホスフォネート(20μg/マウス)を用いた。(i)使用するOPGの濃度(110μg/マウス)、また(ii)投与回数(連日、週2回)を検討した。また、平成22年度に顎骨浸潤動物実験モデルへのOPG局所投与を施行した。
新規がん抑制遺伝子p73の構造と機能の解析

p53がん抑制遺伝子のホモログであるp73の構造と機能を解析し、以下の諸点を明らかにした。1.p73COOH-側プロリン、グルタミンに富む領域(382-491)の転写活性化能を調べるため、同部位を含むp73の複数の断片を酵母転写因子GAL4のDNA結合ドメインに連結して酵母に導入し、トリプトファンおよびヒスチジン欠乏培地下でβ-Galactosidaseの誘導が起こるかどうか調べた。その結果、p73(382-491)が弱いながら転写活性化能を有し、P405RとP425Lの変異はともにその機能を消失させることが分かった。同様の結果はCOS細胞を用いた系でも得られた。2.上記の遺伝子変異が見られたp53にはないp73のCOOH-末端領域の機能を知るために、p73αの種々の変異体を作製し、それらの機能を調べた。まず、p21,Mdm2,Baxのプロモーターを持つ各シフェラーゼレポーターを用いたアッセイの結果、p73αのCOOH-末端領域(アミノ酸549-636)を欠失した変異体では、野生型のp73αに比べて顕著な転写活性化能の増強が観察された。次に、p53の標的配列をプローブとして用いたゲルシフトアッセイの結果、p73αのCOOH-末端領域(アミノ酸549-636)を欠失した変異体では、野生型のp73αに比べて顕著なDNA結合能の増強が見られた。さらに、機能的なp53を欠くSaos-2細胞を用いたコロニー形成実験を行った結果、p73αのCOOH-末端領域(アミノ酸549-636)を欠失した変異体では、野生型のp73αに比べて顕著な細胞増殖抑制能の阻害が観察された。これらの結果から、p73αのCOOH-末端領域(アミノ酸549-636)は、p73αの転写活性化能およびDNA結合能を抑制すること、しかしながら、この領域はp73αの細胞増殖抑制能に必須の機能を担っている可能性が示唆された。また、P405RまたはP425Lの変異をもつp73αを同様の系で解析したところ、p73α(P425L)で転写活性化能の抑制とアポトーシス誘導能の低下が見られた。3.p73エクソン3のStyI多型部位を利用してヘテロ接合性アリルをもつ大腸がん6例、胃がん9例、乳がん19例、肺がん11例を選び、p73のimprintingの有無を調べたが、それは全く認められなかった。
減衰の係数励振を利用したセミアクティブ動吸振器の開発

本研究は,調和的な可変減衰を元にした新しいセミアクティブ振動制御方法について提案する.固有振動数成分を有する入力は共振を招く.しかし可変減衰と無害な2次的入力によって引き起こされる変調された調和振動が有害な入力と同じ振動数であるが逆位相であれば,共振は干渉によって低減することが可能となる.理想的な可変減衰装置を利用すること想定した場合において,可変減衰制御器のための式を導出し,その制御性能を確認した.本研究は,調和的な可変減衰を元にした新しいセミアクティブ振動制御方法について提案する.固有振動数成分を有する入力は共振を招く.しかし可変減衰と無害な2次的入力によって引き起こされる変調された調和振動が有害な入力と同じ振動数であるが逆位相であれば,共振は干渉によって低減することが可能となる.理想的な可変減衰装置を利用すること想定した場合において,可変減衰制御器のための式を導出し,その制御性能を確認した.本研究では,これまでに申請者が提案した「減衰の係数励振によって任意の振動数で共振を誘起する手法」を動吸振器に適用することで,新しいセミアクティブ制振手法を提案することと,それについての基礎的な検証を解析と実験を通して行うことを目的としている.研究実施計画では,平成20年度においては1自由度振動系での実験と可変減衰型動吸振器の開発と2自由度系での数値解析を予定していたが,可変減衰型動吸振器を設置した2自由度振動系の数値解析を進める中,当初の計画を変更し, 1自由度振動系における減衰係数励振によってダンパが発生する力の働きの解明に研究の中心をシフトした.これは通常共振が発生する際には外部の振動源から効率的にエネルギが流入する状態が構成されており,固有振動数以外の変位入力と減衰係数の励振によって発生する共振も同様のことが仮定でき,またこのエネルギ源が係数励振によって自由に利用できるからこそ共振を起こしている振動系の振幅制御が行えることから,減衰係数励振を伴う一番単純なモデルにおける振動系のパワーフロー解析の必要性がでてきたためである.このパワーフロー解析を行うことで制振で利用できるエネルギ源が明らかになり, 2つの振動数が混在する入力によって発生する1自由度振動系の定常応答を改善する制御方法および定常入力を受ける1自由度振動系に発生したインパルス応答の制御を行うための手法が確立できた.これらの制御手法は,入力の情報が既知であるとした場合のオープンループでの制御方法であり,数値計算においてその有効性を確認できた.本研究では,これまでに申請者が提案した「減衰の係数励振によって任意の振動数で共振を誘起する手法」を利用して新しいセミアクティブ制振手法を提案することと,それについての基礎的な検証を解析と実験を通して行うことを目的としている.研究実施計画では,1自由度振動系での実験と可変減衰型動吸振器の開発と2自由度系での数値解析と実験を予定していたが,可変減衰型動吸振器を設置した2自由度振動系の数値解析を進める中,当初の計画を変更し,1自由度振動系における減衰係数励振によってダンパが発生する力の働きの解明に研究の中心をシフトした.これは減衰係数励振を伴う一番単純なモデルにおける振動系のパワーフロー解析の必要性がでてきたためである.このパワーフロー解析を行うことで制振に利用できるエネルギ源が明らかになり,また,免震装置に減衰係数励振を適用することが可能であることが判明したため,最も単純な構造を構成することが可能な免震タイプの振動系を対象にセミアクティブ制御手法の開発を行った.減衰の係数励振を利用して発生する共振は,設定する可変減衰のパラメータによって振幅と位相の制御が可能となることから,本来は共振を発生することはない地盤からの入力成分によって,有害な入力成分とは逆位相の振動を構成することにより,システムの出力応答に干渉が起こり,共振の影響が低減できることになる。そこで,理想的な可変ダンパを設置した構造物を対象に,二つの振動数による励振と減衰係数励振の作用によって応答の振幅低減を行う方法について検討を行い,提案する手法の有効性を確認した.また,インパルス入力が発生した場合についても,振動絶縁領域の定常入力成分を利用して減衰自由振動と同じ振動数を有する逆位相の応答を発生させてインパルス応答と干渉させるシステムを提案し,その性能を確認した.
新規バイオマーカーを組入れた糖尿病末期腎症患者のための食生活環境評価法の開発

透析患者のリン摂取量を調査した。夏期では冷凍食品とインスタント食品、加工食品からのリン摂取量は有意に低かった。また、夏期には野菜からのリン摂取量が増加した。次に骨代謝マーカーとリン摂取量について解析した。加工食品からのリン摂取量とリン代謝マーカー・骨代謝マーカー・骨質に関わる栄養素との相関がみられ、加工食品からのリン摂取量が透析患者の骨代謝・リン代謝に関連していた。さらにFGF23とリンとの関連を解析したところ、FGF23濃度が高い群と低い群のリン摂取量には差はなかった。しかし、加工食品からのリン摂取量は高い群でFGF23が優位に高かった。本研究は糖尿病末期腎症のため血液透析を受ける患者のQOLと生命予後を改善することを目的としており、高リン血症に注目して研究を進めた。良好な血清リンの管理に役立つバイオマーカーを確立し、そのバイオマーカーを指標とした栄養管理の可能性を明らかにすることを目標にしている。初年度である本年度は食生活環境の変化と血清リン管理に重点をおいて研究を行った。外食や中食の機会が増えるにつれリンを多く含む加工食品の摂取量が多くなっている。これらの加工食品のリン含有量は食品成分表の値よりも何倍も多く、同種類の食品であってもメーカーごとに使用する食品添加物の種類や量に違いがある。これらのことから一般にリンが多いとされ利用されやすい加工食品についてリン含量の測定を行った。同一の品目でメーカーの異なる5種類の食品中のリンをバナドモリブデン酸吸光光度法にて分析した。その結果メーカーによって最大約1.5倍の差が見られた。また、加工食品を多く含むコンビニ弁当の解析を行うことで1食あたりの総リン量の検討を進めた。来年度以降対象食品を増やして解析を行う。また、血液透析中の糖尿病患者の生活習慣調査を進め、現代の食環境におけるリン摂取の実態を明らかにする予定である。さらに、血液透析中の患者のリン値に関わるマーカー、骨代謝マーカーの測定を行うことで、食生活との関連を明らかにする予定である。来年度以降FGF-23ついての基礎研究や遺伝子解析を実施するため、リアルタイムPCRや細胞培養機器のなど実験機器の拡充を図った。本研究は高リン血症に注目し、糖尿病末期腎症のため血液透析を受ける患者のQOLと生命予後を改善することを目的とし、良好な血清リンの管理に役立つバイオマーカーを指標とした栄養管理の可能性を明らかにすることを目標にしている。23年度は昨年十分実施出来なかった血液透析患者の食生活とリン摂取量の調査に重点をおいて研究を実施した。兵庫県姫路市にある調査協力施設である医療法人光寿会の通院透析部門である光寿会クリニックを中心に透析患者約250人のうち、面接式のアンケートが可能で協力が得られた62名を対象として実施した。質問用紙はTokudomeらにより開発された半定量食物摂取頻度調査法を用い、面接式の調査を行った。これに加えリンを多く含む加工食品(外食・中食)に調査項目を絞った食事頻度調査と食意識調査もあわせて実施した。半定量食物摂取頻度調査法によると摂取エネルギー量は1452.8±363.9kcal、摂取タンパク質量は48.8±14.3g、摂取リン量は649.3±195.9mgであり、非糖尿病性腎症患者群と有意な差は認められなかった。また、炭酸ランタンなど新しい高リン治療薬の使用により、リン摂取量が必ずしも血清リン量に反映しない実態も明らかになった。次に摂取リン量に影響する患者背景や食意識について解析した。「食事の時にリンを控える」、「穀類をしっかり食べる」、「加工食品を利用する」にかかわる食行動が摂取リン量に有意に影響することが明らかになった。半定量食物摂取頻度調査において予想外にインスタント麺は食べられていたことが明らかになった。昨年は市販に弁当やハム・ソーセージを中心に行った加工食品の含有リン量の測定は、インスタント麺など実際に食べられている食品を追加して実施した。現在この結果を用いて加工食品などの正確なリン含有量を推定する方法を構築している。なお、FGF-23などのバイオマーカーの測定を現在実施中である。2型糖尿病による末期腎症患者の生命予後改善のため、透析患者の食環境を評価した。まず、リン摂取量の季節変動を検討した。夏期に食物摂取頻度調査と加工食品頻度調査を実施し、昨年冬期のデータと比較した。血清リン濃度は夏期の方が0.4mg/dL低く、リン、カルシウム、カリウムの摂取量は夏期に有意に高かった。夏期の冷凍食品とインスタント食品加工食品からのリン摂取量は有意に低かった。蛋白摂取量には季節変動はなかったが、野菜には夏期と冬期で差が大きく、リン摂取量にも季節変動があった。

骨形成マーカーとしてAlkaline phosphataseと骨型Alkaline phosphatase、骨吸収マーカーとして血清I型コラーゲン架橋N-テロペプチドと血清酒石酸抵抗性酸フォスファターゼを測定した。加工食品からのリン摂取量とリン代謝マーカー・骨代謝マーカー・骨質に関わる栄養素との相関がみられ、加工食品からのリン摂取量が透析患者の骨代謝・リン代謝に関連していることが示された。さらに新規の骨のバイオマーカーであるFGF23と栄養素摂取量、特に加工食品中のリンとの関連を明らかにするため、血中FGF23と血中klothoの測定をおこなった。全対象者のFGF23濃度は健常者の正常値(50 pg/ml)より高値を示した(中央値5,480 pg/ml)。FGF23濃度が高い群の血清リン濃度は低い群より有意差に高かった。血清カルシウム濃度、血清intact PTH濃度、血清1,25(OH)2D濃度、血清klotho濃度には有意な差はなかった。FGF23濃度が高い群と低い群のリンや総エネルギー、たんぱく質、カルシウムの摂取量には差はなかった。しかし、加工食品からのリン摂取量は高い群で優位に高かった。以上からリン摂取が骨代謝に影響することが明らかになった。加工食品の含有リン量の解析は予定通りすすみ、透析患者の生活習慣調査(加工食品等の摂取を含む)も予定数の患者を対象として実施出来た。しかし、透析患者の生活習慣調査に時間と人手がかかり過ぎたため、血中FGF-23濃度の測定と骨代謝マーカーの測定と解析は平成24年度にずれ込んでいる。24年度が最終年度であるため、記入しない。これまでに得られた加工食品のリン含有量のデータを用いて透析患者が加工食品等から摂取しているリン量を評価する方法を確立する。平成23年度手間取った透析患者の生活習慣調査に関しては、平成24年度に大学院博士前期課程に入学するベテラン管理栄養士(社会人)をこの調査に組み入れ、指導のもと調査の効率のアップを図る。これによって生じた時間を血中FGF-23や骨代謝マーカーの測定などに充てる。さらに結果を早期にまとめ、栄養関係の学術誌への投稿を行う予定である。
骨形成因子による象牙質形成メカニズムの解明と再生への応用

Growth/differentiation factor-5(GDF-5)はTGF-βスーパーファミリーに属し、軟骨・骨形成を促進することが報告されている。また、口腔領域にも発現し、歯胚の形成に関与すると考えられている,しかし、歯の発生に関するGDF-5の研究は少なく、GDF-5の歯髄細胞に対する作用は不明である。我々は、幼若歯髄細胞にGDF-5加えると象牙芽細胞分化マーカーの発現が上昇することを示したが、歯髄細胞には、多分化能を有した幹細胞は1%以下しか存在しないため、象牙芽細胞分化誘導を生化学的に評価するには不十分だった。そこで、本研究課題においては株化に成功したマウス歯髄由来幹細胞を用いることにより、歯髄幹細胞に対するGDF-5の影響を、象牙芽細胞への分化能に着目して検討した。歯髄幹細胞にGDF-5を添加し、培養した群のDSPPの遺伝子発現は、GDF-5非添加群に比較し有意な上昇が認められた。また、BSPの遺伝子発現は培養48時間後においてGDF-5添加群で上昇し、ALPでは、培養24時間後、48時間後いずれにおいてもGDF-5添加による遺伝子発現の有意な変化は見られなかった。GDF-5は、象牙芽細胞マーカーであるDSPP遺伝子の著しい発現上昇を誘導したことから、本分子は歯髄幹細胞を象牙芽細胞へ直接分化促進する作用を持つことが明らかとなった。BSPおよびALPは石灰化に関する遺伝子であることから、さらに分化が進んだ段階で遺伝子発現に差が現れるものと考えられた。多くのTGF-βファミリー分子は、骨基質やALPの発現を早期に調節するものが多く、DSPPのみを発現誘導するものはほとんどない。このことから、幹細胞を骨芽細胞でなく象牙芽細胞に分化誘導させる為にGDF-5は重要な役割を演じている可能性が示唆された。
テニスの電子スコアブックによるパフォーマンス評価手法の検討とコーチングへの応用

本研究は,筆者らが開発したテニスの電子スコアブックのデータ出力プログラムを用いたパフォーマンス評価手法の妥当性について検討する(課題I)とともに,この評価手法を実際のコーチング場面で活用し,その有効性について検討する(課題II)ものである.スコアブックを用いてデータを収集し,パフォーマンスプロファイリング手法を活用することで,テニスのゲーム評価を行えることが確認された.さらにパフォーマンスプロファイリングを円滑に行うためのプログラム開発を推進することが必要である.本研究は,筆者らが開発したテニスの電子スコアブックのデータ出力プログラムを用いたパフォーマンス評価手法の妥当性について検討する(課題I)とともに,この評価手法を実際のコーチング場面で活用し,その有効性について検討する(課題II)ものである.平成24年度は平成23年度の研究成果である,ラリー中のグラウンドストロークのショット時間が,ラリー中の主導権の有無を示す可能性がある,という結果を発展させ,グラウンドストロークラリー中のミスについて詳細に検討した.世界トップ選手と学生選手のミスを比較した結果,フォアハンドストロークにおいて学生選手はサイドアウトの割合が増加することが明らかとなった.さらにその内容について検討したところ,学生選手のミスは攻撃的なショットを打っている際に増加していることが明らかとなった.テニスのゲームを評価する際に,ミスをどのように評価するかという観点は,避けて通れない課題といえる.その中で本年度の研究成果としてミスの状況が明らかになったことにより,プレーヤーの評価を行うにあたっての客観的な評価の観点を提供することが可能になると考えられる.さらにミスが生じる状況の差異は,ラリー中の主導権の有無と関連のある現象と考えられることから,今後はグラウンドストロークのショット時間との関連を検討することにより,評価の基準を示すことができると考えられる.これらの研究成果を明らかにした上で,当初計画していたデータ出力プログラムのカスタマイズ化に取り組むことを計画していることから,プログラム開発については,25年度以降に継続して研究を進めることとする.本研究は,筆者らが開発したテニスの電子スコアブックのデータ出力プログラムを用いたパフォーマンス評価手法の妥当性について検討する(課題I)とともに,この評価手法を実際のコーチング場面で活用し,その有効性について検討する(課題II)ものである.平成25年度は平成24年度までに明らかにしたパフォーマンス評価結果とゲーム差との関連,グラウンドストロークラリー中のショット時間とラリーの主導権との関係性およびグラウンドストロークラリー中のミスの状況等の結果を踏まえ,本スコアブックを実際の指導場面に活用し,その有効性について検討した.学生テニス選手を対象に,一定期間のゲーム内容についてスコアブックによりデータを収集し,その間のトレーニング内容との関連について検討した.その結果,選手のゲーム内容についてはトレーニングで意図したプレーを遂行するように変容していた.一方で選手に取っての大会自体の位置づけや,遂行したプレーの結果をどう評価するかというフィードバックの内容によって,選手のプレーは大きく影響されることが示された.指導現場では,データとして表出される結果だけでなく,これら選手の背景を考慮してゲーム内容を評価することが必要である.なお本研究で当初計画していたデータ出力プログラムのカスタマイズ化については,次年度以降改めて取り組むこととする.本研究は,筆者らが開発したテニスの電子スコアブックのデータ出力プログラムを用いたパフォーマンス評価手法の妥当性について検討する(課題I)とともに,この評価手法を実際のコーチング場面で活用し,その有効性について検討する(課題II)ものである.スコアブックを用いてデータを収集し,パフォーマンスプロファイリング手法を活用することで,テニスのゲーム評価を行えることが確認された.さらにパフォーマンスプロファイリングを円滑に行うためのプログラム開発を推進することが必要である.本研究は,筆者らが開発したテニスの電子スコアブックのデータ出力プログラムを用いたパフォーマンス評価手法の妥当性について検討する(課題I)とともに,この評価手法を実際のコーチング場面で活用し,その有効性について検討する(課題II)ものである.平成23年度はデータ出力プログラム(高橋,2010)を用いたパフォーマンス評価手法の妥当性について検討した.特に,performance profilingの手法を活用したパフォーマンス評価については,評価結果とセット内のゲーム差との間に関連があることが示され,ゲーム差が開くほどパフォーマンス評価の結果も開くことが明らかとなった.さらにゲーム差に影響を与える評価項目についても検討したところ,ポイント取得に直結する項目がより大きい影響を与えることも示唆された.これらの知見を基に,データ出力プログラムで使用する項目を選定していく必要があると考えられた.加えて,電子スコアブックで出力可能なショット時間についても検討を行った結果,ラリー中のグラウンドストロークのショット時間が,ラリー中の主導権の有無を示す可能性があることが明らかとなった.ショット時間とビデオ映像の検討を行った結果,ショット時間が短いショットを打球しているプレーヤーが,ラリーの主導権を保持していることが考えられた.この知見は,一打毎に状況が変化するテニスのラリー中のショットを簡便に評価することのできる指標となる可能性があることから,今後さらなる検討が必要である.当初計画していたデータ出力プログラムのカスタマイズ化に向けては,各評価項目の妥当性をさらに検討する必要があることから,24年度以降に研究を進めることを計画している.平成23年度に,performance profilingを用いた評価が,ゲーム差との関連があることが示されたことから,データ出力プログラムの改良にむけてはperformance profiling手法を活用することが有効であるといえる.プレーヤーのパフォーマンスを視覚化するperformance profilingを用いることによって,課題IIで設定している実際のコーチング場面での活用につながると考えられる.また平成24年度の研究成果として,グラウンドストロークラリー中のミスの状況について明らかにすることができた.

これに加えて平成23年度は,パフォーマンス評価につながる指標としてのショット時間の重要性が示されたことから,これらの成果を統合する形で,平成25年度の研究を進めることを計画している.以上のように,本研究の大きな課題であるテニスの電子スコアブックのデータ出力プログラムを用いたパフォーマンス評価手法の妥当性について,その評価項目を精選していく研究が順調に進んでいることから,本研究課題はおおむね順調に進展しているといえる.一方で実際のコーチング場面での活用についても実践事例を積み重ねながら,その有効性について検討していくことが必要であろう.本研究では2つの課題を設けているが,課題Iでは,パフォーマンス評価につながる指標を抽出するとともに,その結果を即座に出力する既存のデータ出力プログラムの改良を行なうことを目指している.平成23年度は,パフォーマンス評価につながる指標として,新たにラリー中のショット時間を用いることの可能性が示された.ショット時間の抽出は電子スコアブックの大きな特徴であることから,ショット時間について更なる検討を進めることが必要と考えられる.さらにperformance profilingを用いた評価が,ゲーム差との関連があることが示されたことについても,データ出力プログラムの改良にむけて有意義な成果であったといえる.プレーヤーのパフォーマンスを視覚化するperformance profilingを用いることによって,課題IIで設定している実際のコーチング場面での活用につながると考えられる.一方で各評価項目についてのさらなる検討が必要であることから,今後も着実に研究を進めることが求められる.今後の研究の推進方策としては,まずテニスの電子スコアブックのデータ出力プログラムを用いたパフォーマンス評価手法の妥当性について,これまで明らかとなった研究成果を基に,グラウンドストロークラリー中のミスの状況とショット時間の関連性について詳細に検討を進めていく.
南宋・洪邁『夷堅志』の史的研究活用に向けた史料性及び全容の解明と情報ツールの構築

本研究は南宋時代の筆記史料『夷堅志』に着目し、その史料性及び全容の解明と、史的研究への活用の便をはかるための情報ツールの構築を目的とする。『夷堅志』は当時の人々の日常性を見出せる史料の宝庫であるが、史料の特質や全容が把握されておらず、とりわけ歴史的研究分野では有効活用されてこなかった。近年、中国学分野で国際的にも注目が集まる筆記史料であるだけに、本研究では、国際的な共同研究のもと、『夷堅志』の全容の見える化をはかり、同書を活用した史的研究の活発化を促進する。
GTP結合蛋白質のイソプレニル化による機能制御メカニズムに関する研究

本研究は、GTP結合蛋白質の機能発現・機能制御に重要な役割を果たしている一連の翻訳後修飾反応に着目し、細胞内で合成された低分子量GTP結合蛋白質の各分子種が機能を発現すべき形質膜、ER、ゴルジ装置、分泌装置、細胞骨格などの細胞内コンパートメントへ輸送・局在化されるメカニズムの詳細と、翻訳後修飾の機能発現・機能制御への関わりを明かにすることを目的する。本年度の研究は、翻訳後修飾反応・細胞内局在化の全体をin vitroで再構成し、システムの全体像を理解するための基礎となる実験系を確立することを主眼とした。このため、分子遺伝学的解析が比較的容易に行えるという利点を持つだけでなく、mRNAのスプライシングや細胞周期制御メカニズムに高等真核生物との共通性が高く、モデルシステムとして有望な分裂酵母(Schizosaccaromyces pombe)を実験系に用いた。まず、翻訳後修飾反応の素過程のうちで、すべての低分子量GTP結合蛋白に共通して起こるだけでなく、nuclear laminや菌類の性フェロモンなどGTP結合活性を持たない蛋白質/ポリペプチドについても起こることが確認されているポリイソプレニル化の段階について検討を加え、これに関与する酵素群の部分精製を行った。その結果、分裂酵母の細胞抽出液中に異なった基質特異性を示す複数のファルネシル基転移酵素とゲラニルゲラニル基転移酵素活性が存在することを確認した。このうちras蛋白質の翻訳後修飾に必要と思われるファルネシル転移酵素(FTase)の精製をすすめ、詳細な速度論的解析を行った。その結果、他の生物腫のFTaseと異なり、分裂酵母の酵素ではゲラニルゲラニル化反応の基質となるペプチドとの反応性が異なること、また、基質の結合サイト数に差があることを明らかにした。
ドイツにおける教育行政職員の専門性に関する研究

本研究は、NPM型行政改革に由来する教育改革が進められ、ドラスティックに変化しているドイツの教育行政について、その担い手(学校監督官及び学校行政担当地方自治体職員)に着目し、1)各州における実際の職務及び必要とされている専門性、2)その養成及び研修の現状と課題を明らかにすることを目的としている。行政学及び教育学領域における職員の専門性を歴史的に明らかにするとともに、ドイツ全州における学校監督及び学校行政改革の分析を行い、特徴を有する州における学校監督及び学校行政組織、学校監督官及び学校行政担当地方自治体職員の職務実態分析を行った。本研究第2年目である本年度の研究成果は、2つに大別される。第一は、引き続きドイツ全州における学校監督及び学校行政改革の分析を行うことであり、いまだ制度的には流動的な状態であるものの、今後の学校監督のあり方に大きな影響を及ぼしうる外部評価制度及び目標協定制度について、補足調査を行った。第二は、ドイツ全州における学校監督官の養成及び研修プログラムの内容分析であり、今年度は、インターネットを活用し、各州における学校監督官の養成及び研修プログラムについてその概要把握を行った。以上の結果、(1)学校監督の中核は、学校の教育活動に対する専門監督であり、学校監督官吏(視学)の学校訪問によって実施されるが、学校監督官と教員の関係は「構造的に妨げられた関係」ととらえられ、前者の後者に対する圧倒的な優位性が存在してきたこと、(2)しかし、90年代の「学校の自立化」政策の進展と新たな学校システム制御の模索から、学校監督の質的な改革が展開され、学校監督はコントロール・指示活動から、助言・支援活動へと重心を移すことが求められてきていること、(3)制度化された目標協定の基本的特質は、質の開発・質の保証の枠内において、対話を基盤としたPDCAサイクルに基づくものであるため、学校監督の役割としては「対話」が重視され、目標協定作成手続きにおける計画の妥当性についての熟慮や、学校からの問い合わせに対する助言・支援と外部機関への仲介、コントローリング、総括対話等の役割を新たに担うことになってきていること、(4)そしていくつかの州では、学校監督の介入及びコントロール権限行使を制限する方向で学校法改正が行われていることを明らかにした。本研究第1年目である本年度の研究成果は、2つに大別される。第一は、行政学及び教育学領域における職員の専門性に関する歴史的分析であり、行政学領域及び教育学領域における職員の専門性に関する内外の文献・資料を収集し、領域ごとに時系列で整理した。その際とりわけ、教育職員と教育行政職員の専門性の差異に着目した。第二は、ドイツ全州における学校監督及び学校行政改革の分析であり、教育改革動向に関わる資料を広く収集するとともに、教育行政・経営の専門雑誌、教育情報誌等を収集し、ドイツ全州の動向について分析を行った。また、ドイツ教育行政・経営学会が公表している研究成果を分析するとともに、学会ネットワークを活用して各州の動向把握を行った。その結果、実際の学校監督における課題については、学校監督行為そのものの有効性や学校監督の役割コンフリクトという根源的な課題の他、学校監督官の業務負担、学校訪問を受け入れる教員の負担、学校監督官の個人差等の実践上の課題が存在することを明らかにした。ドイツでは90年代後半以降、「学校の自立化」政策によって、学校の内部評価と外部評価の連結システムが模索され、こうした「評価」に関わる任務が新たに学校監督に割り当てられてきた。それは具体的には、評価の基盤となるスタンダードと「質の枠組み」の設定、評価計画の策定、評価チームの投入、評価結果の検証、システム評価等であるが、新たに、個々の学校における質の開発及び保証のイニシアティヴをとることと、「対話」という形で学校開発プロセスに同行することが、つけ加えられてきている。こうした任務が、各州における「目標協定」制度導入により、さらにどのように変化しつつあるのかを明らかにした。本研究第3年目である本年度の研究成果は、2つに大別される。第一は、ドイツ全州における学校監督及び学校行政改革の分析の継続であり、第二は、特徴を有する州における学校監督官及び学校行政担当地方自治体職員の職務に関する分析である。以上の結果、(1)地方自治体は、学校監督実施の際に協働し、国家は地方自治体官吏の援助を受けて学校監督権限を行使するが、これには(a)視学と地方自治体官吏から混合官庁が構成される場合と、(b)純粋な国家の官庁として郡と協働する場合があり、その際市町村もしくは郡の職員は、国家の代理人としての地位を与えられ、学校監督官庁の指示に従うこと、(2)学校監督の担い手は、専門的に養成され、専任で勤務する官吏(視学)であり、十分な行政経験を有し、現代の行政マネジメントについて熟知していることが期待されているが、実際には教員がこの職に就くケースがほとんどであること、(3)それは、内的事項を扱う教育専門的監督官吏である「Paedagoge(教育関係者、教育学士)」と外的事項を扱う行政専門的監督官吏である「Jurist(法律家、法学士)」の協働により実施され、後者については、教育に関する特別な資格要件は求められていないこと、(4)近年「評価」に関わる任務が新たに学校監督に割り当てられているが、それは具体的には、評価の基盤となるスタンダードと「質の枠組み」の設定、評価計画の策定、評価チームの投入、評価結果の検証、システム評価の他、個々の学校における質の開発及び保証のイニシアティヴをとり、「対話」という形で学校開発プロセスに同行することを明らかにした。

本研究最終年である本年度は、引き続きドイツ全州における学校監督及び学校行政改革を追うとともに、学校監督官及び学校行政担当地方自治体職員の職務変容について分析を行った。その結果、個々の学校により多くの自律性と固有の責任が認められるのに伴い、学校監督の機能は、コントロール・指示活動から助言・協力的活動へと、実際に重心を移しつつあることを明らかにした。学校監督の介入及びコントロール権限行使を制限する方向で学校法改正が行われた州と、学校の教育活動に対する学校監督の助言機能を重視して、専門監督上の権限を制限していない州が存在している。また、助言・支援任務において、質の保証・開発の中心的な道具としての「評価」に関わる任務がいっそう重要になってきていることを確認した。学校監督庁は、学校の活動を評価し、その体系的な情報の収集・処理を行うが、その際、明確な基準を設けて客観的な評価を行い、それに基づいて学校教育システムのさらなる開発について決定することが求められている。多くの州において外部評価は、学校監督庁外に新たに設置された機関に部分的に委託され、組織上分離されたが、それぞれが遂行すべき任務の間に、明確な境界が存在していない場合もある。また、外部評価の実施に際し、学校監督官がチームの一員として評価を行う州や、評価後、学校と目標協定を締結し、学校改善プロセスにおいて支援する州も存在している。こうした多様な制度設計における学校監督の任務について具体的に明らかにした。本研究は、NPM型行政改革に由来する教育改革が進められ、ドラスティックに変化しているドイツの教育行政について、その担い手(学校監督官及び学校行政担当地方自治体職員)に着目し、1)各州における実際の職務及び必要とされている専門性、2)その養成及び研修の現状と課題を明らかにすることを目的としている。行政学及び教育学領域における職員の専門性を歴史的に明らかにするとともに、ドイツ全州における学校監督及び学校行政改革の分析を行い、特徴を有する州における学校監督及び学校行政組織、学校監督官及び学校行政担当地方自治体職員の職務実態分析を行った。学校監督官及び学校行政担当地方自治体職員の職務に関する資料収集は進められているが、平成26年度内に実地調査を実施できなかったため。教育経営学ドイツ国際教育研究所(DIPF)「教育ガバナンス」部所属の研究者と十分に連携し、助言と専門的知識提供を受けながら研究を実施する予定である。学校監督官及び学校行政担当地方自治体職員の職務に関する資料収集は進められているが、特徴的な人事開発プログラムを有する州の選定に手間取り、年度内に実地調査を実施できなかったため。NPM型行政改革に由来する教育改革が進められ、ドラスティックに変化しているドイツの教育行政について、その担い手(学校監督官及び学校行政担当地方自治体職員)に着目し、各州における実際の職務及び必要とされている専門性の概要について、おおむね把握しつつある。ドイツ人の研究協力者2名が急に異動になったため、調査日程を組むことが出来ず、平成26年度内に予定していた実地調査を実施できなかったため。ドイツ国際教育研究所(DIPF)「教育ガバナンス」部所属の研究者と十分に連携し、助言と専門的知識提供を受けながら、2013年度の遅れを取り戻すとともに、2014年度の計画に従って研究を実施する予定である。
糖蛋白質細胞内輸送における結合・解離機構を持つ新規糖鎖認識分子の創製

VIP36は中性では糖結合が見られないが、酸性になるに従って強い結合能が観察される。この理由は、おもにVIP36分子の会合によって引き起こされることが超遠心分析およびゲルろ過等の分析で既に明らかにしている。そこで類似のカーゴレセプターERGIC-53についても、同様に可溶性の組換えタンパク質を調製しフローサイトメトリーで糖結合活性を調べた。ERGIC-53と結合する新規分子MCFD2が存在し、MCFD2と結合することで初めて糖結合活性が獲得されることが示された。C末端側のEFハンド構造内に点変異を持つ2種類のMCFD2変異体は、ERGIC-53との結合能が100分の1に減少しており、糖結合活性を誘導することはできなかった。さらに表面プラズモン共鳴を用いて、ERGIC-53とMCFD2の結合定数を種々のpH並びにCa濃度に関して詳細に調べたところ、pH7.0からpH6.0の範囲で、0.20.1mM CaCl2存在下で結合定数が1/100に減少した。小胞体内からゴルジ体へ移行する際の局所的なCa濃度変化によりERGIC-53からMCFD2が解離し、リガンドの糖を遊離するものと考えられた。VIP36に相同性を持つVIPLに関しても糖結合活性を検出することができたが、pHによる大きな差はなく、Caで多少変化が見られた。VIP36はゴルジ体を中心に広く小胞体や細胞表面に、一方ERGIC-53は小胞体からシスゴルジ体に、またVIPLは小胞体に限局している。異なる守備範囲において、VIP36は単量体から多量体形成により、一方ERGIC-53はMCFD2との会合によりそれぞれ活性調節がなされており、これら分子の挙動が細胞内オルガネラのpHやCa濃度に連関していることから、リガンドの結合・解離機構を2つの手法で導入できる可能性が示唆された。細胞内で新規に合成され正しくフォールディングされた糖タンパク質は、カーゴレセプターと総称される輸送レセプターに選別が行われ、輸送小胞に積み込まれてオルガネラ間を運ばれる。これらのレセプターには、オルガネラ内腔側に植物マメ科レクチンと相同の糖結合ドメインが存在しており、細胞内のpHなどに呼応して、リガンドである糖タンパク質を効率良く輸送している。このメカニズムは、植物マメ科レクチンには存在しない巧妙な仕組みであり、生体防御を司る植物レクチンには不必要で、かつカーゴレセプターに必須の重要なマシナリーである。本研究では、このマシナリーのメカニズムを解明すると共に、そのメカニズムを積極的に利用した結合・解離機構をもつ新規の糖鎖認識分子の創製を目指した。カーゴレセプターであるVIP36の内腔側のレクチンドメインを、大腸菌で発現させて糖結合活性に及ぼす種々のpH、金属イオン等の検討をおこなった。また、共同研究によるNMRを用いた構造解析を行ったところ、VIP36はpH依存的に糖認識部位と反対側に大きな構造変化がもたらされ、この新たに露出する疎水的な部位により会合を引き起こすものと考えられた。また、VIP36に恒常的に結合しVIP36と共沈降してきたタンパク質の探索を行ったところ、分子量80kDa付近にバンドが観察され、LC-MS/MSを用いて同定を行ったところ、immunoglobulin bindinig protein(BiP)であることが明らかになった。VIP36とBiPとの結合はVIP36の糖結合活性を潰した変異体でも同様に観察されること、また結合量は絶えず一定であることから、恒常的に結合が起こっていることが予想された。これらの結合は、それぞれ大腸菌で組換体タンパク質を作成し、表面プラズモン共鳴により結合と解離のモードが観察できた。一方、シャペロンとしてのBiPが基質を結合する際には、金属イオンに依存しないことやATP存在下で結合しADP存在下で解離する事が知られているが、BiPとVIP36の結合はこれらとは異なっていることも明らかになった。これらの結果から、VIP36はBiPという新たな分子を伴って細胞内で輸送を司っていることを示唆しており、酸性条件下でVIP36の疎水的な領域が露出し、これにBiPが結合してもとの構造に戻す可能性が考えられた。現在、PETを用いた画像診断が医療に多大な貢献をしているが、目標とする分子はPETで検出可能な同位元素を分子内に抱えることが出来ることから、PET診断の新たなプローブの有力な候補と考えられる。

さらに表面プラズモン共鳴を用いて、ERGIC-53とMCFD2の結合定数を種々のpH並びにCa濃度に関して詳細に調べたところ、pH7.0からpH6.0の範囲で、0.20.1mM CaCl2存在下で結合定数が1/100に減少した。小胞体内からゴルジ体へ移行する際の局所的なCa濃度変化によりERGIC-53からMCFD2が解離し、リガンドの糖を遊離するものと考えられた。VIP36に相同性を持つVIPLに関しても糖結合活性を検出することができたが、pHによる大きな差はなく、Caで多少変化が見られた。VIP36はゴルジ体を中心に広く小胞体や細胞表面に、一方ERGIC-53は小胞体からシスゴルジ体に、またVIPLは小胞体に限局している。異なる守備範囲において、VIP36は単量体から多量体形成により、一方ERGIC-53はMCFD2との会合によりそれぞれ活性調節がなされており、これら分子の挙動が細胞内オルガネラのpHやCa濃度に連関していることから、リガンドの結合・解離機構を2つの手法で導入できる可能性が示唆された。
STMによるGe(001)表面の構造遷移と電子状態の研究

Ge(001)表面にIV族元素X蒸着すると、XとGeからなる二量体(X-Geダイマー)が表面に形成される。平成19年度までの研究で、走査トンネル顕微鏡(STM)探針からのキャリア(電子・正孔)注入により、Sn-Geダイマーの表面からの傾斜を反転できることを明らかにした。さらに、STMで電子定在波を測定することにより、Sn-Geダイマーによる表面一次元電子の散乱を明らかにした。当該年度は、(i)X-Geダイマーの散乱ポデンシャルの形成機構と(ii)キャリアによるダイマー傾斜の反転機構を解明する目的で、Si-Geダイマーを作成し、Sn-Geダイマーの結果との比較を行った。実際にSi-Geダイマーは作成可能であり、これらのダイマー傾斜もSTMで反転できる。我々は、電子定在波をSTM測定し、電子伝導経路にX元素が位置するダイマー傾斜において、Si-GeダイマーとSn-Geダイマーが逆符号(引力または斥力)の散乱ポテンシャルを形成することを示した。さらに、清華大学(北京)の理論グループとの協同研究により測定結果を理論検証し、散乱ポテンシャルは伝導経路にある元素の原子軌道エネルギーから説明されることを見出した。これらの研究成果は、学術誌(Physical Review B誌)および国内外の学術会議で論文発表した。国際会議(ISSS5)において招待講演発表も行った。また、我々は、Si-Geダイマー・Sn-Geダイマーの傾斜反転に必要な電子エネルギーをSTMで精密測定した。上述の清華大学の理論グループと協同して、測定した電子エネルギーは表面周期欠陥の局在電子状態によって特徴付けられていることを示した。これらの実験・理論結果に基づき、ダイマーの傾斜反転は、「共鳴散乱」と呼ばれる電子の非弾性散乱過程により誘起されていることを解明した。一連の研究成果は、学術誌(Surface Science誌)で論文発表を行った。
省電力LSI用高誘電率ゲート絶縁膜の薄膜スケーリング手法の構築

本研究では、次世代MOSFETにおいて、低いSiO_2換算膜厚(EOT)を達成するために不可欠なMetal-Gate/High-k膜/Siゲートスタック構造の形成手法の構築を目指した。目標は、同一膜厚のSiO_2に比べて大幅な(6桁程度)リーク電流低減、Si酸化膜と同程度の界面特性の実現である。得られた成果は、以下の通りである。(1)熱酸化とそれに続く化学エッチングによりSiO_2(1.5nm)/Si構造を形成した。この構造の上ヘスパッタリング法を用いて2.5nmのHf堆積と酸素プラズマ照射によるHf表面酸化を、電子サイクロトロン共鳴プラズマにより同一真空中で行った。その後、熱処理によりHfO_xとSiO_2とを界面反応させでhigh-k膜を形成する手法を構築した。その結果、EOT=1.15nm、同一膜厚のSiO_2膜に比べで4桁のリーク電流の低減を実現した。また、過渡接合容量(DLTS)法により、High-k膜/Si界面の界面準位密度D_<it>を評価し、Si酸化膜と同程度の良好な特性(D_<it>=1x10^<11>cm^<-2>eV^<-1>)を持つことを明らかにした。(2)Metal-Gate電極の検討として、Au、Pt、HfN、TaN、Al、Hf金属に対して、加工手法を確立すると共に、SiO_2およびHfO_2上の実効仕事関数φeffを詳細に調べた。その結果、AuとPtは高いφeff値(約5.0 eV)を、HfNとTaNは中位のφeff値(4.5eV)を、AlとHfは低いφeff値(約4.0 eV)を持つことを明らかにした。これにより、n-およびp-チャネルMOSFETのしきい値電圧制御が可能となった。(3)TaN/HfO_2/Si-MOSFETの試作プロセスを完成させ、デバイスが正常に動作すること、物理気相法によるTaNの堆積は界面準位及び実効移動度を劣化させるが、高温熱処理により改善できることを示した。本研究では、次世代MOSFETにおいて、低いSiO_2換算膜厚(EOT)を達成するために不可欠なMetal-Gate/high-k膜/Siゲートスタック構造の形成手法の構築を目指している。目標は、同一膜厚のSiO_2に比べて6桁以上のリーク電流低減、Si酸化膜と同程度の界面特性の実現である。平成18年度に得られた成果は、以下の通りである。(1)Ar/O_2混合プラズマによるSiO_2膜形成、スパッタリングによるHf金属の堆積、酸素プラズマ照射によるHf表面酸化を、電子サイクロトロン共鳴プラズマにより同一真空中で行い、その後の熱処理によりHfO_xとSiO_2とを界面反応させてhigh-k膜を形成する手法を検討した。Hf表面酸化時間とPDA温度に着目して最適化を図り、EOT=1.15nm、同一膜厚のSiO_2膜に比べて4桁のリーク電流の低減を実現した。(2)TaN電極の加工手法として、Hf金属をハードマスクとしたウェットエッチングによるTaN膜のパターニング法を検討した。

この手法を用いれば、high-k膜にダメージを与えることなくパターニングができること、形成したTaN Gate-MOSキャパシタが良好な電気的特性を示すことを実証した。更に、SiO_2上のTaN膜の熱安定性調査から、TaNの実効仕事関数は4.4eVで750°Cまで一定であることを明らかにした。(3)TaN/HfO_2/Si-MOSFETの試作プロセスを完成させ、デバイスが正常に動作すること、物理気相法によるTaNの堆積は界面準位及び実効移動度を劣化させるが、高温熱処理により改善できることを示した。本研穽では、次世代MOSFETにおいて、低いSiO_2換算膜厚(EOT)を達成するために不可欠なMetal-Gate/High-k膜/Siゲートスタック構造の形成手法の構築を目指した。目標は、同一膜厚のSiO_2に比べて大幅な(6桁程度)リーク電流低減、Si酸化膜と同程度の界面特性の実現である。平成19年度に得られた成果は、以下の通りである。(1)熱酸化とそれに続く化学エッチングによりSiO_2(1.5nm)/Si構造を形威した。この構造の上へスパッタリング法を用いて2.5nmのHf堆積と酸素プラズマ照射によるHf表面酸化を、電子サイクロトロン共鳴プラズマにより同一真空中で行った。その後、熱処理によりHfO_xとSiO_2とを界面反応させてhigh-k膜を形成する手法を構築した。Hf表面酸化時間とPDA温度に着目して最適化を図り、EOT=1.15nm、同一膜厚のSiO_2膜に比べて4桁のリーク電流の低減を実現した。(2)過渡接合容量(DLTS)法により、High-k膜/Si界面の界面準位D_<it>を評価した。その結果、デバイス動作特性に支障のない良好な特性(D_<it>=1×10^<11>cm^<-2>eV^<-1>)を持つことを明らかにした。また、断面TEM観察から界面が急峻であること、界面に欠陥は観測されないことを確認した。(3)Meta-Gate電極の検討として、Au、Pt、HfN、TaN、Al、Hf金属に対しで加工手法を確立すると共に、SiO_2およびHfO_2上の実効仕事関数φ_<eff>を詳細に調べた。その結果、AuとPtは高いφ_<eff>値(約5.0eV)を、HfNとTaNは中位のφ_<eff>値(4.5eV)を、AIとHfは低いφ_<eff>値(約4.0eV)を持つことを明らかにした。これにより、n-およびp-チャネルMOSFETのしきい値電圧制御が可能となった。
強誘電性高分子の分極反転の時空間制御と不揮発性ポリマーメモリーの構築

フッ化ビニリデン系高分子は優れた特性を持つ強誘電体であるが、固体構造が複雑であるために物性の微視的な理解が遅れている。本研究ではその分極反転の過程について、探針を用いて分極状態の分布を測定する圧電応答顕微法を用いて微視的に解明した。さらに長短時間領域の測定によって極めて早い分極反転が可能であることを示した。また応用としてメモリー素子としての基本動作を確認し、素子内での電荷挙動についても解明した。強誘電性高分子フッ化ビニリデン・トリフルオロエチレン共重合体の薄膜について、その分極制御および反転ダイナミクスの制御、さらにはポリマーメモリー構築を目指して、分担して研究を進めている。分極制御として、走査プローブ顕微鏡による局所的な電圧の印加による局所的分極処理をおこない、圧電応答顕微法による分極分布の計測をおこなった。特に、個々の結晶が孤立して生成する超薄膜において個別の結晶の分極処理をおこない、反転機構の分子論的な解明に必要な分域構造の観測およびその分極反転における成長を明らかにするための手法として、単一結晶内の分極反転測定に必要な装置開発をおこなった。反転ダイナミクスの制御として、短パルスを用いた逐次分極反転、パルス間隔およびパルス幅に対する反転挙動依存性の詳細な解析をおこない、反転特性を支配する種々の要因についての知見を得た。反転を繰り返すことによる反転特性の変化(反転疲労)および時間の経過に伴う反転特性の変化(インプリント)はメモリー応用における重要な障害となるが、その原因として結晶中の格子欠陥が重要であることを示した。メモリーへの応用のためのモデルとしてこの共重合体をシリコンウエハ上に成膜し、分極反転特性を調べた結果、基本的なメモリー動作が可能であることを示した。問題点として空乏層形成にかかる時間が長いことがわかったが、その原因解明のために反転のダイナミクスを厳密に解析した。特に空乏層領域における電荷挙動の数値解析をおこない、実測データとの比較から反転特性に影響を及ぼす因子について特定した。本年度は昨年度に引き続き、単一結晶内の分極反転計測をめざし、電圧の短パルスを走査プローブ顕微鏡内において試料に印加できるように装置の改造をおこなった。そのために、外部の任意波形発生器を増幅器を通して顕微鏡内の試料に接続し、さらに試料に生じる電荷応答を計測する電荷増幅器を接続した。このシステムを用いて、薄膜熱処理試料について電圧パルスを印加後、圧電応答顕微法によって分極反転の際の分極分布を測定した。あらかじめマイナス方向に分極処理をおこなった試料においては、試料全面がマイナス方向に分極を持っていることに対応した圧電応答を示す。これにプラス方向の電圧パルスを印加すると、部分的に圧電応答の極性が反転した領域が観測された。この領域は、数、大きさ共にパルスの長さが長くなるに従って増加し、最終的には全面が反転した状態となった。これは、分極が反転した小さな領域(反転核)が生成し、その領域が広がることによって反転が進行するとする反転核生成・成長モデルを支持する結果である。これによって、核生成頻度および成長速度を見積もることが可能となった。これらの量は、分極反転機構を解明する上で非常に基本的かつ重要な量である。今後、これらの量について詳細に検討することによって、この物質における分極反転の機構について解明を進め、高精度な分極制御をめざす予定である。これと平行して、ポリマーメモリーの構築をめざし、シリコンウエハおよび有機半導体、有機導電体等を組み合わせた、メモリーデバイスの試作を続けている。シリコンウエハ上においては、基本的なメモリー動作が確認されており、その際の空乏層内の電荷の挙動について、詳細に検討した。また有機半導体や有機導電体を用いた全有機メモリーについては、性能が不十分ながらその改善に向けて不純物の精製、ドーパントの添加についての設計指針を得た。最終年度となる今年度においては、昨年度までに確立した測定法および得られた知見をもとに研究を進めた。高電場下における分極反転挙動について、本年度はより短時間領域における測定精度を高めた結果、分極反転速度の電場依存性が高電場域において変化し、これまで信じられていた反転速度の限界を超えた高速な分極反転を示すことを見いだした。これによって、より高速なメモリー素子としての応用が可能であることを示したことに加え、分極反転の機構を考察する上で重要な新たな知見を与えた。分極反転過程を微視的に観測する時分割圧電応答顕微法の改良を行い、信号雑音比および分解能を向上させた結果、強誘電性高分子における反転分域の形成とその時間発展を明瞭に観測することに成功した。分極反転の機構としては、セラミクス系の強誘電体と同様に、微小な反転分域の核生成とその成長によって反転が進むと考えられてきたが、それを強誘電性高分子において実際に観測した例はなく、今回初めてそれを実証したことになる。