hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ベトナム北部の宗教施設と村落構成に関する総合学術調査

本研究に関連するまとまった論考は少ないが、ベトナム考古学院院長ハ・ヴァン・タン編著の『Chua VIETNAM(ベトナム仏教寺院)』(1993年)で仏教史や各寺院および寺院での祭事などが整理されている。調査対象の選定にあたっては、ハ・ヴァン・タン教授とトン・チュン・ティン氏(ベトナム考古学院副院長)のアドバイスを随時受けた。最終的に、ベトナム北部の寺院28ケ所、ディン(村落守護神を祀る村の集会所)13ヶ所、その他宗教施設13ヶ所で実測調査を実施した。宗教施設の中で寺院は、ベトナムの複雑な信仰形態の影響が最もよく示すと同時に、伝統的な建築技術や様式を保持していることが明らかとなった。この点に着目して、仏教寺院と村落の関係を軸にして調査・研究を進めた。ベトナム北部の宗教施設の建築技術・意匠、技術者(大工)集団、村落の歴史、祭事、宗教施設に関わる大工などについて総合的に明らかにすることを調査・研究の目的とした。建築技術、意匠、技術者については多くの新成果をあげることができた。具体的には柱や梁などに残っている寄進銘から、各村落における寄進体系の一端が明らかとなった。また、平面構成、架構形式、母屋桁構成についてそれぞれの編年指標を策定し、伽藍構成の変遷過程を4期に区分することを提案した。しかし、現地の政治・社会状況から、伝統的村落に残る宗教施設と土着技術の調査・研究を実施するのは極めて困難であった。祭事や村の歴史の詳細については、調査が制限されることが多く、今後もさらに調査・研究を続ける必要性がある。本研究は、ベトナム建築史、仏教史、村落文化史の再構築を目指して開始された。この調査によって得られた成果はベトナム測によっても様々な分野において発表されるが、国内各分野の研究者の研究資料として活用されることを望むと同時に、今後もこの分野の研究を継続してゆきたいと考えている。平成11年度の構築・考古班の活動は、ベトナム社会科学院、考古学院の協力を得て、宗教建築に関するデータ収集を行った。データは、一つはベトナムで発表された既存データ、考古学資料などの活字化データで、もう一つはベトナムの仏教寺院(チュア)、村落集会所(ディン)など木造建築遺構の実地収集した資料である。その資料は平面図、断面図、断面詳細図、拓本などである。とくに考古学院の配慮で撮影許可の下りた貴重な写真などを多数撮影し、フォトCD化してベトナム側と共有した。2)宗教儀礼調査班では、(1)各種仏像、聖像の配置。(2)祭事の動線計画とゾーンニング調査を行ったが、宗教施設での聞き込みが制限されたため、次年度は異なった方法を検討することとした。祭礼時に調査をおこなうことにした。3)歴史・碑文調査班:建築班と考古学院の担当者が協力して、約200基の碑文調査、121基の拓本、45基の書き写しを行った。村落内の公文書を検索し、土地所有などに関わるリストの複写を行ったが、一部では調査制限を受けた。想像以上の資料の収集ができたが、初年度は建築、歴史資料の収集に専念し、次年度に展開を考えることになった。平成12年度の建築・考古班の活動は、ベトナム社会科学院、考古学院の協力を得て、宗教建築・村落構成に関するデータ収集を行った。データの一つはベトナムで発表された既存データ、考古学資料などの活字化データで、もう一つはベトナムの仏教寺院(チュア)、村落集会所(ディン)など木造建築遺構について実地で収集した資料である。

その資料は平面図、断面図、断面詳細図、拓本などである。とくに考古学院の配慮で撮影許可の下りた写真などを多数撮影し、フォトCD化してベトナム側と共有した。2)宗教儀礼調査班では、(1)各種仏像、聖像の配置。(2)祭事の動線計画とゾーンニング調査を行った。3)歴史・碑文調査班:建築班と考古学院の担当者が協力して、約150基の碑文調査、70基の拓本、32基の書き写しを行った。村落内の公文書を検索し、土地所有などに関わるリストの複写を行ったが、一部では調査制限を受けた。想像以上の資料の収集ができたが、最終年度も建築、歴史資料の収集を行い、最終年度の総括を考えることとする。平成13年度の建築・考古班の活動は、ベトナム社会科学院、考古学院の協力を得て、宗教建築に関するデータ収集を行った。データは、一つはベトナムで発表された既存データ、考古学資料などの活字化データで、もう一つはベトナムの仏教寺院(チュア)、村落集会所(ディン)など木造建築遺構の実地収集した資料である。1)建築班では、平面図、断面図、断面詳細図、拓本などを作製した。とくに考古学院の配慮で撮影許可の下りた貴重な写真・資料などを多数撮影し、フォトCD化してベトナム側と共有した。(2)祭事の動線計画とゾーンニング調査を行ったが、宗教施設での聞き込みが制限されたため、本年度はベトナム側協力者のみで聞き取りを実施した。この調査は祭礼時に調査をおこなった。3)歴史・碑文調査班:建築班と考古学院の担当者が協力して、約200基の碑文調査、121基の拓本、45基の書き写しを行った。この3年間で想像以上の資料の収集ができたが、建築、歴史資料の収集に限定され、民俗学的な資料については制約された面があった。
スペクトル干渉電子ホログラフィー法による分子内電荷分布の超高速ダイナミクス追跡

レーザーアシステッド電子散乱(LAES)過程における散乱電子のエネルギー・角度分布に現れるスペクトル干渉から分子内電荷分布を導き出すための電荷分布回復アルゴリズムを構築した。また、高感度LAES観測装置を開発するとともに、中空ファイバー圧縮法を用いてパルス幅9 fsの超短レーザーパルスを発生した。さらに、広帯域超短レーザーパルスによって誘起されるLAES信号を計算するプログラムを開発し、LAES信号のスペクトル干渉が実際に観測可能であることを示した。単一サイクルTHz波を用いた新たな超高速電子回折法を考案し、数値シミュレーションよってその有用性を示した。(1)LASIEH法の理論的基盤の構築:LAES過程の散乱波が時間的に干渉する状況下での理論的定式化を進め、LAES過程における散乱電子のエネルギー分布と角度分布から分子内電荷を導き出すための電荷分布回復アルゴリズムの理論基盤の整備を行った。さらに、一次元水素モデルを用いて、数値シミュレーションを行い、構築した電荷分布回復アルゴリズムが有効に機能することを検証した。(2)飛行時間型角度分解電子エネルギー分析器を備えたLAES観測装置の開発:現在開発中の飛行時間型角度分解電子エネルギー分析器を備えたLAES観測装置を用いて、Xeを試料とした弾性散乱信号の観測に成功した。また、得られた弾性散乱信号をもとに分析器の各種電圧値・電流値の調整を行った。散乱電子のエネルギー幅の入射電子パルス強度依存性の測定から約0.4 eV(散乱角3度)のエネルギー分解能が達成されていることが確認された。散乱電子の信号強度から、本装置の信号検出効率は、従来のトロイダル型LAES観測装置の約40倍程度であることが確認された。(1)高感度レーザーアシステッド電子散乱観測装置の開発角度分解飛行時間型電子分析器を用いることによって、検出効率が大幅に向上したレーザーアシステッド電子散乱観測装置を開発した。キセノン原子を試料とした弾性電子散乱観測実験によって、本装置の検出効率が従来の装置の50倍程度であることが確認された。この検出効率は設計時の予測値と一致しており、本装置が想定通りの性能を満たしていることが確認された。(2)角度分解飛行時間型電子分析器のエネルギー分解能の向上電子軌道の数値シミュレーションを行い、高いエネルギー分解能を達成するための諸条件を精査した結果、既設の角度分解飛行時間型電子分析器でも十分高いエネルギー分解能が得られる可能性があることが判明した。ヘリウム原子を試料として非弾性電子散乱実験を行った結果、少なくとも70 meVのエネルギー分解能が達成されていることが分かった。この成果は、本研究の目的を達成するために電子分析器の大幅な改修が必要ではないことを示す大きな進展である。さらに、この成果はフェムト秒レーザーパルスによるレーザーアシステッド非弾性電子散乱過程の観測も実現可能であることを示しており、今後の新たな研究展開へとつながると考えられる。(3)高速パルスバルブの開発ピエゾスタック型モジュールを用いた高速ピエゾバルブを設計・試作した。試作したパルスバルブの動作確認実験を繰り返し行ったところ、バルブの長期安定性には改善が必要であるものの、10 μs程度の極めて短い開口時間を繰り返し周波数5 kHzで達成することが可能であることが示された。既設の角度分解飛行時間型電子分析器を用いても100 meVを切るエネルギー分解能が得られたことは、本研究計画を遂行する上で極めて大きな進展である。今後、電子銃の光電陰極の膜厚を変化させることによって、電子線パルスの更なる単色化が実現されれば、当初計画を上回る成果も期待できると考えられる。(1)レーザーアシステッド電子散乱観測装置の高精度校正レーザーアシステッド電子散乱における干渉構造を定量的に解析するためには、観測装置の高精度なエネルギー校正と散乱角度校正が必要である。本研究では、電子分析器にマスクパターンを設置して、弾性散乱電子や非弾性散乱電子を検出することにより、電子分析器の微調整を行うとともに、分析器の校正を実施した。その結果、エネルギーシフト量として±5 eVに渡る領域で散乱電子を高精度で検出できることが確認された。中空ファイバー圧縮法を用いた数サイクルレーザーパルス発生装置を開発した。中空ファイバー中に導入するアルゴンガスの圧力や入射レーザー光強度、チャープミラーによる反射回数の最適化を行うことによって、パルス幅9.1 fsの超短レーザーパルスの発生に成功した。広帯域超短レーザーパルスによって誘起されるレーザーアシステッド電子散乱信号を計算するプログラムを開発した。このプログラムでは、分子ビーム・電子ビーム・レーザービームの時空間的な重なりに由来する平均化が考慮されており、実際の実験結果を定量的に議論することが可能となる。項目(2)で発生させたパルス幅9.1 fsの超短レーザーパルスによるレーザーアシステッド電子散乱信号を計算したところ、散乱電子のエネルギー分布にレーザーパルスの電場波形に由来する干渉パターンが現れることが確認され、本研究課題の目標である「レーザーアシステッド散乱電子によるスペクトル干渉」の観測が実際に可能であることが示された。

LAESIEH法の理論的基盤の整備は順調に進んでおり、実際に一次元原子モデルによる数値シミュレーションから、電荷分布回復アルゴリズムによって時間依存電荷分布関数が回復できることを示したことは、本研究課題において極めて重要な成果の一つである。また、LAESIEH法実現のためのLAES観測装置の開発も順調に進行しており、開発した装置の検出効率が従来よりも約40倍向上したことが、実際の弾性散乱信号の測定によって検証されたことは、LAESIEH法実現のための大きな前進と言える。一方、開発した装置の現在のエネルギー分解能は0.4 eVであり、鮮明な干渉パターンを測定するためには大幅なエネルギー分解能の向上が必要である。平成28年度は、電子線パルスの更なる単色化を進めるとともに、中空ファイバー圧縮法を用いた数サイクルレーザーパルス発生装置を開発し、パルス幅10 fsを切る数サイクルレーザーパルスを発生させる。生成した数サイクスレーザーパルスを用いてレーザーアシステッド弾性電子散乱過程を誘起し、散乱電子信号を高いエネルギー分解能で測定する。数サイクスレーザーパルスの電場波形と散乱電子のエネルギー角度分布の関係を詳細に解析し、レーザーパルスの時間コヒーレンスが散乱電子に転写されることを示す。28年度が最終年度であるため、記入しない。物理化学LAESIEH法の理論的研究はこれまでと同様に堅実に進めていく。実験装置開発も順調に進んでいるが、(1)散乱点での試料密度の向上、および、(2)装置のエネルギー分解能の向上、の二点が今後の重要課題になると考えられる。課題(1)については、高速パルスバルブを新たに開発することによって対処する。課題(2)については、実験装置の各種設定条件の調整を行うことによって更なるエネルギー分解能の向上を目指すとともに、電子銃の光電陰極材料を変えることによって入射電子線パルス自体の単色性を高めていく予定である。当初の計画では、電子銃の光電陰極面を製作するために、真空蒸着装置や膜厚計を開発する予定であった。しかし、膜厚を指定した陰極面の製作を外注した方が安価で、信頼性が高いことが判明し、真空蒸着装置や膜厚計の開発を取りやめ、陰極面の製作を外注することとなった。そのため、今年度は当初の予定よりも使用金額が少なくなった。平成26年度は、理論研究の割合が比較的高かったため、物品費に使用した金額が、当初の計画よりも454千円程度少なかった。平成28年度の研究費は、主に物品費として数サイクルレーザーパルス発生装置の開発や光学部品等の購入に使用する予定である。また、学会発表のための参加登録費や旅費としても使用する予定である。平成27年度は実験研究が重点的に行われるため、主にLAES観測装置の開発と改良のために、多くの物品費が必要になる。
一分子計測法による蛋白質の折り畳み運動の観測

本研究では、新しい一分子観察法を提案し、実際の蛋白質を対象に手法の有用性を示した。この手法では、蛍光色素でラベルした蛋白質を、レーザー照射したキャピラリーにー分子ごとに流し、分子が発する蛍光を輝線として検出する。この手法を使い、シトクロムcが折り畳み転移する様子の観察を行った。得られた-分子の蛍光強度の頻度分布には、中間状態と変性状態に対応する二つのピークが見られた。さらに、時系列データの自己相関関数を計算したところ、中間状態はミリ秒以内に減衰を示した一方で、変性状態の減衰は15ミリ秒程度だった。この結果は、変性蛋白質の運動が、従来考えられていたよりも遅いことを示唆する(発表論文1)。新しい装置開発として、二重のキャピラリーを持つ「鞘流セル」を制作した。このセルでは、蛋白質資料の位置を流路の中心部のみに制限することで、データのS/N比の向上と試料の吸着を減らした観測が可能になった。さらに、溶液混合を用いた非平衡状態での観測が可能となった。このセルを用いることで、変性状態からpHジャンプを起こした後のシトクロムcの運動について、予備的な観測を行った。アポミオグロビンの折り畳み過程について、時間分解赤外吸収観測を行った。蛋白質のアミドI領域を観察することで、さまざまな二次構造要素の分別が可能である。特に、疎水的環境に埋もれたヘリックス構造と、水に接触した水和ヘリックスの区別が可能である。折り畳み開始直後から水和したヘリックスの含量が大きく増え、折り畳みの律速段階で量を減らした。アポミオグロビンが水を巻き込んだ形で折り畳み中間体を作り、その水が脱水和することで折り畳み構造が作られることを示している(発表論文2)。本研究では、フローセルと蛍光測定装置を組み合わせた新しい一分子観測技術により、蛋白質の折り畳み過程を研究する方法論を確立し、シトクロムcと一本鎖モネリンについて一分子レベルでの折り畳みダイナミクスを理解することを目標とした。今年度は以下の成果を得た。1、一分子観測用のさや流セルの製作:これまで使用してきたフローセルは、試料の流速が分子ごとに異なることや、ぼやけた背景光を拾うなどの欠点を持っていた。そのため、観測セルの内側に、さらに細いキャピラリーを導入したさや流セルを製作した。このセルでは、試料溶液を観測セルの中心部にのみ一定速度で流すことが可能である。2、一分子観察用の反射光学系の製作:我々の手法で一分子を観察する場合、顕微レンズは焦点深度が浅いために背景光を拾いやすく、拡大倍率が高すぎるために、長時間の観察ができないなどの欠点を持っていた。そこで、光の集光効率は顕微レンズ並みに大きいものの、拡大倍率はカメラレンズと変わらない光学系を設計/製作した。3、シトクロムcの変性状態のダイナミクス:シトクロムcの変性状態について得られる一分子ダイナミクスの解析を続け、二つの変性状態の中で、片方の状態の運動の相関時間が、他の変性状態に比べて長いことを見出した。また、この手法で得られたデータが、一分子の蛍光に由来することを証明するデータを集めた。これらの過程で、マ分子実験やデータ解析の方法について、全面的な検討を行った。4、一本鎖モネリンの折り畳み過程の一分子観測:一本鎖モネリンに蛍光色素をラベルし、一分子レベルでの蛍光観測を行った。一分子から得られる蛍光データから、変性状態、あるいは、折り畳み状態にとどまる分子が多くある中で、中間状態と変性状態の間を頻繁に行き来する分子が存在することを見出した。
音声理解手法の高度化に関する研究

1.連続音声認識システムの構築においては後続単語の予測を正しく行って、候補単語の数を限定することが重要である。そこで述語及び名詞句の種々の汎用的な予測方法を検討し、種々の実験を行ってその効果を検証し、語彙の増大に備えた。そのために、まず単語の意味辞書などを改良し、前向き予測(文頭から文末に向って単語を予測しながら認識してゆく方法)でも述語のみならず名詞句の予測をも可能にした。後向き予測(文末の述語から文頭に向って単語を予測しながら認識してゆく方法)では、前向き予測では出来ない一部の複文においても予測能力を働かせることができることを指摘した。2.利用者とシステムが交わした一連の対話を文脈情報として利用する音声対話システムの開発を目標として、本年度は利用者とシステムの各々の発話を1つの単位と考え、対話の構造を拡張文脈自由文法で記述し、構文解析と同様のパーザを用いて対話の構造を解析した。また、音声認識部の性能を改善するため、隠れマルコフモデル(HMM)を用いた音韻認識部を開発した。HMMの構造、状態遷移率、出力確率は、話者に依存しない形にしておき、べクトル量子化の符号帳のみを話者に適応させる種々の方式を検討し、良好な結果を得た。3.音節単位のHMMに基づく日本語連続音声理解システムを構築した。昨年度に行ったフレーム同期型文脈自由文法の構文解析アルゴリズムを用いた連続音声のシミュレーション実験システムの音韻認識部を、HMMによる音節認識部に置き換えたものである。語彙数521語の「UNIX」タスクに適用し、話者適応化後で約80%の文認識率が得られた。また、タスクの複雑性の尺度として音韻認識率とPerplexity、文長、文認識率の相互関連を調べ音韻単位のエントロピーと文平均長の2パラメータを用いることにより、タスク困難度等価曲線が描けることを示した。
亜鉛シグナルによるマスト細胞サイトカイン産生機構の解明

申請者は以前の研究において、マスト細胞で抗原刺激依存的に細胞内亜鉛濃度が上昇する現象を発見し、亜鉛ウエーブと名前を付けた。本研究では、膜電位依存性カルシウムチャネル阻害剤が亜鉛ウエーブを抑制している事を見つけ出し、タンパク質のノックダウンでも同様の結果が確認された。さらに、この亜鉛ウエーブの抑制によりサイトカイン産生に関わるシグナル伝達が抑制されていることを明らかにした。申請者は以前の研究において、細胞内亜鉛濃度変化が抗原刺激依存的に数分の単位で起こる"亜鉛ウエーブ"という現象を見いだした。本研究では引き続き、亜鉛ウエーブを引き起こすより詳細な分子メカニズムの解明を試みた。申請者は、亜鉛ウエーブの発生に関与している分子の同定を第一に行った。可能性のある候補として、亜鉛トランスポーターと亜鉛透過性チャネルが考えられ、複数の亜鉛トランスポーターを検討した結果、亜鉛ウエーブにおける関与は認められなかった。つぎに亜鉛透過性のチャネルを阻害剤を用いて検討した結果、亜鉛ウエーブの抑制を確認した。このチャネルをsiRNAを用いてノックダウンしたが、ノックダウン効率が低く、効果が確認できなかった。次にこのチャネルの局在を共焦点レーザー顕微鏡、FACS、スクロース密度勾配分画を用いて検討した結果、細胞膜よりも細胞内で優位に発現していることが示され、亜鉛ウエーブが細胞内から発生することと一致した。さらにマスト細胞の活性化に対するこのチャネルの阻害剤の効果を検討したところ、脱顆粒反応は抑制せず、サイトカイン制御を抑制することが示された。この結果と一致して、この阻害剤はマウスにおける実験的な接触性過敏症を抑制することを確認した。また、この阻害剤がサイトカイン産生のどのステップを抑制しているかを検討した結果、転写の鍵となるNF-kBの核移行をよくしていることが明らかになった。これらの結果から、本研究では、亜鉛ウエーブが亜鉛透過性チャネルを介して発生して、サイトカイン産生のシグナル伝達を正に制御していることを明らかにした。申請者は細胞内亜鉛濃度変化が抗原刺激依存的に数分の単位で起こる"亜鉛ウエーブ"という現象を見いだした。申請者は、第一に亜鉛ウエーブの発生に関与している分子の同定を行った。亜鉛の輸送には亜鉛トランスポーターと亜鉛透過性チャネルが関与していることから、まず複数の亜鉛トランスポーターの欠損マウス由来マスト細胞で亜鉛ウエーブを検討したが、関与は認められなかった。しかしながら、亜鉛透過性チャネル阻害剤を用いた結果、亜鉛ウエーブが抑制抑制され、このことはshRNAによるタンパク質発現低下で亜鉛ウエーブが抑制されることから、亜鉛透過型チャネルが亜鉛ウエーブの発生に関わっていることを明らかにした。次にこのチャネルの局在を共焦点レーザー顕微鏡、FACS、スクロース密度勾配分画を用いて検討した結果、細胞膜よりも細胞内で優位に発現していることが示され、亜鉛ウエーブが細胞内から発生することと一致することを確かめた。さらに亜鉛ウエーブの生理的意義を検討するため、亜鉛ウエーブとマスト細胞の活性化を検討した。その結果、マスト細胞の脱顆粒反応ではなく、サイトカイン制御に関与していることが、培養マスト細胞およびマウスの接触性過敏症の実験より明らかになった。サイトカイン産生抑制の分子機構を検討した結果、転写の鍵となるNF-kBの核移行を抑制していることが明らかになった。本研究で得られた知見は、マスト細胞のサイトカイン産生について亜鉛シグナルの視点で解析する点で有意義な結果であると思われる。
2次元超イオン導電体の伝導面の不規則性とフラクタル構造の研究

1.全試料の発光の減衰曲線は指数関数で表せず、べき数αで特長付く拡張指数関数で表せた。この際、1つの試料の発光の減衰曲線は1組のパラメーター(2つの寿命と1つのα)を用いて再現できた。即ち、発光は2成分有り、共に濃度xで決まる構造の伝導面から摂動を受けている事が分かった。2. αの値は、混合陽イオン(MA)効果を示す系(Na/K、Na/Ag)では濃度xに依存し、伝導度最小濃度で最小値(0.68)を取った。この値はパーコレーション理論から期待される値で、伝導面の構造が特別なイオン配置(フラクタル構造)を取る為と考えられる。MA効果を示さない系(Na/Tl)では濃度依存性が無く、Na、K、Tl β-アルミナと同じ値(0.83)と成った。更に、Liを含む時、αの値は0.72の一定値に成った。これは、小さいイオン半径のLiがスピネルブロック寄りに位置している事を反映している為と考えられる。以上、αの値に伝導面のイオン配置が反映していると結論できる。3.発光の遅い成分の電子-格子相互作用の大きさが、混合陽イオン効果を示す系(Na/KとNa/Ag)では、伝導度最小濃度時で最大になった。4. Na/Agで、伝導度最小濃度で、発光の均一幅が最も狭くなり、全ての試料での線形と成ったその温度依存性の傾きは最大になった。5. 3、4の実験結果は、伝導面の構造に何らかの規則性がもたらされた為で2の議論をサポートしている。6. Na/Agの準弾性光散乱測定を行い、種類の活性化エネルギーがある事を見い出した。主要設備であるマルチチャンネル光検出器を分光器に組み込み、時間分解蛍光測定系を組み上げ、種々の伝導イオンを含むβ-アルミナの不純物Crイオンからの発光の測定を行い、以下の成果を得ている。I.Na_<1-X>Ag_Xβ-アルミナの時間分解スペクトルの詳細を測定し、次の結果を得た。(1)Na_<0.7>Ag_<0.3>β-アルミナの発光の減衰は拡張指数関数で表せることを見いだした。更に、それを特徴付けるべき定数がガラス転移点近傍のガラスの比熱の温度変化を特徴付けるものと等しくなった。(2)Na_<1-X>Ag_Xβ-アルミナの減衰時間の異なる2種類の発光の内、遅い発光がフォノンサイドバンドを伴っている事を確かめた。更に、純電子遷移のバンドと1フォノンサイドバンドの強度比(電子格子組互作用の大きさ)はX=0.3で最大になった。(3)Na_<1-X>Ag_Xβ-アルミナの共鳴発光で得られた15kでの発光の均一幅はX=0.3の時最も狭くなった。(4)以上(1)、(2)、(3)の結果は、少なくともNa_<0.7>Ag_<0.3>β-アルミナの伝導面の構造が、不規則系でありながら特別な規則性を持ったものと考えると理解でき、今後フラクタル構造との関連で議論できる事を確かめた。(第9回固体イオニクス国際会議発表予定)II.Na_<1-X>Ag_Xβ-アルミナのイオン伝導機構を伝導面の不規則性と関係づけて調べるために、準弾性光散乱スペクトルを測定し、この系では微視的に見ると温度領域で異なる2種類の活性化エネルギーがあることが分かった。(東北大学科学計測研究所報告発表予定)III.Na_<1-X>Li_Xβ-アルミナの時間分解スペクトルを測定し、Liを含むβ-アルミナ中のCrの発光は1つの拡張指数関数的減衰を示す事を見いだした。

現在、伝導面の不規則性と関係づけて解析を行っている。1.全ての試料の発光の減衰曲線は指数関数で記述できず、拡張指数関数を使って表せた。この際、1つの試料の全ての発光バンドの減衰曲線は、1組のパラメーター(2つの寿命と拡張指数関数を特長付ける1つのべき数α)で記述できた。即ち、β-アルミナ中のCrイオンの発光には2成分有り、両者とも濃度xで決まる構造の伝導面から摂動を受けた発光と解釈できた。2.αの値は、混合陽イオン効果を示すNa/KやNa/T1では濃度xに依存していて、伝導度最小濃度で最小値(0.68)を取った。この値はパーコレーション理論から期待される値で、伝導度最小濃度xでは、伝導面の構造がパーコレーション理論で期待できるイオン配置(恐らくフラクタル構造)を取るものと考えられる。一方、混合陽イオン効果を示さない、Na/T1では濃度依存性を示さず、Na、K、T1β-アルミナと同じ値(0.83)であった。更に、Liを含む試料では全て同じ0.72という値で、Naβ-アルミナより小さい値を示した。これは、小さいイオン半径のLiイオンが伝導面の中心よりスピネルブロックに寄っている為と考えられる。以上から、αの値には伝導面のイオン配置が反映しているものと結論できた。3.混合陽イオン効果を示すNa/AgやNa/Kでは、遅い発光成分の電子-格子相互作用の大きさが、伝導度最小濃度で最大になった。これは、伝導面に何らかの規則性が導入された事を示唆し、上述2の議論をサポートしている。
戦後期日本のサークル運動と文学についての基礎的研究

単著『1950年代「記録」の時代』を中心として、戦後期のサークル運動、記録の運動が連関しつつ、これまでにあまり顧みられなかったような文学や映画などの作品に結実していったことを明らかにできた。戦後文学、サークル運動、記録の運動のそれぞれについて、当時の関係者の証言をとり、中心的な雑誌の総目次などを整備しつつ、その果たした役割についての検証をすることができた。戦後期の日本で広く普及していたサークル運動の実態を明らかにするため、各地で聞き取り調査を行いつつ、資料収集に努めた。花田の理論的研究として花田の生存中の協働者であった武井昭夫氏へのインタビューを共同で行い、花田清輝も「サークル運動」に強い興味を示し、雑誌において可能な限りその「動向」を見守り続けていたという証言を得ることによって、花田清輝の理論的研究がよりアクチュアルな問題として再検討されるべき課題であることがわかった。また、サークル運動において中心的なジャンルであり、しばしば共同的な形で制作された詩やルポルタージュなどの文学について、同時代の前衛的な文学・芸術運動や政治運動との関連の中で、新しい読みかえ・位置づけを行う作業の中で、次のような発表を行った。研究代表者・鳥羽耕史は、これまでに共同で行ってきたサークルに関する研究会について、「合同研究会の経緯と成果」で報告し、聞き取りの成果を「証言と資料・文学雑誌『人民文学』の時代ー元発行責任者・柴崎公三郎氏へのインタビュー」や『戦後日本スタディーズ(1)』所収の無着成恭インタビューとして発表した。サークルと記録の問題については、「1950年代の「記録」ーダムと基地の問題を中心にー」や『戦後日本スタディーズ(1)』所収の「サークル詩・記録・アヴァンギャルド」、『文藝別冊開高健』所収の「紙と真実開高健の知的探求について」で考察し、芸術運動との関わりについては「Pavlov, Marx, and Surrealism」や『『綜合文化』解説・総目次・索引』、『石川淳と戦後日本』所収の「石川淳と演劇」において考察した。研究分担者・菅本康之は、花田清輝の側からの理論的側面の考察として、「花田清輝の弁証法から<文化政治学>の読解へ」の報告を行った。また、研究成果発表のためのホームページの準備もはじめたところである。前年度に続き、戦後期の日本で広く普及していたサークル運動の実態を明らかにするため、各地で聞き取り調査を行いつつ、資料収集に努めた。北海道大学での版画サークルに関わっていた桂川良伸氏へのインタビューを共同で行い、イールズ事件60周年記念集会でも当事者の証言や分析を聞いた。研究代表者・鳥羽耕史は、「『綜合文化』と花田清輝の芸術運動」で芸術運動の中での同誌の意義について紹介し、サークル運動や戦後文学に関わる二著への書評を発表した。また、鳥羽が関わって復刻出版が開始された『人民文学』『文学の友』の後継誌である『生活と文学』の総目次を作成し、今世紀に入ってガリ版刷で刊行された『原爆詩集』と平和運動の意義について考察し、宮澤賢治と安部公房の関わりについても事典項目を執筆した。さらに、1950年代のサークル運動やルポルタージュの運動を「記録」をキーワードとして捉える『1950年代-「記録」の時代』を上梓した。研究分担者・菅本康之は、花田清輝の側からの理論的側面の考察として、「花田清輝編集長下の『新日本文学』」、および「花田清輝の『共同制作』論」の学会発表を行った。また、『コレクション・モダン都市文化第3期第58巻マルクス主義』において、モダン都市とマルクス主義に関わる理論的考察を行った。研究成果発表のためのホームページのドメインも取得し、『人民文学』と『生活と文学』の目次データ等を掲載する準備をはじめたところである。研究の総まとめを行う年度であるため、新しい資料の収集よりも、それらの分析・公開に重点を置く年度とした。研究代表者・鳥羽耕史は、これまでの東海地方でのサークル調査の成果を踏まえつつ、共著『杉浦明平を読む』で、杉浦明平に焦点をしぼった形でのまとめを行った。また、広島の『われらの詩』サークルを基盤とした峠三吉の問題を検閲との関わりにおいて調査し、「「原爆詩人」像の形成と検閲/編集」、ならびに「Formation of the "A-Bomb Poet" and Censorship/Editing」という学会報告を行った。<現在の会>でのルポルタージュの仕事に関わった池田龍雄氏へのインタビューをまとめた「まず「現場」があった」も発表した。

さらに、全国のサークルの詩をまとめた二つの詩集を比較しつつ、いわゆる「へたくそ詩」の文学的意義を考える仕事として、「「へたくそ詩」から考える文学の公共圏」という学会報告、および「「へたくそ詩」再評価のために」という論文を発表した。その他にも、戦後の文学・文化の考察や紹介の仕事として、「国際安部公房ワークショップ報告」という雑誌記事で立命館大学で行われたワークショップの紹介をし、「早稲田の安部公房」という雑誌記事で早稲田大学での安部の講演の録音資料を紹介した。また、「ハイブリッドとしての『蟹工船』」という独立プロ映画と文学についての研究報告、「ルポルタージュの器としての紙/布/フィルム」という戦後の幻灯などにおける記録についての研究報告を行い、『太宰治研究19』の分担執筆で「作家の像」についての考察を行った。研究分担者・菅本康之は、ホームページを整備し、『人民文学』と『生活と文学』の総目次の他、関連する論考の公開をはじめた。「花田清輝の弁証法」と「花田清輝の「共同制作論」」については既に論文化しており、帰国後に学会誌へ投稿する予定である。
洪水氾濫シミュレーションに基づく避難システムの開発とその応用に関する研究

本研究においては、二次元平面流れの解析に基づいて氾濫水の挙動をシミュレートし、流域内に避難経路、交差点および避難地からなる避難ネットワークを構成し、氾濫水のdynamicな挙動を考慮した避難のシミュレーション法を提示した。氾濫シミュレーションについては研究代表者らがこれまでに得てきた成果を応用しているが、氾濫解析から得られる時々刻々変化する水深等の情報をいかに避難のシミュレーションに組み込むかが避難行動をシミュレートする上で重要となる。ここでは、氾濫計算に用いた格子の中央を通る直線群から成る幹線避難ネットワークとして国道などの主要道路を選んで構成し、避難行動を避難地までの最短経路選択問題に定式化して避難行動をシミュレートした。その際、氾濫水深の規模、疲労および群集流動による歩行速度の低下を考慮した避難を考えている。避難住民は最初ネットワークの上にのみ位置するわけではないので、住民の存在位置をいくつかの住区に区分し、この住区内から最寄りのネットワーク上のノードへ出るまでの過程も考えている。任意地点に位置する住民と任意地点の避難地間の最短経路は、Warshall-Floyd法によって求めた。住区内から最寄りのノードまでの最短経路についても同様に求めた。以上のような氾濫計算を避難行動のシミュレーション手法をリンクした解析を下層のモデル流域を対象として行い、避難行動のシミュレーション手法の妥当性を検討した。その結果、本手法によってある程度実際に近い避難行動のシミュレーションが可能となることが判明した。ついで、本手法を京都盆地南部の巨椋流域に適用し、種々の避難条件のもとでの避難の難易も検討している。この手法をより実際的な避難行動をシミュレートできるものにするには、実際の災害に対するアンケート調査で得られた成果等を取り入れた解析を行う必要がある。
具体と抽象の往還の具現化を図る聴覚障害児のための算数・数学の授業過程の解明

本研究の成果として、私たちが提案する授業過程は、学びを創る責任を子どもに委ねるものである。それは、子どもが主体的に学びに向かい,対話を通して算数数学を再発明する問題解決の過程であるという授業観を要請する。この授業観を採用することにより、新たな算数数学の授業過程の解明が迫られた。具体と抽象の往還という視点は、従来の授業過程に埋もれがちであった算数数学特有の一般化・体系化の過程を掘り起こし、一般化・体系化の過程を算数数学の学びの本質に迫る過程として価値づけた。教室における談話という視点は、教材の目標や内容、活動の質を顕在化し,探究的談話を構成するための教材開発の必要性と重要性を明らかにした。具体と抽象の往還の具現化を図る聴覚障害児のための算数・数学の授業過程を解明するために本研究では,次の3つの下位目標を掲げて,3年間の行動目標とする;目標(1)聴覚障害児の思考における具体と抽象の往還に伴う困難性の同定と特性の分析,目標(2)具体と抽象の往還の具現化を図るために,手話や数学的表現など聴覚障害児にとって思考の道具となる,反復性や持続性ある言語を媒介とする活動の同定と特性の分析,目標(3)聴覚障害児特有の言語活動を生かした聴覚障害児のための算数・数学の授業過程と教師の役割の同定と特性の分析。初年度である平成26年度は,上述した目標(1)について,課題解決をすすめてきた。聴覚に障害のある子どもの学級では,音以外の他のモノを媒介とした「聞き合う」というやりとりを通して,子どもたちが授業に参加し,学習をすすめている。子どもにおける具体と抽象の往還は直接目に見えない。この目に見えない往還は,授業における談話を構成する発話に映し出されることを検討の前提にして,教室における談話に着目し,具体と抽象の往還をとつかまえ,困難性の同定と特性の分析を行ってきた。検討の過程で明らかにされてきたことは,子どもにおける探究的言語使用場面において,子どもにおける発話を教師や他の子どもたちが受け止めることが難しいこと,特に具体と抽象との対応が難しく,それに向けて具体と具体との対応や,具体と半具体との対応を明らかにした聞き合いが必要だと考えられた。具体と抽象の往還に伴う困難性は,個人の思考における問題というよりも,社会的,文化的な問題として考えることが必要かつ重要であり,教室における談話に着目し,具体と抽象の往還の具現化を図る聴覚障害児のための算数・数学の授業過程の解明を試みることとする。具体と抽象の往還の具現化を図る聴覚障害児のための算数・数学の授業過程を解明するために,本研究では次の3つの下位目標を掲げて,3年間の行動目標とする;目標(1)聴覚障害児の思考における具体と抽象の往還に伴う困難性の同定と特性の分析,目標(2)具体と抽象の往還の具現化を図るために,手話や数学的表現など聴覚障害児にとって思考の道具となる,反復性や持続性ある言語を媒介とする活動の同定と特性の分析,目標(3)聴覚障害児特有の言語活動を生かした聴覚障害児のための算数・数学の授業過程と教師の役割の同定と特性の分析。2年次である平成27年度は,上述した目標(2)について,課題解決をすすめてきた。聴覚に障害のある子どもの学級では,音以外の他のモノを媒介とした「聞き合う」というやりとりを通して,子どもが授業に参加し,学習をすすめている。初年度である26年度には,具体と抽象の往還に伴う困難性として,子どもにおける発話を教師や他の子どもたちが受け止めることが難しいこと,特に具体と抽象との対応が難しく,それに向けて具体と具体との対応や,具体と半具体との対応を明らかにした聞き合いに課題があることが明らかになった。この課題を克服するために,平成27年度は,授業過程における手話や数学的表現など聴覚障害児にとって思考の道具となる,反復性や持続性ある言語を媒介とする活動の同定と特性の分析を行ってきた。検討の過程で明らかにされてきたことは,具体と抽象の往還の契機が授業過程における談話に生じている一方で,その往還が具現化し思考が深まる場合もあれば,具現化せず思考が深まらない場合があるということである。教師が具体と抽象の往還を具現化する支えの役割を果たすこと,指導原理として教師が意識化し授業をデザインすることが必要だと考えられた。3年間の行動目標は次の通りである;目標(1)聴覚障害児の思考における具体と抽象の往還に伴う困難性の同定と特性の分析,目標(2)具体と抽象の往還の具現化を図るために,手話や数学的表現など聴覚障害児にとって思考の道具となる,反復性や持続性ある言語を媒介とする活動の同定と特性の分析,目標(3)聴覚障害児特有の言語活動を生かした聴覚障害児のための算数・数学の授業過程と教師の役割の同定と特性の分析。2年次である平成27年度は,上述した目標(2)について,課題解決を図り,研究をすすめてきた。目標(2)の課題について解決を明らかにし,計画通り,平成28年度は,目標(3)の課題解決を行う。おおむね順調に進展している。具体と抽象の往還の具現化を図る聴覚障害児のための算数・数学の授業過程を解明するために本研究では,次の3つの下位目標を掲げて,3年間の行動目標とする;目標(1)聴覚障害児の思考における具体と抽象の往還に伴う困難性の同定と特性の分析,目標

(2)具体と抽象の往還の具現化を図るために,手話や数学的表現など聴覚障害児にとって思考の道具となる,反復性や持続性ある言語を媒介とする活動の同定と特性の分析,目標(3)聴覚障害児特有の言語活動を生かした聴覚障害児のための算数・数学の授業過程と教師の役割の同定と特性の分析。最終年である3年次は,上述した目標(3)について,課題解決をすすめてきた。2627年度の2年間の研究成果を踏まえて,聴覚障害児特有の言語活動を生かした聴覚障害児のための算数・数学の授業過程と教師の役割の同定と特性の分析を行った。その中で明らかにされてきたことは,具体と抽象の往還の契機が授業過程における談話に生じている一方で,その往還が具現化し思考が深まる場合もあれば,具体化せず思考が深まらない場合があることについて,聴覚障害児の数学的な説明活動に光を当てて,分析を行った。その中で明らかにされてきたことは,事柄の説明、方法の説明、理由の説明などそれぞれの数学的な説明活動の意義を聴覚障害児が理解できる教師の働きかけが必要であること,そして特に,聴覚障害児における理由の説明活動において具体と抽象の往還が具現化し思考が深まる言語活動を促進する教師の働きかけが必要であること,である。今後の課題は,聴覚障害児特有の言語活動を生かした聴覚障害児のための算数・数学の授業過程と教師の役割について,実践を踏まえた授業過程の研究を積み重ね,教師が意識化し授業をデザインする指導原理を明らかにすることである。本研究の成果として、私たちが提案する授業過程は、学びを創る責任を子どもに委ねるものである。それは、子どもが主体的に学びに向かい,対話を通して算数数学を再発明する問題解決の過程であるという授業観を要請する。この授業観を採用することにより、新たな算数数学の授業過程の解明が迫られた。具体と抽象の往還という視点は、従来の授業過程に埋もれがちであった算数数学特有の一般化・体系化の過程を掘り起こし、一般化・体系化の過程を算数数学の学びの本質に迫る過程として価値づけた。教室における談話という視点は、教材の目標や内容、活動の質を顕在化し,探究的談話を構成するための教材開発の必要性と重要性を明らかにした。3年間の行動目標は次の通りである;目標(1)聴覚障害児の思考における具体と抽象の往還に伴う困難性の同定と特性の分析,目標(2)具体と抽象の往還の具現化を図るために,手話や数学的表現など聴覚障害児にとって思考の道具となる,反復性や持続性ある言語を媒介とする活動の同定と特性の分析,目標(3)聴覚障害児特有の言語活動を生かした聴覚障害児のための算数・数学の授業過程と教師の役割の同定と特性の分析。初年度である平成26年度は,上述した目標(1)について,課題解決を図り,研究をすすめてきた。目標(2)の課題について解決を明らかにし,計画通り,平成27年度は,目標(3)の課題解決を行う。おおむね順調に進展している。27年度の研究を通して,教師が具体と抽象の往還を具現化する支えの役割を果たすこと,指導原理として教師が意識化し授業をデザインすることが必要だと考えられた。今後の研究の推進方策として,教室における談話に着目し,具体と抽象の往還の具現化を図る聴覚障害児のための算数・数学の授業過程の解明を試みることとする。科学教育26年度の研究を通して,具体と抽象の往還に伴う困難性は,個人の思考における問題というよりも,社会的,文化的な問題として考えることが必要かつ重要であることが明らかとなった。
品種別蚕液状絹ならびに絹糸の微細構造とその生合成機構のNMRによる研究

液状絹及び絹糸の構造ならびに絹の生合成機構の研究は、絹産業が我が国中心に発展してきたこともあり、研究の中心は、我が国にあり、これまで数多くの成果が蓄積されてきた。しかしながら、本課題において、研究手段として用いた核磁気共鳴NMR法は、絹に関して、極めて多くの分子レベルでの詳細な情報を与えると同時に、更に蚕の易動部分、例えば絹フィブロインを生きたままで、観測することができる等、従来の研究手段では考えられないような独創的な研究を可能にした。その結果、アメリカ化学会誌、日本蚕糸学会誌等に発表した多数の成果を挙げ、本課題の目的を達成することができた。以下に得られた成果の一部を記した。1.従来、家蚕絹の結晶構造として、構造既知のSilk【II】型と構造未知のSilk【I】型が報告されてきたが、【^(13)C】CP/MASNMR,コンホメーションエネルギー計算,X線回折等の結果を総合的に解析し、新らたにSilk【I】型構造モデルを、提案することができた。2.家蚕と野蚕(エリ蚕)絹の溶液構造を、多核種NMR法を用いて比較検討し、その違いが、特に、後者のアラニン連鎖の存在に起因していることを示し、ヘリックス-コイル転移に関する統計的取り扱いを基礎に、それらの構造特性を明らかにした。この知見をもとに、絹を酵素固定化材料として用い、絹が従来の酵素固定化料料に比較して、極めて優れていることを明らかにし、今後のバイオ材料への絹フィブロイン利用の基盤を確立した。3.【^(13)C】ラベル前駆体ならびに光合成により【^(13)C】ラベルした桑葉を用い、【^(13)C】NMR法により、生きた蚕について、直接、絹フィブロインが5令期に蚕体内で作られる様子を明らかにし、同時に、5令期初期の蚕の【^(31)P】NMRピークが、蚕の生理状態を反映することを明らかにし、それが最終の飼育成績の目安となることがわかった。
微小トンネル接合の2次元配列の電気伝導

微小トンネル接合の2次元配列の新しい作製法(SiNメンブレンステンシルマスクを蒸着マスクに用いる方法)において昨年度解決し得なかったマスク移動の再現性の問題は、蒸着時の温度上昇によるステージ等の歪みが主たる原因であると判断し、蒸着装置に3枚の反射板を取り付けた。その結果、最大7μm程度あった移動誤差を0.3μmにまで縮小することができ、接合サイズが不均一ながら約25%の歩留まりでアルミニウムの島電極(サイズ0.5μm四方)からなる微小トンネル接合列を作製できるようになった。また、サイズ0.3μm四方のマスクの作製に成功した。作製した試料の低温電気伝導測定により得られた主な成果は以下のとおりである。・磁場中の常伝導状態で温度の低下とともに電荷Kosterlitz-Thouless(KT)転移に特徴的なSRC型の抵抗上昇を観測した。これは、我々が以前観測したものよりも鮮明なものである。試料作成プロセス、測定システムが以前とまったく異なっているにもかかわらず観測できたことから、電荷KT転移の描像の証明となり得ると考えている。超伝導状態では活性化型であったが原因は不明である。また、SRC型の振る舞いは、室温部のノイズ環境の変化により容易に破壊され、活性化型の振る舞いとなることがわかった。これにより、KT転移的振る舞いは見えないと主張する他グループのデータを解釈することが可能である。・ゼロ磁場の超伝導状態から印加磁場を徐々に増加すると、抵抗の温度依存から見積もられるKT転移温度は約20mTの低磁場で速やかに低温に移動しその後徐々に増加して常伝導の値に近づく。これは、理論では予測されていない振る舞いであり、試料中の常伝導電子密度、クーパー対密度の差に関連していると思われる。1.微小トンネル接合の2次元配列の新しい作製法(窒化シリコンメンブレンのステンシルマスクを蒸着マスクとして用いる方法)のための、ステンシルマスク作製法をほぼ確立した。すなわち、(1)シリコンのウエットエッチング、窒化シリコンのドライエッチングの条件だしを行い、加工の再現性を確認した。(2)メンブレンマスクの応力の最適化を行った。ここで当初、いずれの応力においても、マスクが割れるという問題が生じた。これは、ドライエッチングに対する電子線レジストの耐性が弱く、薄い窒化シリコン膜しか加工できないことが原因であったが、各社の電子線レジストを比較テストすることで最適なレジストを選択し、厚い窒化シリコン膜の加工に成功した。(3)電子線リソグラフィーの露光、現像条件を最適化することで、一辺が0.5ミクロンの正方形の窓が間隔0.3ミクロンで格子状に配列したメンブレンマスクの作製に成功した。さらに、一辺が0.2ミクロン、間隔0.1ミクロンの窓を有するマスクの作製に着手した。2.メンブレンマスク用真空中高精度マニピュレータを蒸着装置に装着し、位置観察のための光学顕微鏡の設置・調整を行った。また、上記で作製した一辺が0.5ミクロンのステンシルマスクを用いて蒸着テストを行った。その結果、マスク移動時の位置制御の再現性に問題があることがわかった。現在、マスク固定材、固定方法の最適化により、この問題の解決を図っている。当初計画では、今年度前半に試料作製法を確立する予定であったが、1に述べたマスク加工の条件だしや蒸着装置の調整(再加工)に予想以上に手間取ったため、未だ試料の測定には至っていない。しかしながら、1、2ともに現在は順調に進んでいるため、来年度前半には、最初の試料の測定が行えるのではないかと考えている。
半導体多重接合による電流ショットノイズの抑制

ショットノイズは電子素子における主要なノイズの一つであり,その抑制は実用上重要な意味を持つ.最近では,多数のトンネル障壁を介した場合ショットノイズが抑制される可能性が指摘され,理論的にトンネル障壁をN個多重に直列接続した系を流れる電流のもつショットノイズがフルショットノイズレベルの1/Nに抑圧されることが提案されている.我々は,最初にこの抑制機構の詳細を調べるために,多数のトンネル障壁を含む試料を分子線エピタキシ装置等を用いて作製した.それを半導体発光素子に直列に接続し,低電流駆動させて発生したサブポアソン光のスクイージング量を利用して評価を行った結果,以下に示すようなことを明かにした.1)トンネル素子の微分抵抗値が発光素子のそれよりも20倍以上大きいときバリア障壁数N=5ではショットノイズの1/5,N=10ではショットノイズの1/10になることを示した.これは,ランジュバン方程式により求めたスクイージング量の解析解とほぼ一致することがわかった.2)トンネル素子の微分抵抗値が発光素子のそれよりも1-5倍程度のとき上記と同様にバリア障壁数の逆数に相当する分のショットノイズの抑制が期待されたが,実験結果はそこまで抑制されなかった.一つの原因として,この条件ではバリア障壁に電圧がかかりにくく,抑制機構が抑圧されたことが挙げられる.これはバリア障壁においてバックワードポンプの影響が現れたためと考えられる.以上より,トンネル障壁に十分な電圧がかかる条件のもとでは,N個多重接合したトンネル障壁を介した電流ショットノイズは,1/N倍に抑制できることを実験的に明らかにした.これは,今後の半導体接合を設計する際に有益となるであろう.ショットノイズは電子素子における主要なノイズの一つであり,その抑制は実用上重要な意味を持つ.最近では,多数のトンネル障壁を介した場合ショットノイズが抑制される可能性が指摘され,理論的にトンネル障壁をN個多重に直列接続した系を流れる電流のもつショットノイズがフルショットノイズレベルの1/Nに抑圧されることが提案されている.我々は,最初にこの抑制機構の詳細を調べるために,多数のトンネル障壁を含む試料を分子線エピタキシ装置等を用いて作製した.それを半導体発光素子に直列に接続し,低電流駆動させて発生したサブポアソン光のスクイージング量を利用して評価を行った結果,以下に示すようなことを明かにした.1)トンネル素子の微分抵抗値が発光素子のそれよりも20倍以上大きいときバリア障壁数N=5ではショットノイズの1/5,N=10ではショットノイズの1/10になることを示した.これは,ランジュバン方程式により求めたスクイージング量の解析解とほぼ一致することがわかった.2)トンネル素子の微分抵抗値が発光素子のそれよりも1-5倍程度のとき上記と同様にバリア障壁数の逆数に相当する分のショットノイズの抑制が期待されたが,実験結果はそこまで抑制されなかった.一つの原因として,この条件ではバリア障壁に電圧がかかりにくく,抑制機構が抑圧されたことが挙げられる.これはバリア障壁においてバックワードポンプの影響が現れたためと考えられる.以上より,トンネル障壁に十分な電圧がかかる条件のもとでは,N個多重接合したトンネル障壁を介した電流ショットノイズは,1/N倍に抑制できることを実験的に明らかにした.これは,今後の半導体接合を設計する際に有益となるであろう.本年度は多重半導体接合による電流ショット雑音抑制に関し,次の2点を中心に研究を進めた.1)多重トンネル接合における電流ショット雑音の抑制:本年度はまず電流雑音測定系の構築を行った.同一の回路構成で伝達関数(S行列)および雑音測定を行うことにより,被測定素子のインピーダンスが周波数に依存する場合にも正しく電流雑音源のノイズスペクトルを得る系を構築し,Siショトッキーダイオードを用いてフルショット雑音が精度良く測定できることを確認した.また,GaAs/AlGaAs系多重トンネル接合素子を分子線エピタキシ法により作製し,室温でショット雑音の抑制を確認した.またこの素子に置いて低周波域(10MHz)で過剰な雑音が発生したが,プロセス方法を変更しオーミック接合の質を向上させることで,この過剰な雑音発生は大幅に低減できることを確認した.一方,多重トンネル接合構造を横切る電流雑音のモンテカルロシミュレーションを行い,トンネル接合素子で印加電圧が低く逆方向電流が無視できない場合には多重化による雑音抑制効果が弱くなることを明らかにした.2)多重接続発光ダイオードにおける光子数ゆらぎと電流雑音の関係:N個直列接続した発光ダイオードにおいて出力光子数雑音のパワー密度が1/Nに抑制されるとき,電流の雑音電力密度も1/Nになる.これは一見当然のように見えるが,その機構が必ずしも同一ではないことをランジュバン方程式を用いて解析的に示した.また,実際に多重接続したLEDの電流雑音を平均注入電流が少ない領域で上記の方法で測定したところ,光子数雑音が1/Nに抑制されている状況に置いても,電流雑音の電力密度が1/Nよりも高い場合があることを見いだした.DCのV-I特性から判断してリーク電流が関与していると予想されるが,現時点ではこの理由はは明らかではなく,今後明らかにしてゆく必要がある.ショットノイズは電子素子における主要なノイズの一つであり,その抑制は実用上重要な意味を持つ.最近では,多数のトンネル障壁を介した場合ショットノイズが抑制される可能性が指摘され,理論的にトンネル障壁をN個多重に直列接続した系を流れる電流のもつショットノイズがフルショットノイズレベルの1/Nに抑圧されることが提案されている.

我々は,最初にこの抑制機構の詳細を調べるために,多数のトンネル障壁を含む試料を分子線エピタキシ装置等を用いて作製した.それを半導体発光素子に直列に接続し,低電流駆動させて発生したサブポアソン光のスクイージング量を利用して評価を行った結果,以下に示すようなことを明らかにした.1)トンネル素子の微分抵抗値が発光素子のそれよりも20倍以上大きいときバリア障壁数N=5ではショットノイズの1/5,N=10ではショットノイズの1/10になることを示した.これは,ランジュバン方程式により求めたスクイージング量の解析解とほぼ一致することがわかった.2)トンネル素子の微分抵抗値が発光素子のそれよりも1-5倍程度のとき上記と同様にバリア障壁数の逆数に相当する分のショットノイズの抑制が期待されたが,実験結果はそこまで抑制されなかった.一つの原因として,この条件ではバリア障壁に電圧がかかりにくく,抑制機構が抑圧されたことが挙げられる.これはバリア障壁においてバックワードポンプの影響が現れたためと考えられる.以上より,トンネル障壁に十分な電圧がかかる条件のもとでは,N個多重接合したトンネル障壁を介した電流ショットノイズは,1/N倍に抑制できることを実験的に明らかにした.これは,今後の半導体接合を設計する際に有益となるであろう.