hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
光の全パラメータ制御による超解像ダークスポットイメージング法の開発

このような画像の差引演算において、負のサイドローブを抑制しつつ高い空間分解能が得られるような最適なPSFの組み合わせを探索するために、多重リング状の強度分布を有する径偏光および方位偏光の高次横モードのベクトルビームについて、本条件において強く集光した場合のPSFをベクトル回折理論に基づき計算を行い、差引イメージング性能について系統的に検討した。その結果、本イメージング条件において、差引演算におけるサイドローブの発生を数%以内に抑制しつつ、差引後のPSFサイズが半値全幅で110 nm前後となるような組み合わせが存在することが分かった。また、構築した光学系において蛍光ビーズを観察試料とした蛍光イメージングでの画像取得が問題なく得られることも確認し、計算により得られた集光条件・ビームの組み合わせでのイメージングを遂行するための光学系の調整と検証についても完了した。本研究計画において重要な差引イメージングにおける集光ビーム組み合わせの最適化についての検討は本年度の重要項目の一つであったが、数値計算に基づく系統的な検討から、差引イメージングにおける画像品質の劣化を抑制しつつ、空間分解能の向上が得られる組み合わせを決定できた。また、本手法で用いる高次横モードのベクトルビームの性質上、集光スポットのピーク強度が通常のレーザー光の集光に比べて小さくなることに起因してイメージングにおける信号強度の低下が予想された。本検討では、この点についても考慮した検討を進めることができ、また、実験光学系に関して蛍光イメージングのための調整と検証についても完了したため、概ね当初の計画に従った研究の進捗が得られたと判断した。本年度は、実際に独自の共焦点レーザー走査型蛍光顕微鏡装置を構築し、高次横モードのベクトルビームを用いた差引イメージングを実施した。波長488 nmのレーザー光に対して、開口数1.45の油浸対物レンズで集光する条件において、反射型空間光変調器および透過型液晶素子による分割波長板を用いて多重リング状の強度分布を持つ高次径偏光・方位偏光ベクトルビームを発生し、蛍光イメージングにおける励起光として使用した。これまでの数値計算に基づく検討結果から、ベクトルビームによる差引法では、ブライトスポットとして0次または1次の横モード次数を持つ径偏光および方位偏光を重ね合わせたベクトルビームを用い、ダークスポットに1次または2次の方位偏光ビームを用いる組み合わせが適していることが判明している。これらのビームを用いた場合、差引によって得られる点像分布関数に対して信号強度を維持しながら、負のサイドローブの発生を抑制し、本実験条件においては110 nm前後の空間分解能が期待できる。構築した顕微鏡装置において、孤立蛍光ビーズを測定試料として、これらのベクトルビームの組み合わせでの共焦点レーザー顕微鏡画像をそれぞれ取得し、画像の差引を行った。得られた差引画像からビーズ像サイズの評価を行ったところ、設計通りの強度プロファイルと空間分解能を示すことを実証した。また、固定した細胞試料に対して差引法に基づく画像取得を試み、本手法による空間分解能の向上効果を得ることに成功した。一方で、これまでのベクトルビームを用いた差引法では、面内方向に対する空間分解能の向上効果のみを有している。
BMP刺激による骨形成機構の組織工学を用いた解析

骨や歯周組織が欠損した場合には,機能の回復や生体組織の保護などを目的とし,その再建が必要となる。成長因子を用いて骨形成を促進する療法が開発されつつあるが,骨誘導を行うためには大量の成長因子が必要で,臨床に使用するためには合成や精製などが困難である。また,成長因子によって誘導された骨組織は軟骨の成分が含まれるなど,通常の骨組織の組成とは異なっている。これらの欠点を補うために,組織工学を用いた方法が提唱されている。そこで,細胞工学によるBMPを中心にしたsignal伝達系を検索した。「結果と考察」培養後7日のHAP-表面には骨髄の細胞から分化した骨芽細胞が多数結合していた。HAPと骨芽細胞の間には薄い骨様の組織が形成去れている像が観察された。移植実験移植後1日日では移植片の周囲に炎症がみられた。3日日では移植片の周囲の結合組織に新生された多数の毛細血管が観察された。移植後5日日では移植片周囲には新生骨の形成が観察され,7日めでは新生骨が形成される量は増加した。対照実験では,移植後3日ではHAPが吸収され14日後でも骨形成はみられなかった。ISHおよび免疫組織化学ではBMPおよびそのreceptorはHAP周囲の骨芽細胞に発現しており,BMPはおもにautocrineとして作用していることが判明した。またBMP特異型,共有型および抑制型SmadはBMP receptorの局在に一致しておりBMPのsignalはSmadにより伝達されることが明確になった。CBFA-1の局在はTGF-βの局在と近似しており,骨芽細胞に強く発現がみられた。培養後7日のHAP-費用面には骨髄の細胞から分化した骨芽細胞が多数結合していた。骨欠損後の治療にはの生体材料を填入するなどの方法が行われているが,これらの材料は多くの問題点が残されている。そこで,組織工学的手法を用いてハイドロキシアバタイト(HAP)-骨-骨芽細胞片を作製し,これによる異所性骨形成を詳細に検索した。【材料と方法】体重約100gのラットを用いた。長骨より骨髄細胞を分離して多孔性HAPを培養シャーレにおき,BMPを含むα-MEM培地で7日間培養を行いHAP-骨-骨芽細胞片を得た。次いで,同腹のラット下顎の下顎突起にラウンドバーで骨欠損を形成した。HAP-骨-骨芽細胞片をこの骨欠損部に移植して1,2,3,4,7,14日後に固定を行った。対照実験ではHAPのみを移植した。BMPおよびreceptorに対しては傾向probeを作成してFISH法を行い,共焦点走査顕微鏡で観察歯た。【成績】培養後7日のHAP-表面には骨髄の細胞から分化した骨芽細胞が多数結合していた。移植実験移植後1日目では移植片の周囲に炎症がみられた。3日目では移植片の周囲の結合組織に新生された多数の毛細血管が観察された。移植後5日目では移植片周囲には新生骨の形成が観察され,7日めでは新生骨が形成される量は増加した。ISHおよび免疫組織

化学ではBMPおよびそのreceptorはHAP周囲の骨芽細胞に発現しており,BMPはおもにautocrineとして作用していることが判明した。骨組織の再生過程で,骨芽細胞の分化に関してBMPのほかに,TGF-βやCBFA-1(core binding factor-1)などの成長因子も関係しているものと考えられる。これらのTGF-β周辺の成長因子との関連性を解明することは極めて重要である。近年の研究でBMPのsignalを細胞内に伝達するsignal伝達物質はSmad familyであると指摘されている。平成12年度の検索でBMPおよびそのレセプターの関係を検索したが,BMPのsignalを伝達するSmad familyの発現を検索することは極めて重要な研究課題であると考えた。そこで本年度の研究目的は骨形成過程および細胞工学による骨再生およびにおける(1)CBFA-1の局在と遺伝子発現を検索する,(2)TGF-βスーパーファミリーレセプターの遺伝子発現と局在を検出する,(3)Smad familyの局在を明確にすることなどを目的とした。培養後7日のHAP-表面には骨髄の細胞から分化した骨芽細胞が多数結合していた。HAPと骨芽細胞の間には薄い骨様の組織が形成されている像が観察された。【移植実験】移植後1日目では移植片の周囲に炎症がみられた。3日目では移植片の周囲の結合組織に新生された多数の毛細血管が観察された。移植後5日目では移植片周囲には新生骨の形成が観察され,7日目では新生骨の形成される量は増加した。対照実験では,移植後3日ではHAPが吸収され14日後でも骨形成はみられなかった。in situ Hybridizationおよび免疫組織化学ではBMPおよびそのレセプターはHAP周囲の骨芽細胞に発現しており,BMPはおもにautocrineとして作用していることが判明した。またBMP特異型,共有型および抑制型SmadはBMP receptorの局在に一致しておりBMPのsignalはSmadにより伝達されることが明確になった。CBFA-1の局在はTGF-βの局在と近似しており,骨芽細胞に強く遺伝子発現がみられた。
UV/光電子法による微量ガス状および粒子状汚染物質の同時除去システムの開発

本研究では,UV/光電子法を利用して,常圧下から減圧下に適用できる,ガス中の炭化水素系汚染ガスおよび粒子状汚染物質の新しい同時除去システムを開発することを目的とした。昨年度は,大気圧下での実験でガス状・粒子状物質の除去実験を行い,高効率で安定した処理が可能であることがわかった。本年度は,昨年度の成果を踏まえて,ストッカ,テスト粒子発生装置,光電子量測定装置,低濃度超微粒子測定装置を減圧下(20torr)での使用に対応できるように改良し,大気圧下と同様の実験を行った結果,以下のような知見を得た。(1).単分散のPSL粒子をストッカ内に導入して,圧力ごとに発生イオン濃度,粒子の平均帯電数,粒子除去率を調べたところ,圧力が下がるにつれてそれぞれの値は上昇し,特に粒子除去率は100torr以下で急激に効率が良くなる。(2).減圧場での粒子の荷電効率を考慮した粒子の移流拡散方程式を数値計算で解くことで,各圧力ごとの粒子除去率を推定できる。(3).減圧場でのガス状物質からの粒子生成を確認することはできなかったが,UV/O_3洗浄を施したウェハを光電子を発生させた場合と発生させない状態で,減圧ストッカー内に長時間保管してガス状物質の付着によるウェハの接触角を測定したところ,光電子を発生させた場合の方が接触角の上昇が抑えられる。(4).大気圧,減圧場において,酸化チタン光触媒を併用することでガス状物質がさらに高効率で除去できる。本研究では,UV/光電子法を利用して,常圧下から減圧下に適用できる,ガス中の炭化水素汚染ガスおよび粒子状汚染物質の新しい同時除去システムを開発することを目的とした。本年度は,本法による除去装置を試作して,主に大気圧下におけるガス状および粒子状汚染物質の除去特性について調べた。その結果,以下のような知見を得ることができた。(1)様々な有機系ガスをUV光(波長254nm)照射域に通して粒子生成の有無を調べた結果,空気雰囲気において芳香族のベンゼン,トルエン,キシレン,および有機ケイ素化合物であるシロキサンについて粒子の生成を確認し,滞留時間を変化させることにより,それぞれのガスから生成する粒子の粒径分布および個数濃度を制御することができる,(2)試作した光電子発生装置に粒子生成の確認されたガスを通した場合,粒子生成が確認されなかった他のガスに比べて,出口のガス濃度が減少の割合が大きくなることから,粒子が生成することにより高効率で安定したガスの除去が行うことができる,(3)除去装置に無帯電の標準PSL粒子を導入して粒子の帯電量を調べたところ,すべての粒子が負に帯電しており,効率的に荷電が行われている。以上の結果から,UV/光電子法を用いた本除去装置は,大気圧下においてガス・粒子の同時除去を高効率で行えることが示された。本研究では、UV/光電子法を利用して、常圧下から減圧下に適用できる、ガス中の炭化水素系汚染ガスおよび粒子状汚染物質の新しい同時除去システムを開発することを目的とした。昨年度は、大気圧下での実験でガス状・粒子状物質の除去実験を行い、高効率で安定した処理が可能であることがわかった。本年度は、昨年度の成果を踏まえて、ストッカ、テスト粒子発生装置、光電子量測定装置、低濃度超微粒子測定装置を減圧下(20torr)での使用に対応できるように改良し、大気圧下と同様の実験を行った結果、以下のような知見を得た。(1).単分散のPSL粒子をストッカ内に導入して、圧力ごとに発生イオン濃度、粒子の平均帯電数、粒子除去率を調べたところ、圧力が下がるにつれてそれぞれの値は上昇し、特に粒子除去率は100torr以下で急激に効率が良くなる。(2).減圧場での粒子の荷電効率を考慮した粒子の移流拡散方程式を数値計算で解くことで、各圧力ごとの粒子除去率を推定できる。

(3).減圧場でのガス状物質からの粒子生成を確認することはできなかったが、UV/O_3洗浄を施したウェハを光電子を発生させた場合と発生させない状態で、減圧ストッカー内の長時間保管してガス状物質の付着によるウェハの接触角を測定したところ、光電子を発生させた場合の方が接触角の上昇が抑えられる。(4).大気圧、減圧場において、酸化チタン光触媒を併用することでガス状物質がさらに高効率で除去できる。
光誘導固体電気化学反応技術の確立

本研究では、フラーレンドープ低分子液晶からなる光導電層と硫化銀層と積層した薄いセル中でのフォトキャリア生成と外部印加電界による積層界面での電気化学反応による生成物について調査した。結果として、炭素化合物による針状結晶と、銀のコアを持つ同じく炭素化合物の針状結晶の生成が確認された。硫化銀層からフォトキャリアによる還元作用で成長した銀結晶を取り囲むようにフラーレンに由来した炭素化合物結晶が成長したと考えられる。一方で、このような界面での反応をより明確に観察するための、メタルコートされた微細構造の開発も行った。以上より、今後、一連の反応を利用したセンシング応用が期待できる。本研究課題「光誘導固体電気化学反応技術の確立」において、研究実施計画に基づき、1光導電性と電気化学反応の調査、2反応生成物の電気的・化学的調査および3素子構造のモディファイに関する検討を行った。前年までに、光照射と連動して電源内蔵微小電流計をコンピュータ制御してフォトカレントを測定する実験系を構築して、1に関する調査を行っていたが、これらの測定が低分子液晶中の不純物に大きく影響を受けることが判明した。そこで、当該年度途中から、一連の調査における測定手法を再検討し、より不純物の影響を考察しやすい電気化学的手法を取り入れることとした。本研究で利用するセルは透明導電膜にはさまれた薄いサンドイッチ構造となっており、電気化学測定の主流である3極測定が難しいと思われたが、セル構造を工夫することで所望の測定が可能となった。これらの変更に伴い、当初予定した、研究成果の学会および論文報告が大幅に遅れたため、事業期間延長申請を行い、25年度も継続して取り組む。一方で、3の素子構造の検討に関しては、23年度より先行して準備をしており、24年度もこれらの検討を進めた。本研究の主題のひとつである光電気化学分野は近年多様な分野に応用されている。バイオセンシングの分野もその一例である。微細構造が金属コートされたセンサーチップ表面の分子吸着による表面プラズモン励起の変化に起因した光学スペクトルの変化は、簡便かつ高精度のセンシング応用が期待されており、ここに電気化学手法による選択吸着などの研究が進んでいる。本研究では、このようなセンシング利用可能で電気化学手法に適し、かつ急峻なスペクトル特性を有する微細構造について検討し論文報告を行った(次頁論文欄に記載)。本研究課題「光誘導個体電気化学反応技術の確立」において、前年に引き続き、1光導電性と電気化学反応の調査、2反応生成物の電気的・化学的調査および3素子構造のモディファイに関する検討を行った。1については前年度途中に、不純物に起因した電流が問題となった。そこで、薄いセル中で3電極を工夫して配置することで、不純物に起因した電流と電極反応電流とを切り分けることが可能となった。これを用いて、一般的な蛍光分子の光照射による、酸化反応と還元を観測する測定系を構築することができた。2の反応生成物の調査においては、大きな進展が得られた。本題の硫化銀とフラーレンドープ低分子液晶からなる光電気化学反応セルにおいて、光照射下で外部電界を印加して得られた針状の反応生成物について分析を行ったところ、炭素のみからなる針状生成物と、銀のコアを有する針状生成物が得られていることが明らかとなった。これは、セル中での炭素化合物による針状結晶成長が光照射と電界によって生じることと、硫化銀層でフォトカレントにより生じた銀イオンの還元を介して銀による針状結晶が成長している、という2つの現象の存在を示唆するものであった。一方、同時進行で進めいていた3の素子構造の検討についても大きな進展を得ることができた。前年度までに、表面金属膜での物質吸着に鋭敏なスペクトル変化を示す微細構造を開発していた。本年度では銀膜によるさらに高感度の構造を作製することができた。これは、この表面の銀層を硫化することで、銀イオンの酸化還元反応を光学スペクトル上で観察できる可能性を示唆する。また、さらに別の構造によるターゲット捕集型のメタルコート機能性多孔膜の開発にも成功しており(次項論文欄に記載)、本研究の電気化学反応系に泳動的吸着や選択的ターゲット捕集を利用したセンシング技術の開発が期待できる。本研究課題「光誘導固体電気化学反応技術の確立」において、研究実施計画に基づき、(1)光導電性と電気化学反応の調査、および(2)反応生成物の電気的・化学的調査を行った。まず、光導電性層として低分子液晶とフラーレン(C60)の混合物、固体電気化学反応層を硫化銀として、電気化学反応セルを作製した。電源内蔵微小電流計をコンピュータ制御してこのセルの光照射時のフォトカレントを測定することで、(1)に関する調査を行った。

結果として固体電気化学反応が生じる反応閾値に相当する電流変化を観測することができた。未照射時のダークカレント特性との対比から、硫化銀層内を伝導した銀イオンが、光導電層を伝導してきたカウンタキャリアと結合して銀イオンが還元される現象を間接的に捉えていると思われる。次に(2)の項目に基づき、この反応後の硫化銀層界面を観察し、実際に光照射分布に応じて反応生成物が生じていることを確認した。パターン電極を用いた実験から、光が照射されてかつ外部印加電界によってそのフォトキャリアが伝導した場合に多くの反応生成物が生じていることが明らかになり、本研究の主題である"光誘導固体電気化学反応"の物理的描像を鮮明なものとした。現在、分析装置による詳細な組成分析およびプローバーによる電気的特性の測定を進めている。一連の調査では、スモールバンドギャップ化のために修飾されたフラーレン(PCBM)をドープしたセルも並行して調査しており、次年度以降の調査項目も取り入れて進めている。更に、同様に次年度の検討項目である素子構造のモディファイの一環として、高効率電荷授受電極として色素増感太陽電池分野で用いられているランダム微粒子配列の作製も検討した。結果として微粒子配列秩序を制御可能な新規手法を見出している(次頁論文欄に記載)。年度途中の実験手法の変更に伴い、研究計画に対して大幅に遅れているため、事業期間延長申請を行った。現在、測定手法の変更と素子構造のモディファイに関する検討が進行しており、進展の見通しが得られているため、事業期間延長により、研究実施計画に基づく研究の進展が見込まれる。年度当初の計画のうち、反応生成物の詳細な元素分析および電気的特性に関する調査が若干遅れているが、調査自体は問題なく進行している。一方で、次年度検討予定の"光導電性材料および素子構造のモディファイ"に関しても一部先行して取り組んでおり、進展の見通しが得られているため、研究全体としてはおおむね順調に進行していると考えられる。しかしながら、研究発表の点では当該年度の成果報告が論文発表1件に留まっており、総合的にはやや遅れていると判断される。まず、現在進行している実験の成果をまとめ、論文および学会発表を行う。また、素子構造のモディファイの一環として進めていたセンシング用の基板と、光導電性材料を組み合わせた、新しい電気化学セルを作製し調査する予定である。まず、次年度前半には、当該年度に得られた成果の外部発表を行う。同時に、現在取り組んでいる、反応生成物の化学的・電気的調査を進める。同時に当初計画に基づき、本研究の光誘導固体電気化学反応セルを構成する材料および構造のモディファイを進める。これに関しては、当該年度に一部先行して取り組んでいることから、次年度には研究計画に沿って推進することができると考えられる。次年度の研究費使途に関しては、事業期間延長申請時に申告の通り、研究費の大半を学会・論文発表等の経費として充当する予定である。次年度の研究費使途に関しては、当初の計画から変更は無く、試薬・材料等の消耗品および学会・論文発表等の経費として充当する予定である。
東アジア仏教美術における図像と儀礼空間－千手観音と薬師如来を中心として－

本研究の目的は、東アジアにおける仏教図像を、儀礼空間のなかで解き明かしていくことにある。最終年度である本年度の実地調査は、インドのデリー国立博物館所蔵のスタイン将来の敦煌画のうち、千手観音変相図6件および薬師経変相図1件を対象に行い、図像データを収集した。また、中国四川省の夾江千仏岩の千手観音寵および四川博物院所蔵の仏教彫刻の調査や、中国石窟のルーツにも関わるインドの石窟の仏教図像についての調査を行った。これまでに取得した図像データを基に、中国重慶大足石刻の薬師如来の図像と仏龕の尊像構成に関する論考、中国敦煌石窟の唐代の薬師経変の図像に関する論考、敦煌石窟吐蕃期の千手観音の図像に関する論考、敦煌莫高窟第323窟における窟内図像プログラムに関する論考を、誌上あるいは口頭で発表した。このうち、大足石刻の薬師寵の論考では、薬師如来と地蔵菩薩や尊勝陀羅尼幢とがいずれも地獄済度という共通の意味をもって寵内で組み合わされていることを明らかにした。敦煌石窟の薬師経変の論考では、薬師経変図中に設斎の様子が描き込まれていることから、薬師信仰の中で設斎が重要な行為であったことが確認されるとともに、そうした設斎図が中唐期以降の敦煌の窟内正面の仏龕内壁にも描かれる例から、現在欠失している窟本尊が薬師如来であった可能性を指摘した。窟内全体に関わる本尊に対する言及と、窟内空間において設斎と図像とが密接な関係性を持つという見解は、薬師如来だけに限らず、他の仏教図像研究にも適用できるものとして重要である。また、敦煌莫高窟第323窟の研究では、周壁図像の検討から、窟内全体の図像が相互に関連していること、図像を観ていく順序、石窟造営の目的の一端、および石窟造営時期についての新たな見解を提示し、石窟空間の機能を踏まえて仏教図像を解釈することの有効性が示されるに至った。本年度は、日本と中国の千手観音および石窟美術に関する論考(13)を発表するとともに、中国敦煌地域の薬師如来図像の実地調査(4)を行った。1.論文「千手観音眷属の功徳天と婆薮仙をめぐって」日本平安以降の千手観音図によくみられる千手観音・功徳天・婆薮仙の三尊構成の理由について、中国の敦煌や四川地域の千手観音変の眷属図像との比較研究や関連経軌との照合により明らかにした。2.口頭発表「莫高窟吐蕃時期的千手千眼観音変--以眷属図像表現為中心」吐蕃支配(中唐)時期の敦煌の千手観音変の眷属図像を、同時期の四川地域ならびに日本の作例と比較したところ、敦煌では主に金剛界曼茶羅を構成する諸尊であるとの特徴が認められた。このことから、盛唐末以降の敦煌石窟の図像と儀礼における金剛界曼茶羅の影響を示唆。3.口頭発表「仏影窟について」、論文「仏影窟攷-中国における石窟開鑿の意味をめぐって-」投稿。図像と仏教儀礼とが密接に関わり合う石窟というものが、特に中国において盛んに開鑿されたことについて、北西インドに実際に在った「仏影」図像の果たした役割を論じた。以上の論考は図像と儀礼との関係性に加え、東アジア全体を視野に入れた考察によって得た成果であり、本研究の研究手法の有用性を具体的に示すものといえる。4.実地調査は、敦煌莫高窟の第148・166・171・180・159・200・222・231・236・237・359・360・107・156・167・196・108・288・76窟の盛唐から宋代までの19ヶ窟に及び、薬師如来図像データを集積した。その他、千手観音の四十手に関する研究として、日本の清水寺式千手観音の図像を調査中。現在中国の作例との比較や、清水寺別当の定深による千手観音四十手に関する著作等との照合を進めている。本研究は、主に中国中世と日本古代中世の千手観音と薬師如来の作例を手がかりに、東アジアにおける仏教図像を儀礼的空間のなかで解き明かしていくことを目的とする。

本年度は、薬師如来関連の文献(達摩笈多訳『仏説薬師如来本願経』、玄奘訳『薬師琉璃光如来本願功徳経』、義浄訳『薬師琉璃光七仏本願功徳経』、一行『薬師琉璃光如来消災除難念論儀軌』、金剛智訳『薬師如来観行儀軌法』、不空訳『薬師如来念諦儀軌』等)にみられる十二大願・九横死・設斎儀式などの図像関連情報の抽出・整理を行い、実地調査は、イギリス大英博物館・フランス国立東洋美術館に所蔵される敦煌将来絵画、および敦煌莫高窟の唐宋時代の薬師経変図(第55窟・第61窟・第231窟・第154窟・第85窟・第468窟・第358窟・第369窟・第238窟・第240窟・第145窟・第138窟・第100窟・第141窟・第146窟・第338窟・第428窟・第237窟・第134窟・第296窟・第148窟)を対象に行い、題記の翻刻ならびに図像に関する基礎データを蓄積した。文献および実地の図像調査によって得られた知見に基づき、薬師経変図の典型とみなされる敦煌莫高窟第148窟の薬師経変について論文を執筆。題記と経文の照合および各図像の関連を読み解くとともに、薬師経変において斎僧・燃灯・樹幡などの設斎図が重要な意味を果たすことを明らかにした。この他、中国の石窟開盤の由来に関する論文を誌上発表した。また、学会において、千手観音と薬師如来が盧舎那仏の両側に造られる唐招提寺金堂の作例に関し、千手観音と薬師如来が共に懺悔の対象としての性格をもつことに注目し、それが授戒の前提として金堂本尊盧舎那を補助する役割をも担っていたとの考察を口頭発表した。本研究の目的は、東アジアにおける仏教図像を、儀礼空間のなかで解き明かしていくことにある。最終年度である本年度の実地調査は、インドのデリー国立博物館所蔵のスタイン将来の敦煌画のうち、千手観音変相図6件および薬師経変相図1件を対象に行い、図像データを収集した。また、中国四川省の夾江千仏岩の千手観音寵および四川博物院所蔵の仏教彫刻の調査や、中国石窟のルーツにも関わるインドの石窟の仏教図像についての調査を行った。これまでに取得した図像データを基に、中国重慶大足石刻の薬師如来の図像と仏龕の尊像構成に関する論考、中国敦煌石窟の唐代の薬師経変の図像に関する論考、敦煌石窟吐蕃期の千手観音の図像に関する論考、敦煌莫高窟第323窟における窟内図像プログラムに関する論考を、誌上あるいは口頭で発表した。このうち、大足石刻の薬師寵の論考では、薬師如来と地蔵菩薩や尊勝陀羅尼幢とがいずれも地獄済度という共通の意味をもって寵内で組み合わされていることを明らかにした。敦煌石窟の薬師経変の論考では、薬師経変図中に設斎の様子が描き込まれていることから、薬師信仰の中で設斎が重要な行為であったことが確認されるとともに、そうした設斎図が中唐期以降の敦煌の窟内正面の仏龕内壁にも描かれる例から、現在欠失している窟本尊が薬師如来であった可能性を指摘した。窟内全体に関わる本尊に対する言及と、窟内空間において設斎と図像とが密接な関係性を持つという見解は、薬師如来だけに限らず、他の仏教図像研究にも適用できるものとして重要である。また、敦煌莫高窟第323窟の研究では、周壁図像の検討から、窟内全体の図像が相互に関連していること、図像を観ていく順序、石窟造営の目的の一端、および石窟造営時期についての新たな見解を提示し、石窟空間の機能を踏まえて仏教図像を解釈することの有効性が示されるに至った。実地調査による図像データの収集が順調であるとともに、儀礼との関係を踏まえた図像解釈に関する研究成果が着実に発表されているから。実地調査によって千手観音と薬師如来を中心とした仏教図像や空間構想に関するデータを蓄積し、経典や儀軌、画史などの文献に説かれる記述と照合しながら、宗教的実践の視点から図像解釈を行う。
真核生物のオスとメス、２つの性の起源と進化に関する細胞構造学的研究

多くの真核生物はオスとメス、二つの性を持つが、その起源と進化については不明の点が多い。もしも、オスとメスが区別がつかない同形配偶子と雌雄の違いが明らかな異形配偶子の両者に共通する二つの性を区別する普遍的な形質が見つかれば、その形質の起源、進化、メカニズムを解析することで、二つの性の起源と進化を解明する手がかりが得られると考えられる。そのような形質の一つとして、多くの緑藻植物の同形、異形配偶子に認められる配偶子における性特異的な細胞融合部位の配置に注目して、そのメカニズムの解析を試みた。そのために緑藻クラミドモナスを用いて細胞融合部位に変異がある突然変異体の単離を試みたが、目的とする変異体の単離には至らなかった。そこで、突然変異体の単離と並行して、この現象の進化的な側面の解析を行った。すなわち、この現象が偶然の産物ではなく、配偶子が受精する環境に適応的な現象であるかどうかの検証を行った。そのために海産緑藻フトジュズモを用いて、配偶子と同じ生育環境に放出され、受精後の動接合子と似たような行動を示す遊走子の鞭毛装置、鞭毛運動、光受容装置としての眼点の比較を行った。その結果、フトジュズモにおいても二つの同形配偶子の間で細胞融合部位の配置が異なっていた。また、動接合子においては、二つの眼点も細胞の同じ面に隣接して並び、二つの配偶子由来の鞭毛装置および鞭毛も平行に並び、そのうちの二本の鞭毛のペアが眼点方向を向いた。この鞭毛装置と眼点の配置は遊走子のものと似ており、同じような生育環境への適応の結果と考えられる。従って、動接合子の鞭毛装置と眼点を並べる仕組みとしての配偶子における細胞融合部位の性特異性も生育環境への適応の結果として進化してきたことが示唆される。多くの真核生物にみられるオスとメス、2つの性は、雌雄の区別がつかない同形配偶から雌雄の違いが明確な異形配偶を経て確立したと考えられているが、その詳細については不明な点が多い。もしも、雌雄の確立に重要な段階である同形配偶子と異形配偶子の両者に共通する「2つの性を区別する普遍的な特徴」が見つかれば、その特徴の起源やメカニズムを解析することで、2つの性の起源と進化の問題を解明する手がかりが得られると考えられる。本研究では、そのような特徴として緑藻植物で発見された「配偶子の細胞融合部位の性特異的な細胞内配置」に注目して、この現象の分子メカニズムと真核生物における普遍性について解明することを目的として、以下の課題に取り組んだ。1)緑藻植物の配偶子における細胞融合部位の性特異的空間配置の分子メカニズムの解明2)緑藻植物以外の真核生物における配偶子の細胞融合部位の空間配置の解明1)の目的のためには、緑藻クラミドモナスを用いて細胞融合部位に存在する接合装置の空間配置に関する突然変異体の単離を試みている。また、性転換株を用いて性決定遺伝子MIDの有無と接合装置の空間配置の関係についても調べた。その結果、MIDの有無によって性が決定されるのに伴い、接合装置の空間配置も性特異的に決定されることが明らかになりつつある。2)については、ツボカビAllomyces macrogynusの雌雄配偶子を用いて細胞融合部位の解析を進めているところである。緑藻クラミドモナスの交配型プラス株を用いて接合装置の空間配置が異常になっている変異株の単離を試みたが、現在のところうまくいっていない。その原因としては、スクリーニング方法の検討に時間がかかっているためである。接合装置は、細胞先端部に存在するきわめて微小な構造であり、交配型プラス株では、配偶子を活性化することで接合装置から受精管を伸長させることができるために、受精管の場所を特定することができるが、何れにしても微小な構造のために細胞内での配置を簡単に確認することが難しい。そこで、現在、簡単なスクリーニング方法を検討中である。多くの真核生物はオスとメス、2つの性を持つが、その起源と進化については不明な点が多い。もしも、オスとメスの区別がつかない同形配偶子と雌雄の違いが明確な異形配偶子の両者に共通する「2つの性を区別する普遍的な性質」が見つかれば、その性質の起源やメカニズムを解析することで、2つの性の起源と進化の問題を解明する手がかりが得られると考えられる。このような性質として一般的なのは「性決定遺伝子」であるが、本研究では同形、異形配偶子の細胞構造に注目して「2つの性を区別する普遍的な性質」を細胞・分子レベルで明らかにすることを目的として以下の課題に取り組んだ。1.緑藻植物の配偶子における細胞融合部位の性特異的空間配置の分子メカニズムの解明2.緑藻植物以外の真核生物における配偶子の細胞融合部位の空間配置の解明1の目的のために、緑藻クラミドモナスを用いて細胞融合部位に存在する接合装置の空間配置に関する突然変異体の単離を試みている。その結果、MIDが欠失したことにより、交配型マイナスからプラスに転換した性転換株では、接合装置の配置が鞭毛運動面に対して眼点と同じ側から反対側へ、MIDの導入により交配型プラスからマイナスに転換した株では眼点と同じ側から反対側に移動したことが電界放射型走査電顕と光顕観察から明らかになった。

従って、MIDの有無によって性が決定されるのにともない、接合装置の空間配置も性特異的に決定されることが示唆された。2については、ツボカビの雌雄配偶子を用いて細胞融合部位の解析を進めているところである。緑藻クラミドモナスの交配型プラス株を用いて接合装置の空間配置が異常になっている変異株の単離を試みているがまだうまくいっていない。その原因としては、挿入変異株作成のためのDNAの導入の効率が悪かったり、スクリーニンングに問題があったことが考えられる。DNAの導入条件などについては検討を進めてきており、ある程度変異株も単離できるようになってきたので、今後はできるだけ早めにスクリーニングを進めていきたい。また、本年度、体調をくずして入院したことも研究が遅れている原因と考えられる。多くの真核生物はオスとメス、二つの性を持つが、その起源と進化については不明な点が多い。もしも、オスとメスと区別がつかない同型配偶子と雌雄の違いが明確な異型配偶子の両者に共通する「二つの性を区別する普遍的な性質」が見つかれば、その性質の起源、進化、メカニズムを解析することで、二つの性の期限と進化の問題を解明する手がかりが得られると考えられる。このような性質として一般的なのは、「性決定遺伝子」であるが、本研究では、緑藻植物の同型、異型配偶子に存在する細胞融合装置である接合装置の細胞構造と細胞内配置に注目して「二つの性を区別する普遍的な性質」を細胞・分子レベルで明らかにすることを目的として研究を行なった。そのために、単細胞緑藻クラミドモナスを用いて接合装置の空間配置が異常になっている変異株の単離を試みた。クラミドモナスは交配型プラスとマイナスの二つの性を持つ二本鞭毛の同型配偶子を形成する。野生型のクラミドモナスの場合、プラス株では、接合装置は鞭毛運動面を基準として光受容装置である眼点と反対側の鞭毛基部にあるが、マイナス株では同じ側に存在する。プラス株とマイナス株の配偶子を混合すると、配偶子は鞭毛で凝集し、プラスとマイナスのペアを形成し、次いでプラス株の接合装置から受精管が伸長し、マイナス株の接合装置に結合して細胞融合が始まり、4本鞭毛の動接合子を形成する。動接合子では、プラスとマイナス由来の鞭毛が平行に並び、二つの眼点が細胞の同じ方向に並ぶ。本研究では、プラス株を用いて変異体の単離を試みた。そのために二種類のスクリーニングを試みた。一つは配偶子の接合方向が異常になっている変異株を光学顕微鏡で探索する方法、もう一つは受精管を蛍光抗体染色することで、直接、接合装置の場所を確認する方法を試みたが、今だに目的とする変異体の単離に至っていない。緑藻クラミドモナスのプラス株を材料として抗生物質耐性遺伝子を用いた挿入突然変異体の単離を試みたが、目的とする変異体の単離には至っていない。抗生物質が入った培地で生育してきたコロニー由来の細胞に抗生物質耐性遺伝子が挿入されていることはPCRで確認しており、スクリーニングの過程で鞭毛がないために接合しない変異体などは単離されてきているので突然変異体の作成自体は問題がないと考えられる。そのために、変異体が単離されない原因としては、スクリーニングの方法および効率に問題があるのではないかと考えられる。多くの真核生物はオスとメス、二つの性を持つが、その起源と進化については不明の点が多い。
歯科治療に伴う臭いが患者心理に及ぼす影響

フェノールやユージノールなど歯科治療に用いる薬剤が、嗅覚から患者に不安や精神的苦痛を与える可能性が考えられる。そこで一般歯科医院を訪れる患者に、匂いに対するアンケート調査を行なったところ、80%以上の患者が歯科特有の匂いを感じると答えており、その匂いは、約50%が待合室で感じていた。またそれらの匂いによって嘔吐反射を誘発したり、歯痛を思い出させるなどの精神的苦痛を惹起する患者もいた。しかし矯正歯科ではこの様な匂いは感じないとする患者がほとんでであった。一般歯科と矯正歯科における句いの違いは主に根管治療をするか否かによるものと考えられた。そこで一般歯科医院における匂い強度を測定した。玄関の外を基準値として、玄関内、受付、待合室、治療室(入口、中央部、治療椅子)を測定場所にした。匂い強度は歯科医院によって様々であったが、全ての施設で治療椅子での匂い強度が最高値を示し、玄関内が低値を示していた。多くの患者が歯科特有の匂いを感じるとしていた待合室は比較的低値を示していた。全体的には治療椅子に近くなるほど匂い強度は増加傾向にあった。匂い強度が比較的低値を示した待合室で、約50%の患者が歯科特有の匂いを感じていたのは、これから受けようとする治療に対する恐怖や緊張が嗅覚を敏感にしたためではないかと考えられた。また、アンケートから患者は歯科治療をリラックスして行える匂いとして、無臭もしくはアロマテラピーの応用を期待していた。しかし匂いの好き嫌いは個人の経験や成育環境による影響が大きい。そのため誰もが快く感じる香りの摸索には更なる検索が必要であると考えられた。対象:健康成人有志(男子歯学部学生)10名方法:被験者を歯科治療用椅子上でほぼ水平位に仰臥させ,血圧,脈拍および経皮的酸素飽和度モニターを装着した。また今回補助金により購入したレーザー血流計(ユニークメディカル社・TBF-LN1)のプローブを前頭部に装着した。15分間安静にし安定したデータが得られることを確認してコントロールとした、嗅覚刺激はガ-ゼに浸透させた根管治療剤ホルマリン・クレゾール(FC)を鼻前約5cmで1分間、嗅がせた。その後、室内を換気消臭し、10分ごとに30分間測定した。結果:FCの嗅覚刺激後の血圧、脈拍、経皮的酸素飽和度に有意差の有る変化は認められなかった。前頭部の皮膚血流も有意差の有る変化は認められなかった。しかし、刺激直後に血流量が増加する群と一過性に低下する群が認められた。考察:歯科診療室を訪れる患者の殆どは、いわゆる「歯医者の匂い」に対して不快感を持っていると考えられる。しかし今回の研究からは、その代表であるFCの嗅覚刺激に対する前頭部皮膚血流量に有意差の有る変化は認められなかった。これは、今回用いた被験者が歯学部学生であり、その背景にはFCの匂いに対する慣れや好みも考えられる。血流量の増加した被験者の2人の家業は歯科であったり、FCの匂いが好きであると答えた被験者もいた。今後、被験者の背景や匂いの好みなどの条件を考えて更に研究を続けていく。なお、本研究の要旨は第13回日本歯科心身医学会にて発表を予定している。
信号処理技術を応用した低コストな繊維生産・検査技術の開発

本研究では信号処理技術を応用した繊維製品の検査技術の開発について検討を行った.繊維をディジタルカメラにより画像へ変換し,これをガボール変換することで,繊維の特徴である糸の間隔や交差角を局所領域で検査し,設計仕様を満たさない箇所を強調することで,製造欠陥を調べることができた.変換に必要なパラメータは理論的に導いた.また,確率モデルを用いた欠陥の自動判別方法を開発した.そして検査技法のハードウェア化についても検討を行った.本研究では信号処理技術を応用した繊維製品の検査技術の開発について検討を行った.繊維をディジタルカメラにより画像へ変換し,これをガボール変換することで,繊維の特徴である糸の間隔や交差角を局所領域で検査し,設計仕様を満たさない箇所を強調することで,製造欠陥を調べることができた.変換に必要なパラメータは理論的に導いた.また,確率モデルを用いた欠陥の自動判別方法を開発した.そして検査技法のハードウェア化についても検討を行った.繊維製品は糸を織ることにより製造が行われるため,必然的に欠陥が現れる.糸欠け,穴あきなどの繊維製品の一般的な欠陥の検査は,従来,人間の目による拡大鏡を用いた目視検査により行われてきた.近年,カメラやスキャナを用いて繊維のディジタル画像を取得し,画像処理・ディジタル信号処理技術を応用して自動的に欠陥検査を行う方法が提案されている.しかしながら,従来の信号処理的手法では,欠陥の有無については可視化できているものの,糸間隔や交差角といった繊維の設計仕様を繊維上のすべての位置で満たしているかどうか,という検査を自動で行うところまでは至っていない.また,製品の自動合否判定についても実現されていない.さらに,これらの処理の高速化についてはまったく検討されていない.そこで本研究では,繊維の数学的モデル化による問題の定式化を行い,そのモデルをもとに繊維上のすべての位置における設計仕様検査・合否判定技術の開発を行う.さらに,その検査処理の高速化技術についても検討を行う.本年度は,(1)電磁波遮蔽繊維のモデル化による問題の定式化,(2)設計仕様検査のための信号分析技術の開発,(3)確率モデルを用いた仕様検査方法について検討を行った.(1)については,2次元周期的パルスモデルによるメッシュ繊維の記述法を開発し,そのスペクトラムやガボール変換係数,分布関数などの性質を導出できた.(2)については,ガボール変換の中心周波数シフトによる高感度な欠陥検査技術を開発した.(3)については,ガボール係数振幅値の確率密度関数が,中心周波数シフトに伴いガウスからレイリー分布に変化することに着目し,AICを用いた適切な確率モデル推定を提案した.その結果を利用して,繊維欠陥部を2値画像として自動的に抽出でき,さらに欠陥の種類についても自動識別できる検査システムを提案した.繊維製品は糸を織ることにより製造が行われるため,必然的に欠陥が現れる.糸欠け,穴あきなどの繊維製品の一般的な欠陥の検査は,従来,人間の目による拡大鏡を用いた目視検査により行われてきた.近年,カメラやスキャナを用いて繊維のディジタル画像を取得し,画像処理・ディジタル信号処理技術を応用して自動的に欠陥検査を行う方法が提案されている.しかしながら,従来の信号処理的手法では,欠陥の有無については可視化できているものの,糸間隔や交差角といった繊維の設計仕様を繊維上のすべての位置で満たしているかどうか,という検査を自動で行うところまでは至っていない.また,製品の自動合否判定についても実現されていない.さらに,これらの処理の高速化についてはまったく検討されていない.そこで本研究では,繊維の数学的モデル化による問題の定式化を行い,そのモデルをもとに繊維上のすべての位置における設計仕様検査・合否判定技術の開発を行う.さらに,その検査処理の高速化技術についても検討を行う.本年度は,繊維製品の合否判定のための統計的学習方法について検討を行った.繊維から得られるディジタル画像は,照明や布のたわみなどにより,前年度に検討するモデルとは差があることが予想される.したがって,判定精度を高めるためには,多数の画像を取得し,それを用いてモデルを修正ないし再構築する必要がある.実際に多数の画像を取得しモデルについて検討を行った結果,厳密にはレイリー分布あるいはガウス分布ではなく,これらを一般化したライス分布でモデル化する方が厳格であることが分かった.しかしながら,検査結果に影響を及ぼすほどの差はなく,昨年度検討しレイリーあるいはガウス分布でもモデルとしては十分であることが分かった.また,検査処理のハードウェア実装についても検討を行った.ハードウェア記述言語VHDLを用いて検査に必要となるモジュールを実装し,動作を確認した.演算精度は16bit固定小数で十分であった.
耐放射線性に優れた超高効率太陽電池材料の作製指針の確立

本研究の目的は,次世代の宇宙用太陽電池材料として有望な窒化物半導体混晶InGaNの作製指針を与えることである.InGaNは放射線耐性に優れているほか,III族元素In,Gaの組成制御によって様々なバンドギャップエネルギーをもつ材料となることが特徴的である.このため,変換波長の異なる薄膜を積層した多接合太陽電池への応用により,高い変換効率の実現が期待できる.しかし,任意の混晶組成制御技術が必要とされる中で,高In組成InGaN薄膜の高品質化が課題となっている.本研究では,成長面方位によってIn取り込み効率が異なることに着目し,その要因の解明に取り組んできた.すなわち,Inを取り込みやすい面方位の特徴を明らかにすることを通じて,高In組成InGaN薄膜の作製指針を示すことを目指している.本年度は従来のモデルを具体化し,有機金属気相成長法(MOVPE法)実験条件下におけるIn取り込み量についての検討を行った.そのために微視的な表面構造に着目して従来モデルを拡張し,これに基づくIn取り込み量の評価方法を提案した.すなわち,成長時の薄膜表面に吸着している窒素分子はIn原子の脱離を抑制し,Inの効率的な取り込みに寄与するが,この働きの強さは成長条件や成長面方位に依存して決まる窒素分子の吸着の様子(表面再構成構造)の影響を強く受ける.つまり,In取り込み量は各面の表面再構成構造を通じて変化し,面方位や成長条件に対する依存性を示していると考えられる.この考え方に基づき,第一原理計算を用いた全エネルギー計算によって成長条件や面方位ごとの表面再構成構造を調べ,表面窒素分子層の安定性を指標として各面のIn取り込み量の評価を行った.得られた結果を実験と比較することにより妥当性が確認された.この結果,高In組成InGaNを作製する上で,窒素分子が安定な面方向への成長が有効である可能性が示された.InGaN混晶は耐放射線性に優れた超高効率太陽電池を実現する材料として期待される一方で,高品質かつ高In組成をもつInGaN薄膜の作製が課題となっている.これに対し,本研究では,Inの取り込み量が結晶の成長面方位に依存することに着目し,Inの取り込みが良好な面方位とその作製条件を明らかにすることによって,高品質かつ高In組成InGaN薄膜作製への具体的な指針とすることを目的とする.本年度の取り組みは,1.各面の成長条件とIn組成の関係を導く解析手法の理論をまとめること,2.具体的に面を選択し,生成反応の平衡定数を第一原理計算に基づく手法により求め,開発した手法に応用,成長条件の解析を行うこと,の大きく2点である.1.報告者は,結晶の成長面方位によって表面エネルギーが異なることに着目し,表面エネルギーの違いが反応の平衡定数に与える寄与を導いた.これにより,任意の面の表面エネルギーの値から平衡定数を導き,熱力学解析を行うことで,成長条件に対する各面結晶のIn組成の関係を求める,一連の手法をまとめることに成功した.2.まず基本的な系から検討を行うために,実験的にも多く取り扱われるa面([1120]面),m面([1010]面)について表面エネルギーの計算および,熱力学解析を行った.この結果,m面の方がa面よりもInGaN形成時のIn取り込み量が少なくなることが明らかとなった.以上のように,本年度は,本研究の根幹をなす,解析手法の開発に成功し,いくつかの具体的な系への適用を行った.今後は本年度の成果を受け,引き続き多くの面方位について解析を行い,最終目的である高品質かつ高In組成結晶の作製に最適な面方位の解明を目指す.本研究の目的は,耐放射線性に優れた超高効率太陽電池の材料として期待されるInGaN混晶の作製指針を与えることである。目標の太陽電池材料となる,高In組成,高品質InGaN混晶の作製技術は確立されていない.結晶の高品質化には,高温成長が必要である.一方で,高温条件下ではInが取り込まれ難いことが,高品質,高In組成InGaNの実現を妨げている.これに対し,成長面方位の選択が有効である.同一成長条件下で得られるInGaN混晶のIn組成は成長面方位によって異なるが,Inの取り込みが良好な面では,高温条件においてもInを取り込み易いため,高品質,高In組成InGaN混晶の作製が可能となる.本年度は,Inの取り込みが良好な面に特徴的な構造を見出し,Inが効率的に取り込まれる機構を明らかにした.(10-11),(11-22)面では,Inの取り込みが良好であることが報告されている.これらの面の結晶構造は,III族,窒素原子層が交互に積層する層状構造となっていることがわかった.ここから,窒素原子層がIII族原子表面を被覆することにより,Inの脱離が抑制され,Inが効率的に結晶へ取り込まれると期待される.さらに,層状構造に基づき,Inが結晶中に取り込まれる素過程をモデル化した.(1)III族原子層の吸着:In原子の吸着量は,In,Gaが混在することによるひずみエネルギーを下げるように決定される.(2)窒素原子層の吸着:表面のIn原子上に窒素原子が吸着(被覆)することにより,Ihは結晶内に取り込まれ,組成が確定する.つまり,(1)In原子の吸着,(2)窒素原子層の吸着の安定性の面方位による差異が,In取り込み量の面方位依存性の原因であると考えられる.

(1),(2)の安定性の指標として,(1)GaN表面におけるGa→n置換エネルギー,(2)InN表面への窒素吸着エネルギーを面方位ごとに求め,In取り込み量と面方位の関係を調べた.解析結果と実験の傾向は良い一致を示し,今回提案するモデルによって,In取り込み量の面方位依存性を説明することができた.本研究の目的は,次世代の宇宙用太陽電池材料として有望な窒化物半導体混晶InGaNの作製指針を与えることである.InGaNは放射線耐性に優れているほか,III族元素In,Gaの組成制御によって様々なバンドギャップエネルギーをもつ材料となることが特徴的である.このため,変換波長の異なる薄膜を積層した多接合太陽電池への応用により,高い変換効率の実現が期待できる.しかし,任意の混晶組成制御技術が必要とされる中で,高In組成InGaN薄膜の高品質化が課題となっている.本研究では,成長面方位によってIn取り込み効率が異なることに着目し,その要因の解明に取り組んできた.すなわち,Inを取り込みやすい面方位の特徴を明らかにすることを通じて,高In組成InGaN薄膜の作製指針を示すことを目指している.本年度は従来のモデルを具体化し,有機金属気相成長法(MOVPE法)実験条件下におけるIn取り込み量についての検討を行った.そのために微視的な表面構造に着目して従来モデルを拡張し,これに基づくIn取り込み量の評価方法を提案した.すなわち,成長時の薄膜表面に吸着している窒素分子はIn原子の脱離を抑制し,Inの効率的な取り込みに寄与するが,この働きの強さは成長条件や成長面方位に依存して決まる窒素分子の吸着の様子(表面再構成構造)の影響を強く受ける.つまり,In取り込み量は各面の表面再構成構造を通じて変化し,面方位や成長条件に対する依存性を示していると考えられる.この考え方に基づき,第一原理計算を用いた全エネルギー計算によって成長条件や面方位ごとの表面再構成構造を調べ,表面窒素分子層の安定性を指標として各面のIn取り込み量の評価を行った.得られた結果を実験と比較することにより妥当性が確認された.この結果,高In組成InGaNを作製する上で,窒素分子が安定な面方向への成長が有効である可能性が示された.本年度は,InGaN薄膜におけるIn取り込み量が表面を被覆する窒素原子層の影響を受けて変化することを見出した.ここから,熱力学的エネルギーを用いて表面窒素原子層の安定性を面方位ごとに調べることにより,成長面方位とIn取り込み量の関係を調べる手法を確立した.この手法を用いることにより,残りの研究期間内において,In取り込みの良好な成長面方位を明らかにし,実験に対する具体的な指針を与えることが可能であると考えられる.最終年度は,より具体的なInGaN薄膜作製条件への指針作りを目指す.このために,これまでに開発した手法を一般的なInGaN薄膜成長法である有機金属気相成長法(MOVPE法)に応用して解析を行う.MOVPE法では,窒素源にアンモニア(NH3)を用いるため,InGaN成長炉内に水素が存在し,結晶表面に吸着する.吸着子は分子の結合状態に大きな影響を与えるため,表面窒素原子層の安定性を変化させることから,In取り込み量と面方位の関係を理解する上で重要である.このように,水素雰囲気下における表面再構成の影響を考慮することにより,実験に近い条件を考慮した計算が可能となる.これをもとにIn取り込みの良好な面方位について実験への提言を行い,本研究をまとめる予定である.
明治大正期における言語領域を中心とした幼児教育の意義の再検討

今年度は、前年度に確認した明治初期におけるフレーベルの文字教育論(1子どもの関心「読み書きを覚えたいという衝動」に基づき、2置箸法、箸排ヘなどの恩物を活用して文字と音声を理解し、3石筆を用いた読み書きへと移行していくこと)の受容についてさらに詳細に分析検討を行うことができた。具体的には、東京女子師範学校附属幼稚園における小西信八の監事時代に、恩物による文字教育としての機能は希薄になっていたことを確認した。当時は、石筆を使用する「読み方」、「書き方」は残されていたものの、子どもの関心に基づいて恩物を活用し、筆記具へと円滑に移行するフレーベルの文字教育の実践は不可能であった。小西信八は、表音文字であるカタカナ教育を推進し、表音文字を活用したフレーベルの文字教育を忠実に実践しようとしていたである後任の中村五六の時代における明治24年の「幼稚園規則」では、石筆を使用する「読ミ方」、「書キ方」が保育科目から削除されたことにより、文字教育そのものが附属幼稚園から消滅した。しかしながら、当時の幼稚園は、幼稚園不要論に対してその存在意義を示す必要があり、附属幼稚園以外の幼稚園の多くは保護者から期待される文字教育を実践している状況がみられた。明治20年代後半になると幼稚園における文字教育に対する批判が高まり、附属幼稚園の方向性が徐々に浸透してったのである。こうして、わが国の文字教育において附属幼稚園と小学校では明確に分離されたことにより、幼小の接続が困難になった側面があることを確認した。昨年度は、予定通り明治20年代の幼小の接続について調査検討することができた。その結果について、第72回保育学会において成果発表を行うことができた。今後は、明治30年代から大正期に幼稚園令に至るまでの幼小の接続の状況について確認する予定である。その際、倉橋惣三や城戸幡太郎の思想に基づき、当時の幼小接続の状況を確認したい。平成29年度は、論文として「幼稚園草創期における文字教育ーフレーベル主義に基づく「置箸法」に着目してー」を、『帝京科学大学教職・教育研究第3巻第2号』に掲載した。その内容として、幼児園草創期(1872-1881)における言葉の領域に着目して、おもに文字教育の実態を探った。研究の方法として、当時、翻訳された主要な幼児教育論を参照し、言語領域に関するフレーベルの理論が翻訳された際、いかに受容されてきたのかについて検討した。その結果、幼稚園草創期の幼児教育では、「置箸法」により,小学校への接続を想定した文字教育が行われていたことを確認した。また、「置箸法」では、フレーベルの理論にみられた筆記具を用いて文字を書くことは想定されず、日本語の文字学習としては不適切と見做されるようになったことを確認した。さらに、ドイツ語が想定されていたフレーベルの文字教育は、表音文字と表語文字を併用する日本語においてはそのまま受容することが困難であったことを指摘した。こうして、当時の幼稚園における文字教育の問題点として、フレーベルの重視した「喜んで活動するgern t&auml;tig sein」ことを軽視していた点を指摘した。平成29年度は、当初の計画のとおり、1881年(明治14)年の幼稚園規則改訂における「読ミ方」、「書キ方」の導入からこれが廃止されるまでの経緯を辿ることができた。具体的には、当時の教育雑誌および保育理論書から保育内容を探ることにより、言語領域に関するフレーベルの理論が翻訳された際、いかに受容されてきたのかを中心に比較検討を行うことができた。