hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
知識処理を支援する並列オブジェクト指向計算機アキテクチャの研究

本研究は,知識処理=記号処理を並列計算機を用いて支援していく際のプログラミング言語とプログラミング環境および計算機アーキテクチャを研究するものである.この研究の独創性は以下の点にある.このうち3と4は本研究の過程で見い出されたものである.1.並列オブジェクト指向言語DinnerBellの設計,実装を行なった.これよりプログラムのもつ並列性の自動抽出という他に例を見ないオブジェクト指向言語ができた.またプログラムの記述性で問題となる非決定性についてはメッセージの待ち合わせであるjoinを導入することによって解決した.いろいろな記述例よってこの言語が十分な記述力があることが判明した.2.DinnerBellのコンパイラ,デコンパイラの作成により,プログラムの名前を知的データベースに取り込むシステムを作成した.3.OS等で使われる名前についての調査によって,名前と高階論理のタイプの対応が明らかになった.これにより単にデータベースとしての名前管理から,プログラムの名前検証というレベルにまでシステムを高めることができた.4.joinを使ったピュアなオブジェクト指向言語は,ペトリネットとの対応が非常によく,これを用いたデバッグシステムについて研究した.5.オブジェクト間の大域的な関連は,インヘリタンスとオブジェクト間の参照関係から知ることができる.これらの効果的な表示,探索機構について研究した.6.コンテクストをトークンとして動作するデータ駆動計算機をシミュレーションを通して研究した.これにより,オブジェクトを単位とした簡単で効果的な負荷分散がなされていることが分かった.これはいわゆるマクロデータフローに対応する.本研究は,知識処理=記号処理を並列計算機を用いて支援していく際のプログラミング言語とプログラミング環境および計算機アーキテクチャを研究するものである.この研究の独創性は以下の点にある.このうち3と4は本研究の過程で見い出されたものである.1.並列オブジェクト指向言語DinnerBellの設計,実装を行なった.これよりプログラムのもつ並列性の自動抽出という他に例を見ないオブジェクト指向言語ができた.またプログラムの記述性で問題となる非決定性についてはメッセージの待ち合わせであるjoinを導入することによって解決した.いろいろな記述例よってこの言語が十分な記述力があることが判明した.2.DinnerBellのコンパイラ,デコンパイラの作成により,プログラムの名前を知的データベースに取り込むシステムを作成した.3.OS等で使われる名前についての調査によって,名前と高階論理のタイプの対応が明らかになった.これにより単にデータベースとしての名前管理から,プログラムの名前検証というレベルにまでシステムを高めることができた.4.joinを使ったピュアなオブジェクト指向言語は,ペトリネットとの対応が非常によく,これを用いたデバッグシステムについて研究した.5.オブジェクト間の大域的な関連は,インヘリタンスとオブジェクト間の参照関係から知ることができる.これらの効果的な表示,探索機構について研究した.6.コンテクストをトークンとして動作するデータ駆動計算機をシミュレーションを通して研究した.これにより,オブジェクトを単位とした簡単で効果的な負荷分散がなされていることが分かった.これはいわゆるマクロデータフローに対応する.1.並列オブジェクト指向言語DinnerBell第1版のより詳細なシミュレーションと言語表現力の評価を行った。DinnerBellのメッセージの引数単位の並列実行をモデル化し、各部の処理時間を単一プロセッサのシュミレーションから想定し、単純なネットワークを仮定して、可能な処理時間をもとめた。結果として、専用ハードウェアによれば、16台程度の並列システムで、従来のミニコンと同程度の速度が得られることが分った。現在の実行方法は、もっとも一般的な方法をとっているため、速度的には速くない。この点は、各プロセッサ内部での最適化をかけることにより、改善できると考えている。実行速度は、256台程度まで、台数に比例して向上する。この結果は、もちろん例題に依存する。2.メッセージの負荷分散戦略について、3種の方法を提案し、その内、メッセージ毎にプロセッサの外部に送信するか、内部にとどめるかどうか決めておく方法が効果があることが判明した。3.言語が、リスト処理,ストリーム処理,データ抽象,遅延評価などの基本要素を効果的に表現できることと、メッセージのJoinにより、資源管理などの処理ができることを確認した。これは、実際に、DinnerBellにより、例題を記述し、シミュレータにより、動作を確認した。4.分散インヘリタンスを導入したDinnerBell第2版の設計と試作を行った。各プロセッサへのオブジェクトのデータの分割と、メソッドハッシュの設定、Self(再帰)の取り扱いが重要であることが分かった。5.並列オブジェクト指向言語のデバッグシステムとしてアルゴリズミック・デバッグの検討を行った。即ち、メッセージ送受信の履歴の収集と、解析の方法について検討した。6.名前の知識構造を明らかにするため、オブジェクト指向OSであるSIMPOSで使われている名前づけ状況の解析を行った。この研究は、オブジェクト指向の知識ベース管理システムとユーザインターフェースの基礎となる。
イランにおける精密科学史関係アラビア語写本の調査・研究

平成19年度と20年度の二度にわたってイランのテヘラン市内の大学と図書館において、天文学・占星術・数学の写本を調査し、基本的な目録の他、貴重なアラビア語写本のコピーをCDで入手し、そのカタログを準備した。またテヘラン大学に最近できた科学史研究所を2度にわたって訪問し、若手研究者の研究状況を把握し、情報を交換した。若手研究者の何人かとはe-mailによって連絡をとりあい、今後の共同研究を行う態勢が整った。1.平成19年8月20日から30日までイランに滞在し、テヘランEncyclopeadia Islamica FoundationのMohammad Bagheri氏の協力により、(1)テヘラン大学中央図書館、(2)マリク国立美術・図書館(MalekLibrary),(3)国民議会図書館(Majlis Library)、(4)シパフサラール図書館(Sipahsaral Library)、(5)国立図書館(Milli Library)の5つの図書館を訪問し、天文学・占星術・数学に関するアラビア語写本を調査した。すべての図書館で写本の複写・CD化の設備が整っており、持参したデジタルカメラによる撮影は不要であることが判明した。とくにテヘラン大学の図書館では、写本のデータベース化が進んでおり、他の図書館に属する写本も、いくつかはここでコピーを申し込むことができることがわかった。それぞれの図書館で今後の研究に必要と思われる写本の複写を依頼した。なかでもシパフサラール図書館で注文した写本はイラン滞在中にCDが出来上がり、持ち帰ることができた。またその他の図書館で注文した写本もすべてBagheri氏のおかげで、帰国後受け取ることができた。2.Bagheri氏と数回面談し、氏が行ってきたクーシュヤール・イブン・ラッバーンの天文学作品(Zij)の研究の進行状況を確認した。氏が最近オランダのユトレヒト大学に提出した博士論文により、氏がアラビア語資料を扱う能力を十分に備えていることを確認した。ただしこの博士論文は上記のZijのうち第1章と第4章だけのアラビア語テキストと英訳からなるものであり、第2章と第3章については共同研究の余地があることが判明した。3.テヘラン大学の科学史研究大学院でアラビア語写本を用いた今後のイスラーム科学史研究のあり方について若手研究者たちと意見を交換した。平成20年8月にイランを単身再訪し、1週間にわたって、シャリフ大学教授Mohammad Bagheri博士の協力を得て、アラビア語写本を調査するとともに、イランにおけるアラビア天文学・数学史研究の現状を視察した。テヘラン大学科学史研究所の大学院では若手研究者たちと情報を交換した。ここで新しく刊行し始めた学術雑誌Tarikh-e-`Ilmの編集顧問を委嘱された。後にこの雑誌の最新号である第6号を受領した。8月19日には同大学のMohammad-Mehdi Kaveh-Yazdi氏の修士論文口頭試問公聴会にゲスト審査員として出席し、アル・ビールーニーがインド数学の三量法について論じているアラビア語文献に関する同氏の論文のコメントを行った。テヘラン大学図書館とMalik図書館で、昨年入手した写本のコピーのうち、既刊の書誌の記述と異なるものがあったので、その原因を尋ね、あらたに不足分のコピーを注文した。さらに両大学図書館に所在する天文学・数学・占星術写本をオンライン検索によって再調査し、昨年入手しなかった写本のコピーを新たに注文した。若手研究者のなかではとくにHamid-Reza Giahi Yazdi博士と面談し、日食に関する文献の総合調査の経過報告を受け、その研究が重要であることを確認した。申請者がすでにアラビア語テキストを公刊したクーシュヤールの占星術書については、ペルシャ語写本について、Bagheri氏をはじめとするイラン人研究者の意見を求め、中国語訳である『明訳天文書』の元になったテキストがどのようなものであったかを探るための準備をした。
非線形楕円型偏微分方程式

1.単独の2階準線形楕円型方程式に対する正値全域解の存在と漸近的挙動に対しては多くの研究がなされてきた.それらは楕円型方程式系や高階方程式,さらには主要部が退化するような方程式の研究へと進展してきた.これまで本研究代表者はそれらを研究の対象とし,本研究でもそれを継続した.最近,代表者は福岡大学草野教授との共同研究で,p-ラプラス作用素を主要部に持つような非線形方程式に対して,無限遠において種々な漸近挙動を持つ球面対称な正値全域解の存在を考察した.また,高階の準線形方程式に対するsupaersolution-subsolution法を確立して正値解の存在に応用した.本研究ではこれらをある意味では一般化する事をめざし,特に主要部が退化する4階の非線形方程式を考察の対象にした.まず,球面対称な方程式に対して球面対称な増大解,一様正値解および減衰解が存在するための十分条件を与えた.次に,退化型の高階方程式に対するsupersolution-subsolution法を確立して球面対称でない方程式に対する有界な正値全域解の存在を示した.これは最近草野教授と共著でJ.Math.Soc.Japanに発表した高階方程式に対する結果を一般化している.本研究で得られた結果は海外の学術雑誌に発表した.各研究分担者は,次のような研究を行い本研究を進めた.2.スカラー場の自己相互作用をBrown運動のpathの交叉性で表現し,4次元時空における,自明性(相互作用がないこと)の証明を目指して研究した.3.Lie群上のpath space上のmetricが,その無限次元からその終点によって分類される空間に退化するとき,対応する半群が収束することを得た.4.無限次元の確率解析の研究を進めた.5.数理物理に現れる無限次元確率微分方程式について,解の定義を与え,その存在及び一意性について議論した.6.積分型非局所項を含むある反応拡散方程式の時間大域解の存在,及び定常解の安定性について考察を行った.1.単独の2階準線形楕円型方程式に対する正値全域解の存在と漸近的挙動に対しては多くの研究がなされてきた.それらは楕円型方程式系や高階方程式,さらには主要部が退化するような方程式の研究へと進展してきた.これまで本研究代表者はそれらを研究の対象とし,本研究でもそれを継続した.最近,代表者は福岡大学草野教授との共同研究で,p-ラプラス作用素を主要部に持つような非線形方程式に対して,無限遠において種々な漸近挙動を持つ球面対称な正値全域解の存在を考察した.また,高階の準線形方程式に対するsupaersolution-subsolution法を確立して正値解の存在に応用した.本研究ではこれらをある意味では一般化する事をめざし,特に主要部が退化する4階の非線形方程式を考察の対象にした.まず,球面対称な方程式に対して球面対称な増大解,一様正値解および減衰解が存在するための十分条件を与えた.次に,退化型の高階方程式に対するsupersolution-subsolution法を確立して球面対称でない方程式に対する有界な正値全域解の存在を示した.これは最近草野教授と共著でJ.Math.Soc.Japanに発表した高階方程式に対する結果を一般化している.本研究で得られた結果は海外の学術雑誌に発表した.各研究分担者は,次のような研究を行い本研究を進めた.2.スカラー場の自己相互作用をBrown運動のpathの交叉性で表現し,4次元時空における,自明性(相互作用がないこと)の証明を目指して研究した.3.Lie群上のpath space上のmetricが,その無限次元からその終点によって分類される空間に退化するとき,対応する半群が収束することを得た.4.無限次元の確率解析の研究を進めた.5.数理物理に現れる無限次元確率微分方程式について,解の定義を与え,その存在及び一意性について議論した.6.積分型非局所項を含むある反応拡散方程式の時間大域解の存在,及び定常解の安定性について考察を行った.
自然体験・野外活動における指導者育成のコーチングに関する基礎的研究

本研究は自然体験・野外活動の上級指導者のあり方について、基礎資料を作成することを目的とした。そのため、指導者育成制度を主導した経験者からのヒアリング、専門家をまじえた研究会での検討、上級指導者を対象とした活動状況調査を行った。その結果、上級指導者には1)哲学や理念などの幅広い教養の修得が求められる2)論理的な指導展開が必要3)上級指導者は幅広い愛好者に支えられているため、必然的に活動の普及振興への配慮が求められることが明らかになった。また上級指導者の論理性を高め、自覚を促す育成方法として、コーチによる良質な問いとフィードバックを用いるコーチングの方法が有効であることが明らかになった。わが国の自然体験・野外活動における指導者育成の統一制度は整備中の段階にある。そこで本研究は、先行研究が少ない上級指導者育成に着目し、このテーマを起点としてシステムづくりに必要な基礎概念について考察することを目的にした。方法は1)コーチングに関する文献調査2)過去に先進的な育成事業を展開したことがある主導者へのヒアリング調査3)専門家の講義を導入した研究会での課題検討4)上級指導者における指導上の課題を明らかにするためのアンケート調査、の4アプローチであった。なお、2)は元全日本スキー連盟教育本部長2名を対象とし、3)の講義はビジネスコーチング専門家、サッカーコーチング専門家、野外教育コーチング専門家が行った。また4)は自然体験活動推進協議会登録のトレーナー312名を対象とし、117名(有効回答率37.5%)からの回答をもとに集計と分析を行った。その結果、1)上級指導者とは単に知識や技術を教える者ではなく、指導哲学や理念を軸に幅広い視野から課題にあたる者のことを示すこと2)その指導技能は言語技術に優れていることが望まれ、特に論理的な研鑽が必須であること3)アンケート調査によると、上級指導者は多面的な自然体験・野外活動を扱う上での多様で複雑な課題を自覚しており、その解決に意欲的であった。したがって、良質な問いとフィードバックを個別に与えることから相談者の論理構築を促すコーチングは、上級指導者の課題解決に有効に働くことが考えられること、以上の3点が明らかになった。さらにシステムづくりの要件として、理念と共に理想とする上級指導者のあり方を明示することからシステム構築を行うこと、また指導者の存在意義は活動への幅広い参加者の上に成り立つ視点に立ち、活動の普及は指導者育成と表裏一体の事業として位置づけられるべきであることが明らかになった。本年度は、自然体験活動・野外活動のコーチングの基礎概念について検討する際の基礎資料を作成するために、1)国内外のコーチングにかかる文献研究、2)指導者育成において長年の実績を持つ活動団体へのヒアリング調査、および資料収集を行った。1)については、1現在わが国において行われている自然体験活動指導者の全国共通資格制度について2環境教育・野外教育に関する指導者育成の先進事例として、米国・国立公園局が構築している大規模な指導者育成システムについて3スポーツ界において近年急速に発展した日本のサッカー界のコーチングについて4サッカー先進国であるヨーロッパ諸国のコーチングについて、文献研究および資料収集を行った。2)については、長年にわたり指導者育成システムを構築してきた基礎スキー団体の指導者育成に携わった関係者を対象とし、ヒアリング調査および資料収集を行った。以上の結果、今後の指導者育成のためのコーチングには技能の伝達あるいは技術理論や活動理論に留まらず、指導者としての哲学性と多様な技能を扱う上でのより明確な論理性が不可欠な要素であることが明らかになった。このことは今後の自然体験活動・野外活動指導者の育成について見直しをはかる上で重要な観点と考えられる。なお、今年度は、以上の知見を基盤として自然体験活動・野外活動あるいはスポーツ活動の有資格者と各種指導の専門家を対象に、今後の指導者育成にかかるコーチングへの要望、意見収集を行う予定である。本研究は1年間の延長申請について、許可を受けたものである。現在、わが国では自然体験指導者育成における全国共通の資格制度を整備している最中であり、平成25年度より試行が始まる。それらの動向に着目しながらアンケート調査を実施した方がより効果的であると判断したため。また研究を進めるうちに当初の予定より資料収集の範囲を大幅に拡大する必要が生じたため。1研究会の構成について見直しをはかる:意見収集や意見交換についてはアンケート調査およびヒアリング調査によって網羅することができるため、調査データの分析を実際に行う委員を中心に構成し直す。2アンケート項目の精選と効率的なデータ回収について:プレ調査を行うことによりアンケート調査の精査を行う。また実行の際にはウェブ調査を利用する。3コーチングの専門家による講義の設定:研究会委員および本研究の関係者を対象に、最新事情を把握するために開催する。使用可能額は823,888円であるため、合計820,000円として次のように計画する。

1「物品」については図書、DVDなどの消耗品として50,000円2「旅費」については200,000円、そのうち会議旅費が50,000円(@2,000円×5名×5回)、ヒアリング調査に伴う旅費が150,000円(全国5カ所程度を予定)3「人件費・謝金」については440,000円、そのうちヒアリング謝金150,000円(@30,000円×5名)、調査アシスタント謝金100,000円(@1,000円×100時間)、執筆謝金90,000円(@30,000円×3名)、翻訳謝金100,000円4「その他」については報告書の印刷代として130,000円
血液透析患者における脂質異常症に対するスタチンのアポ蛋白代謝改善効果の解明

透析患者数は増加の一途であるが、心血管疾患(CVD)のリスクが極めて高いことが知られており、医療経済という観点からも逼迫した問題となっている。透析患者のCVDリスク上昇の一因は脂質異常症であり、高レムナント・低HDL血症の反面、LDLは正常であることが特徴である。申請者は平成11-12年の基盤研究C研究において高レムナント血症が異化障害、低HDL血症は異化亢進、そしてLDL濃度は正常にもかかわらず、異化、合成速度ともに50%低下していることを報告した。こうした背景から、本研究では、透析患者を対象にスタチン投与前後で安定同位体を使ったヒトアポ蛋白代謝研究を行った。その結果、スタチンがLDLアポ蛋白Bの異化障害を正常化することを見出した。背景と目的:透析(HD)患者は心血管疾患(CVD)のハイリスクである。HDに特有の脂質プロフィールは高レムナント・低HDL血症・正LDLである。申請者は平成11-12年の基盤研究C研究において高レムナント血症が異化障害、低HDL血症は異化亢進が原因であること、加えてLDL濃度は正常にもかかわらず、異化、合成速度ともに50%低下していることを報告した。こうした背景から、本研究では、これらの代謝異常に対するスタチンの効果を安定同位体を使ったトレーサー研究によって明らかにすることが目的である。対象:本年度は血液透析患者5名を対象に以下のトレーサー実験を実施した。アポ蛋白代謝実験用に2H3-leucine10mg/kg、VLDL TG代謝実験用には2H5-glycerol(ともにCambridge Isotope)3mg/kgを同時に静注した。その後、10、30、60min、1、2、3、4、5、6、8、10、12、14、24、36、48hourで採血し、血漿分離後、超遠心法にてVLDL、IDL、LDL、HDLに分画した。同様の代謝実験をアトロバスタチン10mg/日を12週間後実施した。アポ蛋白B沈殿、加水分解、アミノ酸修飾後、GC-MSにてtracer/tracee比を測定中である。我々の開発したアポ蛋白B代謝モデルを用いて異化速度を算出した。現時点でLDLアポ蛋白B異化速度は0.50±0.22/dayから0.96±0.81/dayを著明に増加した。次年度はさらに5名程度症例を追加する予定である。今後、さらに症例を蓄積し、代謝経路について詳細に検討する予定である。前回、血液透析(HD)患者のアポ蛋白代謝異常を報告した(Arterioscler. Thromb. Vasc. Biol. 25: 2615-22, 2005)。すなわち、IDL apoBの異化が遅延するためにIDLが蓄積すること。LDL apoB濃度は正常にも関わらず、その異化速度は遅延している事であった。今回、6名のHD患者に対して3ヶ月間、アトロバスタチン(A)10mg/日を投与して、HD患者のアポ蛋白代謝への影響を安定同位体を使った代謝実験で検討した。患者は38-63歳の患者で血清クレアチニン濃度は6.5-9.2mg/dlであった。A投与によってLDL-コレステロール(C)濃度は104+/-30mg/dlから69+/-34mg/dlへと有為に低下した。代謝実験ではVLDL, IDL, LDL分画のapoBを分離しGC-MSでtracer/tracee ratioを測定し、multicompartmantal modelをSAAMIIで構築してfractional catabolic rate (FCR /day)とproduction rate (PR mg/kg per day)と求めた。その結果、A治療前後で、VLDL apoB FCRは5.2+/-3.0から7.2+/-3.1へと増加したが, VLDL PRは19.4+/-6.7、21.3+/-8.0、IDL apoBはFCRは12.2+/-11.6、11.6+/-6.7, PRは14.2+/-6.6、10.6+/-5.8と変化を認めなかった。LDL apoB FCRは0.446+/-0.232から0.851+/-0.772へと有意に増加したが, PRは14.0+/-4.8、15.1+/-7.0と変化を認めなかった。

以上から、スタチンはHDの代謝異常の中でVLDLとLDLの異化障害を改善する事が明らかになった。透析患者の研究へのリクルートはスムーズで現時点で一部の解析からは統計学的に有意な結果が得られている。24年度が最終年度であるため、記入しない。これまでの症例のデータの詳細を解析し、除外される可能性がないか検討する。念のためさらに数名程度の患者のリクルートを行い、この研究を完結したい。
熱の弾道輸送によるサーマルレクティファイヤデバイスの創成

近年,微細加工によりSi薄膜に微細な孔を設けて熱伝導率を下げる研究が数多く行われ,孔サイズや孔間隔がフォノンの平均自由行程より小さい場合,熱伝導率の低減効果が得られる成果が報告されている.格子振動を量子化したフォノン輸送を調べることで,構造内の熱伝導を知ることができ,フォノン輸送を微細構造を用いて制御することで熱伝導を制御することができる.通常の熱伝導では,フォノンが拡散輸送されているため,構造に対する熱の応答は空隙率といった孔形状によらない要素で決まるが,構造の代表サイズがフォノンの平均自由行程よりも小さくなれば,構造界面でのフォノン散乱が支配的となる弾道輸送となるため,フォノン輸送が形状に強く依存するようになり,熱伝導に強い制御をかけられる.フォノン輸送制御を利用したデバイスとして熱整流効果を持つサーマルレクティファイヤへの利用が提案されている.本研究では非対称な多孔構造からなる薄膜において,フォノンの輸送形態の違いを利用することにより熱整流作用を示す構造の提案を行い,構造を用いた熱物性制御技術を利用した熱整流効果を検討した.構造については数値計算ソフトANSYS Fluentを用いて多孔構造中のフォノン輸送をボルツマン輸送方程式を解くことで計算した.フォノンの平均自由行程が構造のサイズよりも大きくなるにつれてカシミア限界へ近づき,実験で測定された孔構造の配置や形状に従って変化する薄膜の見かけの熱伝導率を計算した.非対称構造中において微細構造の形状,代表寸法と平均自由行程の関係に依存する熱整流効果を確認した.熱流方向に対して非対称な孔を有するSi薄膜をMEMS技術を用いて作製した.熱伝導率測定と赤外線カメラを用いた薄膜中の熱輸送評価し,効果は小さいながらも三角形の孔を薄膜中に設けると同一薄膜において孔の向きに従って熱流量が異なることを示した.本研究課題は平成26年度が最終年度のため記入しない本研究課題は平成26年度が最終年度のため記入しない近年,微細加工によりSi薄膜に微細な孔を設けて熱伝導率を下げる研究が数多く行われ,孔サイズや孔間隔がフォノンの平均自由行程より小さい場合,熱伝導率の低減効果が得られる成果が報告されている.格子振動を量子化したフォノン輸送を調べることで,構造内の熱伝導を知ることができ,フォノン輸送を微細構造を用いて制御することで熱伝導を制御することができる.通常の熱伝導では,フォノンが拡散輸送されているため,構造に対する熱の応答は空隙率といった孔形状によらない要素で決まるが,構造の代表サイズがフォノンの平均自由行程よりも小さくなれば,構造界面でのフォノン散乱が支配的となる弾道輸送となるため,フォノン輸送が形状に強く依存するようになり,熱伝導に強い制御をかけられる.フォノン輸送制御を利用したデバイスとして熱整流効果を持つサーマルレクティファイヤへの利用が提案されている.本研究では非対称な多孔構造からなる薄膜において,フォノンの輸送形態の違いを利用することにより熱整流作用を示す構造の提案を行い,構造を用いた熱物性制御技術を利用した熱整流効果を検討した.構造については数値計算ソフトANSYS Fluentを用いて多孔構造中のフォノン輸送をボルツマン輸送方程式を解くことで計算した.フォノンの平均自由行程が構造のサイズよりも大きくなるにつれてカシミア限界へ近づき,実験で測定された孔構造の配置や形状に従って変化する薄膜の見かけの熱伝導率を計算した.非対称構造中において微細構造の形状,代表寸法と平均自由行程の関係に依存する熱整流効果を確認した.熱流方向に対して非対称な孔を有するSi薄膜をMEMS技術を用いて作製した.熱伝導率測定と赤外線カメラを用いた薄膜中の熱輸送評価し,効果は小さいながらも三角形の孔を薄膜中に設けると同一薄膜において孔の向きに従って熱流量が異なることを示した.本研究課題は平成26年度が最終年度のため記入しない本研究課題は平成26年度が最終年度のため記入しない
心筋梗塞後の線維化における筋線維芽細胞と各種細胞の役割および相互作用の解明

心臓には心筋細胞のみならず、内皮細胞、線維芽細胞、免疫細胞が存在している。これら細胞の相互作用により、健常時あるいは病態時の心機能が維持されている。心臓の一部が壊死すると炎症が生じ、炎症が起こっている部位ではプロトン濃度の上昇(pHの低下)が観察される。また、虚血時にもプロトン濃度が上昇する。我々は、心筋梗塞時に生じるプロトン濃度上昇の生理的な意味について解析する。生体には、プロトンをリガンドとするGタンパク質共役型受容体(プロトン感知性GPCR)ファミリーが存在し、GPR4はそのメンバーの一員である。GPR4は内皮細胞に強く発現している。ノックアウトマウスの解析から、GPR4が心筋梗塞時に接着因子を発現させ、炎症を制御していることを見出した。壊死によって欠落した部位は、コラーゲンによって補填される。コラーゲンを産生する細胞が筋線維芽細胞であり、組織常在性の線維芽細胞が分化して生じる。in vivoでは線維芽細胞の筋線維芽細胞への分化を制御することができず、筋線維芽細胞の病態時における役割解析は遅れている。我々は、線維芽細胞のみを活性化する手法としてDREADテクノロジーを用い、この問題点を解決する。DREADは合成リガンド(クロザピンーNーオキシド)によってのみ活性化されるGPCRである。GPCRを介した応答はGs、Gi、Gq、G12の4種のGタンパク質ファミリーを介して引き起こされる。G12ファミリーにはG12とG13が含まれ、刺激によりRhoAが活性化される。線維芽細胞でRhoAが活性化されると筋線維芽細胞における分化することから、G13を選択的に活性化するDREADを線維芽細胞に発現させ刺激すると、筋線維芽細胞へ分化を促進できる。このマウスを用い、心筋梗塞時の筋線維芽細胞と内皮細胞や心筋細胞あるいは免疫細胞との相互作用を解析する。心臓より単離した内皮細胞を用い、GPR4の刺激がpH依存性に細胞接着因子を発現させることを見出した。GPR4のプロトンが結合すると考えられるHisをAlaに変えた変異体を作製し、アデノ随伴ウイルス(AAV)を用いてマウス個体での線維芽細胞への発現を試みた。しかしながら、AAVによる発現系は心筋細胞には効果的であるものの、線維芽細胞への感染効率は低く、変異体を発現させることができなかった。そこで、CRIPAR-Cas9システムを用い野生型マウスのゲノムGPR4に対し、プロトンを認識する部位に変異を直接導入する実験に変更した。現在、動物実験の申請中(通常、承認に数か月間を必要とする)である。三量体Gタンパク質のG13を選択的に活性化するDREAD(G13-DREAD)を作製した。G13の活性評価をSRE-ルシフェラーゼ活性にて評価すると、Gqを介する活性化も測定してしまうことから、SRE配列に変異を導入したSRF-RE-ルシフェラーゼ活性にて評価した。また、HEK293A細胞のGαq/Gα11/Gα12/Gα13をCRISPR-Cas9系にてノックアウトさせた細胞を入手することができたことから、この細胞にFlagタグを挿入したGα12およびGα13を発現させSRF-RE-ルシフェラーゼ活性を測定した。この結果、Gα13がGα12よりG13-DREAD刺激によるルシフェラーゼ活性をより強く回復させた。抗Flag抗体を用いて発現量を確認すると、Gα13とGα12の発現量に大きな差はなかったことから、作製したDREADがGα13選択性を示すことが確認できた。G13-DREADを線維芽細胞に発現させるプラスミドを作製中である。このように、おおむね順調に進行している。心筋梗塞時にGPR4がプロトン濃度の上昇を感知して接着因子の発現を上昇させていること示すためには、プロトン濃度の変化を検知しないHisをAlaに変えた変異体の作用をin vivoで示す必要がある。この目的のために、CRISPR/Cas9を用いて3つの部位に同時に変異を導入する。心筋梗塞時の接着因子の発現や炎症性サイトカインの上昇は、変異を導入したマウスでは減弱することを示す。また、2波長で蛍光を測定することでpH変化を定量することができるプローブを用いて、心筋梗塞時のpHがGPR4を活性化するまでに変化するか検証する。これら2種の実験を行うことで、GPR4がプロトン濃度を検知し接着因子の発現を増加させていることを示す。作製したG13を活性化するDREADをTcf-21プロモーターの下流に組み込み、トランスジェニックマウスを作製する。Tcf-21は線維芽細胞選択的なプロモーターであり、マウスをクロザピンーNーオキシド(CNO)処置し活性化させると、RhoAを介して筋線維芽細胞への分化が促進される。健常時には筋線維芽細胞の分化を抑止する因子が周辺の細胞から分泌されると考えられており、健常なマウスのDREADを刺激して生じた筋線維芽細胞は、CNO処置を中止すると速やかに筋線維芽細胞としての性質を失う(脱分化する)と予想している。マイクロアレイや質量分析の手法さらに単離した細胞での応答解析などにより、筋線維芽細胞を脱分化させる因子を同定する。G12とG13によって活性化されるシグナリング経路は、in vivoでは異なった応答を引き起こすものの解析されてこなかった。G12を活性化するDREADを作製したのち、G13-DREADおよびG12-DREADを経時的に刺激した細胞のリン酸化

プロテオミクス解析を行い、G13とG12によって活性化されるシグナリング経路を明らかにする。心筋梗塞により心臓の一部は壊死し炎症が生じる。炎症は、内皮細胞に好中球や単球などが接着することで開始される。また、心筋梗塞などの虚血時には、プロトン濃度の上昇(pHの低下)が観察される。プロトン濃度の上昇によりイオンチャネルやGタンパク質共役型受容体(プロトン感知性GPCR)が活性化される。そこで、内皮細胞に強く発現しているプロトン感知性GPCRの一つGPR4の炎症における役割を明らかにした。心筋梗塞により壊死した部位は欠落し、コラーゲンによって補填される。コラーゲンを産生する細胞が筋線維芽細胞である。筋線維芽細胞は組織常在性の線維芽細胞が分化し生じる。筋線維芽細胞の出現をリガンドによって制御できれば、筋線維芽細胞の役割や機能などの解析に大きく役立つ。この目的のために利用できる方法がDREADテクノロジーである。DREADはDesigner Receptors Exclusively Activated by Designer Drugの略で、合成リガンド(クロザピンーNーオキシド、CNO)によってのみ活性化されるGPCRである。GPCRを介した応答はGs、Gi、Gq、G12およびG13の5種のGタンパク質を介したシグナルに分類できる。Gs、Gi、Gqを活性化するDREADはすでに作成されていることから、G13を活性化するDREADを作成した。今後、G12を活性化するDREADを作成した後、線維芽細胞から筋線維芽細胞への分化を促進あるいは抑制するDREADを発現させたマウスを作成する。マウスをCNOで処置し筋線維芽細胞を出現させ、心機能や炎症性サイトカインなどを測定する。これにより筋線維芽細胞の分化と心機能や炎症応答との関係を明らかにできる。また、いったん筋線維芽細胞へ分化させた後、CNO刺激を中止すると筋線維芽細胞がどのように変化するのかも検討する。心筋梗塞後の心臓ではプロトン濃度が上昇していることを、pH感知性色素を用いて確認した。プロトン濃度の上昇は、梗塞後7日目でも観察された。プロトン感知性GPCRの一つGPR4の遺伝子をノックアウトしたマウスでは、好中球の内皮細胞への接着に必要な因子ICAMの発現が減少し、浸潤も抑制されていた。また、ノックアウトマウスでは、炎症性サイトカインのTNF-α、IL-6などの発現の抑制および心機能の改善も観察された。GPR4がプロトン濃度の上昇により活性化されていることをin vivoで確認するため、プロトンが結合すると考えられるHisをAlaに変えた変異体を作成した。Ala置換型変異体は、野生型と同じ程度細胞表面に発現し、プロトン濃度を増加させてもGタンパク質を活性化しなかった。今後、Ala置換型変異体を内皮細胞選択的な発現を与えるプロモーターを用いて内皮細胞に発現させ、心筋梗塞後の炎症応答や心機能を検討する。これにより心筋梗塞後のプロトン濃度の上昇が好中球の内皮細胞への接着、炎症応答および心機能の低下に大きな役割を果たしていることを示す。また、三量体Gタンパク質のG13を選択的に活性化するDREADを作成した。
仮想現実手法を用いた異常分娩および医療技術モデルの教育教材の開発に関する研究

本研究は3D(三次元)のVirtual Reality(仮想現実)の手法を用いて異常分娩経過の母体内現象をイメージ化した知識の獲得と吸引分娩・鉗子分娩・骨盤位分娩・帝王切開術などの医療技術の習得に向けた教育教材の開発とその学習効果について明らかにすることである。平成16年度は分娩難易度の高いモデルと医療技術モデルの制作に必要なデータベースの作成、3Dの表現方法の検討、分娩難易度の指標の検討とシミュレーションの初期段階の制作を行った。まず、モデルについては異常分娩モデルが産道通過異常(回旋異常・不正軸進入)、骨盤異常(狭骨盤・男性型骨盤・扁平仙骨・類人猿型骨盤)、双胎分娩、胎盤異常(前置胎盤・胎盤早期剥離)、子宮異常(子宮収縮輪・子宮破裂)と決定した。また、医療技術モデルは、吸引分娩、鉗子分娩、骨盤位牽出術(古典的・横8文字牽出術)、胎盤用手剥離、帝王切開術、会陰縫合術とした。これらモデルの表現方法は、3D、アニメーション、立体視カメラ画像の3種類を用い、ソフトウエア化するためにコンピューター入力を行った。平成17年度は制作した全てのモデルをDVDとして制作し、繰り返し検証作業を行い、画像の修正・追加を行った。また、各モデル画像構成を決定し、各画像の事象について詳細説明テキストを入力した。平成18年度は制作した教育教材による異常分娩経過の母体内現象のイメージ化と医療技術の理解、ならびに学習効果や活用性について質問紙調査を行った。さらに、医師による患者へのインフォームドコンセントへの有用性について検討した。回答者は学生(医学生・助産学生・看護学生の計149名)、医師(研修医を含む計44名)である。調査方法は、DVDを視聴し、質問紙に回答してもらった。さらに、医師によるインフォームドコンセントなど臨床への応用効果についても説明のしやすさなどを評価してもらった。学生・医師共に本教材の教育教材の有用性や利便性は概ね高い評価を得た。また、各モデルのイメージ化のしやすさは、学生と医師で比較すると学習経験や臨床経験などの背景の違いによってその評価が異なっていた。つまり、学習の進度や臨床経験による評価に差はあるものの、VR画像による母体内現象がイメージし易くなり、知識獲得に有効な教材であることが明らかとなった。また、医師による評価は臨床経験が少ない鉗子分娩や骨盤位分娩などの医療技術モデル、ならびに三次元で表現したモデルに対して高い評価を得た。このことは、三次元による母体内現象が理解できる教育教材への期待が高いことが考えられる。さらに、本教育教材は臨床での患者や家族には説明しやすいという回答を得た。以上のことから、本教育教材は臨床経験が制限される教育環境において今後の教育・臨床に寄与できる教材であることが示唆された。

以上のことから、本教育教材は臨床経験が制限される教育環境において今後の教育・臨床に寄与できる教材であることが示唆された。本研究の目的は3D(三次元)の仮想現実(VR)の手法を用い、異常分娩や分娩難易度の高いモデル・医療技術モデルを開発することである。本年度は分娩難易度の高いモデルの制作に必要なモデルの決定とデータベースを作成するために分娩難易度の確認、ならびに3次元表現方法の検討を行い、コンピューターへの入力を行った。さらに基礎となる異常分娩シミュレーションの初期段階の制作を行った。1)異常分娩・分娩難易度の高いモデルと異常分娩医療技術モデルの抽出と画像上の表現方法の決定まず、異常分娩・分娩難易度の高いモデルは、産道通過異常モデルの胎位・胎勢・回旋異常(骨盤位、後方後頭位、不正軸進入)と産道異常(狭骨盤・男性型骨盤)とし、いずれも3Dで表現することとした。さらに双胎分娩の分娩経過、前置胎盤の種類、胎盤早期剥離、子宮収縮輪、子宮破裂はアニメーションによる表現方法をとることに決定した。産道通過異常に対応した異常分娩医療技術モデルは、吸引分娩と鉗子分娩、骨盤位娩出術(古典的骨盤位牽出法、横8文字牽出法)、胎盤用手剥離などをアニメーション表現にすることに決定した。また、帝王切開術は3DCGまたは2Dイメージによる制作が困難であったため、実際の手術現場を立体視カメラで撮影した画像を採用することとした。2)胎児・骨盤計測値の解析と陣痛を伴った分娩難易度の確認異常分娩経過による母体内現象を表現するためには胎児の回旋と骨盤との位置関係を明らかにする必要がある。そこで、分娩の難易度の高い事例のX線写真を基に児頭と骨盤の形態・位置関係を確認した。3)各モデルの画面上シミュレーションの初期段階の制作作業基礎となる各モデルのシミュレーションの初期段階制作作業を行った。まず、3DCGと2Dイメージによる各モデルのコンテンツ構成について検討した。次にコンテンツ構成に基づき、ソフトウエア制作のために3次元表現手法をプログラム化し、初期段階としてのDVDによる検証作業を行った。昨年度は異常分娩・分娩難易度の高いモデルと異常分娩医療技術モデルについて3D(3次元)とアニメーションなどによるシミュレーションのソフトウェアの制作作業を行った。本年度の実績は以下に示す通りである。1)異常分娩と医療技術シミュレーションモデル全てのソフトウェア化とDVDによる検証作業の完了昨年度から積み残していた会陰裂傷と会陰縫合術のモデルのソフトウェア化を行い、予定していたモデルを全て3D・CG・CGアニメーション、静止画・動画、インタラクティブコンテンツを完了した。また、パソコン上の作業環境・グラフィック機能などの調整を行った。2)各モデルの解説内容を検討異常分娩や医療技術の母体内現象や分娩介助のイメージ化を実現するために3Dを用いたグラフィック機能だけでなく、各モデルの詳細な説明をするための内容を検討した。3)各モデルによる活用効果を検証するための調査票の作成(1)調査目的3DのVRシミュレーションによる異常妊娠
高齢ドライバーの交通流錯綜部での挙動に関する研究

本研究では錯綜した交通場面の運転者行動を,(1)実走による高齢ドライバーの合流運転挙動の解析,(2)CG映像を用いた高齢ドライバーの判断能力の分析,(3)ドライビングシミュレータを用いた室内実験の信頼性評価とトンネル進入部の交通環境評価という側面から研究した.それぞれの成果を以下にまとめる.(1)実走による高齢ドライバーの合流運転挙動の解析観測調査結果から,合流部における高齢者の運転特性を調査し,非高齢者との比較から今後の交通計画,道路改良のあり方を検討をするために以下に示す分析を行った.・自由走行時における合流特性に基づく自然な合流形態の把握および合流形態別の解析・上記解析結果に基づく高齢ドライバーの合流に対する選好特性の把握・合流形態別の車頭時間に関する分析(2) CG映像を用いた高齢ドライバーの判断能力の分析道路案内標識の判読性を評価するために,以下の点について検討を行った.・1)文字の大きさと判読距離との関係,2)漢字の字画数と判読距離との関係,3)標識の判読距離に対する自動車の走行速度の影響の観点からみたCG実験と実物実験の結果の対応に関する検討・地名判断および方向判断を対象とした判読時間の計測(3)ドライビングシミュレータを用いた室内実験の信頼性評価とトンネル進入部の交通環境評価現実には存在しない道路区間での実験を可能にすること,および高齢者など走行中の安全性に配慮しなければならない被験者を対象とした実験を可能にすることを目的として,バーチャルリアリティ技術を応用して,高速道路の擬似走行体験や運転行動データの収集が可能なドライビングシミュレータを開発した.そして開発したドライビングシミュレータの再現性の精度やそれから得られる運転者行動のデータの信頼性および実験方法について検討した.その結果,速度・アクセル使用量・注視点・トンネル進入時の速度低下について,その再現性を確認した.さらに,トンネル坑口形状と運転者行動との関係について分析を行った結果,坑口にグラデーションペイントを施すことに効果があることを明らかにした.本研究では錯綜した交通場面の運転者行動を,(1)実走による高齢ドライバーの合流運転挙動の解析,(2)CG映像を用いた高齢ドライバーの判断能力の分析,(3)ドライビングシミュレータを用いた室内実験の信頼性評価とトンネル進入部の交通環境評価という側面から研究した.それぞれの成果を以下にまとめる.(1)実走による高齢ドライバーの合流運転挙動の解析観測調査結果から,合流部における高齢者の運転特性を調査し,非高齢者との比較から今後の交通計画,道路改良のあり方を検討をするために以下に示す分析を行った.・自由走行時における合流特性に基づく自然な合流形態の把握および合流形態別の解析・上記解析結果に基づく高齢ドライバーの合流に対する選好特性の把握・合流形態別の車頭時間に関する分析(2) CG映像を用いた高齢ドライバーの判断能力の分析道路案内標識の判読性を評価するために,以下の点について検討を行った.・1)文字の大きさと判読距離との関係,2)漢字の字画数と判読距離との関係,3)標識の判読距離に対する自動車の走行速度の影響の観点からみたCG実験と実物実験の結果の対応に関する検討・地名判断および方向判断を対象とした判読時間の計測(3)ドライビングシミュレータを用いた室内実験の信頼性評価とトンネル進入部の交通環境評価現実には存在しない道路区間での実験を可能にすること,および高齢者など走行中の安全性に配慮しなければならない被験者を対象とした実験を可能にすることを目的として,バーチャルリアリティ技術を応用して,高速道路の擬似走行体験や運転行動データの収集が可能なドライビングシミュレータを開発した.そして開発したドライビングシミュレータの再現性の精度やそれから得られる運転者行動のデータの信頼性および実験方法について検討した.その結果,速度・アクセル使用量・注視点・トンネル進入時の速度低下について,その再現性を確認した.さらに,トンネル坑口形状と運転者行動との関係について分析を行った結果,坑口にグラデーションペイントを施すことに効果があることを明らかにした.本研究では錯綜した交通場面の映像再現システムを構築するため,実走による運転挙動との比較より,システムの有効性を明らかにするものであり,平成9年度の研究実績は以下のようにまとめられる.まず現状を把握するために,主要高速道路を対象とした現地調査を行った.同時に,調査対象部分の交通状況および構造条件に関する資科収集を行った.そして,代表的な合流部を対象としで秋田自動車道の西仙北SA上り線,と太平山PA下り線を取り上げ,高齢ドライバーを被験者とした調査を行った.ここで,解析に用いた合流車の台数は,西仙北881台,太平山850台であった.本研究では,合流車が後方直近の本線車の前方に入る合流形態を前方合流,後方に入る合流形態を後方合流としている.分析の結果,次のようなことが明らかとなった.(1)合流車線長が160mでの合流と190mでの合流を比べると,前方合流,後方合流の合流形態によって,160m合流では合流位置が異なるのに対し,190m合流では合流位置に変化はみられなかった.(2)前方合流での合流時の速度を比較すると190m合流で合流速度が高く,合流車線長の延長によって,十分な加速が行われていることが明らかとなった.

(3)前方合流における後方直近の車両との車頭時間をみると,190m合流で十分な車頭時間が得られていることが明らかとなった.以上のように,合流車線長の延長が合流挙動に与える影響を160m合流,190m合流について観測調査による分析を行った結果,190m合流の方が,合流車線長が長いことによる余裕を持ったギャップ選択や,速度の調節を行えることが明らかになった.また,この観測調査・解析とは並行して,映像再現システムについては,ヴァーチャルリアリティ技術を用いたドライビングシミュレータを開発した(対象区間:北陸自動車道,設置場所:大阪大学).そして,対象区間における実走実験結果と室内実験を統計的に比較することにより,シミュレータの信頼性について検討した.本研究では錯綜した交通場面の運転者行動を,(1)実走による高齢ドライバーの合流運転挙動の解析,(2)CG映像を用いた高齢ドライバーの判断能力の分析,(3)ドライビングシミュレータを用いた室内実験の信頼性評価とトンネル進入部の交通環境評価という側面から研究した.それぞれの成果を以下にまとめる.(1)実走による高齢ドライバーの合流運転挙動の解析観測調査結果から,合流部における高齢者の運転特性を調査し,非高齢者との比較から今後の交通計画,道路改良のあり方を検討をするために以下に示す分析を行った.・自由走行時における合流特性に基づく自然な合流形態の把握および合流形態別の解析・上記解析結果に基づく高齢ドライバーの合流に対する選好特性の把握・合流形態別の車頭時間に関する分析(2) CG映像を用いた高齢ドライバーの判断能力の分析道路案内標識の判読性を評価するために,以下の点について検討を行った.・1)文字の大きさと判読距離との関係,2)漢字の字画数と判読距離との関係,3)標識の判読距離に対する自動車の走行速度の影響の観点からみたCG実験と実物実験の結果の対応に関する検討・地名判断および方向判断を対象とした判読時間の計測(3)ドライビングシミュレータを用いた室内実験の信頼性評価とトンネル進入部の交通環境評価現実には存在しない道路区間での実験を可能にすること,および高齢者など走行中の安全性に配慮しなければならない被験者を対象とした実験を可能にすることを目的として,バーチャルリアリテイ技術を応用して,高速道路の擬似走行体験や運転行動データの収集が可能なドライビングシミュレータを開発した.そして開発したドライビングシミュレータの再現性の精度やそれから得られる運転者行動のデータの信頼性および実験方法について検討した.その結果,速度・アクセル使用量・注視点・トンネル進入時の速度低下について,その再現性を確認した.さらに,トンネル坑口形状と運転者行動との関係について分析を行った結果,坑口にグラデーションペイントを施すことに効果があることを明らかにした.
InAs(111)A,InP(111)A表面の硫黄吸着による2次元金属化の研究

III-V族化合物半導体表面にはダングリングボンドが存在し、それらの電子状態がバンドギャップ間に存在するといわれている。又、それらのためにフェルミレベルがピニングされデバイスのパフォーマンスを著しく損なうことが知られている。このことを解決するために表面を硫黄で処理することにより表面の不活性化を図ることによりデバイス性能を大幅に改善できるこが発見され[1]注目を浴びた。しかしながら硫黄処理により表面構造や表面電子状態がどのように変化しのかは充分に解明されていなかった。そこで本研究では硫黄処理によりGaAs(111)A[2]やGaP(111)A[3]表面と全く異なる表面構造を形成するInAs(111)A, InP(111)A表面の構造と電子状態を詳細に調べ、特にそれらの表面が金属的になるかどうかについて研究した。InAs(111)A及びInP(111)A表面ではいずれも硫黄処理すると(2x2)S表面を形成する。電子状態を計算するとInAs(111)-(2x2)Sでは表面は絶縁体であり、実験結果と一致する。しかしながらInP(111)-(2x2)S表面では金属的となる。本研究におけるUPSの実験結果ではInP(111)A-(2x2)S表面は金属性を示した。この結果は表面を非金属で処理することにより表面に金属性を持たせることを可能にする技術を開拓したことになり、将来画期的な技術となりうる。この結果をより詳しく実証するためには今後より詳しいバンド分散の実験が必要と考えられる。硫黄吸着実験に先立ちInP(111)A表面の構造と電子状態の研究を行った。InP(111)A表面をスパッター(0.5kV,30分)とアニール(320°C、10分)を行うと表面は(1x1)構造を示した。更にスパッター(0.5kV,30分)とアニール(310°C,5分)を行うと、(3x3)LEEDパターンを示した。(1x1)と(3x3)構造を示した表面のオージェスペクトルを比較するとP/In比はそれぞれ7.0,6,0であった。このことは(3x3)構造においては表面のPが減少していることを示している。(3x3)表面におけるSTM像において局部的に(3x3)構造が見られたがそのドメインは小さい。このことはLEEDパターンのバックグランドが高いことをよく説明できる。(1x1)表面の構造及び電子状態を調べるためにシンクロトロン放射光を用いてIn4dおよびP 2p内殻電子状態シフトを測定した。In 4dでは-0.36eV,+0.49eV,P 2pでは+0.34eVの状態が観察された。-0.36eVの状態は金属的な状態に、+0.49eVはInが表面で3配位している状態に対応する。P 2pの+0.34eVはP-P結合に対応する。しかしながらこれらの結果からは(3x3)構造のモデルを提案することは出来ない。次に、安定な表面を形成させるために表面にPを供給し、構造をLEEDで測定した。245oCでPを供給すると(2x2)構造を示した。この表面の構造及び電子状態を調べるためにシンクロトロン放射光を用いてIn4dおよびP 2p内殻電子状態シフトを測定した。In 4dでは+0.31eVの状態が確認されたがP 2pではシフトは観察されなかった。このことは(2x2)構造はIn欠陥モデルであることを証明している。

このことを解決するために表面を硫黄で処理することにより表面の不活性化を図ることによりデバイス性能を大幅に改善できるこが発見され[1]注目を浴びた。しかしながら硫黄処理により表面構造や表面電子状態がどのように変化しのかは充分に解明されていなかった。そこで本研究では硫黄処理によりGaAs(111)A[2]やGaP(111)A[3]表面と全く異なる表面構造を形成するInAs(111)A, InP(111)A表面の構造と電子状態を詳細に調べ、特にそれらの表面が金属的になるかどうかについて研究した。InAs(111)A及びInP(111)A表面ではいずれも硫黄処理すると(2x2)S表面を形成する。電子状態を計算するとInAs(111)-(2x2)Sでは表面は絶縁体であり、実験結果と一致する。しかしながらInP(111)-(2x2)S表面では金属的となる。本研究におけるUPSの実験結果ではInP(111)A-(2x2)S表面は金属性を示した。この結果は表面を非金属で処理することにより表面に金属性を持たせることを可能にする技術を開拓したことになり、将来画期的な技術となりうる。この結果をより詳しく実証するためには今後より詳しいバンド分散の実験が必要と考えられる。