hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
犯罪の訴追・予防を目的とする情報の収集と利用に対する法的規制のあり方

本年度は,下記の3つの研究班を構成して,調査研究を進めた。1犯罪訴追目的での情報の継続的収集班(班長:井上,班員:田中,佐藤,成瀬,神田)は,GPS捜査,民間業者に対する特定の個人に関するデータの保存要請,ドイツのオンライン捜索(対象者が使用するコンピュータ等の端末に秘密裡にソフトウェアをインストールし,一定期間にわたり,端末でのデータ処理の状況を監視する手法),スマートフォン・パソコン内に保存されている大量のデジタルデータの解析を主な研究対象とした。研究内容としては,これらの処分によって侵害される利益の内容は何かということとの関係で,プライバシーの利益の内容を再検討するとともに,それを,既存の強制捜査と任意捜査の区別の枠組みにどのように適合させるのかについて考察した。2犯罪訴追目的での情報の蓄積・利用班(班長:酒巻,班員:池田,稻谷,川島)は,指紋やDNA型のデータベース,監視カメラを主な研究対象とした。研究内容としては,個人情報保護法など他の法分野における規律内容も踏まえつつ,そもそも,情報を蓄積し利用することにより,取得とは独立した権利侵害が生じるのか,その内容はいかなるものなのかということを,問題となる情報ごとに検討した。3犯罪予防目的での情報の収集・利用班(班長:川出,班員:笹倉,大谷,朝村)は,諸外国の諜報機関(アメリカのCIAやNSA,ドイツの連邦憲法擁護庁等)がテロ行為の未然防止を目的として行っている膨大なデータの収集・蓄積やテロ対策データベースの作成・利用を主な研究対象とした。研究内容としては,これらの手法の具体的な内容を把握するとともに,犯罪の「予防」という目的の相違が法的規制のあり方に与える影響及びその理論的根拠を考察した。そして,年度末に研究代表者の大澤が主催して全体会合を行い,各研究班が獲得した知見を全員で共有し理解を深めた。本研究の目的は,1犯罪の訴追を目的とした個人情報の大量かつ継続的な収集,2直接には当該犯罪の訴追で利用する以外の目的で収集・蓄積された情報の犯罪訴追目的での利用,3犯罪予防目的での情報の収集・利用の3つを検討対象とし,情報の蓄積・利用がもたらす権利侵害の内実を明らかにするとともに,目的(犯罪訴追,犯罪予防)の相違がもたらす影響をも考慮しながら,これらに対する法的規制の在り方を包括的に検討することである。今年度の研究成果は,この目的に対して,以下のような意味を持つ。まず,1犯罪訴追目的での情報の継続的収集については,それによって侵害される利益の内容は何かということとの関係で,プライバシーの利益の内容を再検討するとともに,それを,既存の強制捜査と任意捜査の区別の枠組みにどのように適合させるのかという問題についても解決の方向性を得ることができた。次に,2直接には当該犯罪の訴追で利用する以外の目的で収集・蓄積された情報の犯罪訴追目的での利用については,個人情報保護法など他の法分野における規律内容も踏まえつつ,そもそも,情報を蓄積し利用することにより,取得とは独立した権利侵害が生じるのか,その内容はいかなるものなのかという問題について,緻密に考察することができた。
稚仔の分布から推定するケンサキイカの資源構造

本研究は、日本周辺に分布し日本海南西部から九州北西部でいか釣り漁業等の対象となっているケンサキイカの稚仔の分布から、資源構造の解明を行うことを目的としている。ケンサキイカは稚仔の形態も不明であることから、本研究ではまず稚仔の収集から始めた。その結果平成28年度、29年度に水産大学校練習船によって行った調査で、ヤリイカ科の稚仔を採集することができ、ミトコンドリアDNA COI領域の塩基配列分析の結果、ケンサキイカ稚仔であることが証明され、稚仔の形態を記載した。平成30年度についても、ケンサキイカ稚仔のフィールドでの採集を継続し、水産大学校練習船耕洋丸によって6月810日に行われたプランクトンネットによって再びケンサキイカ稚仔を採集することができた。昨年度に続き、海洋環境としては同様の地点からの採集であり、通常の頭足類稚仔と異なり近低層に分布することについてデータの蓄積がされた。さらに産卵場の1つとされる山口県日本海側で漁獲されたイワシ類の混獲物からヤリイカ科稚仔を抜き出し、遺伝解析を行ったが、ケンサキイカの稚仔を得ることができなかった。当初は、稚仔の分布に基づいて資源構造を解明する予定であったが、稚仔の採集、あるいはすでに採集された標本からも稚仔を得ることが困難であったため、調査によって得られた若齢あるいは成体の標本を用い、遺伝解析に基づく系群解析および平衡石による日齢解析も並行した行った。その結果、遺伝解析では東シナ海から日本海にかけて差異は認められなかったものの、平衡石による日齢査定の結果、従来よりも成長が早く複数の産卵場を利用してながら回遊を行っているであろう生態が示唆された。平成28年度は、当初の予定通り本校練習船による調査航海で、特に春季成熟群が来遊する5月および夏季成熟群が来遊する9月に、山陰沖から対馬海峡、および東シナ海においてプランクトンネットによる頭足類稚仔の採集を行った。その結果123個体の頭足類稚仔が採集されたが、形態による種同定の結果、ケンサキイカ属の稚仔は入っていなかった。そこで、平成29年度に予定していた「過去に採集された標本の収集」を前倒しで行い、ケンサキイカの産卵場の1つと言われている東シナ海で調査を行っている西海区水産研究所に依頼し、2002年2016年までの主に24月に行われた4航海分の頭足類稚仔標本を収集し、計2719個体を対象に種同定を行った。その結果2002年の標本にケンサキイカ属稚仔が認められたが、平成28年度の予定である「DNAによる採集された稚仔の種判別」は、ホルマリン固定標本だったため実施することができなかった。平成29年度は、ホルマリンを使用していない標本も収集し、遺伝解析を行う予定である。平成28年度のもう1つの計画である「ケンサキイカの季節群間の遺伝的差異の検証」については、本校練習船でいか釣りにより異なる季節発生群が収集されたので、その標本を用いミトコンドリアDNA COI領域前半部塩基配列約650bpを決定し、季節発生群間で比較を行ったが、差異は認められなかった。そこで、より多型性の高い非コーディング領域での比較を行うため、非コーディング領域を増幅させるプライマーの設計を行った。平成28年度に予定していた3つの計画「ケンサキイカの季節群間の遺伝的差異の検証」、「新たな稚仔標本の収集」、「DNAによる採集された稚仔の種判別」のうち、2つについて実施し結果が得られた。実施できなかった「DNAによる採集された稚仔の種判別」は対象とするケンサキイカ属稚仔が採集されなかったためであり、来年度「DNAによる採集された稚仔の種判別」を確実に行うために、平成29年度に予定していた「過去に採集された標本の収集」を行い、その標本の中からケンサキイカ属稚仔を収集することができたため、おおむね順調に進展していると判断した。平成29年度は、平成28年度から継続して新たな稚仔標本の収集を行った。水産大学校練習船天鷹丸により、6月に東シナ海の4定点及び日本海南西部の18定点から、89個体の頭足類稚仔が採集され、形態による分類の結果、対馬海峡で採集された2個体がケンサキイカ属の稚仔であると同定された。これらの2個体を用い、ミトコンドリアDNA COI領域の塩基配列を決定し、ケンサキイカの基準標本の塩基配列と相同性を検討した結果、99%の配列が一致し、採集された稚仔はケンサキイカであることが明らかとなった。ケンサキイカであることが証明された稚仔がフィールドから採集されたのは、今回が初めてである。

併せて、ケンサキイカの産卵場の1つと言われている東シナ海で調査を行っている西海区水産研究所に依頼し、平成28年度のホルマリン固定サンプルではなく、エタノール保存サンプル2005年3月・2010年2月の2航海分の頭足類稚仔標本を借用し、計364個体を対象に種同定を行った。しかし、ケンサキイカ稚仔は出現しなかった。これらのことから、ケンサキイカ稚仔は、他の多くの頭足類稚仔のように表層付近に分布するのではなく、近底層に分布することが明らかとなった。平成29年度までに、ケンサキイカの産卵場である日本海南西部から東シナ海において、20022017年までの計10航海分、2798個体の頭足類稚仔の種同定を行ってきたが、ケンサキイカは2個体のみしか出現していない。一方で、遺伝解析結果からもケンサキイカである稚仔をフィールドから初めて採集することができた。このことから、自然状態でのケンサキイカの産卵生態の情報を得ることができ、今後の新たな稚仔の採集につなげることが可能となったため、おおむね順調に進展していると判断した。本研究は、日本周辺に分布し日本海南西部から九州北西部でいか釣り漁業等の対象となっているケンサキイカの稚仔の分布から、資源構造の解明を行うことを目的としている。ケンサキイカは稚仔の形態も不明であることから、本研究ではまず稚仔の収集から始めた。その結果平成28年度、29年度に水産大学校練習船によって行った調査で、ヤリイカ科の稚仔を採集することができ、ミトコンドリアDNA COI領域の塩基配列分析の結果、ケンサキイカ稚仔であることが証明され、稚仔の形態を記載した。平成30年度についても、ケンサキイカ稚仔のフィールドでの採集を継続し、水産大学校練習船耕洋丸によって6月810日に行われたプランクトンネットによって再びケンサキイカ稚仔を採集することができた。昨年度に続き、海洋環境としては同様の地点からの採集であり、通常の頭足類稚仔と異なり近低層に分布することについてデータの蓄積がされた。さらに産卵場の1つとされる山口県日本海側で漁獲されたイワシ類の混獲物からヤリイカ科稚仔を抜き出し、遺伝解析を行ったが、ケンサキイカの稚仔を得ることができなかった。当初は、稚仔の分布に基づいて資源構造を解明する予定であったが、稚仔の採集、あるいはすでに採集された標本からも稚仔を得ることが困難であったため、調査によって得られた若齢あるいは成体の標本を用い、遺伝解析に基づく系群解析および平衡石による日齢解析も並行した行った。その結果、遺伝解析では東シナ海から日本海にかけて差異は認められなかったものの、平衡石による日齢査定の結果、従来よりも成長が早く複数の産卵場を利用してながら回遊を行っているであろう生態が示唆された。本研究の今後の推進方策は、当初の計画通り行う予定である。まずケンサキイカの季節群間に遺伝的差異の有無について、ミトコンドリアDNA塩基配列データをもとに検証を行ったところ差異がなかったため、その塩基配列を基準標本(成体)のデータとして稚仔の種判別用に用いる。次に本校練習船により採集されたイカ稚仔標本をDNA分析することにより、ケンサキイカの稚仔を探し、ケンサキイカと同定された標本を用い、詳細な形態を記載し、分類キーを探す。過去に様々な稚仔魚調査で採集された標本の中から、この分類キーを用いてケンサキイカの稚仔を探し、これらのケンサキイカの出現状況をもとに、稚仔の分布図を作成する。これをもとに季節、海洋環境を考慮し、稚仔の出現から資源構造を推定する。平成28年度の計画もおおむね順調であったが、本研究の対象となるケンサキイカ稚仔と思われる標本が採集されていない。
離島町村で働く新任期保健師の看護実践能力の向上につながる経験

本研究の目的は、小規模離島町村に勤務する新任期保健師の看護実践能力の向上につながる経験を明らかにし、離島町村における新任期保健師現任教育への示唆を得ることである。保健師は気にかかる現象への否定的な感情を機に、気にかかる現象と感情、解決策、看護実践について吟味・探求する。このような内面的変化には住民や専門職との関わり、地域特性の理解が影響していた。新任期現任教育として、保健師の感情への着目、組織外保健師を活用したリフレクション、島内保健師全員が参加し共通認識を図れる場の設定、客観的な評価や住民との距離感に関する支援、役場職員を巻き込んだ組織内の連携体制への支援の必要性等が示唆された。離島町村の新任期保健師を対象とした現任教育プログラムを作成するにあたり、離島の地理的社会的背景を考慮した方法を検討するための根拠として、離島町村に勤務する新任期保健師の看護実践能力の向上につながる経験を明らかにすることを目的に、以下の通り調査を行い、調査終了した対象者から個別分析を行った。1.対象者:人口5,000人未満の全域離島町村に所属し、かつ町村内に居住する常勤保健師のうち、着任前に保健師経験がなく当該町村での保健師経験期間3年以下の者6名。2.研究方法:1)データ収集項目(1)保健師の経験、(2)保健師の活動背景、(3)保健師としての看護実践能力3.データ収集方法:(1)インタビュー調査(25ヶ月の間隔を空けて調査開始から1年間に35回程度実施。最近の地域看護実践のうち、もっとも気にかかった・感情が揺れ動いた出来事を取り上げてもらい、その状況の詳細とその状況での感情や気持ち等やそれらから考えたことについて語ってもらった。語ってもらう際にはリフレクションを促しながらインタビューした。)(2)質問紙調査(1保健師の個人属性、2保健師を取り巻く環境、3保健師の看護実践能力の向上に関する現状認識、4現在の業務に必要な能力・離島町村保健師として最も身につけたい看護実践能力、5保健師としての看護実践能力の自己評価及び他者評価)4.分析方法:対象者ごとに1年間のインタビューを通して気にかかる現象ごとに看護実践と価値観や信念の変化を捉え、それらの変化からどのような看護実践能力が向上したかを確認した。看護実践能力の向上に至った一連の経験をさかのぼり、気にかかる現象と感情、他者との関わりや周囲の状況を取り出し、これらを看護実践能力の向上につながる経験とした。対象者のうち1名が職場内の事情の変化により調査の継続が困難となったため、年度途中に新たに対象者を追加した。そのため調査期間が半年間延長し、平成28年7月の予定となった。新たな対象者以外は調査および個別分析までが終了している。離島町村の新任期保健師を対象とした現任教育プログラムを作成するにあたり、離島の地理的社会的背景を考慮した方法を検討するための根拠として、離島町村に勤務する新任期保健師の看護実践能力の向上につながる経験を明らかにすることを目的に、以下の通り調査を行い、調査完了した対象者から個別分析を行った。1.対象者:人口5,000人未満の全域離島町村に所属し、各町村内に居住する常勤保健師のうち、着任前に保健師経験がなく当該町村での保健師経験期間3年以下の者6名。2.研究方法:1)データ収集項目(1)保健師の経験、(2)保健師の活動背景、(3)保健師としての看護実践能力3.データ収集方法:(1)インタビュー調査(25か月の間隔で調査開始から1年間に34回実施。語ってもらう際にはリフレクションを促しながらインタビューした)、(2)質問紙調査(1保健師の個人属性、2保健師を取り巻く環境、3保健師の看護実践能力に関する現状認識、4現在の業務に必要な能力・離島町村保健師として最も身に着けたい看護実践能力、5保健師としての看護実践能力の自己評価及び他者評価)4.分析方法:対象者ごとに1年間のインタビューを通して気にかかる現象ごとに看護実践と価値観や信念の変化を捉え、それらの変化からどのような看護実践能力が向上したかを確認した。看護実践能力の向上に至った一連の経験をさかのぼり、気にかかる現象と感情、他者とのかかわりや周囲の状況を取り出し、これらを看護実践能力の向上につなげる経験とした。調査対象者の一部で調査継続が困難になり、調査期間の途中で調査対象者を追加した。調査は完了したが、調査期間の延長に伴い、分析期間も延長した。現在追加した対象者分の個別分析中である。研究対象者は、人口3、000人未満の離島町村で働く保健師経験期間5年未満の常勤保健師とその上司とした。平成2728年度は調査及び調査の全過程を完了した研究対象者の個別分析を行った。平成29年度は個別分析を踏まえ全体分析を行った。

調査項目及び調査方法は、「保健師の活動背景」は新任期保健師に質問紙で調査し、「保健師としての看護実践能力向上のきっかけと保健師の内面的変化」は新任期保健師にリフレクションを促しながらのインタビュー調査を一人当たり1年間で3回実施し、「保健師としての看護実践能力の到達度評価」は質問紙にて新任期保健師の自己評価及び新任期保健師の上司の他者評価を実施した。分析は、行政保健師のリフレクションの流れを参考に作成した分析枠組みに基づき行った。個別分析では、新任期保健師の語りから「気にかかる現象に対する認識と感情」を抽出し、これによりもたらされたあるいは影響した「気にかかる現象についての吟味・探求の思考による内面的変化」、「看護実践」、「価値観や信念の形成」、「他者との関わりや周囲の状況」を抽出し、経時的に整理した。次に「看護実践」と「価値観や信念の形成」の変化から看護実践能力の向上を確認し、向上のきっかけとなった「気にかかる現象に対する認識と感情」と「気にかかる現象についての吟味・探求の思考による内面的変化」、「看護実践」、「価値観や信念の形成」、「他者との関わりや周囲の状況」を看護実践能力の向上につながる経験とした。全体分析では、「看護実践」と「価値観や信念の形成」の変化から、向上した看護実践能力の領域を判断し分類した。看護実践能力の向上につながる経験について、3名分の結果を合わせて質的に分類した。本研究の目的は、小規模離島町村に勤務する新任期保健師の看護実践能力の向上につながる経験を明らかにし、離島町村における新任期保健師現任教育への示唆を得ることである。保健師は気にかかる現象への否定的な感情を機に、気にかかる現象と感情、解決策、看護実践について吟味・探求する。このような内面的変化には住民や専門職との関わり、地域特性の理解が影響していた。新任期現任教育として、保健師の感情への着目、組織外保健師を活用したリフレクション、島内保健師全員が参加し共通認識を図れる場の設定、客観的な評価や住民との距離感に関する支援、役場職員を巻き込んだ組織内の連携体制への支援の必要性等が示唆された。平成27年度途中に新たに追加した対象者の調査完了後個別分析を行う。その後全体分析を行う予定である。全体分析完了後に論文にまとめ公表する。新たに追加した対象者の個別分析完了後、分析結果の真実性の確保のためにデータと解釈について調査対象者本人にフィードバックし反応を得て再検討する(メンバー・チェック)。その後全体分析を行う。結果は学会発表及び論文にまとめ公表する。地域看護学調査対象者のうち1名が調査継続困難となり、旅費及び物品費の一部を使用しなかったため。分析期間の延長に伴い、分析にかかる物品費、分析結果のメンバー・チェックにかかる旅費およびデータ起こし料が次年度に持ち越された。また、学会発表にかかる旅費等、論文作成にかかる物品費・翻訳料が次年度に持ち越されたため。平成27年度途中に新たに追加した対象者への調査を行うことに伴い、旅費及び物品費、データ起こし料として使用する。また、調査完了後分析を行い、論文にまとめることに伴い、物品費および翻訳料として使用する。分析にかかる物品費、分析結果のメンバー・チェックにかかる旅費及びデータ起こし料、学会発表にかかる旅費や学会参加費、論文作成にかかる物品費及び翻訳料として使用する。
オフィスにおけるワークスタイルと「場」の形成に関する研究

過去の日経ニューオフィス賞応募資料によるコンセプトとオフィス空間の分析から、近年のオフィスでは「コミュニケーション」がより重視され、その活性化を促すことが、場の形成の大きな動機となっている。インフォーマルコミュニケーションから、打合せなどをさまざまな場で行えるような空間の増加・多様化に焦点が向けられていることがわかった。また、観察調査から、業務の指向性に基づくワークスタイルによって、ワーカーの行動は異なり、オフィス空間の違いと同様に行動に影響を及ぼしていることがわかった。ワーカーに高い自主性が求められるオフィスでは、行動の自由度がより高い場が求められている。□先端的なオフィス事例の分析日経ニューオフィス賞の応募データから見たオフィスとそのコンセプトとの変遷に関する研究1980年代後半から、通商産業省(当時)の主導による快適で機能的なオフィスの普及・促進を目的としニューオフィス化運動が始まり、その一貫として1988年より日経ニューオフィス賞が実施された。過去21年間にわたって、当時の社会状況に応じてオフィスづくりに力を注いだ企業を表彰しており、その応募オフィスは日本のオフィスの風潮を表していると考えられる。また、ほぼ同一の書式でまとめられた全2478件にのぼる応募資料はオフィスの変遷をみる上で重要な資料となりうる。そこで本研究では、過去の日経ニューオフィス賞応募資料から各年代のオフィスの特徴を読み取ることで、1980年代後半以降の日本のオフィスとそのコンセプトの変遷を明らかにし、ワークスタイルや「場」の形成に関する基礎的な知見を得ることを目的として分析を行った。過去21回の日経ニューオフィス賞のうち、第1、6、11、16、21回の5年分の応募オフィス624件から、分析に必要な情報量が不足しているもの、及び、主用途がオフィスでない施設を除いた524件を対象とし、その応募資料をもとに、応募年度・地方・所有形態・業種などオフィスの属性と面積やデスクレイアウト、オフィスコンセプトの関係について分析を行った。その結果、サービス業の増加、所有形態の地方による変化時期の違いなどが確認できた。レイアウトは依然として対向式の割合が高いが、対向式の詳細な変化をみることで、コミュニケーションの取りやすさだけでなくプライバシーの確保や部署内ヒエラルキーの減少が図られていることが分かった。また、コンセプトの分析により、20年前は快適性や機能性が重視されていたが、近年は創造性、コミュニケーションなどがオフィスの重要課題としてとらえられていることなどが明らかになった。□ワークスタイルの分類と検証業務特性アンケートに対する回答から、主成分分析により総合特性を取り出し、各回答者の主成分得点をもとにクラスター分析を行い、「相互作用性」「自主性」の2軸により4つのグループに分類した。判別分析により、各グループの重要項目を調べ、企業による差異や、個人属性ごとの各グループの特性を考察した。きらに、分類したグループ・企業ごとに、コミュニケーションを行う場所として選択された場所やその理由、オフィス環境や各共用スペースへの満足度を比較し、ワークスタイル毎に行動特性への意識に差についての分析を行った。□先端的なオフィス事例の分析過去の日経ニューオフィス賞応募資料から各年代のオフィスの特徴を読み取ることで、1980年代後半以降の日本のオフィスとそのコンセプトの変遷を明らかにし、ワークスタイルや「場」の形成に関する基礎的な知見を得ることを目的として分析を行った。過去21回の日経ニューオフィス賞のうち、第1回から5年ごとの応募オフィスを対象とし、応募年度・地方・所有形態・業種などオフィスの属性と面積やデスクレイアウト、オフィスコンセプトの関係について分析を行った。過去の日経ニューオフィス賞応募資料から各年代のオフィスの特黴を読み取ることで、1980年代後半以降の日本のオフィスとそのコンセプトの変遷を明らかにし、ワークスタイルや「場」の形成に関する知見を得ることを目的として分析を行った。過去21回の日経ニューオフィス賞の応募オフィスを対象とし、オフィスの属性と面積やデスクレイファト、オフィスコンセプトの関係について分析を行った。1)オフィスコンセプトにおいては、主要なものとして「快適性」、「情報化」などは近年減少し、「コミュニケーション」、「創造性」、「モチベーション」、「セキュリティ」が増加している。これはオフィスの情報化が注目された時代から、ワーカーのモチベーションを高め、知的生産性の向上や、ワーカーの創造性を最大限に引き出すオフィスを求める時代への変化が表れているといえる。

2)全国審査において賞を受賞したオフィスの中で、新築・自社ビルのオフィス63件の中で、新築・自社ビルのオフィス63件の応募資料のコンセプトを記述するページに書かれた文章の具体的内容について、計量テキスト分析の、定量的な比較分析を行った。その結果、近来多く用いられるキーワードである「コミュニケーション」と場の関係は多様化し、インフォーマルコミュケーションと打合せを可能とする場の増加・多様化に近焦点が向けられていることがわかった。3)コンセブトと空間の関係を各事例でみていくため、コンセプトコードが比較的多く現れたオフィスについて、コンセプトとそ執務空間への具体化構造についての分析を行った。図面の分析からは、象徴的に設けられるアトリウムから、「コミュニケーション活性化」や「環境制御」へと吹抜け空間の役割が変化していること、また執務室内においては打合せ・討議スペースを開放的・象徴的な場として配置する傾向がみられ、プース型レイアウトにすって個人席では集中業務に特化したオィスが増加していることがわかった。
イソフルランによる心筋保護効果のメカニズムの解明

【対象と方法】ウサギ(New Zealand White)n=23を対象とし、コントロール群(以下C群)n=8、Ischemic preconditioning群(以下IP群)n=8、イソフルラン群(以下I群)n=7の3群に分類した。麻酔導入はケタミン/ザイラジン混合液の筋肉内投与にて行った。麻酔の維持はケタミン/ザイラジン混合液の静脈内持続投与にて行った。呼吸管理は気管切開後、空気と酸素の混合ガスを用いて人工呼吸器にて行った。開胸後、左冠状動脈前下行枝に結紮器を設置した。C群は30分の虚血と180分の再灌流を行い、IP群は5分の虚血と10分の再灌流を行った後30分の虚血と180分の再灌流を行った。I群は虚血前にイソフルラン1.5%を15分間吸入させwash out後30分の虚血と180分の再灌流を行った。実験中は連続的に循環動態をモニターした。実験終了後には左冠状動脈前下行枝を再結紮しEvansblueを経頚静脈的に投与したのち、心臓を摘出し凍結させた。心臓はスライスしたのち、Tetrazoliumにより染色した。染色した切片のarea at risk、infarct size、非虚血域の境界はコンピュータ処理により各々の面積を計測し、area at risk/左心室、infarct size/area at riskを算出した。【考察および結語】ウサギ心筋虚血再灌流モデルにおいて、心筋虚血前に一時的に吸入させたイソフルランはIschemic preconditioningと同程度に心筋壊死域を縮小させ、心筋に対して保護的に作用する可能性が示唆された。ウサギ(New Zealand White)にKetamine/Xylazineを筋注後、経気管的に挿管した。麻酔器に接続後ventilatorを用いroom airで換気した。麻酔維持はKetamine/Propofolとした。術中は観血的動脈圧、心電図及び直腸温を連続的に測定した。開胸後、Control群では冠動脈を結紮し30分間虚血し、その後3時間の再灌流を行った。Isoflurane群では冠動脈を結紮する前にIsofluraneを15分間吸入させ、その後は30分間の虚血そして3時間の再灌流を行った。両群とも虚血再灌流後には、冠動脈を再結紮しarea at riskの評価を行うため頚静脈よりevans blueを投与した。そして直ちに心臓を摘出しスライス切片を作成し、triphenyl tetrazolium chloride(TTC)溶液に浸漬し、非赤染部分をcomputerを用いて計測しinfarct sizeとした。【結果】本年度の研究では全身麻酔維持にKetamine/Propofolを用いて行ったが、投与量の調節が難しくまた循環動態の変動が大きくKetamine/Propofolによる麻酔維持そのものを再考する必要があると思われた。
都市環境の高精度解析のための安定度を考慮した速度・スカラーの模擬乱流変動の生成

本研究では、ラージ・エディ・シミュレーション(LES)の流入境界条件として使用可能な温度・濃度等のスカラー量の特徴的な変動の時系列データを乱流統計量から人工的に生成する手法を開発した。本手法は、速度3成分と温度・濃度等のスカラー量の計4変数からなる乱流フラックスのコレスキー分解に基づくものであり、平均値だけではなく、規定した共分散、自己相関・空間相関を満たすことができる。この手法を用いて人工的に生成した変動風を流入境界条件としたLESを実施し、建物周辺流れで、流れ場・温度場等の再現精度を確認した。流入直後の乱流エネルギーがやや小さいものの平均風速・温度は風洞実験とよく一致した。1)温度変動を考慮した変動風を生成する数学的理論の構築風速変動の3成分と温度変動の計4成分の共分散を4×4の正則行列で表現し、その正則行列にコレスキー分解を施した。各々の変動を平均値と変動成分に分解し、変動成分を乱数の組み合わせによって構成される平均値が0、分散が1の変数Ψjと上記でコレスキー分解を施して得た下三角行列aijの内積で表現した。上記の平均値0、分散1の変数Ψjの各々の成分どうしの共分散が任意の値を満たし、かつ、各々の変数が想定する自己相関関数および空間相関関数を満たすよう既往の手法を参考にしΨjの時系列データを表現した。各時刻で、下三角行列aijと変数Ψjの内積を求めることにより、速度とスカラー量の変動の時系列データを生成を可能にした。更に、前述の理論をプログラムでコーディングし、次年度以降に数値流体解析を実施するためのインターフェイスまわりの整備も実施した。2)都市境界層を模擬した風洞実験(中立・不安定成層)東京工芸大学の温度成層風洞を用いて、都市境界層を模擬した風洞実験を実施し、気象の擾乱の影響が無い理想的な条件のもとで、中立、不安定成形成時における諸量の平均値、乱流統計量、相関量を取得した。空間相関量のデータの取得には、PIV(Particle Image Velocimetry)を用いた画像解析も用い、風速の空間分布から乱れの積分長さスケールを直接推定するための種々の検討を行った。1)平成26年度に実施した東京工芸大学で実施した風洞実験データを用いて、十分に発達した平板境界層での風速に関する乱流統計量を算出、分析を行った。次に、実験で得た時間スケール、長さスケールを基準にして、これを様々変化させ、変動風データを生成し、これらを流入条件としたLES解析を実施し、積分時間スケール、長さスケールの与え方により再現される流れ場の特徴の分析を行った。2)続いて、風上側床面からパッシブスカラーを仮定したエチレンを発生させた風洞実験を実施した。ここで得たパッシブスカラーに関する乱流統計量及び風速に関する乱流統計量を用いて、平成26年度に開発した手法を用いて、スカラー変動を含んだ流入変動風を生成した。この速度変動、スカラー変動を含む流入変動風を用いて、LES解析を実施し、スカラー変動に関する乱れの時間スケール、長さスケールが再現されるスカラー場に与える影響を分析した。3)平成28年1月から3月にかけて、日本工業大学にある屋外都市モデル(COSMO)において野外観測を行い、風洞実験よりもレイノルズ数が大きく、気性的擾乱の影響もある流れ場で、超音波風速計を用い、諸量の平均値、乱流統計量、相関量を取得した。測定高度は、建物高さの2倍、2.5倍、3倍の3高度とした。必要に応じて、今年度の追加実験も検討している。4)さらに、宮城県南部の平原を対象に地上10m及び5mの高さで、超音波風速計を用い、乱流統計量の取得のための野外観測も追加で実施できた。風速の主流方向の変動成分について積分長さスケールを算出し、日本建築学会荷重指針に示された値と比較したところ、観測の中央値が、荷重指針の推定式から得られる値とよく一致していた。ここで得た乱れの積分時間スケールを大気安定度毎に分類し、大気安定度と乱れの積分時間スケール、時間スケールの関係について分析を行っている。当初の計画通り、平成27年度までに、流入変動風生成の理論構築、プログラムのコーディングを終え、野外観測を実施し、乱流統計量を取得している。平成28年度は、平成27年度に実施した野外観測を対象に、変動風データを生成し、LES解析を実施し、本研究の有用性を示す予定である。1)温度変動を考慮した変動風を生成する数学的理論を構築した。具体的には下記の通り。風速変動の3成分と温度変動の計4成分の共分散を4×4の正則行列で表現し、その正則行列にコレスキー分解を施し、各々の変動を平均値と変動成分に分解する。平均値が0、分散が1の乱数Ψjと上記でコレスキー分解を施して得た下三角行列aijの内積で表現し、2次元デジタルフィルターを用いた手法により、Ψjの時系列データを表現する。最後に各時刻で、下三角行列aijと変数Ψjの内積を求めることにより、風速及び温度変動の時系列データを生成することが可能となる。2)東京工芸大学の温度成層風洞を用いて、都市境界層を模擬した風洞実験を実施し、成層状態の異なる条件下で諸量の平均値、乱流統計量、相関量を取得した。

空間相関量のデータの取得には、Particle Image Velocimetryを用いた画像解析も用い、風速の空間分布から乱れの積分長さスケールを直接推定するための種々の検討を行った。更に、日本工業大学にある屋外都市モデル(COSMO)及び宮城県南部の平原を対象において野外観測を行い、風洞実験よりもレイノルズ数が大きく、気性的擾乱の影響もある流れ場で、超音波風速計を用い、諸量の平均値、乱流統計量、相関量を取得した。3)平成28年度は、まず、本研究で開発した温度を考慮した変動風生成のプログラムを汎用流体解析ソフトに接続するインターフェイスを開発した。続いて、これまで実施した実験や観測を参考に、大気安定度を考慮した都市境界層の各種統計量を決定し、風速及び温度変動を含む時系列データを生成した。最後に、生成した時系列データを流入境界条件として、汎用流体解析ソフトを用いて、大気安定度を考慮した非等温ラージ・エディ・シミュレーションを実施し、実験値との比較から、本研究よる大気安定度を考慮した模擬乱流変動風の有用性を示した。本研究では、ラージ・エディ・シミュレーション(LES)の流入境界条件として使用可能な温度・濃度等のスカラー量の特徴的な変動の時系列データを乱流統計量から人工的に生成する手法を開発した。本手法は、速度3成分と温度・濃度等のスカラー量の計4変数からなる乱流フラックスのコレスキー分解に基づくものであり、平均値だけではなく、規定した共分散、自己相関・空間相関を満たすことができる。この手法を用いて人工的に生成した変動風を流入境界条件としたLESを実施し、建物周辺流れで、流れ場・温度場等の再現精度を確認した。流入直後の乱流エネルギーがやや小さいものの平均風速・温度は風洞実験とよく一致した。・温度変動を考慮した変動風生成の数学的理論を構築した。更に、プログラムのコーディングを行い、次年度以降の流体解析の境界条件とするインターフェイスまわりの整備は実施済みであり、予備的な流体解析も既に実施済みであるため。・東京工芸大学の温度成層風洞で実施したPIV(Particle Image Velocimetry)で取得した風速は熱線風速計で高精度に取得したポイントの風速の統計量ともよく一致しているおり、風速の空間分布も得ることができ、本研究において重要な乱れの積分長さスケールを直接得るための貴重な都市境界層中の風速の空間相関のデータを取得することができたため。1)平成28年度は、まず、平成27年度に実施した野外観測結果を、日中(不安定成層形成時)や夜間(安定成層形成時)等に分類する。各々の条件で(1)の手法をより温度変動を考慮した変動風データを生成し、COSMOを対象としたLES解析を行う。実験結果との比較から、本研究で提案した変動風生成手法の都市スケールの高レイノルズ数流れにおける有用性を示す。2)本研究で開発した温度を考慮した変動風生成のプログラムを汎用流体解析ソフトのサブルーチンプログラムとして公開するための準備をすすめる。汎用流体解析ソフトの中で、オープンソースコードとして、広く普及しているOpenFOAMへの組み込みを現時点では想定している。建築環境・設備平成27年度は、・昨年に引き続き、東京工芸大学の温度成層風洞を用いて、都市境界層を模擬した風洞実験を実施し、乱れが急速に減衰する安定成層形成時における速度、温度、濃度場の平均値、乱流統計量、相関量を取得する。続いて、これまでに取得した風洞実験結果を分析し、安定、中立、不安定成層
燃焼プラズマからのイオンサイクロトロン放射機構の解明

核燃焼プラズマにおいては、イオンサイクロトロン放射(ICE)と呼ばれる特徴的な高周波揺動がイオンサイクロトロン周波数帯(ICRF)に観測される。本研究の最大の特長は、励起波動の波数を実験的に決定し、分散関係を導出できることである。平成21年度には、負磁気シアと呼ばれ電流密度が中心部で小さくなる特徴的な放電において、中性粒子(NB)入射により励起される重水素に起因するICE(D)の2倍高調波信号のすぐ低周波数側で、比較的鋭いピークを持つ揺動に着目して解析を進めた。これまでに、NBによるICE(D)とその高調波は、トロイダル方向に波数を持たず、核融合反応生成イオンに起因するFP-ICEは有限な波数を持つこと、また、FP-ICEは最外殻磁気面付近のサイクロトロン周波数に比べて低い周波数を持つことが明らかとなっている。詳細な分散関係の測定から、この比較的鋭い周波数ピークを持った揺動を核融合反応生成水素に起因するICE(H)と初めて同定した。また、ICE(H)の分散関係を明らかとするため、複数個のアンテナ素片を用いた波数の詳細測定を行い、JET等の核燃焼プラズマ実験で報告されているアルベン速波に属することを明らかとした。ICE(H)は負磁気シア放電のみで観測されており、その励起機構についてはこれまでのところ解明されてはいない。ICE(H)は比較的密度の高い放電で観測されるため、ICE(^3He)の基本周波数と同時に観測されることがなく、ICE(^3He)の2倍の高調波も消えてしまうことが多いため、Dプラズマ中での速波励起の密度依存性だけでは説明できないことが明らかとなった。日本原子力研究開発機構で開発された粒子追跡(EPOC)コードを用いて、中心付近で生成されたHイオンの軌道計算に着手し初期的結果を得ることができた。日本原子力研究開発機構のトカマク型実験装置JT-60Uにおいて、ICRFアンテナをピックアップループとして用い、核反応生成イオン(T, ^3Heイオン)に起因するイオンサイクロトロン周波数帯の自発励起波動(イオンサイクロトロン放射: ICE)のデータ収集をいろいろな放電条件下で行った。本研究の最大の特徴は、励起波動の磁力線方向波数を実験的に決定できることである。これまでに、JET及びTFTRの核燃焼実験で観測され、理論的に検討されたICEの励起機構とは異なる、新たな機構が存在することが示唆されており、平成20年度においては、複数個のアンテナ素片間の位相差の同時計測を実施し、分散関係の導出に不可欠な精度良い波数計測を行った。周波数が低いTイオンに起因するICEの波数が、より高周波の^3Heイオンに起因するICEの波数と比べて大きいことを同一放電条件で明らかとした。これまでに最も可能性が高いとされてきたアルベン速波の励起ではない、アルベン遅波に属する波動励起であることが明らかとなった。実験的観測からその励起機構を議論するためには、局所的なプラズマパラメタを用いた分散関係を理論的に導出する必要があり、波動が励起される最外殻磁気面付近でのイオン速度分布関数を評価するために、核反応生成イオンの軌道解析に着手した。また、これまで報告されていなかった核反応生成イオンであるH-イオンに起因するICEをより高密度領域の放電で観測し、その周波数と有限な波数からDイオンの2倍高調波と分離して同定した。重水素核融合反応により生成されるすべての高エネルギーイオン(H, T, ^3He)に起因するICEが同定されたことにより、正確な励起機構の解明が可能となった。
リコンフィギュアラブルかつ電気的な特性チューニングが可能な分子認識材料の創成

化学センサデバイスにおいて分子認識材料の制御性と開発効率を飛躍的に高めるために,リコンフィギュアラブル(初期化・再設定能)性を有し,分子認識特性の電気的制御・チューニングが可能な分子電子デバイスを作製することを目的とした.用いた材料は圧電性材料であるPVDFとフォロクロミック材料であるスピロピランとアゾベンゼンで,これらのスマート材料と分子鋳型ポリマとの複合材料により分子認識特性を電圧や光照射により制御可能なセンサ材料を実現した.このような特性制御可能な分子認識デバイスによって,数多くの化学物質に対し柔軟な分子認識機能を付与し,極めて高い効率で化学物質をセンシングできるデバイスが実現できる.生物の分子認識能力に匹敵する化学センサ技術の開発は、化学物質に関連した情報を必要とする幅広い分野において応用が期待されている。しかし、現在の分子認識型化学センサはセンシング材料の固定的な分子認識能力にセンサの分子選択性が制限されているため、化学センサの開発効率が非常に低いという状況にある。本研究はそのような分子認識材料の制御性と開発効率を飛躍的に高めるために、リコンフィギュアラブル(初期化・再設定能)性を有し、分子認識特性の電気的制御・チューニング(最適化)が可能な分子電子デバイスを作成することを目的とした。特性制御が可能な分子認識デバイスを実現することで、数多くの化学物質に対し柔軟な分子認識機能を付与し、極めて高い効率で多種多様な化学物質をセンシングできるデバイス開発の基礎技術の創成を行った。平成26年度は電気的な制御が可能な材料として、圧電性を有する強誘電性ポリマであるPVDFを選択し、平滑な表面を持つ薄膜の作成のためのフィルム作成条件の検討を行った。その結果、分子鋳型材料として混合するポリマ材料と溶媒、および揮発条件、揮発後のアニール処理条件により、センサ電極として用いることができる電場応答性を持つガスセンサフィルムを開発した。また、ガス透過性を確保するために多孔性を有する金薄膜電圧印加用電極をガスセンサフィルムの表面に形成することでセンサ電極を作成した。さらに、このセンサフィルムのポーリング処理によりガス吸着特性が変化することをGC-MS/SPME法により確認した。生物の分子認識能力に匹敵する化学センサ技術の開発は、化学物質に関連した情報を必要とする幅広い分野において応用が期待されている。本研究はそのような分子認識材料の制御性と開発効率を飛躍的に高めるために、リコンフィギュアラブル(初期化・再設定能)性を有し、分子認識特性の電気的制御・チューニング(最適化)が可能な分子電子デバイスの作成を目的とした。平成27年度は電気的な制御が可能な材料として、圧電性を有する強誘電性ポリマであるPVDFを選択し、その分子鋳型ポリマーを作成した。また、鋳型を形成しないポリマーを作成し、分子鋳型化を行う雰囲気下に置くことで、この材料を初期化・再構成(リコンフィギュア)できることを確認した。さらに、圧電性を利用し、高電圧を印加する事で認識する分子サイズを変更できることを確認した。また、光により極性を変更できるフォトクロミック材料であるスピロピランを用いたフィルムを作成し、表面極性を光制御を確認した。その上で、作成したフィルムが分子吸着特性が表面極性により変化し、光制御可能な分子認識材料につながる事を確認した。予定した電場応答性を持つポリマー材料を用いた分子認識膜の作成と電場印加によるガス吸着特性の制御が可能であることを確認できている。化学センサのデバイス開発において、分子認識材料の制御性と開発効率を飛躍的に高めるために、リコンフィギュアラブル(初期化・再設定能)性を有し、分子認識特性の電気的制御・チューニング(最適化)が可能な分子電子デバイスを作成することを目的とした研究を行った。このような作成後の特性制御が可能な分子認識デバイスによって、数多くの化学物質に対し柔軟な分子認識機能を付与し、極めて高い効率で化学物質をセンシングできるデバイス基礎技術の創成に挑戦した。最終年度では、光機能性材料を導入し、光照射による極性制御および分子受容サイトのサイズ制御を行った。このようなスマート材料により、本研究が目的としているリコンフィギュアラブル性と制御性・チューニング能力が達成できる。スマート材料としてアゾベンゼンとスピロピランを用い、分子鋳型ポリマー材料を導入し、分子鋳型の分子認識能力の制御が可能かどうかを調査した。その結果、光照射により光透過スペクトルの変化と表面極性の変化を確認し、光機能性材料が分子鋳型膜に導入できたことを確認した。また、光照射による表面極性変化に伴い、認識可能な分子の極性の大小による可逆的な応答性が変化することを確認した。さらに、光照射による光機能性材料の分子形状の変化に伴う分子鋳型で形成された分子認識サイトの形状が変化し、検知可能な分子を調整できることを確認した。以上、制御性を有する分子認識材料を開発できたことは、化学センサデバイスの開発効率を高めることができる極めて有用かつ重要な成果である。

化学センサデバイスにおいて分子認識材料の制御性と開発効率を飛躍的に高めるために,リコンフィギュアラブル(初期化・再設定能)性を有し,分子認識特性の電気的制御・チューニングが可能な分子電子デバイスを作製することを目的とした.用いた材料は圧電性材料であるPVDFとフォロクロミック材料であるスピロピランとアゾベンゼンで,これらのスマート材料と分子鋳型ポリマとの複合材料により分子認識特性を電圧や光照射により制御可能なセンサ材料を実現した.このような特性制御可能な分子認識デバイスによって,数多くの化学物質に対し柔軟な分子認識機能を付与し,極めて高い効率で化学物質をセンシングできるデバイスが実現できる.予定した電場応答性を持つポリマー材料によるセンサ電極の作成、その強誘電性の確認、および電場印加によるガス吸着特性の変化を確認できている。当初の予定通り、分子鋳型材料を電場応答性ポリマ(強誘電性ポリマ)に組み込んだセンサデバイスを実現する。その上で、センサの分子認識特性を光、および電圧で制御し、測定対象に合わせたセンサ特性のチューニングを実現する。また、本研究で得られる複数の外部刺激によってセンサの分子認識特性を高度に制御可能な分子認識材料を組み込む高次元センシング技術(ハイパーセンシング技術)についても本研究の中で検討を実施する。また、研究組織において、センシングデバイス研究では連携研究者として新たに佐々文洋助教(九州大学)を加え、平成27年度の連携研究者であった劉傳軍主幹研究員(株式会社ユー・エス・イー)を研究協力者として実施する。センサ工学と電子物性材料当初の予定通り、分子鋳型材料を電場応答性ポリマ(強誘電性ポリマ)に組み込み、その分子認識能力を確認する。さらに、分子認識能力の印加電圧によるチューニング可能性を確認し、新たな分子認識材料を創成する。また、本研究で得られる高度に制御可能な分子認識材料を組み込む高次元センシング技術(ハイパーセンシング技術)についても本研究の中で検討を実施する。
マイクロ波加熱による強誘電体薄膜の低温作製プロセスの開発

チタン酸ジルコン酸鉛(Pb(Zr_<0.52>Ti_<0.48>)O_3,PZTと略記)を中心とする強誘電体薄膜は高い強誘電性のみならず、優れた圧電性も示すので、マイクロ・アクチュエータ用材料としても注目され盛んに研究されている。PZT等の強誘電体薄膜を作製するには、ゾルーゲル法やレーザーアブレーション法等の方法が用いられるが、ペロブスカイト相に結晶化させるためのデポジション温度およびデポジション後の熱処理温度はいずれも600°C以上なので、薄膜と下部電極および基板の間での元素の相互拡散や薄膜の表面における鉛や酸化鉛の蒸発などの問題点がある。本研究では、マイクロ波加熱によるPZT薄膜の低温結晶化のメカニズムを解明するとともに、PZT薄膜の作製が可能な低温プロセスを開発することを目的とする。本年度では、Pt/Ti/SiO_2/Si基板上にゾルーゲル法を用いてPZT薄膜をコーティングし,400°Cから750°Cまでの温度範囲で2.45GHzマイクロ波によりPZT薄膜を加熱し,その結晶構造と微細組織および電気的特性等を調べて、マイクロ波加熱プロセスにおけるPZT薄膜の結晶化過程を検討した。その結果,マイクロ波の磁場中に450°C-30minの加熱でPZT薄膜がペロブスカイト相に結晶化でき,通常加熱プロセス(600°C-30min)で作製した薄膜と同様な電気的特性を示したので、マイクロ波加熱はプロセスの低温化効果があることを明らかにした。また,異なる構造のサンプルの加熱曲線を調べた結果,PZT/Pt/Ti/SiO_2/Si構造のサンプルがマイクロ波の磁場中に加熱されるのは金属電極と基板シリコンがマイクロ波エネルギーを吸収することに起因することを明らかにした。以上の結果から,シングルモードの2.45GHzマイクロ波の磁場中にPZT薄膜を加熱し,450°Cの低温でペロブスカイトのPZT薄膜が作製できると考えられる。チタン酸ジルコン酸鉛(Pb(Zr_<0.52>Ti_<0.48>O_3,PZTと略記)を中心とする強誘電体薄膜は高い強誘電性のみならず、優れた圧電性も示すので、マイクロ・アクチュエータ用材料としても注目され盛んに研究されている。これらの問題を解決するために、製膜プロセスの低温短時間化が要求される。本研究では、マイクロ波加熱によるPZT薄膜の低温結晶化のメカニズムを解明するとともに、450°C以下の低温でPZT薄膜作製が可能なプロセスを開発することを目的とする。本年度では,Pt/Ti/SiO_2/Si基板上にゾルーゲル法を用いてPZT薄膜をコーティングし,400°Cから750°Cまでの温度範囲で2.45GHzマイクロ波によりPZT薄膜を加熱し,その結晶構造と微細組織および電気的特性等を調べて、マイクロ波加熱プロセスにおけるPZT薄膜の結晶化過程を検討した。その結果,450°C-30minのマクロ波加熱でPZT薄膜が十分にペロブスカイト相に結晶化し,通常加熱プロセス(600°C-30min)で作製した薄膜と同様な電気的特性を示したので、マイクロ波加熱はプロセスの低温化効果があることを明らかにした。

また,異なる構造のサンプルの加熱曲線を調べた結果,PZT/Pt/Ti/SiO_2/Si構造のサンプルがマイクロ波の磁場中に加熱されるのは金属電極と基板シリコンがマイクロ波エネルギーを吸収することに起因することを明らかにした。以上の結果から,シングルモードの2.45GHzマイクロ波の磁場中にPZT薄膜を加熱し,450°Cの低温でペロブスカイトのPZT薄膜が作製できると考えられる。
熱CVD多結晶Si膜成長時におけるプラズマ分解の重畳効果および伝導機構の解明

多結晶Si膜が、印加高周波電力(030W)、堆積温度(Td=620770°C)および水素希釈比(H_2/SiH_4=08)などの堆積条件を変化させて溶融石英基板上に堆積された。1.[アンド-プ膜の構造変化及び安定性]印加高周波電力の変化により、ランダム、<100>および<110>軸配向した多結晶Si膜を選択堆積することができた。この構造に与える高周波電力印加によるプラズマ発生の効果は、Tdの減少またはH_2/SiH_4の減少(SiH_4分圧の増加)による効果と等価であることが判った。更に、プラズマ発生は堆積されたSi膜の表面を究めて平滑にする効果、及び堆積後の外来汚染に対する安定性が大きく改善されることなど、工業的に有効な効果をもっていた。配向の変化は堆積速度および吸着Si系ラジカルの表面拡散係数の変化によって説明できた。また、プラズマ印加による表面の荒れの改善は、スパッタリング効果によって説明した。なお、上記成果は金沢大学から特許(日本、米国)請求中である。2.[ド-ピング効果]プラズマを印加した(PECVD)Si膜のリンおよびボロンに対するド-ピング効率は、プラズマを印加していない(LPCVD)膜に比較して大きく改善された。配向性に関しては、1.のアンド-プ膜のそれと類似であった。また表面の荒れに関しては、LPCVD膜は中程度ド-プ量で荒れが究めて大きくなるのに対して、PECVD膜は全ド-プ量範囲で変化が無く平滑であった。3.[薄膜トランジスタ(TFT)の評価]1.の多結晶Si膜上に形成したTFTの電界効果易動度を評価した結果、強い<110>配向をもつPECVD膜が最も高く、ランダム配向をもつLPCVD膜は最も低かった。これらの結果は結晶粒サイズ、配向の強さ、表面の荒れの変化に結び付けられた。1.結晶軸配向や表面構造の印加高周波電力依存性溶融石英基板上に700°Cの堆積温度の下で、印加高周波電力をOW(LPCVD)から35W(PECVD)まで変化させた。高周波電力の増加と共に、結晶粒における試料表面に対する結晶軸の方向は、OWのLPCVD多結晶Si膜ではほぼランダム方向に、45WでのPECVD膜は強く〈100〉軸に配向し、15W以上では強い〈110〉配向を示した。他の堆積条件は一定の下で、プラズマ発生用高周波電力のみを制御することにより、強い〈100〉および〈110〉配向膜を作製できるという結果は、我々の報告が最初であり、堆積方法に関して金沢大学から国有特許を申請した。多結晶Si膜の薄膜トランジスタへの応用を考える場合、ゲート絶縁膜とSiにおける界面準位密度が最も少ない(100)面が試料表面と平行となることが望ましい。上記プラズマの印加は、多結晶Si膜の表面荒れを減少させることに対しても大きな効果があった。従来の原料ガスの熱分解を利用したLPCVD多結晶Si膜においては、堆積した状態で多結晶となる650°C以上の温度で堆積した時、その表面は荒れ、特に強く配向したSi膜の表面荒れは2000Aに達する。一方、本研究のPECVD多結晶Si膜の場合は、強く〈100〉または〈110〉配向した膜においてさえ表面荒れは30A以下であった。

2.リンおよびボロンのドーピング効果配向に関しては、両ドープ試料共にドープ量に依存せず、LPCVD膜はランダム配向を示し、35WでのPECVD膜は強い〈110〉配向を示した。表面荒れに関しては、LPCVD膜は荒れが増加し、一方PECVD膜は全ドープ量範囲で平滑であった。電気伝導度に対するドーピング効率は、PECVD膜はLPCVD膜に比較して約2桁大きい。前年度までの研究において、減圧下でSiH_4を含む原料ガスを700°Cで熱分解(LPCVD)する時に同時にプラズマを印加した時、溶融石英基板上に堆積した多結晶Si膜の構造は、プラズマ発生用高周波電力の増加と共に、ランダム配向から、<100>そして<110>結晶軸配向した多結晶Si膜を選択堆積できることを示した。また、このプラズマを印加した(PECVD)Si膜においては、LPCVD膜に比較して、1.Si膜表面が平滑になること、2.ド-ピング効率が高いこと、3.堆積後の外来汚染に対する安定性が良くなること、などの工業的に有効な効果を持つことを見い出した。本年度においては前年度の研究を更に進め、堆積温度およびガス混合比(H_2/SiH_4)を変化させた時の配向性について評価を行った。結果として、プラズマを印加した時、<100>または<110>軸への強い配向が観測される堆積温度範囲は、プラズマを印加しない時に比較して高温側にシフトし、またガス混合比は増加(SiH_4の分圧の減少)の方向にシフトすることを見い出した。すなわち、プラズマ印加の構造に与える効果は、堆積温度の増加およびSiH_4分圧の減少による効果と等価であることが判った。この結果は、LPCVD膜に比較してPECVD膜の堆積速度が増加すること、および堆積中にSi膜表面を覆っているH原子の量がプラズマ印加によって減少することが原因となって、表面に吸着されたSi系ラジカルの表面拡散係数の減少によって説明した。種々の印加高周波電力で堆積した多結晶Si膜上に形成されたMOS薄膜ランジスタの電界効果易動度を評価した結果、強い<110>配向をもつPECVD膜が最も高く、ランダム配向をもつLPCVD膜は最も低かった。これらの結果は結晶粒サイズ、配向の強さ、表面の荒れの変化に結び付けられた。