hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
光導波路型成変波長固体レ-ザ-の材料特性

薄膜レ-ザ-の開発は光源の小型化を計るばかりでなく、広い波長領域でのレ-ザ-発振が可能であるため、光通信、光情報処理等のキ-テクノロジ-となるであろう。本研究にて、スパッタリング装置を用いて、遷移金属イオンを含むガ-ネット結晶薄膜を作成した。薄膜レ-ザ-の性能評価を示す光変換効率の測定を作成された結晶薄膜に応用した。特に、遷移金属イオンからの蛍光スペクトルの諸特性を、測定温度を低温から室温まで変化させて、測定した。また、その光変換効率を改善するために、蛍光の量子効率を理論的に計算し、実験値と比較検討した。以下では本研究から得られた結果をまとめる。(1)Cr^<3+>を含む結晶薄膜はスパッタリング条件を変えることにより、薄膜の組成変化が生じ、Cr^<3+>が環境の異なるサイトに置換され、蛍光スペクトルに不均一な幅を与える。その結果、可変波長レ-ザ-の発振波長領域を広げる効果を与えることを示した。(2)ガ-ネット結晶中のCr^<3+>の蛍光量子効率の計算を、Cr^<3+>を取り囲んでいる母体の格子振動を考慮に入れて、行った。強結晶場及び中間結晶場中のCr^<3+>の蛍光量子効率は室温にてほぼ理想値の1に近いことを明らかにした。(3)遷移金属イオンTi^<3+>を含む酸化物結晶YAlO_3のレ-ザ-活性イオンのエネルギ-状態を電子スピン共鳴と吸収スペクトルの偏光特性から推定した。YAlO_3は斜方対称をもち、Ti^<3+>は低い対称性の結晶場のサイトに置換されるので、電気双極子モ-メントが誘起される。このことにより、蛍光量子効率が高くなり、理想値1に近づくことを明らかにした。
看護学実習において学生のコミュニケーション能力を育成するための指導モデルの開発

1.内容本研究は、実習指導に携わる看護教員を対象とした半構成的面接から、コミュニケーションに困難さを感じた学生への実習指導場面を分析し、看護学生のコミュニケーション能力向上のための実習指導モデル構築の基盤とするものである。看護系大学・専門学校において看護学実習の指導を3年以上経験した看護教員12名に対して、半構成的面接を実施し、データ収集した。データは質的に分析し、カテゴリーを抽出した。さらに、カテゴリーが発達障害者の特性に酷似していることに着目し、コミュニケーション能力が不十分な学生たちの特徴を明確化した。2.本研究の意義・重要性教員達の体験から、【様々な身体症状を訴える学生への対処の難しさ】【アプローチを工夫しても頑なに「患者のことはわからない」と言い続ける学生に感じた不全感】【教員としての思いが伝わっていかないもどかしさ】【実習終了後に「先生にもっとかまってほしかった」と言った学生に感じた困惑】【「わかりました」と言うが全く理解できていないことへの苛立ち】【「私、記憶がとんじゃったりする」という学生との関わりの体験】【同じ言葉を連発する声かけで患者を怒らせた学生に感じた違和感】【関わりの糸口が見つけられない焦り】【教員としてのモチベーションがあがらない辛さ】の9カテゴリーが抽出された。カテゴリーが発達障害者の特性と酷似していることに着目し、学生達の特徴を考察した結果、1ストレスから生じる身体化、2言葉を文字通りに受け取る、3場の空気が読めず、周囲から浮く、4臨機応変な対応や融通を利かすことが難しい、5段取りが苦手、6メモや記録が活用できない、7助けを求められない、助けを疎んじているように見える、8自分の見た景色でしか、ものが見えない、という傾向が明らかになった。さらに、根底に`主体性の乏しさ'`成熟しない自己愛、不健康な自己愛'が存在する可能性が示唆された。平成27年度は、臨地実習を担当する教員を対象とした面接調査の実施までを計画していた。調査の実施にあたり、大学教育全般について、国内外における学生のコミュニケーション能力育成に関する研究論文、著書等について詳細な文献検討を行った。そして、さらに「看護学生」「コミュニケーション」「困難」「実習」というキーワードで、看護教育の領域で行われている先行研究を検索し、文献を収集し、その内容検討を行った。この文献検討からの知識を整理した後、本研究で行う面接調査での枠組みとなるインタビュー・ガイドの原案を作成した。本研究では、面接において適切で豊かなデータを得ることが最も重要なため、インタビュー・ガイド作成の作業については、慎重、かつ緻密に検討しながら行った。原案作成後、看護学を専門とする大学教員、教育学を専門とする大学教員、さらに、大学生の発達障害の治療者であり、大学生のコミュニケーション能力育成に関する研究者でもある精神科医の計3名の専門家にアクセスし、この3名と面会し、本研究の主旨を説明し、インタビュー・ガイドの原案について助言を受け、さらに修正作業を行った。その過程において、この3名から本研究のインタビュー・データの分析等、今後の研究プロセスでの助言者としての参加協力の確約をえた。インタビュー・ガイドを作成後、所属施設において研究計画書の倫理審査で実施の承認を受けた後、パイロットスタディとして2名を対象として、面接調査を実施した。この調査によって、インタビュー・ガイドのさらなる追加修正の必要ない旨、明らかとなった。その後、大学5施設に研究協力を呼びかけ、平成27年度中に3名の研究協力者を得ており、面接調査実施予定である。なお、平成27年度に行った文献検討を研究としてまとめ、今後、関連学会で発表する予定である。平成27年度の研究目的は、実習指導を担当する教員(目標値15名))に面接調査を実施し、1学生が患者とのコミュニケーションが困難であった事例、2教員や指導者が学生との関わりが困難であった事例を収集する、ということであった。実際に面接調査を実施するにあたり、前述の1、2を提示することがデータ収集として適切かどうか、先行研究や文献を検討し、専門家の助言も得て、綿密にインタビュー・ガイドを作成した。本研究を展開するにあたり、面接調査において意味あるデータを収集することは極めて重要であるため、当初の計画からは進行が遅くなってはいるが、この作業を慎重かつ緻密に行ったことには十分意味があったと判断する。また、インタビューガイド作成にあたり助言を得るために、文献検討で使用した文献の著者ら数名の専門家に面会し、今後のデータ分析やワーキング・グループの助言者も依頼したい旨をお願いした。当初、本研究着手前に予定していた専門家以上に、本研究の内容に適切な助言が可能な専門家の協力を得ることができ、今後の研究活動を推進していく上で非常に有益であると考える。平成28年度には、平成27年度の文献検討及びパイロットスタディのインタビュー調査を踏まえ、専門家の指導、助言を得ながらインタビューガイドを洗練させ、看護学実習を担当している(及び過去3年以内に担当した)看護教員10名を対象として、「コミュニケーション能力に問題があり、実習指導に困難さを感じた学生」をテーマとしたインタビュー調査を実施した。この調査によるデータ収集と平行して、発達障害の治療、ケアの専門家(精神科医、看護師)及び大学生のメンタルヘルスという視点から発達障害をもつ大学生の教育にあたっている大学教員、教育学を専門とする大学教員、看護教育のエキスパートである大学教員らから助言をもらいながら、事例を分析する作業も行った。

3月には、前述の専門家とインタビュー調査参加者によびかけて、インタビューから得られたデータをもとに実習指導に関する事例検討会及びグループインタビューを行い、専門家からは事例の解釈、及び効果的と思われる介入方法などの示唆をもらい、インタビュー調査参加者からは事例への意見、そこから想起された自身の体験などを語ってもらった。これにより、教員が指導に苦慮する学生の特徴がいくつか浮かび上がってきた。また、専門家から提示された効果的介入法は、効果があがりやすいケースと、適切ではないケースがあることもわかってきた。個別インタビューと2回行ったグループインタビューで得られたデータをもとに、コミュニケーションに問題があると思われる学生をいくつかのタイプに分類することが可能ではないかと考え、その分類の作業に着手した。それと同時に、教育関連の文献から様々な教授法について調べ、各々のタイプに効果的な介入方法があるのではないか、ということを検討、模索している。なお、平成27年度に行った文献検討については、その概観を学会にて発表するため準備をすすめた。平成27年度に本調査のインタビューにまで到達できず、当初の予定よりもやや遅れた進捗状況にて平成28年度をむかえた。その後、かなり遅れを取り戻し、平成28年度に予定していた10名の看護教員を対象とした個別インタビューは終了することができた。また、当初の研究計画において平成28年度に実施を予定していたワーキング・グループについては、事例検討会及びグループインタビューという形ではあるが、開催するに至った。以上のように、ほぼ研究開始時の計画に進捗状況は近づいているが、研究結果全般を整理してワーキング・グループに示し、そこで内容を吟味検討するというところにまでは至っていないため、`やや遅れている'と評価している。とはいえ、事例検討やグループ・インタビューで様々な意見、示唆を得られたことは有意義であった。この内容を活かして、研究結果のまとめに着手できることは本研究にとっては極めて有益なことと考える。平成29年度には、平成28年度までに実施した「看護学臨地実習でコミュニケーション能力に困難さを感じた学生の事例」に関する教員を対象としたインタビュー調査から得たデータについて、分析作業をすすめた。分析は、看護師養成機関に勤務する教員、及び臨床で学生指導を担当する看護師で構成するグループにて行った上で、分析内容について看護教育、教育学の専門家、コミュニケーション能力障害を専門領域とする精神科医からスーバーバイズを受け、分析内容を洗練させる作業を行った。インタビューデータの12例、さらにはグループ分析時に新たに提出された事例4例を分析し、全事例について各々の困難さの要因、指導における問題点の抽出が終了した。スーパーバイズにおいて追加の情報収集の必要性を指摘された事例が4例あり、これについては補足インタビュー調査を実施すべく、実施計画の修正を行った。現時点での各事例のデータ分析を元にカテゴリー生成をすすめるにあたり、スーバーバイザーから発達障害学生の教育援助法や留意点、一般企業における発達障害を考慮した新人研修プログラムなどを参考にすることが有効であろうという助言を受け、関連文献や資料を収集し、内容検討を実施した。
培養骨膜細胞による骨代謝活性促進効果の臨床的有効性の検証

現在までに100症例以上の患者に対して本臨床試験を行い、その結果において、従来自家骨移植を適応としない重症の歯槽骨委縮に対しても骨膜細胞の併用によって組織学的かつ臨床的に良質な骨再生が観察されており、その結果を論文として発表した。またこの培養骨膜細胞を用いた診療は医療委員会の審査を経て2016年1月に厚生労働省に再生療法としての届出を完了し,当院の有料診療項目となった。そして2017年1月より「地域再生医療コンソーシアム」と題して企業と提携して地域の開業歯科医院、病院歯科、また他大学にての施用の導入を計画している。新潟大学医歯学総合病院にて9年前から行われている培養自家骨膜細胞(以下、培養骨膜)を用いた歯槽骨再生細胞療法の臨床試験の評価を研究内容とした。研究の目的は歯槽骨再生における、培養骨膜の骨形成効果をインプラント症例で検証することである。平成27年度は培養骨膜を併用した骨造成症例と非併用症例に対して術前、術後4ヶ月、術後1年でCT撮影を行い、画像解析ソフトにて画像解析を行って比較を行った。また。再生骨に埋入した歯科インプラントの初期固定値(トルク値)を計測して、併用群と非併用群で比較を行った。その結果いずれも培養骨膜を併用した群に良好な結果が認められたため、培養骨膜の骨形成効果が明らかになった。この結果から論文を作成し投稿した結果、平成27年6月に掲載された(Clinical Implant Dentistry and Related Research)。今までは画像解析による評価を術後1年までとしてきたが、当該年度は術後3年までとして、今までより長期の予後の評価を行った。また、再生した骨に埋入された歯科インプラントの術後3年の安定性をオステルISQアナライザという計測器具を用いて数値によって表し計測した。このことから培養骨膜の長期的な骨形成効果が明らかになったため、学会(日本口腔外科学会総会)にて発表を行った。また本発表は優秀口演賞を受賞することとなった。現在本発表の内容の論文の投稿を予定している。本研究に関しては平成27年6月度に論文が1本掲載され(Clinical Implant Dentistry and Related Research)、また10月には日本口腔外科学会総会で優秀口演発表賞を受賞している。現在同研究にて英論文1本、和論文1本の投稿を予定しており、研究はおおむね順調に進展していると言える。新潟大学医歯学総合病院にて10年前から行われている培養自家骨膜細胞(以下、培養骨膜)を用いた歯槽骨再生細胞療法の臨床試験の表かを研究内容とした。平成27年度は培養骨膜を併用した骨造成症例と非併用症例に対して術前、術後4カ月、術後1年でCT撮影を行い、画像解析ソフトにて画像解析を行って比較を行った。また再生骨に埋入した歯科インプラントの初期固定値(トルク値)を計測して、併用群と非併用群で比較を行った。その結果いずれも培養骨膜併用群に良好な結果が得られたため、培養骨膜の骨形成効果が明らかになった。この結果から論文を作製し投稿した結果、平成27年6月に掲載された(Clinical Implant Dentistry and Related Research)。その後術後3年までの長期予後の評価を行い、良好な結果を得た。また再生骨に埋入された歯科インプラントの術後3年の安定性をオステルISQアナライザという計測器具を用いて数値によって表し計測した。このことから培養骨膜の長期的な骨形成効果が明らかになったため,日本口腔外科学会総会にて発表を行った。平成28年度より当病院では当治療法を臨床試験ではなく、有料の自費治療の一つとして設定した。さらに「新潟地域再生医療コンソーシアム」として一般の医療機関に対して当治療法を普及させる活動を行っている。本研究に関しては平成27年6月度に論文が掲載され(Clinical Implant Dentistry and Related Research)、また10月には日本口腔外科学会総会で優秀口演発表賞を受賞している。2018年度より様々な分野で使用されている画像解析ソフト(SYNAPS-VINCENT)を用いた新たな3D-CT精密画像解析法によって、長期経過症例の再生骨のCT値のヒストグラムを平均値、分散、歪度、尖度の4つのモーメントに分解し、分布パターンの数学的モデルを作成することで、培養骨膜細胞が再生骨と周囲既存骨の形態・骨質・血行動態に与える影響を数理的な解析をすすめている。このCT値より数学的モデルを作成する技術は肺野病変評価に使用されており、当研究で4つのモーメントの臨床的意義が明らかになれば、他の臓器の評価に応用できる技術となることが期待される。既に術後4カ月の画像に対して行った解析では培養骨膜併用群が単峰型、コントロール群が二峰型の様相が認められた。術後4カ月の時点で有意差が生まれているため、本研究でも培養骨膜細胞の骨代謝活性促進効果をさらに裏付ける結果が予想される。

また培養骨膜併用移植後のインプラントの安定性が検証できれば、当初の目的である重症歯槽骨萎縮症例に対する骨再生適応の拡大に加えて、歯科インプラント治療の早期終了、ならびに長期安定性を成し得ることができる。2017年1月より「地域再生医療コンソーシアム」と題して企業と提携して地域の開業歯科医院、病院歯科、また他大学にての培養骨膜細胞の施用の導入を計画し、月1回の講演を行っている。本研究によってさらに当計画を後押しし、2019年には導入開始に至る予定である。現在までに100症例以上の患者に対して本臨床試験を行い、その結果において、従来自家骨移植を適応としない重症の歯槽骨委縮に対しても骨膜細胞の併用によって組織学的かつ臨床的に良質な骨再生が観察されており、その結果を論文として発表した。またこの培養骨膜細胞を用いた診療は医療委員会の審査を経て2016年1月に厚生労働省に再生療法としての届出を完了し,当院の有料診療項目となった。そして2017年1月より「地域再生医療コンソーシアム」と題して企業と提携して地域の開業歯科医院、病院歯科、また他大学にての施用の導入を計画している。今後はさらなる長期の経過を追跡し、評価を行う。また、本臨床試験は継続中であるため、顎骨全体の再建を行うようなより難易度の高い骨造成の臨床試験を行っていくことも研究の推進方策となる。さらに前述した「新潟地域再生医療コンソーシアム」では県内では当院を拠点として、そして県外(関東付近)ではコージンバイオ(株)を拠点として当治療法を一般の医療機関に普及させていく予定である。再生医療
超音速分子線中での非平衡分布形成のメカニズム

断熱膨張によって並進温度が極低温までになる超音速分子線においては、振動・回転・並進の各自由度間で温度が異なることが知られている。本研究では、さらに、回転状態がどの様なエネルギー分布になっているかを調べ、超音速分子線中における非平衡分布の形成のメカニズムを解明することを目的としている。これについて、以下の成果を得た。1.既存のN_2Oレーザーに加えて、10μm帯の半導体レーザーを整備し、高感度のシュタルク分光法を用いて、NH_3分子の6本の吸収線について線形吸収分光を行った。NH_3超音速分子線の、ノズルから比較的離れた位置数カ所において、回転準位における分子数分布を測定し、分子線の上流から下流にかけての各レベル間の回転温度の変化を系統的に調べた。その結果、以下のことが明かになった。(1)回転の自由度内においても、分子は非平衡分布をしており、回転状態は単一の温度で記述できない。(2)特に、(2,2,a)-(2,1,a)間及び、(2,2,s)-(2,1,s)間(( )内の数字は、左から、回転の量子数J、Kで、a、sは対称性を表す)で、反転分布が生じており、分子線の下流にいくにつれて反転が大きくなっている。2.双極子-双極子相互作用による緩和と、より近距離で働くhard collisionによる緩和、及び、個別つりあいの原理の3点を考慮したレート方程式モデルを立て、数値計算を行った結果、実験で得られた各回転準位間の温度及びその位置依存性を再現することができた。以上の解析から、双極子遷移による各レベル間の緩和レートのJ,K依存性が、非平衡分布の形成に大きな役割を果たしていること、及び(2,2,s)-(2,1,s)間に現れた負温度(反転)分布形成には、双極子-双極子相互作用よりも一桁程小さい断面積を持つhard collisionの効果が不可欠であることが明らかになった。
聴覚障害者の情報処理過程の特性に関する基礎的研究

情報を形成する諸要素の内,聴覚障害者は音・音声による聴覚情報の受容に障害を有している。情報処理過程において,聴覚情報が欠如した場合の受容情報構築にどのような影響を生じるか,また,視覚情報優位の情報処理過程の特性について,次のような生活場面での観察データを通して考察した。1)テレビ等の映像・音声情報の受容2)解説などの音声情報の受容3)機器操作上の機器音と操作行動との関係<概要>1)テレビ等の映像・音声情報の受容・テレビニュース映像の読み取り内容から見た情報処理過程の特性同日のテレビニュース3社制作のものを比較視聴し,読み取れた内容と実際の伝達内容とを比較してその差異を比較検討する。=ニュースの基本要素(ナレーション,映像,字幕)の内ナレーションを除いた情報の受容は情報全体の構造を大きく逸脱はしないが,事の関係に関する情報が欠落する傾向を有する。2)解説などの音声情報の受容テーマパークにおける音声ガイドのセリフと風景との関係から把握できる情報内容の分析と「手話」(視覚言語情報)による情報に置き換えたときの情報内容との差異を比較検討する。=音声言語体系を基本にした手話への翻訳は必ずしも同じ情報内容を伝達しきれない。手話独自の表現方法による言い替えにより可能となる。3)機器操作上の機器音と操作行動との関係ファクシミリの操作過程で発生する音情報と操作の関係を,行動観察を中心としたプロトコルデータを分析し明らかにした。=機器の正常動作の確認を用紙の動きや機器の振動で確認するなど特有の情報受容状況が観察された一方で,通信エラー発生時の対処は受話器音や音声ガイドの受容が困難なため困難であった。これらに代わる光・文字表示の重要性が明らかになった。■聴覚障害者の視覚情報受容過程に関する調査等映像作品視聴時の内容理解と映像制作の構成の関係について.外国製コマーシャルフィルムの視聴と内容理解(対象20名)→内容理解の促進要素として、a.表情・動作情報の有効性、b.映像変化の前後関係の対応性、c.キーワードの視覚化等が挙げられた。内容理解の混乱要素としてa.話題性の周知の有無、b.階層の深い比喩性等が挙げられた。.自由なテーマによって作成された映像の構成(対象3名1グループ)→映像視聴時の傾向に類似し、表情・動作挿入時間が長く構成が一面的ではないかとの仮説を得た。■聴覚障害者の情報環境の実態に関する調査等○情報空間における情報受容の実態について(対象10名).テーマパーク内での情報入手について、健聴者同伴グループと同伴しないグループに分け、音楽、ナレーション等の情報の受容状況を実地調査する。→聴覚障害者は受容できない情報の要素と、入手のための補償方法のガイドラインを得ることができた。部内資料)「TDLにおける聴覚障害ゲスト対応に関する提案」にまとめた。○機器操作時の聴覚情報の関与に関する行動分析(対象3名).家庭用ファクシミリの操作状況をプロトコルデータ化し受話器、機器本体から出る音情報の関与を分析した。→受話器音は、次操作のきっかけとなりなた、エラー時の操作変更の試行錯誤過程に大きく関与していることが明らかになった。部内資料)「聴覚障害者対応の家庭用ファクシミリのコンセプトモデルの提案」としてまとめた。1)テレビ等の映像・音声情報の受容2)解説などの音声情報の受容3)機器操作上の機器音と操作行動との関係<概要>1)テレビ等の映像・音声情報の受容・テレビニュース映像の読み取り内容から見た情報処理過程の特性同日のテレビニュース

3社制作のものを比較視聴し,読み取れた内容と実際の伝達内容とを比較してその差異を比較検討する。=ニュースの基本要素(ナレーション,映像,字幕)の内ナレーションを除いた情報の受容は情報全体の構造を大きく逸脱はしないが,事の関係に関する情報が欠落する傾向を有する。2)解説などの音声情報の受容テーマパークにおける音声ガイドのセリフと風景との関係から把握できる情報内容の分析と「手話」(視覚言語情報)による情報に置き換えたときの情報内容との差異を比較検討する。=音声言語体系を基本にした手話への翻訳は必ずしも同じ情報内容を伝達しきれない。手話独自の表現方法による言い替えにより可能となる。3)機器操作上の機器音と操作行動との関係ファクシミリの操作過程で発生する音情報と操作の関係を,行動観察を中心としたプロトコルデータを分析し明らかにした。=機器の正常動作の確認を用紙の動きや機器の振動で確認するなど特有の情報受容状況が観察された一方で,通信エラー発生時の対処は受話器音や音声ガイドの受容が困難なため困難であった。これらに代わる光・文字表示の重要性が明らかになった。
「柚子」のタッチによる終末期がん患者の倦怠感とＱＯＬに関する多施設共同前向き試験

慢性疼痛を伴う癌患者の倦怠感緩和法確立を目的にした柚子のタッチセラピー(YTT)は,直腸癌術後肺肝転移の患者の倦怠感と疼痛を漸減,QOL・闘病意欲を高め,症状・心理的改善が定量的に裏付けられた。深部脳活動を反映する後頭部α2リズムパワー(10-13Hz)の定量化による原理検証研究を健常者で行った。精油吸入は前頭部α1低減と後頭部O1のα2リズムパワーを維持し脳が覚醒作用を受けた時に運動誘因倦怠感の緩和作用を示した。疑似疼痛下YTTは,感情状態とは頓着せず,深部脳活動指数と疼痛評価のV型の相関と動態から後頭部α2リズムパワーの緩徐な変動成分を最適化し最適強度では一部の被験者に無痛状態を誘導した。柚子タッチによるがん疼痛除痛効果の原理を明らかにするため,健常成人を対象に慢性痛に係るC繊維を刺激できる寒冷昇圧試験を実施した.その結果,柚子タッチが優位に疼痛感を緩和し,無痛に近い状態を誘導できた.さらにhemoencepharogramおよび脳波による脳機能計測から,この無痛状態は前頭部皮質血流が低下し後頭部α2強度が増大するときに出現することが明らかとなった.以上の結果から,柚子タッチは視床を含む深部脳活動の増大を誘導することで慢性疼痛の緩和作用を有することが推察された.柚子タッチの疼痛緩和効果は健常被験者に対して発現した.適用範囲を明らかにするための質問紙法では,特性不安尺度(STAI)および軽度うつ尺度(SDS)が極度に高い/低い被験者は強い疼痛感を申告し,緩和効果が発現しにくい傾向にあることが判明した.適用範囲を規定する条件を得るまでには至らなかったが不安・うつを緩和する心理療法との併用により柚子タッチの臨床導入が可能であるとの見通しを得た.早期臨床試験開始を目途に,パイロット的に直腸癌術後多臓器転移のある患者に柚子精油のタッチを6日間実施した.その結果,心拍変動のから推定される自律神経活動では副交感神経が優位となり,また,ストレスの生理指標である唾液クロモグラニンA濃度も有意に低下した.また介入開始後3日間は突出痛の発現がなくレスキュー・ドーズを必要としなかった.血圧と呼吸数は低下傾向にあった.倦怠感(CFS)は介入3日後から漸減し闘病意欲が高まる発言も出るようになった.健康関連QOL(SF8)と個人の生活の質(SEIQoL-DW)の全ての項目の得点が上昇し,心理的改善が定量的に裏付けられた.今後,柚子タッチの適用条件の全貌を健常被験者を対象に明らかにしていくとともに,臨床での介入試験によりがん疼痛緩和の代替補完医療としての柚子タッチの確立を目指す.アロマタッチセラピーでは心理的鎮静化の誘導が疼痛を緩和する説があるものの、その機序は解明されていない。一方、慢性疼痛患者の低下した視床活動を活性化することで疼痛を緩和する報告があり、疼痛仮説には矛盾がある。そのため本研究では柚子タッチセラピー(YTT)の疼痛緩和機序を視床を含む深部脳活動に着目し、YTTの疼痛緩和の作用機序を神経生理学・神経心理学的に明らかにすることを目的とした。健常な被験者13人に対して、疑似慢性痛はTransient Receptor Potential Ankyrin 1をターゲットにしたC線維を刺激する寒冷昇圧試験(cold pressor task)を適用した。実験は3条件:ベースライン、コントロールとYTT (柚子+セサミオイル)について比較した。疼痛評価はNumeric Rating Scale(NRS)と近赤外線脳血流センサーを併用した。神経生理学評価はEEG計測により視床を含む深部脳活動を反映する後頭部α2リズムパワー(10-13Hz)を定量化した。神経心理学的評価は、STAIform JYZ、Global Scale for Depression、痛みの感情要件は快-不快、覚醒-眠さ、興奮-鎮静、痛み関連症状の100mm Visual AnalogScaleを行った。その結果、NRS痛み評価が後頭部α2リズムパワーの緩徐変動成分と強く相関しており、YTTでは高度な深部脳活性領域では減少、低い深部脳活性領域で増加する間、痛み評価は減少するというV型の曲線が認められた。YTTは感情状態とは頓着せず、α2パワーを最適化し、無痛状態を誘導し得ることが分かった。このような深部脳活動ネットワークの習性がモノアミンを含有するシステムのバランスを基礎として説明される可能性があるものの、その機序は将来の研究で明らかにされなければならない。

精油による慢性疼痛を伴う癌患者の倦怠感緩和法確立を狙いに、原理検証研究を行った。具体的にはヒトの脳に生得的に備えられたモノアミン神経系による疼痛制御システムは精油の嗅覚刺激により増強されるという仮説を立て、同システムが共通に作用する運動誘発性の中枢性疲労(倦怠感)及び寒冷刺激による疼痛を対象に健常若年成人(20代男女各12名)に対する精油吸入による緩和作用の試験を実施した。ここでは嗅覚は情動系に作用するため、従来から作用が異なるとされている覚醒系、鎮静系および特定物質(柚子)の三種類の精油の効果を試した。緩和効果評価にはVASによる主観評価、脳波および自律神経指標を用いた客観的評価を採用した。試験の結果、精油を用いない寒冷疼痛負荷下では前頭部のα1波強度の増大と基幹脳機能(主としてドーパミン系機能)低下(後頭部α2波強度の低下)を確認し、疼痛が軽減した状態では基幹脳の賦活と前頭部α1波強度の低下を確認した。この結果から、脳が覚醒している状態で疼痛の緩和が起きる傾向にあるという知見を得た。精油吸入に対しては覚醒作用が強く表れた症例で顕著な疼痛緩和作用を認めた。また自転車エルゴメータを用いた誘発性疲労試験においても同様に、脳が覚醒作用を受けた時に顕著な倦怠感の緩和作用が示された。以上の実験結果より覚醒作用のある嗅覚刺激に対して顕著な倦怠感・疼痛緩和効果があると結論付けた。なお従来鎮静系と言われていた柚子は健常若年成人では覚醒作用を示すことが多く、倦怠感と疼痛を抑制した。この結論は、高い覚醒状態で脳機能の活性を促すモノアミン神経系による除痛仮説と整合する。精油の種類に対して統一的作用が得られなかった。これは被験者個々の嗅覚と報酬記憶系の関係の違いに起因するものと推察される。アロマタッチセラピーでは心理的鎮静化への誘導が疼痛を緩和する説があるものの,そのメカニズムは解明されていない.一方,慢性疼痛患者の低下した視床活動を活性化することで疼痛を緩和する報告があり,疼痛仮説には矛盾がある.そのため本研究では,柚子タッチセラピー(YTT)の疼痛緩和の機序を視床を含む深部脳活動に着目し,YTTの疼痛緩和の作用機序を神経生理学・神経心理学的に明らかにすることを目的とした.健常な被験者13人に対して,疑似慢性痛はTransient Receptor Potential Ankyrin 1をターゲットにしたC線維を刺激する寒冷疼痛試験を適用した.実験は3条件:ベースライン,コントロール(セサミオイルのタッチ)とYTT (柚子+セサミオイル)について比較した.疼痛評価はNumeric Rating Scale(NRS)と近赤外線脳血流センサーを併用した.視床活動はEEG計測により深部脳活動を反映する後頭部αパワーの変動成分(10-13Hz)を定量化した.神経心理学的調査には,STAI formJYZ,Global Scale for Depression,痛みの感情要件は快-不快,覚醒-眠さ,興奮-鎮静,痛み関連症状の100mm VASを行った.その結果,NRSの痛み評価が後頭部αパワーの変動成分と強く相関しており,YTTでは高度な深部脳活性領域では減少,一方低い深部脳活性領域で増加する間,痛み評価は減少するというV型の曲線が認められた.このことからYTTが感情状態とは頓着せず,V型の曲線から最適強度では無痛状態を誘導し得ることが分かった.
競争優位な工程管理者育成プログラム開発に関する研究

本研究では製品設計、工程設計、物流設計およびサービス設計を製品ファミリーツリーと部品表により統合化し、開発・設計、生産、購買・外注およびサービスの各ビジネスプロセスを戦略的に管理でき、国際的な競争優位を維持・向上できる人材を育成するための教育プログラムの開発、運営、評価および改善法を提案して、2年間、2回の受講者24名の理解度と満足度向上の点からその有効性を検証できた。本研究では製品設計、工程設計、物流設計およびサービス設計を製品ファミリーツリーと部品表により統合化し、開発・設計、生産、購買・外注およびサービスの各ビジネスプロセスを戦略的に管理でき、国際的な競争優位を維持・向上できる人材を育成するための教育プログラムの開発、運営、評価および改善法を提案するための基礎として、以下の成果を得た。1.ユーザーニーズを基礎に製品設計を行い,これを図面化し図面管理業務に展開するための設計用部品表をExcelベースで表記し,製造用部品表と購買用部品表にリンク可能とするソフトウェアを開発し,教材化できた.また,北陸地域の製造業における図面管理の事例を収集し,図面管理システムの3段階レベルモデルで分類しで改善法の整理をした成果を教材化して実証講義にてその有効性を確認した.2.設計用部品表を製造用部品表に自動的に展開し,FLexible Manufacturing Systemを前提とした工程管理用シミュレータに読み込むことの出来る従来のIT治具に,負荷計画用シミュレータを組み込んだ副教材を開発し,実証講義で使用した結果,その有効性を検証した.更に,北陸地域の工業素形材産業に多く見られる金属成形工程用の金型負荷計算表作成治具の試作と応用を実証講義を通じて検討し,その有効性を検証した.3.設計部品表から購買用部品表を作成し、所要量,発注量と在庫量をレベル・バイ・レベル法を使って計算するとともに共通部品を検索するソフトウェアを開発し,実証講義でその有効性を検証した.本研究では北陸地域のもづくり技術を基礎として、製品設計、工程設計、物流設計およびサービス設計を統合化し、開発・設計、生産、購買・外注およびサービスの各ビジネスプロセスを戦略的に管理でき、国際的な競争優位を維持・向上できる人材を育成するための教育プログラムの開発、運営、評価および改善法を提案するための基礎として、以下の成果を得た。1.北陸地域の特徴的製造業分野である製薬業を事例とした研究開発事例をテキスト化し、企業連携による製品開発・販売革新のケース教材による実証講義にてその有効性を確認した.2.前年度地元工業素形材産業を事例として開発した金型負荷計算表作成治具を組み込んだ副教材を実証講義で使用した結果,ボールベアリング製造業での有効性を検証し、汎用性拡大の可能性を確認した.3.製造用部品表とFlexible Manufacturing Systemのスケジューリングシミュレータに生産ロットサイズおよび運搬ロットサイズの変化の影響を分析する機能を追加し、工程分析機能を向上するための副教材化を行った。これを使った実習プログラムによりその有効性を確認した。4.教育プログラムの継続的改善のための受講者アンケートを同一コース内で改善実施するためのWebシステムを開発、導入し、これを電子メールによる個別チュータリングシステムと連動させることにより、受講者の理解度向上ならびに満足度向上に効果があることを検証できた。
X線で探る銀河団進化への非熱的現象の影響

銀河団は宇宙最大の天体であり、衝突合体を繰り返しながら成長をしている。この成長を知ることは宇宙の成長を知ることと同等である。申請者は、衝突合体に伴うエネルギー散逸に着目し、X線を用いることで銀河団進化について研究する。軟X線による銀河団プラズマの温度の測定から運動の様子や構成物の状態を解明することを目指す。また、加速粒子による放射の密度を測定し、加速粒子の密度や磁場の様子を探る。
中国外交研究の再構築-外交史と現代外交研究間の断絶の克服と長期的視野の獲得-

本研究では、中国外交史研究と現代中国研究の間の断絶の原因であった次の二点を克服すべく、共同研究を推進した。その第1は社会科学的アプローチと歴史学という学問分野的断絶である。これを克服すべく、外交史研究と現代外交研究の共同研究グループを日本、中国、台湾の代表的研究者により形成した。第二の課題は49年を分岐点とする、外交を語る従来のディスコースである。それを史資料状況や先行研究のありかたを両者が双方向的に総点検することで克服する。そして、共同研究の場から、長期的視野にたった新たな枠組みに基づく実証的な研究を提示することで、新たな中国外交研究の成果を世界に発信し、当該分野の世界的な研究拠点となるネットワークの基盤を本研究で形成していくことを目指した。本研究では、シンポジウムや日常的な研究会を通じて、内外の研究者に外交史研究と現代外交研究の対話を積極的に進め、論文集二冊の公刊をおこなうことができた。また、相互に書評をおこなうなど、日常的に相互に批評しあう空間づくりをおこなうことができた。しかし、同時にこの研究を進める中で、本科研で議論を進める中で、中国外交史分野と現代中国外交史研究者の間には連続する論点と、相異なる論点も存在することが判明してきた。しかし、個々の論点について茫漠と把握できはじめたところであり、個々の論点の把握は依然課題である。そこで、共通するひとつの課題として、中国の大国化とその自画像/国権外交/国際協調外交などといった論点を整理しつつ、特に中国の冊封・朝貢などといった論点が、近現代にいかに意識されたのかという点についていっそう研究を深めていくこととなった。そこで、平成20年度からの基盤研究Bとして「東アジアにおける「冊封・朝貢」の終焉とその記憶の形成過程」を申請し通過し、今後ともこのような対話を継続することとなった。(了)本研究では、中国外交史研究と現代中国研究の間の断絶の原因であった次の二点を克服すべく、共同研究を推進した。(了)現代中国外交研究については早稲田大学COEにおいて「現代中国外交(史)研究会」が組織されていることに鑑み、研究代表者の川島真と研究分担者の岡本隆司と協力し、中国近代外交史研究会を日本各地の大学院生を含みこむかたちで組織。第一回研究会7月18日、第二回研究会11月4日を京都府立大学にて開催。中国外交史研究の先端動向、史料、今後の研究科の可能性などについて議論を重ねた。この研究会は、今後も年間3-4回のペースで開催し、最終的に早大の研究会との合同開催も視野に入れる。■海外の中国外交史研究との協力関係の構築中国で開催された「北洋政府的中国外交学術討論会」(於復旦大学、2004年8月27-28日)に研究代表者の川島真と研究分担者の岡本隆司が参加。中国の外交史研究の先端に触れるとともに、中国外交資料集の編纂などに対する協力関係について協議。参加記は『近きに在りて』という雑誌にて公刊した。また戦後の外交史については、川島がワシントンのウィルソンセンターを訪問。東アジアからの発信される東アジア国際政治史について、特に台湾のアーカイブの使用可能性について協議した。早稲田大学COE「現代アジア学の創生(中国外交(史)研究会)」を主催する研究分担者の青山瑠妙と協力するかたちで、中国・台湾などから外交史の専門家を招聘して、中国外交史研究のワークショップを開催。本プロジェクトの目指す近代外交史研究と現代外交史研究の架橋も視野にいれ、近代と現代の双方の報告者をたて、史料面やパブリック・ディプロマシーなどの面で通史的な視野での議論をおこなった。■個別研究の進展および史料整備への努力

研究代表者、分担者がそれぞれ研究を進め、岡本隆司『属国と自主の間』(名古屋大学出版会、2004年)などの成果を見た。また代表者の『中国近代外交の形成』(名古屋大学出版会、2004年)はサントリー学芸賞を受賞した。このほか、中国の外交官の日記などを子孫から貸与され、史料化する作業も進めている。これらは研究インフラ整備につながるものであろう。本研究計画は、世界の中国研究界の中で問題とされてきた、歴史研究と現代研究の間の分断状況を発展的に克服し、長期的な視野にたった研究を目指す。昨今、1949年を越境的に捉え、連続論の観点から歴史を再構成しようとする試みであるが、それらは必ずしも歴史研究と現代研究が共同でおこなっているわけではなく、両者は「ねじれ」、出あわない状態にあるという印象である。だが、本研究と基本的に方向性を同じくしたり、関連する研究計画も内外に存在する。国内では、申請者もメンバーである早大COEプログラム「現代アジア学の創生」における研究班「中国外交(史)研究会(清朝から現代に至る中国の外交に関して総合的な観点から研究を行う)」、また申請者が代表を務める「国際連盟における中国外交と日中関係-中国外交档案による「リットン史観」の克服-」などがそれであり、これらと協力しながら研究を進めている。平成16年度は、早大COEと合同で「中国外交史ワークショップ」を開催。他方で、歴史方面を中心に、中国外交史研究会を東京で二度開催した。本年(平成17年度)は、(1)16年度同様に、早大との協力関係の下で研究会を継続的に開催し、また外交史研究会も東京などで三度開催。(2)国際政治学会の東アジア国際政治史分科会にて協力者らが報告者となることで19世紀の中国をめぐる外交についての多元的な問題提起(文明国問題など)をおこなった。そして、(3)台湾の中国近代外交史網站http://archms1.sinica.edu.tw/foreign/index.htmlとの連携を深め、研究代表者が発掘した中国の外交官の日記の内容などを解読して公開した。(4)そのほか各協力者が各々のテーマで研究を深めた。協力者の岡本隆司の『属国と自主のあいだ』(名古屋大学出版会)がサントリー学芸賞を受賞したことは特筆に価する。なお、本科研の活動状況はhtt://www.juris.hokudai.ac.jp/shin/017/kaken-index.htmlにて随時公開されている。本研究は、世界の中国研究界の中で問題とされてきた、歴史研究と現代研究の間の分断状況を発展的に克服し、長期的な視野にたった研究を目指す。
和漢古典籍における「標題文芸」の基礎的研究

研究最終年度となる平成16年度は、研究分担者・協力者を含める12名にて、4回の研究会を開き、研究発表・討議を重ねた。成果の一端は、以下の論考とともに本年度の報告書(通巻で第3冊目)に掲載した。引用書目から見る中世末から近世初期にかけての学問体系<入口敦志>"題"の草子-『枕草子』-<圷美奈子>『冬の日』という標題について<安保博史>美術の標題・標題の語義〔前稿補足〕<相田満>「国書基本データベース」の標題要素文字列<谷本玲大>また、これまでの報告書を基礎として、別に単行書を作成する準備も進め、出版助成申請も行った。本研究プロジェクトは、その研究の進め方に特徴があるといえよう。すなわち、個別領域を狭く深く追究するのが学問のありがちな方向性だが、本プロジェクトは、外から見れば同じ日本古典文学という専門研究者同士の集まり見えるかもしれないが、同じ日本文学研究者の目からすれば、その専門はそれぞれ異なるほどの多様な構成である。さらにプロジェクト後半では、情報学、図書館情報学の立場から見た問題提議、台湾での発表における意見聴取、関連する研究プロジェクトとの合同研究会の企画なども開き、参加者の間口や、問題提議の観点を広げる試みを通して「標題」と言う素材を見つめ直してもみた。こうした試みは、一見異質な領域が様々な点で有機的につながり合うだけでなく、新たな視野を拓くことにもなり、これまでとは異なる新鮮な体験であったとの感想を参加者全員が一様に抱いた。それと同時に、本研究が今後さらに幅広い分野の研究者の参画を得た研究が進められるべきものであるとの思いを、研究構成員一同、強く抱いている次第である。研究初年度である今年度は7回の研究協議の場を持ち、研究の進め方についてのほか、それぞれの研究分野における「標題」の問題点・意義などについて各分担者および研究協力者による報告・協議を重ねた。また、その成果の一端については、本研究の中間報告書を兼ねた「標題文芸」という冊子にまとめ、全て書き下ろしによる論文で構成されている。本研究では、具体的には作品標題と目次標題について典型例を抽出する作業を行い、それを各自の観点から考察することにより、研究成果としてまとめていく。作品標題については、近世仮名草子と戯曲、俳書、御伽草子など、それぞれの書名標題について考察が行われ、奇数字数尊重の傾向の統計的実態調査(入口)、俳書の標題に見る文芸ジャンルのステイタスの問題(安保)、書名の命名原理を分析するために御伽草子を素材とした網羅的分析(渡辺)が試みられ、それぞれ報告がまとめられた。目次標題については、類聚編纂物における部類のための見出し(部類標題)の継承性についての考察を試み、近年情報学で注目を浴びているオントロジ(知識概念木)の資源としての可能性についてふれた(相田)。本研究主題は和漢古典籍における「標題」を主要な素材とするが、その先行研究はない。しかし、「名前」「命名」などの原理をめぐっては、音楽や美術及び登録商標等について、古典時代から現代生活に至るまで、無視出来ない諸現象についての考察が断片的ながら存在することが、調査研究を進めるにつれて判明してきた。そこで、その一端についてもまとめて報告したが、(相田)「標題」というものの生成原理や価値について考察を進めていくためには、比較対象となるべきさまざまな脱領域的素材や研究の調査・分析も不可欠であることが明らかになってきた。今後、それらの課題の消化を試みることによっても研究の深化をはかっていく。研究第二年度は、標記研究分担者のほかに12名の研究協力者を得て、前年度の分析が及ばなかった分野・作品における「標題」の問題点・意義などについて、3回の研究会を開催し、研究報告と協議を行った。それぞれの研究会は、いずれも所定の時間設定だけでは物足りないほどの充実した内容となり、その成果の一端は、前年度と同様に本研究の中間報告書を兼ねた『標題文芸(弐)』という冊子にまとめた。その報告書に収載した今年度の研究の内容(主題)は、以下の通りである。(1)目次・目録標題について仮名草子を対象として(入口敦志)説話集を対象として(渡辺信和)(2)書名標題について俳諧紀行文の書名について(安保博史)(3)「標題」についての総合的研究「標題」の総合的研究、現代の「標題」、独立型標題文芸作品の影響分析(相田)また、研究会以外の場においても、相田が随心院蔵の『百八字形』という独立型標題(標題だけが作品として独立したもの)の作品についての翻刻と分析を行った。さらに、情報学的観点から標題を分析する手法の確立のために、『千字文』を素材として採り上げ、『千字文』中の全異体字を包含した分析用データを作成、日本における『千字文』の影響を『風土記』中に使用される漢字と比較し、出現頻度の分析を行い、各『風土記』間に最大10%程度の頻度差があるという結果を得た。研究が進むにつれ、分析対象となる個々の作品研究に関する、従前と全く異なる視野からのアプローチによっての、文学研究の深化が確認できるだけでなく、「標題」自体の意義・意味について相対的かつ幅広い視野からの分析の必要性も痛感しつつある。

その意味で、本研究主題は「標題学」ともいうべき広がりを見せはじめてもいるが、本研究に対する反響も届きはじめており、助成研究の最終年度となる翌年度は、さらなる発展的な視点も踏まえた研究を進めたい。研究最終年度となる平成16年度は、研究分担者・協力者を含める12名にて、4回の研究会を開き、研究発表・討議を重ねた。成果の一端は、以下の論考とともに本年度の報告書(通巻で第3冊目)に掲載した。引用書目から見る中世末から近世初期にかけての学問体系<入口敦志>"題"の草子-『枕草子』-<圷美奈子>『冬の日』という標題について<安保博史>美術の標題・標題の語義〔前稿補足〕<相田満>「国書基本データベース」の標題要素文字列<谷本玲大>また、これまでの報告書を基礎として、別に単行書を作成する準備も進め、出版助成申請も行った。本研究プロジェクトは、その研究の進め方に特徴があるといえよう。すなわち、個別領域を狭く深く追究するのが学問のありがちな方向性だが、本プロジェクトは、外から見れば同じ日本古典文学という専門研究者同士の集まり見えるかもしれないが、同じ日本文学研究者の目からすれば、その専門はそれぞれ異なるほどの多様な構成である。さらにプロジェクト後半では、情報学、図書館情報学の立場から見た問題提議、台湾での発表における意見聴取、関連する研究プロジェクトとの合同研究会の企画なども開き、参加者の間口や、問題提議の観点を広げる試みを通して「標題」と言う素材を見つめ直してもみた。こうした試みは、一見異質な領域が様々な点で有機的につながり合うだけでなく、新たな視野を拓くことにもなり、これまでとは異なる新鮮な体験であったとの感想を参加者全員が一様に抱いた。それと同時に、本研究が今後さらに幅広い分野の研究者の参画を得た研究が進められるべきものであるとの思いを、研究構成員一同、強く抱いている次第である。
電気光学材料を用いたリング共振器光スイッチのSiLSI上へのモノリシック集積

最終目標は、LSIの処理速度を制限している長距離金属配線を光配線に置き換え、高速な光配線LSIを実現することであるが、本研究では、電気光学材料を用いた小型の光スイッチをシリコン基板上に低温でモノリシック集積する技術を開発する。平成17年度は、スピン塗布(Ba, Sr)TiO_3(BST)電気光学材料を用いてSi基板上に550°Cでマッハツェンダー光スイッチをモノリシック集積し、その動作実証に初めて成功し、光変調率2%を得た(Appl. Phys. Lett.88,161107(2006))。マッハツェンダー型を用いた理由は、リング共振器型に比べ製作プロセスが容易なためである。19年度は、BST膜の組成調整と結晶性を高める研究を行ったが、上記以上の性能には至っていない。BSTに代わり、歪み印加によって電気光学効果が発現するSi結晶を用いてリング共振器光スイッチを製作し、動作電圧200Vで光変調率33%を得た(電子情報通信学会技術研究報告、OPE2007-143, p.41(2007))。従来のSi光スイッチは、サイズの大きい電界駆動マッハツェンダー型か、小型なリング型では電力消費の大きな電流注入型であった。我々は、サイズと消費電力の両方の要求を満たす電界駆動リング共振器光スイッチを初めて実現した。測定結果を解析した結果、歪みが不十分なため、電気光学効果ではなくSi表面に誘起されたキャリア濃度変化に基づく屈折率変化によって光変調されていることが分かった。今後、歪み増大とデバイス構造の改良により、光変調率の向上と駆動電圧の低減が期待される。本研究の目的は、LSIの処理速度を制限している長距離金属配線を光配線に置き換えて、高速な光配線LSIを実現することである。そのために、電気光学材料を用いたリング共振器型光スイッチをシリコン基板上に450°C以下の低温でモノリシック集積する技術を開発する。平成17年度は、リング共振器に先立って、マッハツェンダー干渉計を、電気光学材料である(Ba,Sr)Tio_3スピン塗布膜を用いてシリコン基板上にモノリシックに製作し、その動作実証に初めて成功した(Appl.Phys.Lett.2006,4月号に掲載予定)。まだ、変調効率は2%と低く、動作電圧も90Vと大きいが、550°Cという比較的低温で、シリコン酸化膜上にモノリシックに形成できたことは大きな進歩と言える。従来技術では、単結晶基板(例えばMgOなど)を用いて700°C以上の温度が必要であった。さらに、この技術を改良し、スパッタ法によって基板温度450°Cでモノリシック集積し、変調効率7%のマッハツェンダー干渉計を実現することに最近成功した(2006春応用物理学会にて発表)。次年度では、MgOやPtバッファ層を用いることにより、更に結晶性の良い電気光学材料薄膜を形成し、変調効率を上げることと、他の電気光学材料(ランタンドープジルコン酸チタン酸鉛(PLZT)およびランタンドープなしのPZT薄膜)を用いて、更に変調効率が高く動作電圧の低い光スイッチをシリコン基板上にモノリシックに集積する研究を行う。リング共振器光スイッチの製作に先立って,製作の容易なマッハツェンダー光モデュレータを試作した.電気光学材料には,Siプロセスに導入実績のある(Ba, Sr)TiO_3(略称BST)を用いた.平成17年度は、塗布法によって550°Cで製膜した.90Vの電圧印加によって光出力を約2%変化させることができた.BST膜の電気光学定数は,r=6.7pm/Vと計算された.

この値は,電気光学材料としてよく用いられる単結晶LiNbO_3の約1/5の値である.塗布BST膜の製膜温度は550°Cと,金属配線層の上層にデバイス製作するためには高すぎるため,RFマグネトロンスパッタ法によって作製したBST膜を用いてマツハツェンダー光モデュレータを作製した.スパッタ法を用いると,結晶性の良い膜が比較的低温で得られるが,結晶性の向上と共に光伝播損失が増加することが分かった.光伝播損失の原因は,多結晶BST膜のグレイン境界で光が散乱されるためと推測される.450°Cで作製したBST膜は光伝搬損失が470dB/cmと大きいので,光伝搬損失の小さいSi窒化膜光導波路の一部にBST導波路を埋め込んだハイブリッド型導波路を作製した印加電圧200V(電界強度1.2x10^4V/cm)において,最大光変調率10%を達成した出力光強度の電界強度依存性より電気光学定数r=25.2pm/Vが得られた.この値はLiNbO_3のものと同等である.今回作製したデバイスは,誘電率の小さいSiO_2を介してBSTに電圧を印加する構造のため,動作電圧は200Vと大きいが,リッジ型導波路構造を用い横方向から電極接続する方式をとり,導波路幅を2mmと狭めれば,動作電圧は数Vまで低減できる.また,応答時間が16秒と遅いことが分かった.この原因は,BST膜の組成が化学量論的組成になっていないためと推測された.電気光学材料を用いた光スイッチをSiL S I上に形成する技術を開発することが目的である。前年度までに、電気光学材料である(Ba,Sr)TiO_3を用いたマッハツェンダ型光スイッチを、SiLSIの最上層に金属配線層にダメージを与えない450°Cという低温で形成する技術を開発した。しかし、光変調率が10%と低い、動作電圧が200Vと高い、応答時定数が秒オーダと遅いなどの欠点があった。平成19年度は、これらの点を改善するために、(Ba,Sr)TiO_3膜をスパッタ法によって作製するためのターゲット基板の組成を変え、化学的組成を理想値に近づけた。また、(Ba,Sr)TiO_3の結晶性を向上させるために、結晶性のPtを(Ba,Sr)TiO_3膜上にスパッタした後熱処理することにより、下方に向けたエピタキシャル成長が起き、結晶化がこれまでより低温の400°Cから始まることを見出した。これらの改良を行った光導波路の光元帥率を測定したところ、従来の膜からの改善は見られなかった。この理由は、光の進行方向である、基板に水平な方向での結晶性の改善が得られていないためと考える。(Ba,Sr)TiO_3以外に、Si結晶がひずみを加えると電気光学効果が発現するという報告が最近ある(R. S. Jacobsen, et. al. Nature Vol.441,p.199,2006)ので、この原理に基づいたリング共振器光スイッチを作製・評価した。その結果、動作電圧200Vで光変調率30%が得られた。測定結果を解析した結果、結晶ひずみが不十分なため、電気光学効果が現れず、Si表面における電界誘起キャリア濃度変化によって光出力が変調されていることが分かった。