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過重債務問題の予防と解決に向けた支援者ネットワーク形成に関する国際比較研究

過重債務の予防と解決に向けた制度の構築と、人びとの認識変容並びにネットワーク形成の相互関係に関する経験的研究をおこなった。その目的は、金融市場のグローバル化にともなって拡散し複雑化する過重債務に対応するために、汎用性の高い、実効ある制度を実現するための社会的諸条件と実践知を明らかにすることである。貸手との紛争の現場をよく知る当事者(過重債務者)と、司法の言語と文化に熟知する専門家との協働は、過重債務の予防と解決に向けた支援者ネットワークの核となりうる。その外的効果は、人びとに現場の課題を直感的かつ論理的に伝えて問題解決に向けた社会の機運を高めることである。その内的効果は、諸資源に乏しい当事者の社会的包摂と、当事者の知る現場の課題を絶えず身近に参照することによる多様な価値と利害の調整である。こうした協働型のネットワーク形成の有用性と応用可能性を、国内外での観察を通じて確認することができた。本研究の目的は、ローンやクレジット等による過重債務問題の予防と解決に関わるフォーマルな制度と、これらの制度の具現化に関わるインフォーマルな支援ネットワークとの相互関係を、社会学アプローチを用い、国際比較を通じて類型化することである。初年度の成果は次のとおりである。1.多重債務対策と支援者ネットワーク(1)前年度に参加した、多重債務国際会議での議論-金融危機後の多重債務対策に関する、南ア、英国、米国、日本の国際比較(報告者は日本の事例を報告)-を考察し、日本の「支援者ネットワーク」の特徴を明らかにした(雑誌論文no.1)。(2)台湾法律扶助基金会(日本の「法テラス」に相当)主催の国際会議に招聘され、日本の多重債務対策と支援者ネットワークの関わり等を報告した。17力国の法律家、政策立案者らと討議した(学会発表no.3、備考)。(3)日本における多重債務対策の支援者ネットワークの特徴は、当事者(多重債務者)と専門家(弁護士・司法書士などの法律実務家や消費生活相談員等)との緊密な連携・分業にある。このことを、06年改正貸金業法の法制化過程に焦点を定め、明らかにした(学会発表no.1)。本報告により関西社会学会大会奨励賞受賞。(4)多重債務者の問題解決過程を家族内力学関係の点から検討し、当人が家族から、また当人と家族が社会から排除あるいは包摂される契機を明らかにした(図書no.1)2.支援ネットワークの応用・拡張(1)2008年秋の世界金融危機後、日本における多重債務対策の支援者ネットワークは、労働・生活保護等に関わる民間諸団体と合流し、「反貧困」をキーワードに支援活動(例えば「派遣村」活動など)を本格化している。このうち、愛知県の事例を取り上げて、活動の背景・経緯、相談現場の社会的世界、戦略等を考察した(雑誌論文no.1、学会発表no.2)。3年目の成果は次のとおりである。1.多重債務対策と支援者ネットワーク(1)2008年より3カ年シリーズとして開かれてきた日本社会病理学会公開シンポジウム最終回においてパネリストとして多重債務の研究事例を紹介し、「多重債務の問題解決における認識転換と外部からの介入の重要性」「制度と現実とのギャップを人びとの意味世界に着目して記述し考察することの大切さ」を明らかにした(学会発表no.2)。(2)消費者向け無担保貸金市場の7割を占める大手4社の有価証券報告書を用いて、これら4社の、貸付にかかわる報告情報の横断分析と経年分析をおこなった(学会発表no.3)。(3)2006年より始まった日本・韓国・台湾間での国際交流の経緯と2010年の活動内容を考察し、多重債務を国際的に取り組む際の課題として「コストの大きさ」「制度を支える認識の違い」の2点を指摘した(雑誌論文no.1)。(4)多重債務のメカニズムを「人間関係からの排除」「社会制度からの排除」の両面から解説し、日本の多重債務運動の特徴と、近年、この運動主体が貧困問題にも取り組み始めていることを説明した(図書no.1)2.支援者ネットワークの拡張・応用(1)日本の多重債務運動は、法律家等の「専門家」と多重債務者という「当事者」による連携が大きな特徴である。こうした運動が国内外の今後の消費者ローン市場における諸課題にどう対応するか注視する意義を述べた(雑誌論文no.2)

(2)愛知県で全国最多の派遣切りが起きた構造背景、市民や専門家等による「愛知派遣村」が結成される経緯を説明し、愛知派遣村相談会の特徴を「当事者」「専門家」「市民(当事者でも専門家でもない人びと)」「相互作用のオープンさ」の4点から考察した。様々なイベントを通して当事者の問題を自分の問題としていく人びとの意識変容の解明を今後の課題とした(学会発表no.1)。3年目の成果は次のとおりである。1.多重債務対策と支援者ネットワーク(1)多重債務を解決するため2006年に成立した日本の改正貸金業法の背景・経緯・帰結を、この法律の成立を求めた人々の視点と活動に着目して考察した。一般に入手可能なドキュメント、並びに聞き取りと観察にもとづく(雑誌論文no.3)。(2)消費者金融市場のグローバル化を背景に各地で取り組まれつつある国際的な多重債務対策の一事例として、台湾で初めて多重債務自助組織が結成されるまでの背景・経緯・活動内容を紹介し、支援者ネットワークの国際的な形成過程を考察した。日本と台湾の間で行われた一連の各種集会、ロビー活動、交流等への参与観察にもとづく(学会発表no.1)。2.支援者ネットワークの拡張・応用(1)熊本県の多重債務者自助グループ「熊本クレ・サラをなくす会」がギャンブル依存対策を始めた背景と経緯、ここに訪れる相談者の3割を占めるギャンブル依存の実態と支援内容を紹介した。ギャンブル依存の問題解決に際し、一般によくみられる「個別的解決アプローチ」に加えて、当該グループが取り組もうとしている「社会的解決アプローチ」の応用可能性を検討した(雑誌論文no.1)(学会発表no.2)。(2)2008年秋のリーマンショック後、派遣切りされた非正規雇用労働者が全国最多の愛知県における「派遣村」活動を、参与観察をもとに考察した。この活動の成立背景には、多重債務運動と生活保障運動との合流がある。多重債務運動における諸戦略の伝承と応用、ならびに合流によるあらたな問題発見とそれを契機とした運動の再組織化の過程と構造を分析した(雑誌論文no.2)。最終年度にあたる今年度は次の補足調査・報告活動を行い、本研究のこれまでの知見を再検討した。1.国内における支援者ネットワークの拡張・応用ー(1)金融危機後、多重債務運動が各地の労働運動、外国人支援運動等と合流し、地域資源の掘り起こしと再組織化を行う典型事例を取り上げ(本報告13.研究発表[図書]所収「第6章派遣切り問題にみる『協セクター』の可能性」(pp159-179))、非営利セクターにおける多重債務運動の継承・応用戦略を抽出した。(2)多重債務対策の要である地方行政において行政職員の動機付け・組織化に及ぼす支援者ネットワーク形成の契機と効果を、先進地の現地調査を通じて明らかにした(本報告13.研究発表[学会発表]No1)。2.海外における支援者ネットワークの拡張・応用ー(1)東アジア(韓国・台湾・日本・中国)の多重債務者・法律実務家・研究者らによる国際会議へ参加し、関係者への聞き取り等を通じて最新情報を入手した。日本型運動の伝播過程とその効果、さらに他国における固有の事情と独自動向について論点整理した(本報告13.研究発表[雑誌論文])。(2)欧米の、とりわけ金融危機後の多重債務の現状と運動に詳しい英国シンクタンク所長を招聘し、日本の多重債務に関する対策と運動について本研究が得た知見をめぐり意見交換をした。
リンフォカインと受容体の遺伝子発現とリンパ球増殖の制御機構の解析

我々はすでにIL-2及びその受容体(IL-2Rα)の遺伝子が活性化されたT細胞において発現する為に必要なDNA配列を同定した。本年度は両遺伝子の制御DNAに結合する転写因子の同定を試みた結果、IL-2及びIL-2Rα遺伝子に共通に作用する因子の存在を明らかにした。事実この因子は活性化T細胞株の核内に特異的に、DNA結合能を持つ制御因子として発現されることや、この因子の結合能を欠いた両遺伝子の変異株においては遺伝子の発現レベルが著しく低下することが明らかとなった。更にこの因子はIL-2、IL-2RαのみならずIL-6、IFM-γ、HTLV-1及びHIV-1のLTRなどにも結合し、T細胞で発現される様々な遺伝子の発現に関与していることが明らかとなった。一方で、IL-2、IL-2Rαの異常発現とATLの関係を調べるため、本年度はHTLV-1のLTRにpx遺伝子(cDNA)を結合したミニプロフィル遺伝子を構築し、培養T細胞に導入し、遺伝子が宿主染色体に組み込まれた細胞を樹立した。その結果、これらの樹立細胞は、IL-2及びIL-2Rαを細胞の活性化なしに構成的に発現することが判明した。更にこのような発現は細胞の増殖サイクルに依存する証拠も得た。抗ウイルス活性、MHCクラスI分子の誘導などの働きが知られるインターフェロンβ(IFN-β)の遺伝子発現を制御する因子IRF-1を同定し、そのcDNAクローニングに成功した。解析の結果マウスIRF-1は329個のアミノ酸より成り、その全構造が明らかとなった。更にこのIRF-1の遺伝子そのものがウイルスによって発現誘導されることを明らかにした。一方ではこの遺伝子を発現ベクターに組み込んでIFN産生細胞(COS細胞)で発現させるとIFN-α及びIFN-β遺伝子が活性化されることが判明した。一連の事実はIRF-1がIFN遺伝子の発現に関与していることを裏づけるものと考えられる。
胎児期の記憶と出生直後の学習が母親と父親への愛着をいかに形成するか

近年、哺乳類の新生児は母胎内で味覚・嗅覚刺激を記憶し学習する能力をすでに発達させていることが明らかになった。そして、その能力に基づいて新生児は母親へと接近する。一方、ほとんど行われてこなかった父親研究においても、新生児はこの能力に基づいて接近するのではないかと考えられる。従って、本研究では出生直後の新生児が母乳及び母親へ示す選好をマウスを用いて検討し、母親への愛着形成の開始メカニズムを明らかにすることを第1の目的とした。第2の目的は、これまで検討されてこなかった子から父親への愛着形成の開始メカニズムを新生児を用いて検討し、母親と父親への愛着形成の差異を明らかにすることであった。一連の実験は、親の持つ刺激特性を分離して組み合わせていく実験(実験15)と、親そのものを刺激として用いる実験(実験6)からなり、実験1と2では、母親の体毛・羊水・初乳が帝王切開された胎児に及ぼす効果をさまざまな観点から検討した。実験3と4では、父親の体毛と羊水の効果を、実験5では父親の体毛と初乳の効果を、帝王切開胎児と新生児を用いて検討した。さらに、実験6では、父親と母親に対する新生児の選好の差異を検討した。これらの実験結果、帝王切開胎児の行動は先ず母親の体毛による周口部刺激によって活性化され、次に羊水がそのレベルを高めること、その後羊水と母乳の対提示によって連合学習が成立し、それが母親への愛着形成につながることが明らかになった。一方、父親に対する愛着形成は、父親の体毛刺激を基本とし、母乳が対提示されると高まること、新生児は父親へもある程度の愛着を示すことが明らかとなった。これらのことは、連合学習による父子関係の形成を示唆するものである。被験体としてSlc:ICRマウスを用い、妊娠18日(満期出産の1日前)の羊水と出産当日の母乳を採取し、これらに対する帝王切開された胎児の反応の特徴を検出することが平成16年度の目的であった。まず、羊水の採取については、妊娠18日の羊水の粘性が高く、また量も少ないため、採取そのものが非常に困難であった。この点をどうするかが課題である。やむを得ない場合には、妊娠日齢を17日か16日かに下げざるを得ない。出産当日の母乳採取に関しては、問題はなかった。1匹の母親からの採取量は少ないが、5マイクロのリングキャップスで吸い上げ、固まらないように蒸留水で2倍に希釈し、フリーザーで保存し、実験直前に解凍して用いた。実験前に、母親の乳首周辺の体毛を用いてブラシを作成し、その後帝王切開して胎児を蘇生させた。当初は実母の羊水を採取する予定であったが、羊水の採取に時間を要すことから、同じ妊娠日齢の雌を帝王切開してその羊水を採取し、冷凍庫で保存し、実験直前に解凍した。実験では、体毛ブラシに母乳と蒸留水を浸し、それで胎児を刺激し、胎児の身体運動をビデオに録画した。実験のスケジュールは、自発的身体運動を観察するベースラインセッション(3分)、においに対する反応を観察するにおい提示セッション(3分)、体毛ブラシで周口部を刺激する刺激セッション1(3分)、再度刺激する刺激セッション2(3分)でああった。現在、ビデオテープを再生して胎児の反応を集計しているが、母乳に対する反応は期待したほど顕著ではないので、もう少し被験体数を増やして実験を継続している。今年度は、まず、昨年度の実験データを補充した。Slc:ICRマウスを用い、妊娠17日(満期出産の2日前)の羊水と出産当日の母乳を採取し、これらに対する帝王切開された胎児の反応をビデオに録画し、その特徴を検討した。

母親の体毛で作ったブラシに羊水あるいは母乳を浸し、それを複数回提示したところ、羊水に対しては胎児の開口運動が増加したが、母乳に対しては鈍い反応しか現れなかった。これは、昨年度のデータと基本的には一致した。羊水の提示後に母乳を複数回提示されると、羊水のみの提示と同様に反応は高まった。このことは、出生直後の母親への愛着が胎児期に慣れ親しんだ羊水への選好を基本としており、出生後に羊水と母乳との対提示によって連合学習が成立し、それが母親への愛着形成へとつながっていくことを示している。ただし、胎児の運動の種類によってはデータの安定性が十分に保証されるには至らなかったため、次年度にも、さらにデータの補充が必要である。次に、帝王切開された胎児の口周部に父親の体毛で作ったブラシを提示し、それに対する反応を検討した。その結果、母親の体毛で作ったブラシと同様の反応が認められた。父親の体毛には母親よりも硬いガードヘアが多く刺激自体はより強くなると考えられるが、実験の結果差は認められなかった。この実験は、来年度にはもう少し細かな検討を加えてさらに洗練していく必要がある。最後に、出生後2日齢の新生児を用い、新生児を両親から離した後に両親へのネンブタールで麻酔を行った。麻酔された父親と母親を観察装置に入れ、新生児をその装置のスタートボックスに置き、新生児が父親へ接近するか否かを観察した。その結果、新生児は両親に対してほぼ同じような選好を示した。この実験は、来年度への予備実験として計画したものであり、引き続き両親に対する新生児の反応の差異を検討することを予定している。今年度は、まず、昨年度の実験データを補充した。すなわち、Slc : ICRマウスを用い、妊娠17日(満期出産の2日前)の羊水を採取し、これらに対する帝王切開された胎児の反応をビデオに録画し、その特徴を検討した。羊水に対する反応は、父親の体毛で作ったブラシに羊水を浸し、それを複数回鼻先あるいは周口部に提示することによって行った。その結果、胎児は、母親の体毛で作ったブラシに対するのと同様の活発な反応を示すことが明らかとなった。すなわち、これまで全く両親の体毛に接触した経験のなかった胎児は、母親と父親の体毛のにおいを区別しない。次に、出生後2日齢の新生児を用い、新生児を両親から離した後に、両親をネンブタールで麻酔した。その結果、母親ほどではないが父親に対しても新生児が接近することが確かめられた。このことは、両親に対する選好の差異が出生後に現れることを示している。母親による授乳が、新生児の母親への選好を促進しているのかもしれない。これを確かめるためには、来年度に母乳への選好実験を行う必要がある。さらに、出生後3日齢の新生児についても実験を行った。これは発達的変化を検討するためである。その結果、出生後3日齢では、2日齢よりも新生児の活動性が低下し、両親への選好も明確には現れなかった。この奇妙な結果については、被験体数がまだ十分ではないこともその一因と考えられるので、来年度にデータの補充を行うことが必要である。今年度は,まず昨年度の実験データを補充した。
データ欠損を考慮した遠隔制御系設計

深海ロボットや宇宙ロボットなど人的介入が困難な状況下では、遠隔制御系の構築が必要不可欠となっている。一般には、制御仕様が複雑化するにつれて通信容量も増大するため、データ欠損が機器に与える影響はより深刻なものとなる。本研究では、入力空間の自由度を使って状態空間の上三角化が実現できれば、データ欠損が存在しても制御性能が劣化しないことを明らかにした。実現アルゴリズムを導出するとともに、実験による検証を行なった。本年度は「データ欠損が存在してもその影響を受けない遠隔制御系の実現」の目的に対して,制御量の動特性を決定付ける空間とその制御則について研究を進め,データ欠損を制御則に反映できる基本的な下地が整った。具体的には,(1)不確定なデータ欠損に対応できる入力空間の構築(2)その空間に基づく制御則の導出(3)制御則に基づいた実現アルゴリズムの開発,を計画していた。その成果を以下記述する。(1)入力空間の構築...空間の分割については,行列の上三角化の考え方を応用して実現することができた。さらに,欠損の影響が制御系へ現れない役割を演じるものは,システム固有のパラメータである零点であることを導いた。この点は今後の研究を進める上で重要な成果であると考えている。また,データ欠損に伴う影響度を零点の値によって定量的に評価することができるようになったことが意義深い。ただし,本年度は不確定さを十分に考慮することができていない。そこで,不確定さを外乱として捉えることで解決できないか検討し,その成果を平成22年電気関係学会東海支部連合大会で発表したが,来年度以降もさらに研究を進めたい。(2)制御則の導出...空間を分割するための制御則は,分割の個数,次元そして零点を指定することで求めることができた。ただし,零点は必ずしも希望の値を指定することができない場合もある。これは制御対象によっては制御不能である空間が存在してしまうことに起因することも解明された。これらの成果については,平成22年12月に電気学会論文誌Cにて発表した。(3)実現アルゴリズムの開発...上記の成果を具体的にアルゴリズムとして記述した。空間分割の定式化をプログラムとして表現できるようになったことが重要な成果であると考えている。福島原発の数十年単位の復旧プロセスを鑑みると,遠隔制御系の開発と運用は緊急かつ重要な課題であるといえる。本年度は「データ欠損が存在してもその影響を受けない遠隔制御系の実現」の目的に対し、1.実現アルゴリズムの開発、2.実験装置の整備ならびにモデル化、を計画していた。その成果を以下に記述する。1.実現アルゴリズムの開発・・・上三角化の考え方を応用して、入力空間を分割するためのプログラム表現までは実現できていたので、リアルタイムシミュレータによる実装を行なった。シミュレーションを通じて、制御対象のパラメータによらず空間分割できることが解明された。制御対象のパラメータと制御器のそれとが混在する設計条件から、制御則を導出しやすくする点で重要な成果であると考えている。成果は計測自動制御学会中部支部教育工学論文集で発表した。また、昨年度、零点がデータ欠損の影響を制御系へ現われない役割を担うことを明らかにしたが、生産現場等で多用されている速度型PID制御でその零点が配置できるようにした。PID化は、制御器の実装上の簡便化・低コスト化の点で意義深い。成果は平成23年度電気関係学会東海支部連合大会で発表(一部、計測自動制御学会論文集に掲載決定)した。2.実験装置の整備ならびにモデル化・・・柔軟梁の両端に制御用のアクチュエータと加速度センサが配備された実験装置の製作を行なった。モデル化を行なうため、周波数解析装置を使って、アクチュエータから加速度センサまでの周波数特性を測定した。その際、未知なる外乱や雑音を考慮した推定器を設計し、前置フィルタを考慮した最適レギュレータで閉ループ同定を行なう方法を検討した。ここでも空間分割の技術を活用し、外因性信号の影響を受けない状態推定と前置フィルタで測定したい周波数特性を任意に指定できるようになった点は意義深い。成果は平成23年度電気関係学会東海支部連合大会で発表した。本年度は「データ欠損が存在してもその影響を受けない遠隔制御系の実現」の目的に対し、昨年度に引き続き1.実現アルゴリズムのシミュレーション検証と実験装置のモデル化、を行なうとともに、2.制御器の設計、3.制御性能の評価、を計画していた。1.実現アルゴリズムのシミュレーション検証と実験装置のモデル化...入力空間の分割が行なえるような制御器の実現アルゴリズムを構築し、リアルタイムシミュレータ上に実装した。制御対象の零点を通じて、データ欠損によらず制御性能を保持できた点は重要な成果であると考えている。成果は平成24年度電気関係学会東海支部連合大会で発表した。また、平成24年度購入した制御用アクチュエータを配備して、最新の実験システムを構築し、モデル化を行なった。2.制御器の設計...1.で得られたモデルに対して、実現アルゴリズムを適用して制御器の設計を行なった。

その際、モデルが制御器設計のために課せられる条件を満足することができなかったので、その条件を満足できるよう入力の結線を入れ替える変換行列を求めるアルゴリズムを開発した。その成果の一部は計測自動制御学会中部支部教育工学論文集に掲載された。3.制御性能の評価...2.で得られた制御器をリアルタイム制御システムに実装し、データ欠損の影響が柔軟梁の振動として現われないことを評価する。実験装置には様々な外乱が混入したり、モデル化誤差の存在が確かめられたので、それらを補償するための方策を新しく開発した。外乱補償では実装を睨んで最小の次数で実現できしかも外乱や状態変数の推定誤差が従来法よりも改善できたこと、またモデル化誤差補償のため希望の特性を有するフィルタが内在可能な最適制御系を開発したことは、ともに重要な成果であると考えている。成果は電気学会論文誌に掲載され、平成24年度電気関係学会東海支部連合大会で発表した。大きく3つの理由がある。1.制御対象のパラメータと制御器のそれとが混在した設計条件になっているので、試行錯誤により制御器を求めなければならず時間を要したため。2.外因性信号が、予想以上に実験装置のモデル化に対して悪影響を及ぼした。当初、緩衝増幅器にフィルタを結合して対処する予定であったが、良好な結果が得られなかった。そこで、当初予定していなかった外因性信号の影響を受けない状態推定と前置フィルタで測定したい周波数特性を任意に指定できる最適レギュレータの研究を進めたため。3.データ欠損と零点との関係が明らかとなったため、PID制御による制御則実現に関する研究が予想以上に進展したため。なお、リアルタイムシミュレータに実装する上で、制御器の簡便化は必要であると考えている。24年度が最終年度であるため、記入しない。推進方策として、実現アルゴリズムを使って制御器を実現し、実験より通信遅れ、容量低下、データ欠損を発生させてその影響が制御性能に現われないことで制御器の有効性を評価したい。問題点とその対応策については以下2点がある。1.制御対象のパラメータと制御器のそれとが混在した設計条件になっているため、制御対象のパラメータによらず空間分割できる昨年度の結果を踏まえ、できるだけ試行錯誤から脱却した設計条件になるようにしたい。2.外因性信号がモデル化に悪影響を及ぼし、精度の高いモデルが得られていない。そこで、外因性信号の影響を受けない新しい推定器と最適レギュレータの併合系で閉ループ同定を行なうことを検討したい。
アミンを介したイネの食害応答の解明

イネでは病原菌感染に対して、多様なジテルペン化合物やサクラネチンがファイトアレキシンとして増加するが、病原菌に対する応答に比べると、食害に対する化学的応答はあまり明らかとなっていない。本年度は、アワヨトウなどの食害により葉で蓄積が誘導されることが明らかとなったイソペンチルアミンの生合成について詳細に調べた。イネ幼苗に、様々な植物ホルモン処理を施し、2日後に葉を50%メタノール水溶液で抽出した。抽出液に6-aminoquinolyl-N-hydroxysuccinimidylcarbamateを加えて誘導体後、イソペンチルアミンの量をLC/MSで測定した。ジャスモン酸を処理したイネではイソペンチルアミンが増加したのに対し、アブシジン酸、サリチル酸、1-アミノシクロプロパン-1-カルボン酸を処理したイネでは増加しなかった。イネ葉では傷害によりジャスモン酸の増加を経て、イソペンチルアミンが増加すると考えられた。また、安定同位体標識されたアミノ酸をイネに注射し、イソペンチルアミンの生合成反応を検討した。13C標識ロイシンをイネ幼苗に注射後に、ジャスモン酸処理し、葉のイソペンチルアミンを分析した。イソペンチルアミンは、誘導体化処理によりm/z 258 [M+H]+(ESI-positive)で検出されるが、13C標識ロイシンを注射したイネではm/z 258に対するm/z 259のイオンの相対強度が10%以上増加した。本結果から、13Cで標識されたイソペンチルアミンの生成が示唆され、ロイシンはイソペンチルアミンの前駆体と考えられた。さらに、イソペンチルアミンをもつ品種ともたない品種の染色体断片置換系統や組換え自殖系統の分析結果から、生合成に関与する遺伝子の存在領域の絞り込みを行った。今年度はイソペンチルアミンの生合成を誘導する植物ホルモンや、前駆体について明らかにすることができた。植物ではプトレシンなどポリアミンがストレス応答に関与しているとの報告があるが、イソペンチルアミンについての報告は初めてである。また、イソペンチルアミンの生合成に関する情報や組換え自殖系統などの分析から、生合成に関与する遺伝子の存在領域を絞ることができた。以上のことから、本課題については順調に研究が進捗していると言える。今年度絞り込んだ生合成に関与する遺伝子の存在領域から、発現パターンなどから候補遺伝子をさらに絞る。生合成遺伝子をクローニング、大腸菌で発現させ、酵素活性を確認する予定である。また、今年度はウンカに対する生物試験方法の確立も行ったので、これらを用いてイソペンチルアミンの生理活性の評価を行う予定である。これらの研究により、イネにおけるイソペンチルアミンの役割解明の大きなヒントが得られると期待される。

イソペンチルアミンの生合成遺伝子の絞り込みのために予定していた遺伝子の発現解析が、共同研究者の協力のおかげで不要となったため。この分の予算は、次年度の候補遺伝子の機能解析に必要な試薬の購入に使う予定である。また、次年度の遺伝子実験に旅費が必要となったため、今年度の旅費を削減し、次年度に持ち越すこととした。
外界浸透圧による赤痢菌細胞侵入性の発現調整と生理的意義

赤痢菌が上皮細胞に侵入するためには、赤痢菌がもつ大きなプラスミドが必要である。D群赤痢菌のもつこの大きなプラスミドを遺伝学的に解析し,約26ーkbにおよぶ領域とその領域とは離れたところに存在するvirF遺伝子が細胞侵入性にとって必要であることを明らかにした。この遺伝子領域は,2つの正の調節因子によってコントロ-ルされていた。つまりvirF遺伝子が26ーkb内のinvE遺伝子の発現を転写レベルで正に調節し、そこでつくられたinvE遺伝子産物が他の細胞侵入性に関与する遺伝子をさらに正に調節するという具合に。今回は,細胞侵入性が外界の浸透圧により影響をうけ,上記の調節機構の遺伝子発現にその影響を与えていることを明らかにした。赤痢菌を食塩を含まない培地で培養した場合は,全く侵入性を示さないが,食塩濃度を上昇させるに従い,侵入性が増加していった。その増加はサッカロ-ス,PEG等を用いて浸透圧を上げても同様の結果が得られ,又浸透圧保ゴ剤であるグリシンベタインで上昇が解除された。浸透圧は約300m0smという生理的食塩水の濃度で最大に達した。細胞侵入性遺伝子群のどの遺伝子の発現が影響をうけているのかを,抗体を用いたウエスタ-ンブロッティング法,および各遺伝子にβーガラクトシダ-ゼ遺伝子を融合させたものの系を用いてその発現を調べたところ,virF遺伝子の発現においてであることが明らかになった。又,この侵入性は温度によっても影響をうけているが,それはinvE,virF遺伝子ともに影響をうけ,それはHVーS(ヒストン様タンパク質)依存していたが,浸透圧による影響は,virFにおいてであり,HVーSの作用にも依存していなかった。このように細胞侵入性は外界環境因子により影響をうけ,その作用点は因子により異なる。
強化学習と脳波信号による仮想音源知覚の向上

ステレオイヤホンを用いて音を聴く際に頭の外に音を定位させることが可能な頭外音像定位技術がある。正確な音像定位には,各受聴者の正確なHead Related Transfer Function(HRTF)が必要とされる。個人のHRTF測定の手間を省くため,強化学習を用いて,対象とする個人のHRTFを獲得出来るのか検討した。HRTFは事前に測定してあり,2つのHRTFの周波数帯域における差を示すSpectrum Distortion(SD)を学習の報酬に用いた。結果として,十分な学習には多くの試行回数を必要とするもののダミーヘッドのHRTFは個人のHRTFに近い周波数応答を獲得することが出来た。イヤホン受聴で頭外の任意の位置に音源があるように受聴者に知覚させる技術として、頭外音像定位技術があるが、任意の位置に存在する音源から両耳までの精度の高い伝達関数(Head Related Transfer Function: HRTF)を必要とする。我々は、受聴者の主観評価に基づいて、強化学習により学習し、頭外音像定位の精度を向上させる手法を提案し、その能力、精度等を今年度は検討した。被験者実験では、7人中3人の受聴者において定位精度向上が確認され,そのうちの2人においてSDの減少が確認され、試行回数を重ねる毎に学習によって劣化HRTFから元のHRTFに近づく結果を得、強化学習を用いて,受聴者の主観評価を基に,正確なHRTFを獲得できる可能性を示唆したが、学習時間が非常に長くかかるため、短時間での学習の可能性を検討するため学習パラーメータ等の調整を実施した。また、強化学習ソフトウエア等の信頼性をあげるためにソフトウエア整理・修正等を実施した。また、十分な学習速度を得ていないため引き続き検討を進める。また、ダミーヘッドのHRTFや他人のHRTFを初期状態として、被験者自身のHRTFの学習の可能性を検討し、学習可能性を示唆した。学習に脳波信号を利用する方法に関しては、脳波P300を使った学習を行うために単試行でのP300信号の同定方法について検討を実施した。脳波を使った方向定位感の評価についても検討を開始したが、まだ、十分に精度の高いHRTFが構成できていないため、詳細な検討が難しいが継続して進める。HRTFの精度は伝達関数の測定環境と受聴者の身体的な特徴に依存するため、精度が高い頭外音像定位を実現するには、無響室などの大規模な測定環境でHRTFの測定を行う必要がある。我々は、通常の測定環境において計測されたHRTFを,受聴者の主観評価に基づいて、強化学習により正確なHRTFに修正して、頭外音像定位の精度を向上させる手法を検討した。提案手法では、HRTFをARMAモデルを用いて近似し、その係数を強化学習を用いて学習する。提案手法の妥当性を、シミュレーション及び被験者実験によって検証した。シミュレーションでは、モデル係数にノイズを加えて精度を劣化させて、精度の向上が可能かを検証した。報酬として、受聴者の主観評価の代わりに,Spectrum Distortion (SD)を用いた。結果、全ての方向においてSDの減少を確認し、強化学習を用いたARMA係数の学習が可能であることを確認した。被験者実験では、両耳のARMA係数1点ずつ計4点について、精度劣化させたHRTFから、被験者の主観評価を基に正しいHRTFを学習できるか、7名の被験者で検証を行った。正面から左右30度の範囲内の一つの方向について、受聴者が知覚した音源位置を回答させ、呈示した位置との角度の差分を報酬として学習を行った。その結果、モデル化HRTFによって作成された頭外音の定位精度が高い3名の被験者では、学習による定位精度の向上とSDの減少を確認した。以上より,強化学習を用いて,受聴者の主観評価を基に,正確なHRTFを獲得できる可能性を示唆した。正確な音像定位には,各受聴者の正確なHead Related Transfer Function(HRTF)が必要とされるが,その測定には広い無響室が必要であるなどの問題点がある。本研究では,個人のHRTF測定の手間を省くため,強化学習における学習の初期値にダミーヘッドのHRTFを用いて,対象とする個人のHRTFを獲得出来るのかシミュレーションにより検討した。

HRTFは事前に測定してあり,2つのHRTFの周波数帯域における差を示すSpectrum Distortion(SD)を学習の報酬に用いた。結果として,十分な学習には多くの試行回数を必要とするもののダミーヘッドのHRTFは個人のHRTFに近い周波数応答を獲得することが出来た。次に受聴者実験を実施した。シミュレーションにて獲得した学習後HRTFを用い,各受聴者の測定HRTF及びダミーヘッドHRTFと比較した定位精度及び定位感の実験を行った.その結果,6受聴者平均において学習後HRTFはダミーヘッドHRTFから有意に改善し,各受聴者の測定HRTFに近い定位精度を持つことが確認された.そして5段階評価による定位感でも,各受聴者の測定HRTFと同程度であった.以上の結果から,強化学習を用いたHRTFの個人適応において,共通のHRTFから個人化したHRTFと同等の定位精度を持つHRTFが生成できる可能性が示唆された.計算論的神経科学平成25年度は伝達関数の学習の可能性の検討、特に学習速度に関する点と、実用的なHRTFの学習初期状態からの学習の可能性を検討し、おおむね順調に進捗した。また、脳波を使った強化信号の推定アルゴリズムの確立に関して、単試行でのP300等のERPを検出するアルゴリズムの開発を実施し、これまでより精度の高い単試行ERPの検出の可能性を示した。平成24年度は(1)伝達関数の学習の可能性の検討と(2)脳波を使った強化信号の推定アルゴリズムの確立を並行して進めてきた。(1)については、予定通り進捗した。(2)も具体的に脳波信号による実験は実施していないが、そのための準備は予定通り進捗している。平成26年度は,(1)伝達関数の学習の可能性の検討と(2)脳波を使った強化信号の推定アルゴリズムの確立とともに,以下の研究を推進する。(1)に関して、学習時間の短縮と、適切で実用的なHRTF初期状態からの学習の可能性を被験者N数を増やすことによって確認する。(2)については、既に頭外音像定位システムによって、頭外周囲に仮想音源をランダムに定位させた場合、被験者が意識している方向と定位させた仮想音源の方向が一致した場合には、脳波に事象関連電位(Event-Related Potential)が発生することを確認しており、特に刺激後300msec近辺に現れるP300の発生の有無によって、報酬信号あるいは失敗信号とすることを最初に検討する。最終的に脳波信号の判定による伝達関数の学習の可能性を示す。また、脳波を使った方向定位感の評価については、まだ、十分に精度の高いHRTFが構成できていないため、脳波による定位感の評価は難しいが、方向を限定する等によって、評価方法を検討する。平成25年度は,平成24年度の(1)伝達関数の学習の可能性の検討と(2)脳波を使った強化信号の推定アルゴリズムの確立とともに,以下の研究を推進する。第3ステップ(脳波信号の推定による学習の検証ー強化信号推定アルゴリズムの確立)第1ステップ、第2ステップを統合して、脳波信号の判定による伝達関数の学習の可能性を示す。我々は、事前研究において、頭外音像定位システムによって、頭外周囲に仮想音源をランダムに定位させた場合、被験者が意識している方向と定位させた仮想音源の方向が一致した場合には、脳波に事象関連電位(Event-Related Potential)が発生することを確認している。
高周期14族元素の特性を生かした高次制御物質の創製と機能開発

炭素では達成できない特異な構造・電子状態をもつ、ケイ素やゲルマニウムなどの高周期14族元素化合物を創製し、その結合、電子状態や物性を明らかにする。同時に、高周期14族元素を次世代機能材料の中心元素として用いるための新しい方法論を提供する。広く高周期典型元素の基礎化学をより現代的で高度なものとして発展させる。本年度の成果は多岐にわたるが、実施計画にそくして以下のような成果を得た。(1)我々の開発した安定シリレンとアルキルおよびアリールイソシアニドとの反応を行い、対応するシラケテンイミン類を合成することに成功した。これまでにシラケテンイミン類の合成は報告されているが、X線構造解析されたものはなく、理論計算などに基づいて、ケイ素-炭素二重結合化合物であるよりは、むしろシリレンに対するイソシアニドの配位錯体であると考えられてきた。本研究ではX線構造解析に成功し、これらがケイ素-炭素二重結合性の大きいシラケテンイミンとして記述されるべきものであることを明らかにした。(2)我々の以前に合成した安定トリシラアレンの反応性を詳しく検討し、水やアルコールの位置特異的付加反応を見いだした。(3)安定シリレンを配位子とするビス(シリレン)パラジウム錯体を初めて合成し、その幾何および電子構造をX線構造解析と理論計算を用いて明らかにした。(4)ケイ素-ケイ素二重結合化合物として不飽和ケイ素上に炭素置換基をもつシクロテトラシレンを合成することに成功し、先に合成したシリル基置換シクロテトラシレンのものとは異なる新しい骨格異性化を起こすことを見いだした。(5)1,4-ビスシリルベンゼンの1,4-位ケイ素を3つの含ケイ素鎖で結んだかご状化合物を初めて合成し、その結晶のX線構造解析に成功した。この化合物は結晶中でもベンゼン環が回転していると考えられる動的ディスオーダーを示し、いわゆる分子ジャイロスコープと見なせる。(6)これまで行ってきたオリゴシラン類のシクロデキストリン包接錯体の研究を拡張し、ペルメチルシクロヘキサシランの包接錯体を合成し、包接錯体中で、シクロヘキサシランがいくつかのコンフォメーションをとって存在していることを見いだした。新しい構造・結合様式を持つ高周期14族元素化合物の創製・特異な物性の解明を目的として研究を行った。主な結果は以下のとおりである。(1)以前に開発した安定シリレンを出発物質として新規な1,3-テトラシラジエンを合成単離することに成功した。s-トランス構造を持つ1,3-テトラシラジエンとして初めてのものである。このものは加熱または光照射によって分解し、ほぼ定量的に安定シリレンと対応するシクロトリシレンを与えた。1,3-テトラシラジエンのケイ素-ケイ素単結合より二重結合のほうが熱的にも光的にも容易に切断されることを示しており、興味深い。また、シクロトリシレンの生成は対応するジシレニルシリレンの異性化によるものと理解される。(2)安定シリレンを配位子とするパラジウム錯体の研究途上に、ジパラダシラシクロプロパン骨格を持つ錯体の合成に成功した。このものはフェニルシランと反応し、パラジウム金属を4つ持つ特異なクラスター錯体を生成した。(3)不飽和ケイ素上に炭素置換基をもつシクロテトラシレンの熱異性化を実験と理論の両面から詳しく研究し、一段階の協奏的骨格異性化である可能性が高いことを示した。この協奏的異性化は古くWoodward-Hoffmann則によって理論的には予言されていたが、炭素σπ系では検証困難であったものである。ケイ素系ではじめて見出されたことは興味深い。(4)ケイ素基盤分子ジャイロスコープに関する研究を発展させ、2,5-ビスシリルチオフェンの1,4-位ケイ素を3つの長鎖シラアルカン鎖で結んだかご状化合物の合成とその結晶のX線構造解析に成功した。先のフェニレン化合物同様、この化合物も結晶中でもチオフェン環が回転していると考えられる動的ディスオーダーを示すが、チオフェンはケイ素-ケイ素軸に垂直な双極子モーメントを持つ分子であり、今回のものは分子回転子としてより興味深い。本研究課題に関する今年度の主な結果は以下のとおりである。(1)安定ジアルキルシリレンを出発物質として、すべてアルキル基であるジシレニドの合成に成功し、これを用いて、芳香族置換基(ナフチル、アンスリル、およびフェナンスリル基)を一つ持ち、他の置換基はすべてアルキル基であるジシレンの合成にはじめて成功した。この系はジシラニルπ系と芳香族炭化水素π系の間の相互作用を明確に評価することのできる初めての系であり、実際、アンスリル置換ジシレンにおいて、可視領域に顕著な電荷移動吸収帯の発現することを見出した。(2)安定シリレンを合成する際に用いたブタン-1,4-ジリチウム試薬を用いて、新しい安定環状ジシレンを合成することに成功した。このものはPd(0)との反応によって、これまでのうちで、最もπ錯体性の強い14電子ジシレン-パラジウム錯体を与えることがわかった。

(3)ケイ素の特性を生かして、ケイ素、炭素、および水素のみからなり、官能基を含まないロタキサンをはじめて合成し、その分子構造をX線構造解析によって明らかにし、動的挙動を温度可変NMRを用いて解析した。(4)ケイ素基盤分子ジャイロスコープとして、新たに、2,5-ビスチオフェンジオキシドおよびフラン環を回転子とするものを合成し、固体中での回転挙動をX線構造解析、NMR分光法等によって解析した。(5)長鎖オリゴシランであるペルメチルデカシランの末端メチル基を親水性のテトラエチレングリゴキシドに置き換えた化合物を合成し、デカシデンの水中での吸収および発光スペクトルの挙動を研究し、オリゴシラン集合体の構造を考察した。本研究課題に関する今年度の主な結果は以下のとおりである。(1)以前に開発した安定ジアルキルシリレンを出発物質として、速度論的に安定なシライミンおよびシラフォスファエテンの合成に成功し、Si=N結合化合物とSi=P結合化合物との間の構造比較を行った。(2)トリシラアレンなど高周期14族元素のアレンが炭素のアレンとは異なり、折れ曲がった骨格を有し、しかも中央の骨格元素が1, 3-元素を軸として回転するような動的構造を有していることはすでに明らかにした。この原因をDFT計算等の理論計算と摂動論によって解析し、高周期典型元素のいわゆる混成欠陥に基づいて理解できることを示した。(3)ケイ素基盤分子機械系の構築の-環として、新しい分子ギヤ系となる、いくつかのビス(9-トリプチシル)ジフルオロシラン誘導体の合成に成功した。これらは室温溶液中でいわゆるギア回転しているが、フッ化物イオンと反応させることによって、五配位ケイ素中心をもつシリカートに変換できる。このものはいわゆるムッタティ則に反して、2つのトリプチシル基がアキシャル位にある特異な構造を有する。このため、2つのギア(トリプチシル基)のかみ合わせはなくなり、たがいに独立に回転する。すなわち4配位系のギア回転を五配位系にすることによってデクラッチすることができた。5配位系は加水分解によって容易に4配位系に戻すことができるので、ギアの化学的なクラッチーデクラッチ系の構築に成功したことになる。(4)特異な置換基を持つ環状オリゴシランとしてヘキサシラ[6.5]コロナンを低収率ながら単離することに成功した。ケイ素6員環はほぼ平面であることが見出された。
Zピンチからの軟X線集光に関する研究

高輝度軟X線領域の点光源は、X線顕微鏡、物質の微細構造の観測等のため必要性が高い。この研究の目的は、日本大学のZピンチ装置により生成される、電子温度約1000万度の高密度プラズマを、ロシアガラス技術研究所の提供する各種X線技術により種々の観点より観測することにあった。具体的には、ロシア側で製作した毛細管集光器の集光の特性を調べると共に、それを用いて放射軟X線を集光、観測を行ない高輝度軟X線点光源を構成するための基礎研究を行うこと、またピンチから放射される各種軟X線の分光観測を行った。1.軟X線集光およびそれに関連する研究平成7年度に、軟X線集光のための毛細管集光器(capillary converter)が製作され、予備的な実験が行われた。その結果、波長が1nmより長い軟X線のみを選択的に伝達し、1mm以下のスポットに収束させる能力を持っていることが確認された。これはまた硬X線に対するフィルターの役割を果たしうることも示唆している。しかし、口径が小さく、広い領域にわたるプラズマからの軟X線放射を集光するには十分ではなかった。その経験をふまえ、平成8年度には、口径の大きな毛細管集光器を製作し、Zピンチにおいて特に強い放射が起こるホットスポットの観測を行った。さらに広い範囲の観測のためには、より大きな口径が必要となるが、原理的な困難はないと考えられる。ただ必要な毛細管の本数が口径の2乗に比例して増えるため、製作のための技術的、経費は急速に増加する。毛細管集光器による観測の結果、予想されたように、硬X線に対してはフイルターの役割を果たし、軟X線のみを分離して観測することが可能であった。Zピンチの放電電極付近からは、加速電子の照射による強い硬X線が発生する。しかし、毛細管集光器を用いることにより、これらおよび加速電子によるホットスポットからの硬X線成分を除いた軟X線成分の観測から、高温の熱プラズマの様子が明らかになった。2.X線分光に関する研究X線分光に関しては、結晶を用いた分光と多層膜を用いた分光を行った。Kantsyrev氏の分光器は、放電プラズマ観測に特化した極めてコンパクトな実験用の分光器で、結晶の種類を変更し、測定波長領域を簡単に変更可能である。この研究ではほぼ同じものを製作して実験を行った。(1)軟X線用の結晶分光器を用いた観測平成7年度はKantsyrevの持参した分光器を用いて行われ3.4nm-4.6nmおよび1nm以下の領域でのX線の観測を行った。プラズマ柱の側面からの観測で、2つの波長領域のX線の放射場所がはっきり異なっているという結果が得られた。この相違は不安定性の発生場所に基づくものと考えられるが、観測が50-100回の放電の積分なので時間的な経緯は明確ではない。ただX線発生と関係する不安定が、プラズマ柱において同じ確率で均等に起こるのではなく、その発生場所は電極、ガスパフによるガスの分布等に影響されていることを示している。(1)軟X線用多層膜を用いた、ガスパフZピンチプラズマの観測。結晶分光器および多層膜分光器でX線の観測が行われた。多層膜を結晶の代わりに用いた回折格子分光器で得られた興味ある結果、スペクトラム解析と同時に、スペクトルの分散と垂直方向に、発光源の1次元的な空間分布の観測も可能なことが明らかにされた。ただ、像が不鮮明であったため、平成8年度に鮮明な像を得るよう努力したが、必ずしも鮮明にはならなかった。我々の分光測定は前述のように多数回の放電の平均であり、現象の再現性から見て当然ともいえる。しかし、さらに高輝度の放電では光源のスペクトラムの空間分布測定が可能となるであろう。

毛細管集光器による観測の結果、予想されたように、硬X線に対してはフイルターの役割を果たし、軟X線のみを分離して観測することが可能であった。Zピンチの放電電極付近からは、加速電子の照射による強い硬X線が発生する。しかし、毛細管集光器を用いることにより、これらおよび加速電子によるホットスポットからの硬X線成分を除いた軟X線成分の観測から、高温の熱プラズマの様子が明らかになった。2.X線分光に関する研究X線分光に関しては、結晶を用いた分光と多層膜を用いた分光を行った。Kantsyrev氏の分光器は、放電プラズマ観測に特化した極めてコンパクトな実験用の分光器で、結晶の種類を変更し、測定波長領域を簡単に変更可能である。この研究ではほぼ同じものを製作して実験を行った。(1)軟X線用の結晶分光器を用いた観測平成7年度はKantsyrevの持参した分光器を用いて行われ3.4nm-4.6nmおよび1nm以下の領域でのX線の観測を行った。プラズマ柱の側面からの観測で、2つの波長領域のX線の放射場所がはっきり異なっているという結果が得られた。この相違は不安定性の発生場所に基づくものと考えられるが、観測が50-100回の放電の積分なので時間的な経緯は明確ではない。ただX線発生と関係する不安定が、プラズマ柱において同じ確率で均等に起こるのではなく、その発生場所は電極、ガスパフによるガスの分布等に影響されていることを示している。(1)軟X線用多層膜を用いた、ガスパフZピンチプラズマの観測。結晶分光器および多層膜分光器でX線の観測が行われた。多層膜を結晶の代わりに用いた回折格子分光器で得られた興味ある結果、スペクトラム解析と同時に、スペクトルの分散と垂直方向に、発光源の1次元的な空間分布の観測も可能なことが明らかにされた。ただ、像が不鮮明であったため、平成8年度に鮮明な像を得るよう努力したが、必ずしも鮮明にはならなかった。我々の分光測定は前述のように多数回の放電の平均であり、現象の再現性から見て当然ともいえる。しかし、さらに高輝度の放電では光源のスペクトラムの空間分布測定が可能となるであろう。本年度はV.Kantsyrev氏が平成8年1-2月に日本大学を訪問し、ガスパフZピンチから放射される軟X線を、持参した観測器により観測し、以下の結果をえた。(1)軟X用多層膜を45Aの狭帯域反射凹面ミラーとして用い、ガスパフZピンチプラズマの像を観測した。またこの多層膜を結晶の代わりに用い、発光源のスペクトル観測を行った。その結果、通常の回折格子を用いたときと異なり、波長のスペクトラム解析と同時に発光源の一次元的な空間分布の観測も可能なことが明らかにされた。結果は、今年(平成8年)9月に名古屋で開催されるICPP国際会議で報告する予定である。(2)Capillary converterを用いた観測では、当初の予想通り、converterを通すことにより硬X線成分を除き、軟X線の観測を行う方法となりうることが示された。ただKantsyrev氏の用意してきたconverterは径が小さかったため像が小さく、実際の観測のためには不十分であった。次回は太いconverterを準備することにしている。(3)軟X線用の結晶分光器を用いた実験では、1つのデーターを得るため100回以上の放電が必要であったこともあり、また実験時間が限られていたこともあり、一応の予備的な結果を得るという段階に止まった。今後Kantsyrev氏の指導の下で、同様の結晶分光器を製作することになっている。
パルス電流を用いた電気化学的手法による酸化亜鉛のシリコン直上成長と太陽電池応用

本研究では、まず金属基板上で電気化学堆積法による酸化亜鉛薄膜の成長条件を詳細に検討した。また電気伝導特性評価のため、極薄の酸化亜鉛上に成長させた。供給する電流をパルス化することで伝導特性が変化した。この原因として溶液中での再溶解による欠陥生成の抑制が考えられる。これらの結果を基に成長条件を検討し、(100)および(111)Si基板上に多結晶酸化亜鉛薄膜を得ることに成功した。電気化学的手法による酸化亜鉛薄膜の作製を試み、次の成果を得た。1.多結晶金属上の成長ガラス板上に製膜した多結晶金薄膜を作用極として酸化亜鉛薄膜を作製した。結晶性向上に必要な製膜速度制御を実現するために電解電流密度一定の条件下で製膜し、結晶性ならびに表面形態を評価した。その結果、電解電流密度が22-71μA/cm^2において良好な結晶性の酸化亜鉛薄膜が得られた。またそれらはシャープな六角形の板状結晶粒からなる薄膜であり、粒径は1-5μmであった。これより大きな電流で製膜した場合は、1μm以下の微小な結晶粒が密に詰まった表面形態となった。一方より小さな電流では、明瞭な直線エッジを持たないサブグレインからなる直径10μm以上の半球状の結晶粒が観察された。2.単結晶金属薄膜上の成長単結晶c面サファイア上に高周波スパッタリング法によってプラチナ薄膜をエピタキシャル成長させたものを作用極とし、上記多結晶電極上で良好な結果が得られた電解電流範囲を参考にして製膜を試みた。その結果、X線回折測定によりいずれも(0002)単一配向であることを確認した。また電子顕微鏡観察の結果明瞭な六角形の結晶粒が確認された。77μA/cm^2で作製した場合にはそれらの粒は面内でランダムな方位を有しており、基板の面内方位を反映していない成長であった。一方22μA/cm^2で作製したものは全ての粒の六角形の辺が同一方向を向いており、エピタキシャル成長の可能性が示唆された。以上から電気化学的手法により高品位酸化亜鉛薄膜作製の可能性が示され、本研究の目的に対して大きな一歩が踏み出された。以上の成果にっいては、これまでに計4件の学術講演を行い、また学術論文としてとりまとめる作業を現在進めている。1.紫外線照射効果光再溶解による欠陥形成抑制と成長した酸化亜鉛の電気抵抗率低減を目的に、結晶成長中に紫外線照射を行った。照射光として短波長(253.7nm)と長波長(365.0nm)の2種類の紫外光を試みたが、短波長の場合は非照射(暗中)の場合とほとんど差が無く、その効果は認められなかった。これは電解液による吸収が大きく、紫外光のほとんどが成長表面に到達できていなかったためと思われる。一方波長365.0nmの紫外光を照射した場合には、成長結晶粒はシャープな直線のエッジを有する六角柱状となり、また抵抗率低減によると思われる電解電位変動の抑制も確認された。さらに、特にSi基盤を用いた場合に基板の表面清浄化に有効であることが分かった。2.溶液濃度種々の濃度の溶液を用いて、まず得られた酸化亜鉛膜の結晶粒径の変化を調べた。その結果、硝酸亜鉛濃度がおよそ0.12mol/L以下の領域では、濃度が大きくなるほど粒径が大きく(粒の密度が小さく)なった。これは基板側からの電子供給よりも、溶液側からのイオン供給が律速になっているものと考えられる。ちなみに厚さ数nmと仮定した電気二重層中に存在する亜鉛イオンの面密度は、成長最表面のイオンの面密度の1/100程度しかなく、この点からもイオン供給律速が示唆される。一方溶液濃度をより大きくした場合には、粒径は溶液濃度に依存せずほぼ一定である。従ってこの場合は必要十分な亜鉛イオンが成長面に供給されており、電解に要する電子の供給(電流)が律速となっているといえる。以上より、高品位ZnO結晶を得るために定電流供給で成長速度を制御しようとする場合、上記の境界値以上のイオン濃度の電解液を用いる必要があることを明らかにした。本研究では、まず金属基板上で電気化学堆積法による酸化亜鉛薄膜の成長条件を詳細に検討し、その知見を基にしてSi単結晶上での酸化亜鉛成長を試みた。まず得られる酸化亜鉛結晶粒径の電解電流密度依存性を明らかにした。ガラス上の金薄膜を電極として酸化亜鉛を成膜した場合には、電解電流密度が20-80μA/cm^2の領域で鋭い直線のエッジを有する正六角形の板状酸化亜鉛結晶粒を得た。板状粒の対角線の長さは1-5μmである。またこれより大きな電荷電流密度では径が1μm以下の微小粒が、一方より小さい電解電流密度では特定の形状を成さない極めて小さな粒が得られた。

以上の結果より、電解電流密度によって得られた酸化亜鉛結晶粒の大きさを変化させうることを見出した。次にc面サファイア単結晶上にエピタキシャル成長させた(111)プラチナを電極として用い、同様の製膜を試みた。その結果、25-100μA/cm^2の電解電流密度範囲で、電気化学堆積法によって酸化亜鉛がエビタキシャル成長した。特に100μA/cm^2ではピンホールなどもほとんど確認できない連続膜を得た。また25μA/cm^2においては総通電量1.0Cで、直径2-4μm、高さ1-2μmの独立した六角柱状結晶粒が多数得られた。XRDロッキングカーブ測定より、面直方位分布は電解電流の増大につれて大きくなっていた。一方、面内XRD測定の結果、面内方位分布の大きさはおよそ5^0と大きく、また電解電流によらずほぼ一定であった。溶液濃度を変化させた場合には、亜鉛イオン濃度が0.12mol/Lまではほぼ濃度に比例して平均粒径が増大した。また1.2mol/L以上では粒径は濃度に依存せずほぼ一定であった。以上の結果を基に(111)Si基板上への成長を試みた。その結果、多結晶酸化亜鉛薄膜を得ることに成功した。(765文字)