hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
古代アンデス文明における都市の社会動態についての研究

なお、今夏に本研究と並行して行われた発掘調査では、気候変動後も人々が遺跡中心部において儀礼活動(人身供犠や大規模な饗宴)を行っていたことを示唆する物証を得ることが出来た。この新しい発見は、国内外を問わず、大きな反響を呼び、新聞やテレビ、インターネットウェブサイトなどで広く世界各地で報道された。本研究の目的は、ペルー北海岸において今から約千年前に栄えた国家「シカン」の首都・シカン遺跡を対象とし、これまで中央政権の形成・発展・崩壊のプロセスによって定義されてきたシカン成立から終焉まで約500年間の“支配者たちの歴史"を、首都の北部周縁地帯(ワカ・アレーナ)に暮らしていたと考えられている平民たちの日常生活に注目することによって被支配者の視点から見直すことにある。研究方法としては、まず(1)測量調査によるワカ・アレーナの基本地形図製作と(2)地中レーダー探査による埋蔵物の識別と地図化によって遺跡内の空間配置を明らかにし、(3)地表面の観察と遺物採集の結果を参考にしながら遺跡を小区画に分け、それぞれの特徴を明らかにする(住居・公共・埋葬/祭祀空間など)。その上で、(4)各区画内での考古学発掘調査と(5)出土遺物や発掘データの分析を段階的に実施することによって、上に述べた被支配者たちの諸活動とその通時的変遷をとらえることが可能となる。今年度は、上記の13を実施した。今年度の調査の最大の収穫は、おもに地表面観察と遺物採集によって、ワカ・アレーナが当初の想定以上に広く、比較的長期に渡って一般居住区として機能していたことが確認できた点にある。また、4つのエリアで行った地中レーダー探査では興味深い特徴的な反射波が見つかった。反射波の強度を階調表現した断面図データを平面上にプロットしたタイムスライス図は、今後の発掘区の選定および設定に大いに役立つであろう。さらに、探査結果を評価するために行った試掘では、ユニット1にて人間の遺体が見つかった。埋葬体位も副葬品の位置も、シカンに先行するモチェ文化の埋葬様式に則ったものであった。今後、年代測定によってシカン期のものと同定されれば、シカン人とモチェ人の共存が証明され、シカンの多元性について研究するための格好の切り口となる。地表面の詳細な観察の結果、ワカ・アレーナは当初の想定より大きく、総面積は約2.25平方キロメートルに及ぶことが判明した。遺跡内には10を越す小さな砂丘や基壇が点在し、その周辺に遺物が集積している。また、遺跡の中心を南東から北西に向かって平行して流れる二つの灌漑用水路も見つかった。地表面で見つかった遺物の多くはパドルと石を使って成形されるパレテアダ土器の欠片であった。パレテアダとは、調理や貯蔵のために日常的に使われる実用土器である。このタイプの土器片が多数見つかったことは、このエリアが一般居住区であったという仮説を強く支持するものである。また、パレテアダ土器片に混じって冶金・土器製作で使用される道具類が見つかったことは、居住区の中に工房が併設されていた可能性を示唆している。パレテアダ土器の成形時に、パドルに刻まれた文様が土器の外壁面に刻印されるが、この文様のタイプは時代によって変化する。ワカ・アレーナでは比較的小さな幾何学文様が多く、おもに後期シカン期(紀元後1100-1375年)以降に居住されたことを示唆している。また、形成期の土器片も見つかっており、このエリアでの居住は比較的長く、形成期(少なくとも形成器後期)まで遡る可能性がある。
デマンドレスポンスを導入した電力システムの評価と分析

現実の経済主体は,試行錯誤的に対応し,その過程で学習して適切な行動を選択するとも考えられる.この観点から,エージェントベース・シミュレーションでのモデル化を考え,1編の論文として,システム制御情報学会誌に発表した.電力会社が需要家にインセンティブを与え,電圧を制御しながら,各需要家の公平性を考慮した配電系統の運用モデルを定式化し,2編の論文として,システム制御情報学会誌に発表した.この問題に対して,協力ゲームの考えを導入し,消費者間の協力の安定を考慮したモデルを開発し,1編の論文として,同学会誌に発表した.また,配電系統の管理に関して,複数の目的を考慮した研究を実施し,1編の英語論文をJournal of Multi-Criteria Decision Analysisに,1編の和文論文を電気学会論文誌Bにおいて発表した.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。単一の電力小売業者と一般家庭,商業,製造業の3種の最終消費者集団の間の電力取引モデルを2レベル確率計画問題として定式化し,この問題に対する近似的解法を開発した.数値計算のためIEEEの配電ネットワークなどを取り上げ,電力系統制約なども考慮した問題を用いて,開発したアルゴリズムの利用可能性や有効性を確認した.さらに,数値計算の結果を分析し,その成果として,論文「電力小売自由化における小売業者と需要家が配電系統電圧に及ぼす影響」および論文「配電ネットワークにおけるデマンドレスポンスを導入した電力市場モデルの分析」としてまとめ,それぞれ電気学会論文誌B(電力・エネルギー部門誌)および電気学会論文誌C(電子・情報・システム部門誌)に掲載が可能となった.上述のモデルでは,経済主体は合理的な行動をとると仮定しているが,現実の経済主体は必ずしも厳密に最適な行動を選択しているとは限らず,むしろ試行錯誤的に対応し,その過程で学習して適切な行動を選択するとも考えられる.この観点から,エージェントベース・シミュレーションでのモデル化を考え,その開発を進めている状況である.単一の電力小売業者と一般家庭,商業,製造業の3種の最終消費者集団の間の電力取引モデルを2レベル確率計画問題として定式化し,この問題に対する近似的解法を開発した.数値計算のためIEEEの配電ネットワークなどを取り上げ,電力系統制約なども考慮した問題を用いて,開発したアルゴリズムの利用可能性や有効性を確認した.さらに,数値計算の結果を分析し,その成果として,論文「電力小売自由化における小売業者と需要家が配電系統電圧に及ぼす影響」および論文「配電ネットワークにおけるデマンドレスポンスを導入した電力市場モデルの分析」としてまとめ,それぞれ電気学会論文誌B(電力・エネルギー部門誌)および電気学会論文誌C(電子・情報・システム部門誌)に掲載が可能となった.さらに,フラクタイルモデルを用いたリスク分析を行い,論文「機会制約付き最適化問題におけるFractile modelを用いた市場価格変動リスクを考慮した小売業者の電力調達問題」としてまとめ,電気学会論文誌C(電子・情報・システム部門誌)に発表し,Electricity retail market model with flexible price settings and elastic price-based demand responses by consumers in distributionnetworkと題した英語論文も雑誌International Journal of Electrical Power and Energy Systemsに発表した.上述のモデルでは,経済主体は合理的な行動をとると仮定しているが,現実の経済主体は必ずしも厳密に最適な行動を選択しているとは限らず,むしろ試行錯誤的に対応し,その過程で学習して適切な行動を選択するとも考えられる.この観点から,エージェントベース・シミュレーションでのモデル化を考え,論文としてまとめ,学術雑誌への投稿を計画している状況である.単一の電力小売業者と一般家庭,商業,製造業の3種の最終消費者集団の間の電力取引モデルを2レベル確率計画問題として定式化し,この問題に対する近似的解法を開発した.数値計算のためIEEEの配電ネットワークなどを取り上げ,電力系統制約なども考慮した問題を用いて,開発したアルゴリズムの利用可能性や有効性を確認し,数値計算の結果を分析した.その成果として,3編の和文論文を電気学会論文誌B(電力・エネルギー部門誌)および電気学会論文誌C(電子・情報・システム部門誌)に発表し,1編の英語論文も雑誌International Journal of Electrical Power and Energy Systemsに発表した.これらの研究は近似解法なので,問題を商用ソルバで解ける形式に変換して厳密解を計算する手法を開発している.この研究に関しても論文としてまとめ,投稿する予定である.上述のモデルでは,経済主体は合理的な行動をとると仮定しているが,現実の経済主体は必ずしも厳密に最適な行動を選択しているとは限らず,むしろ試行錯誤的に対応し,その過程で学習して適切な行動を選択するとも考えられる.この観点から,エージェントベース・シミュレーションでのモデル化を考え,論文としてまとめ,学術雑誌へ投稿している.さらに,電力会社が需要家にインセンティブを与え,電圧を制御しながら,各需要家の公平性を考慮した配電系統の運用モデルを定式化し,数値例を用いて有用性を確認しており,この研究に関しても論文としてまとめる計画をしている.研究成果が得られ,3編の和文論文を電気学会論文誌B(電力・エネルギー部門誌)および電気学会論文誌C(電子・情報・システム部門誌)に発表し,1編の英語論文も雑誌International Journal of Electrical Power and Energy Systemsに発表した.さらにこれらの成果に続く研究実績の概要で示した成果も順に発表していく予定である.単一の電力小売業者と一般家庭,商業,製造業の3種の最終消費者集団の間の電力取引モデルを2レベル確率計画問題として定式化し,この問題に対する近似的解法を開発した.数値計算のためIEEEの配電ネットワークなどを取り上げ,電力系統制約なども考慮した問題を用いて,開発したアルゴリズムの利用可能性や有効性を確認し,数値計算の結果を分析した.

その成果として,3編の和文論文を電気学会論文誌B(電力・エネルギー部門誌)および電気学会論文誌C(電子・情報・システム部門誌)に発表し,1編の英語論文も雑誌International Journal of Electrical Power and Energy Systemsに発表した.これらの研究は近似解法なので,問題を商用ソルバで解ける形式に変換して厳密解を計算する手法を開発し,論文としてまとめ,国際学術雑誌に投稿中である.上述のモデルでは,経済主体は合理的な行動をとると仮定しているが,現実の経済主体は必ずしも厳密に最適な行動を選択しているとは限らず,むしろ試行錯誤的に対応し,その過程で学習して適切な行動を選択するとも考えられる.この観点から,エージェントベース・シミュレーションでのモデル化を考え,1編の論文としてまとめ,システム制御情報学会誌に発表した.さらに,電力会社が需要家にインセンティブを与え,電圧を制御しながら,各需要家の公平性を考慮した配電系統の運用モデルを定式化し,数値例を用いて有用性を確認しており,この研究は2編の論文としてまとめ,システム制御情報学会誌に発表した.現実の経済主体は,試行錯誤的に対応し,その過程で学習して適切な行動を選択するとも考えられる.この観点から,エージェントベース・シミュレーションでのモデル化を考え,1編の論文として,システム制御情報学会誌に発表した.電力会社が需要家にインセンティブを与え,電圧を制御しながら,各需要家の公平性を考慮した配電系統の運用モデルを定式化し,2編の論文として,システム制御情報学会誌に発表した.この問題に対して,協力ゲームの考えを導入し,消費者間の協力の安定を考慮したモデルを開発し,1編の論文として,同学会誌に発表した.また,配電系統の管理に関して,複数の目的を考慮した研究を実施し,1編の英語論文をJournal of Multi-Criteria Decision Analysisに,1編の和文論文を電気学会論文誌Bにおいて発表した.研究成果が得られ,その結果,論文「電力小売自由化における小売業者と需要家が配電系統電圧に及ぼす影響」および論文「配電ネットワークにおけるデマンドレスポンスを導入した電力市場モデルの分析」としてまとめ,それぞれ電気学会論文誌B(電力・エネルギー部門誌)および電気学会論文誌C(電子・情報・システム部門誌)に掲載が可能となったためである.また,国際学術雑誌にも関連論文を投稿している.
固体NMRを用いたマジックサイズクラスターの構造と保護分子との相互作用の解明

CdSeクラスターを保護分子しているシステインの状態を様々に制御して合成し、CdSeマジックサイズクラスター(以下MSC)の成長過程を調べた。さらに、固体NMR法という分子と分子の相互作用を測定できる実験手法や元素分析、熱重量分析を行い、CdSe MSCと保護分子であるシステインの相互作用を含めた構造を解析した。Cd前駆体水溶液がpH>11かつシステイン/Cd比<4のときにCdSe MSCが成長することを明らかにした。固体NMRよりCdSe MSCを保護しているシステイン分子はNH2がCdSe MSCと結合しているものとしていないものが同じ程度の量存在することを明らかにした。本研究では、大きさが1 nm台で特定の構成原子数(サイズ)のみ安定なCdSeマジックサイズクラスター(以下、MSC)の構造を明らかにする。核磁気共鳴法(NMR)を用いて、CdSe MSCのSe原子とCd原子の配置を明らかにすると共に、CdSe MSCを保護している分子が表面サイトとどのように結合しているのか解明する。これにより、CdSe MSCの特異な安定性を保護剤との相関も含めて包括的に理解することを通して物質科学に資することを目指している。上記の目的を達成するために、同位体濃縮したCdSe MSCの合成と1H-77Se-113Cd MAS NMRプローブの開発を実施し、合成した試料を作製したプローブを用いて様々な固体NMRのパルスシーケンスとデータ取得手法により、表面サイトの同定や保護分子との相関の解明を行う。平成25年度(平成25年9月平成26年3月)の半年間では、保護剤としてL-システインの他に、L-システインメチル、L-ペニシルアミン、ジチオブチルアミンを用いてCdSe MSCの合成と固体化を行った。平成26年度では、Cd前駆体水溶液を制御することにより保護剤であるシステインの状況を制御した試料を合成し、成長過程を追跡することで保護剤とCdSe MSCとの相関を得、さらに固体NMRを測定することでシステインのアミノ基がNH2とNH3+の状態をとるシステインがCdSe MSCを保護していることを明らかにした。また77Seと113Cdのスペクトルがこれまで報告されてきたCdSeナノ粒子よりも幅広いことを見出し、予想以上に複雑な表面構造を形成していることを明らかにした。さらに幅広いNMRスペクトルを効率よく測定できる手法を開発した。現在、開発した手法を組み合わせることでCdとSeの相関をNMRにより測定し信号の帰属を行っている。26年度が最終年度であるため、記入しない。ナノ粒子、固体NMR26年度が最終年度であるため、記入しない。L-システイン以外の保護剤でもCdSe MSCが合成可能であり、安定に固体化できることを見出した。さらに、合成する過程でCdSe MSCを任意に凝集したり再溶解させたりできる方法を発見した。後者は今回の研究とは少々方向性が異なるが、MSCの安定性を理解する上でだけではなく、MSCを用いて更に高次のナノ構造体を作る上で発展性がある。CdSe MSCの合成まで問題なくできている。本年度は前半で3重共鳴プローブの開発を実施し、後半では開発したプローブを用いて合成したCdSe MSCの固体MAS NMR測定を行い、結果をまとめて発表していく。
自己相互作用をもつランダムウォークの研究

1以前に行った1次元整数上のある種の自己相互作用をもつランダムウォークの族の訪問点の個数に関する研究では、ある種のド・ラームの関数方程式の解を調べることが重要であった。そこで現れた解は、0と1からなる無限列の空間上の確率測度とみなせるが、その測度から、0と1からなる無限列が、「ランダム」であるかどうかを決定する定義がある。関数方程式の定義にあらわれる定数に計算可能性を仮定したとき、ランダムな無限列に対する、ハウスドルフ次元に類似した、ある種の「次元」についての結果を、解を調べる過程であらわれるいくつかの零集合の記述のされ方を調べることにより得た。昨年度論文にまとめて投稿したが、今年度は改訂を行いそれが受理された。2上でも述べたある種のド・ラームの関数方程式の解の1変数族を考え、それをそのパラメーターにおいて偏微分した関数を考える。これは畑・山口の結果から高木関数を含んでおり、ある種のフラクタル的な関数と思える。これまでに、微分可能性、関数のグラフのハウスドルフ次元、変動の大きさ、局所的な連続性の度合いについて、確率論的手法で研究した。高木関数に関するいくつかの既知の結果の拡張になっている。3昨年度、ある種の一様性条件をみたす無限グラフ上のランダムウォークの訪問点に関する結果を論文にまとめて投稿したが、今年度はそれが受理された。4無限グラフ上の部分グラフについて、それをパーコレーションで拡大したときの性質の変化について研究した。前文で述べた「性質」については、拡大したグラフ上の単純ランダムウォークの再帰性を中心に考察した。最終年度のため記述しない。Hattori and Hattoriの論文では、整数上とシェルピンスキーガスケット上の自己相互作用をもつランダムウォークの一変数族が定義されている。これは自己回避ランダムウォークと単純ランダムウォークをある種の指数の意味で連続につなぐという意味で重要である。筆者は、整数上の場合について、それがある領域から脱出するまでに通った点の個数について、領域を大きくするときのスケール極限の存在を示した。また、極限測度の正則性について、もとのランダムウォークがマルコフ型のとき、極限測度はルベーグ測度に対して絶対連続であり、また、もとのランダムウォークがマルコフ型でないとき、極限測度はルベーグ測度に対して特異であることを示した。また、特異の場合にはその度合いもわかった。また、ここでの考え方を押し進めて、ある種のド・ラームの関数方程式の解の正則性について調べた。具体的には、その解を分布関数とする区間上の測度が、ルベーグ測度に対して絶対連続か特異かを考察した。また、ランダムウォークがある時間までの訪問点の個数(レンジ)について調べた。ランダムウォークレンジの研究の多くは、整数格子のような均質性が強いグラフに対して行われてきた。それに対し筆者は、必ずしも均質でないグラフ上の単純ランダムウォークのレンジについて研究した。具体的には、ゆるやかな均質性をみたすグラフ上のレンジのある種の大数の弱法則を示した。また、この均質性の下では、それがある意味でベストであることを示した。Drewitz, Rath, Sapozhnikovのプレプリントで、長距離相関をもちうるパーコレーションモデルが定義されている。このモデルは、最も基本的なパーコレーションモデルであるベルヌーイ・パーコレーションだけでなく、ランダム・インターレースメントなどの重要なモデルを含んでいる。筆者は、その上のランダムウォークについての大偏差原理(稀な事象の発生確率の減衰の速さの記述)を、ほとんど全てのパーコレーションの状態に対し示した。1.昨年度は、1次元整数上のある種の自己相互作用をもつランダムウォークの族について、それらが区間から脱出するまでのランダムウォークレンジのあるスケール極限について、それがルベーグ測度とどれくらい「近い」もしくは「遠い」かについて、いくつかの結果を得た。今年度は、それらの成果を論文としてまとめ、投稿し、受理された。なお、シェルピンスキー・ガスケット上にも同様の自己相互作用をもつランダムウォークの族が定義され、同じ問題を考察したが、そちらは未解決である。2. 1.の結果のうち、アトムが現れない極限分布の場合は、ある種の関数方程式の解の性質を調べることに帰着される。それについては先に述べた論文と分離して咋年度に論文にまとめ、投稿したが、それが受理された。また、そこで現れた解は、0と1からなる無限列の空間上の確率測度とみなせるが、その測度から、0と1からなる無限列が、「ランダム」であるかどうかを決定する定義がある。関数方程式の定義にあらわれる定数に計算可能性を仮定したとき、ランダムな無限列の「複雑さ」を記述するある種の「次元」についての結果を、議論中にあらわれるいくつかの零集合の「記述」を調べることにより、得た。これを新たに論文にまとめ、投稿した。3.長距離相関をもちうるパーコレーション上の無限グラフについて、グラフ距離についてのある種の仮定のもとで、グラフ上のグラフ距離についての大きな半径の球の「形」に相当するものを、その球の半径が十分大きい場合に求めた。昨年度に得た、そのグラフ上のランダムウォークの大偏差原理の結果とあわせて論文にまとめ、投稿した。4.昨年度から引き続き研究した、不規則なグラフ上のランダムウォークレンジに関する結果を論文にまとめ、投稿した。

そこで現れた解は、0と1からなる無限列の空間上の確率測度とみなせるが、その測度から、0と1からなる無限列が、「ランダム」であるかどうかを決定する定義がある。関数方程式の定義にあらわれる定数に計算可能性を仮定したとき、ランダムな無限列に対する、ハウスドルフ次元に類似した、ある種の「次元」についての結果を、解を調べる過程であらわれるいくつかの零集合の記述のされ方を調べることにより得た。昨年度論文にまとめて投稿したが、今年度は改訂を行いそれが受理された。2上でも述べたある種のド・ラームの関数方程式の解の1変数族を考え、それをそのパラメーターにおいて偏微分した関数を考える。これは畑・山口の結果から高木関数を含んでおり、ある種のフラクタル的な関数と思える。これまでに、微分可能性、関数のグラフのハウスドルフ次元、変動の大きさ、局所的な連続性の度合いについて、確率論的手法で研究した。高木関数に関するいくつかの既知の結果の拡張になっている。3昨年度、ある種の一様性条件をみたす無限グラフ上のランダムウォークの訪問点に関する結果を論文にまとめて投稿したが、今年度はそれが受理された。4無限グラフ上の部分グラフについて、それをパーコレーションで拡大したときの性質の変化について研究した。前文で述べた「性質」については、拡大したグラフ上の単純ランダムウォークの再帰性を中心に考察した。最終年度のため記述しない。極限測度の正則性について進展があった。もとのランダムウォークがマルコフ型か否かに対応して、極限測度はルベーグ測度について絶対連続、または特異であることがわかった。更に、絶対連続の場合はラドン・ニコディム導関数が求まった。特異の場合はその度合いもわかった。極限測度についての論文の掲載が決まり、そこから派生してランダム性に関する結果が得られたが、それ以外のモデルでは、満足のいく結果は得られていない。自己相互作用をもつランダムウォークの局所時間の分析を行いたい。それにより、関数型中心極限定理と多変数結合型の大数の強法則を得たい。また、ランダムウォークの反発の強さに応じて拡散速度が速くなることを示したい。また、パーコレーションなどの均質でないグラフ上での自己相互作用をもつランダムウォークについても同様のことを調べたい。自己相互作用をもつランダムウォークのモデルの中には、近年提唱された新しいモデルもある。それらの研究の動向に注目しつつ研究を行っていきたい。
レジスト塗布時に発生する膜厚ムラの形成機構モデル化および抑制指針の獲得

MEMS等の微細加工技術におけるレジスト膜の塗布工程においてstriationと呼ばれる放射状のスジムラが発生し、最終製品の寸法精度低下に直結する課題となっている。このstriationを回避・抑制するための指針を獲得することを目的に、実験と数値解析の両面からstriationの形成過程を調査した。前年度、Striationの形成機構として、濃度差によるMarangoni-Benard(MB)不安定性の回転場での派生形である、との仮説を立て、マランゴニ効果と遠心力を駆動力とした流れと物質輸送の数理モデルを定式化した。このモデルに基づいてスピンコート中のマランゴニ数の過渡変化を計算したところ、回転開始から極めて早期にマランゴニ数が数桁上昇して極大を取った後に再び1桁程度減少すると予測され、スピンコート中に複数の遷移臨界を跨ぐ可能性が示唆された。実験では、スピンコート中のレジスト膜厚の時系列変化を白色干渉計にて測定することで、striationの発生による膜厚分布の時空間変動を捉えた。これを時間周波数解析した結果、回転開始から極めて早期にstriationの形成が始まっていると推察され、その後の過程で膜厚分布が複雑な時空間変動を呈することが明らかとなった。特に、過渡変化において比較的短波長成分が一旦強まった後に突然消失する現象が確認されたが、これは序盤のマランゴニ数の上昇に伴って複数段階の遷移が起こり、プロセス後半でマランゴニ数が減少して、ある段階の遷移臨界を下回ったことに対応すると示唆される。これらの結果から、striationの形成機構がMB不安定性の派生形であるとの仮説が強く支持され、これを回避・抑制するための溶媒種の選定指針として、蒸気圧が低く、樹脂との表面張力差が小さいものが望ましいと提言するに至った。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。MEMS等の微細加工技術におけるレジスト膜の塗布工程においてstriationと呼ばれる放射状のスジムラが発生する.本研究はこのstriationの形成機構を解明してモデル化し,回避・抑制指針を獲得することを目的としている.研究計画では,スピンコート中にstriationが発生する過程をリアルタイムに捉える実験的なアプローチに加え,流れの安定性問題として捉えた数値解析的なアプローチの両面から形成機構を解明することを目指している.本年度は,実験面においては膜厚の時系列変化を取得するための測定系を構築した.実験系としては,回転中の基板にレジスト液を滴下して,膜厚の変化を白色干渉によって捉えることを狙い,干渉膜厚計を導入して測定スポットをウェハ近傍に配置するための冶具の設計・製作を行った.数値解析面においては,striationの発生要因として,濃度差によるMarangoni-Benard不安定性という古くから知られた流れの安定性現象が遠心力場において派生した形であるとの仮説を立てており.本年度はこの仮説に基づいて物理モデルを立てて線形安定性問題として定式化し,これを離散化して得られる一般化固有値問題を解くためのプログラムを作成した.作成したプログラムで計算を行ったところ,基板の回転が無い場合は良く知られたMarangoni-Benardセルが出現するのに対して,基板の回転がある場合はセルが半径方向に伸びたモードが不安定化するという結果を得た.この点は,膜厚ムラが放射状に形成されるというstriationの特徴と定性的に整合する.数値解析的研究から得られた成果は,国内の複数の学会にて発表し,流体力学会誌「流れ」に解説論文として寄稿した.実験面では,おおむね計画に沿って測定系を構築できた.基板だけを回転させた際の振動が光学測定系にどう影響するかまでを本年度実施予定であったが,一部未実施となった.数値解析面では物理モデルの定式化と数値計算コードの作成が計画通りに進んでおり,計算結果も出始めている.MEMS等の微細加工技術におけるレジスト膜の塗布工程においてstriationと呼ばれる放射状のスジムラが発生し、最終製品の寸法精度低下に直結する課題となっている。

実験面では,実際にレジスト材を用いた塗布実験を行う.塗布材料については,樹脂成分は固定して溶媒種を変えたものを用意して実験し,材料の物性値によるスジムラの発生有無や,発生した場合のムラの程度を重点的に調べる.数値解析においては,本年度得られた結果に基づいて,基本流から擾乱へのエネルギー供給に着目した分析を行って考察を深め,ムラの形成機構を説明することを目指す.平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
シークエンスに基づく比較トランスクリプトーム解析のためのガイドライン構築

RNA-seqは、生体内で発現しているRNA(トランスクリプトーム)を網羅的に調べる次世代の実験技術である。本研究では、旧世代ではあるものの成熟した実験技術であるマイクロアレイ用に開発された手法や知見をもとに、RNA-seqデータ解析精度向上を目指し研究を行った。得られたガイドラインや知見を手軽に利用できるよう、ウェブサイト上で公開するとともに、体系的にまとめた書籍を刊行した。論文中では、バイオインフォマティクス分野で最もよく用いられる2群間比較の実験デザインで評価を行ったが、2013年10月リリースのTCCパッケージver. 1.2.0において、3,4群間比較用の正規化パイプライン構築を行った。また、正規化法内部のDEG検出ステップにおいてマイクロアレイデータ2群間比較解析用のWAD法(Kadota et al., AMB, 2008)や多群間比較用のROKU法(Kadota et al., BMC Bioinfomatics, 2006)もTCCパッケージに実装し、包括的なトランスクリプトーム解析パッケージとしての利便性を高めた。本研究では、RNA-seqデータ解析を感度・特異度高く行うための手法開発および手法選択のガイドラインの策定を目的としたものである。比較トランスクリプトーム解析の一般的な手順は、「1データ正規化→2発現変動遺伝子(DEG)検出」の2ステップで完結するが、データ正規化時に高発現DEGが悪影響を及ぼすために結果的に真のDEGが上位にランキングされなくなるという問題が認識されはじめている。平成24年度は、以下の事柄を行った:1.一般によく行われる二群間比較用のbiological replicatesの様々なシナリオ(全遺伝子に占めるDEGの割合や偏り)からなるシミュレーションデータを自在に作成できるプログラムの開発を行った。3.内部的に用いるDEG検出法として、感度・特異度の高いマイクロアレイ解析手法WADおよび既存のRNA-seq用の統計的解析手法の評価を行い、WAD法の有用性を確認するとともに、DEGES戦略を実装したプロトタイプの正規化パイプライン(TbT法)の理論性能を評価した論文をまとめた。4.一連のプログラムを一般ユーザーが手軽に利用できるように、ウェブページ「(Rで)塩基配列解析」上で公開した。本研究の目的は、RNA-seqデータ解析を感度・特異度高く行うための手法開発および手法選択に関するガイドラインの策定である。平成26年度は、これまで得られた知見をもとにトランスクリプトーム解析のためのガイドラインを書籍化した(門田幸二著,シリーズUseful R第7巻トランスクリプトーム解析,共立出版, 2014)。また、サンプル間クラスタリングのこれまでの主な目的は、「外れサンプル」の同定や全体的な傾向の把握であるが、クラスタリング結果と発現変動遺伝子(DEG)の関係についても一定の傾向を見出した。具体的には、比較するグループ間でDEGが数多く存在するときにはグループごとのクラスターに明瞭に分かれ、DEGが存在しないときには明瞭に分かれない傾向にあることを見出した。もちろん発現レベルのダイナミックレンジが広いRNA-seqカウントデータを入力とする場合、多くを占める低発現転写物(または遺伝子)のフィルタリングや用いる類似性尺度も重要である。平成26年度は論理的に妥当だと思われるフィルタリング手段として、ユニークな発現パターンのもののみに対してSpearman相関係数を用いて頑健にクラスタリングを実行する関数cluterSampleを作成し、平成25年度に開発したRパッケージTCC (http://www.bioconductor.org/packages/release/bioc/html/TCC.html)中に実装した。このDEGの有無やDEG数との関連についての知見の報告は、3,4群間比較解析手法の評価を行った論文の一部としてまとめ投稿した。バイオインフォマティクス研究計画調書作成時には、RNA-seqデータにもマイクロアレイデータ解析用に開発された解析手法WADがうまく機能するのではという着想のもとに研究を進めてきた。実際、WAD法を組み込んだ方法は、RNA-seq用に開発された従来法に比べて高い性能を示すことは確認された。しかし詳細な比較検討の結果、TCC論文の結論で示したようにRNA-seq用に開発されたDEG検出法を正規化法内部に組み込むほうが高い性能を示すことが判明した。つまり、マイクロアレイ解析手法を用いて既存のRNA-seqデータ解析手法に打ち勝つという所期の目的は達成したという点において概ね順調に進展している。当初はWAD法を内部的に用いた正規化法が、一番優れているのではないかという予想を立てていたが、WAD法は(倍率変化を用いたときと同様に)DEG数を合理的に見積もる手段が存在しないため、客観的な閾値をどう決定するかについて検討の余地が残る。しかし、DEGES戦略を実装したプロトタイプの正規化パイプライン(TbT法)に関する論文が既に公開されており(当初計画では論文投稿レベル)、上記WAD法の弱点の発見および対策に取り組み始めることができたという点において、当初の計画以上の進展があったと認識している。2群間比較用で確認された推奨データ解析ガイドラインの有効性を3,4群間比較などの多群間比較用データで検証し、論文としてまとめる。

また、未対応の実験デザイン(paired dataなど)への拡張を引き続き行い、原著論文、解説記事、著書、学会発表などを通じて研究成果の普及に努める。引き続きWAD法を中心としたマイクロアレイ用解析手法およびRNA-seq用の統計的なDEG検出法の性能評価を行いつつ、研究開始時点で想定していた実験デザインおよびそれ以外の実験デザインにより得られたデータ解析ためのガイドライン策定を目指す。平成24年度に当初予定の計算用サーバからファイルサーバの購入に変更したことが大きな理由として挙げられる。学会発表、研究打合せ、英文添削、論文発表にかかる費用を中心に使用予定である。データ解析結果を保存するストレージサーバが枯渇してきたため、年度末近くまで様子を見ながら、当初予定の計算用サーバからファイルサーバの購入に変更した。シミュレーション解析が中心のため、残りの予算の範囲内で購入可能な計算サーバにするかその他の費目にするかについては、投稿論文修正時に要求される計算量にも依存するため、費用対効果を第一に臨機応変に対応する。
非侵襲生体情報計測を目的としたウェアラブル化学センサの研究

酸素センサは、ポリプロピレン膜上に電極を形成した後、電解質液を含有する多孔質膜を電極感応部上にポリエチレン膜で封入することで作製された。センサ特性を評価した結果、溶存酸素や酸素ガス濃度に応じた線形な出力が確認され、本センサをウサギ眼部に適用した結果、安定な出力と吸入酸素ガス濃度に応じた出力が観測された。また、電極感応部上にグルコース酸化酵素を包括固定化した結果、0.01-3.0mmo1/1の範囲でグルコースの定量が可能であった。本研究では、一般家庭においても容易に、そして安全に使用可能な生体情報計測用センサを開発することを目的に、柔軟な酸素センサの開発を行った。電極パターンの形成では、まず酸素透過性高分子膜であるポリプロピレン膜に紫外線硬化樹脂をスピンコーティシグした後ベークした。このポリプロピレン膜に光マスクを介して紫外線を照射し、不要なレジスト樹脂を現像液にて除去することで、電極パターンをポリプロピレン膜上に転写した。次に、雷極パターンが転写されたポリプロピレン膜上に成膜装置を用いてPt及びAgをスパッタリングした。その後、不要なPt及びAg薄膜を除去することで、多数の帯状電極を膜上に形成することが可能であった。酸素センサの作製では、酸素不透過性のポリエチレン膜を作製した電極上にポケット状に熱溶着し、ポリエチレン膜と電極間に親水性の多孔質膜を挿入した。その後、酸化還元反応のばとしてのKC1溶液を膜と電極間に注入し、注入口を熱溶着にて密閉することで酸素センサを開発した。なお、本センサのサイズは生体計測を考慮し、3mm×50mm×84μmとした。センサの特性評価では、まず液相にて亜硫酸ナトリウムを用いて25°Cにおける溶存酸素計測を行った。酸素センサを酸素飽和溶液中に浸漬し、予めサイクリックボルタンメトリーにより求めた-400mVをPt電極に印加した後、亜硫酸ナトリウムを滴下した。その結果、溶存酸素の減少に伴う出力応答が観測され、0.104-7.35mg/lの範囲で定量が可能であった。また、生体計測を念頭に38°Cでの特性を評価した結果、25°Cと同様の出力応答が得られ、0.0134-6.81の範囲で定量が可能であった。さらに、サンプルバッグを用いた気相での特性評価の結果、酸素濃度に応じた出力が観測され、繰り返し計測でも良好な再現性が確認された。今後は、本センサを用いて生体計測を行う予定である。一般家庭においても容易にそして簡便に使用できるウエアラブル化学センサの構築を目的に、昨年度は柔軟な酸素センサの構築を行った。本年度では、昨年度の研究にて作製した酸素センサを用いて、ウサギ眼部における経皮酸素計測及びグルコースセンサの構築を行った。酸素センサの作製では、酸素透過性のポリプロピレン膜にPt及びAg電極をスパッタ装置で形成させ、電極感応部上に電解質液を含む親水性多孔質膜を設置し、その上から酸素不透過性のポリエチレン膜を熱溶着することによって感応部上に封入することで酸素センサとした。本センサの特性を液相系及び気相系で評価したところ、液相系では各溶液温度条件(25,38°C)において、酸素濃度とセンサ出力間に線形な相関性が得られた。また気相系での評価では、異なる酸素濃度のガス(18,30,60%酸素及び99%窒素ガス)をサンプルバッグに充填し、センサをバッグ内に挿入して出力を確認したところ、酸素濃度と出力には線形な応答が確認された。本センサをウサギの眼部に装着し出力を観察した結果、安定な電流値が観測された。その後、ウサギに60%酸素ガスを吸入させ、センサの出力応答を確認した結果、安定した初期電流値は、酸素ガス吸入の約20秒後から急激に増加し、約1分後には比較的安定な状態となったことがが観察された。また、酸素センサの電極形成法をグルコースセンサに応用し、生体適合性MPCポリマーを用いてグルコース酸化酵素を電極感応部上に包括固定化した結果、0.013.0mmol/lの範囲で定量が可能であった。
パラレルコーパス研究に基づいた英語教育用の携帯メールソフト開発

学習者コーパス構築への従来のアプローチは、有用であると考えられてはいたが、教育の過程からは切り離されているものであった。この研究プロジェクトの主な成果は、パラレル学習者コーパスを構築する過程が、教育といかに結合されていくかというモデルを見せることが出来たことである。言い換えれば、この研究におけるコーパス構築技術は、同様に教育技術であると呼ぶことができるのである。この研究は、その他のプロジェクト、特に生徒の積極的な参加や創造性を生かすようなプロジェクトに、この研究モデルが適用できることを示した。学習者コーパス研究と実践的教育の系統だった結合は、CALL(Computer Assisted Language Learning)の分野の新しい活用を含め、広範囲のカリキュラム開発(教育体系開発)をもたらすことになる。加えて、学習者コーパスの構築に平行し、CALL教材が携帯電話の使用に合わせて開発された。2006年度は、以下のような言語データ収集と分析に必要なソフトウェアのインフラストラクチャを開発した。2007年度にはこのソフトを使い多様な状況下で集めた学習者データを分析する。1)学習者による携帯電話利用の観察と分析Windowsのモバイル・オペレーティング・システムが内蔵された携帯電話を学習者に渡し、日常的なさまざまなコミュニケーションに利用してもらった。利用実績と内容を記録し、若者の言語使用と英語学習の研究方法を検討した。2)ソフトウェアの開発学習者用にカスタマイズされたプログ・サーバを開発.使用できる状態にした。このプログ・サーバからは学生のライティングをデータベース化できる。このデータベースを使うことにより、学習者英語をナチュラルな英語に直してプログ・サーバへアップロードすることが可能になった。日本語、英語、学習者英語で書かれたセンテンスが同時に参照でき、学習者はネイティブ英語を瞬時に学習することが可能になる。研究者の視点からは、比較対照研究が可能になり、例えば、学習者英語とネイティブ英語を比較して一方のみに頻出する表現や単語を分析・考察することができる。3)開発中のソフトウェアブログの内容を携帯電話のワード機能で練習することのできるソフトウェアを開発している。2006年iPhoneが開発されてから、携帯電話のワード機能で英語学習をする可能性が拡張した。現在開発中のソフトウェアはその可能性をフルに活用できるものとなる。4)若者の携帯電話利用の分析日本人の若者の携帯電話、携帯メール利用をアンケート調査し、コミュニケーション内容や言語行動を分析、学会発表した。本研究では,大学生を学習者と位置付け,以下のようなシステムを研究・開発した。学習者は携帯電話やパソコンを使い,日常的に行われるメールを日本語および英語版で作成し,プログシステムを介し,そのデータを「パラレルコーパス」データベースのへ送り,学習者コーパスを蓄積する。次に,この学習者コーパスを分析し,誤用や非用を考察し,ネイティブ・コーパスを学習者にソフトウェアで提示する携帯ツールを開発した。学習者は携帯電話に実装されたそのソフトウェアを使って,ライティングやディクテーションを行い,自己の学習者英語とネイティブスピーカーの英語の発音,語彙,表現方法などのレベルで,学ぶことができる。学習結果は,携帯電話に蓄積され,ネットワークを通じて,再び研究者のサーバに送られる。学習結果も,再び学習者コーパスに蓄積され,さらなる分析が可能となった。
東南極のパン・アフリカン変動とそのゴンドワナ超大陸形成における意義

東南極リュツォ・ホルム岩体を中心として、その東方にあるレイナ-岩体やナピア岩体、西方に分布するやまと・ベルジカ岩体、セール・ロンダーネ山地の変成作用、火成作用の性質や年代に注目して比較し、それらの岩体が形成した時代と生成の場を考察するため、極力多くの年代値と化学分析値を産み出すことが重要であると考え、いくつかのサブテーマを設定した.そのうち重要な結果をあげる.(1)レイナ-岩体の泥質及び深成岩起源変成岩のSHRIMP年代とRb-Sr、Sm-Nd系の鉱物年代の比較から、レイナ-岩体のなかに約5億年を示す地域があることがわかった.またこの地域の岩石学的研究から、温度圧力経路がリュツォ・ホルム岩体とよく似ており、時計周りで、等温的な圧力降下を示す.したがって、従来レイナ-岩体とされてきた地域は熱史を異にする小岩体の集合体である.さらに、約8億年前にも熱的な事件があり、東南極やスリランカまで含めた広い範囲にその影響が認められることがわかった.(2)リュツオホルム岩体の代表的な深成岩起源変成岩のRb-Sr、Sm-Nd系でのアイソクロン年代から、深成岩岩体の固結年代求めた.さらにこれらの年代とSHRIMP年代との比較から、後者が必ずしも変成作用のピーク時を示さない例が得られ、ドライな岩石では、変成作用を受けても同位体比の再平衡が起こりにくいという実例を示した.このほか、南極以外のゴンドワナ地域との年代学的比較として、リュツォ・ホルム岩体と対比されるスリランカのハイランド岩体のRb-Sr,Sm-Nd年代とセールロンダーネ地域のマフィック岩脈の地球化学を報告した.これまでの南極各地での研究成果を総合して、ゴンドワナ大陸の形成問題を論じた.つまり、東南極大陸はカンブリア紀まで、ひとまとまりのブロックとしては存在していなかったこと、東西ゴンドワナの合体はその時点で完成したのであろうと考えている.東南極リュツォ・ホルム岩体を中心として、その東方にあるレイナ-岩体やナピア岩体、西方に分布するやまと・ベルジカ岩体、セール・ロンダーネ山地の変成作用、火成作用の性質や年代に注目して比較し、それらの岩体が形成した時代と生成の場を考察するため、極力多くの年代値と化学分析値を産み出すことが重要であると考え、いくつかのサブテーマを設定した.そのうち重要な結果をあげる.(1)レイナ-岩体の泥質及び深成岩起源変成岩のSHRIMP年代とRb-Sr、Sm-Nd系の鉱物年代の比較から、レイナ-岩体のなかに約5億年を示す地域があることがわかった.またこの地域の岩石学的研究から、温度圧力経路がリュツォ・ホルム岩体とよく似ており、時計周りで、等温的な圧力降下を示す.したがって、従来レイナ-岩体とされてきた地域は熱史を異にする小岩体の集合体である.さらに、約8億年前にも熱的な事件があり、東南極やスリランカまで含めた広い範囲にその影響が認められることがわかった.(2)リュツオホルム岩体の代表的な深成岩起源変成岩のRb-Sr、Sm-Nd系でのアイソクロン年代から、深成岩岩体の固結年代求めた.さらにこれらの年代とSHRIMP年代との比較から、後者が必ずしも変成作用のピーク時を示さない例が得られ、ドライな岩石では、変成作用を受けても同位体比の再平衡が起こりにくいという実例を示した.このほか、南極以外のゴンドワナ地域との年代学的比較として、リュツォ・ホルム岩体と対比されるスリランカのハイランド岩体のRb-Sr,Sm-Nd年代とセールロンダーネ地域のマフィック岩脈の地球化学を報告した.これまでの南極各地での研究成果を総合して、ゴンドワナ大陸の形成問題を論じた.つまり、東南極大陸はカンブリア紀まで、ひとまとまりのブロックとしては存在していなかったこと、東西ゴンドワナの合体はその時点で完成したのであろうと考えている.申請者らの最終的な目的は、東南極におけるパン・アフリカン変動とそのゴンドワナ超大陸形成における意義を、リュツォ・ホルム岩体と、その東方にあるレイナ-岩体やナピア岩体、西方に分布するやまと、ベルジカ岩体、セール・ロンダーネ山地の変成作用、火成作用の性質や年代に注目して比較し、その時代と生成の場を考察することである。従ってこの2年間の計画では極力多くの年代値と化学分析値を産み出すことが重要である。平成6年度は1.リュツオホルム岩体の代表的な深成岩起源の変成岩を選択し、Rb-Sr及びSm-Nd系でのアイソクロン年代を求めた。その結果、両者ともに約1000Maの年代を得た。これはSHRIMPによるジルコンのU-Pb年代とほぼ等しく、深成岩岩体の固結年代を示していると解釈される。2.極地研究所に新たに設置されたXRFによる主要、微量元素分析の手法を確立した。上記変成深成岩体の地球化学的検討を行い、その原岩は大陸的な場で形成されたことを示唆する結果を得た。3.レイナ-岩体の泥質変成岩のRb-Sr及びSm-Nb系での鉱物アイソクロン年代を求めるための同位体測定を実施中である。

1,3については、日本地質学会年会、地球惑星科学関連学会合同大会及び第14回南極地学シンポジウムで口頭発表するとともに、論文を準備中である。また、2については論文を発表した。現時点までの重要な成果として、Sm-Nd、Rb-Sr両系のアイソクロン年代とSHRIMP年代の比較から、後者が必ずしも変成作用のピーク時を示さない例が得られた。これはドライな条件下にある酸性深成岩が原岩の場合、変成作用時に同位体比の再平衡が起こりにくいためであろうと考えられる。このことはSHRIMP年代が万能ではなく、ほかの同位体年代の手法を用いたり、岩石学的な証拠などからクロスチェックする必要があることを意味している。申請者らは、東南極におけるパン・アフリカン変動とそのゴンドワナ超大陸形成における意義を、リュツォ・ホルム岩体と、その東方にあるレイナ-岩体やナビア岩体、西方に分布するやまと・ベルジカ岩体、セール・ロンダーネ山地の変成作用、火成作用の性質や年代に注目して比較し、その時代と生成の場を考察している。前年度に引き続き平成7年度には、(1)レイナ-岩体の泥質、及び深成岩起源変成岩のSHRIMP年代を求め、同時にRb-Sr及びSm-Nd系での鉱物アイソクロン年代を求めた、(2)リュツオホルム岩体のSHRIMPによるジルコンのU-Pb年代と比較のため、かつて約7億年のRb-Srアイソクロン年代の報告されている変成岩のSm-Nd系でのアイソクロン年代を求めた。その結果、精度は悪いがやはり約7億年の年代を得たため、さらに測定を繰り返している、(3)極地研究所のXRF用いてのによる主要、微量元素分析の手法を確立した。変成深成岩体の地球化学的検討を行い、その原岩は大陸的な場で形成されたことを示唆する結果を得た。(1)については、日本地質学会年会、第15回南極地学シンポジウム、国際南極地学シンポジウムで口頭発表するとともに、論文を投稿中である。現時点までの重要な成果として、Sm-Nd、Rb-Sr両系のアイソクロン年代とSHRIMP年代の比較からレイナ-岩体の主要な変成作用が従来認められていた約10億年前ではなく、古生代のパン・アフリカ期になってから起きた可能性がある。また、従来レイナ-岩体とされてきた地域は熱史を異にする小岩体の集合体なのかもしれないという結果が得られた。さらに、約8億年前にも熱的な事件があり、東南極やスリランカまで含めた広い範囲にその影響が認められることがわかった。
多端子量子ドット系の理論研究：制御可能なスピンホール効果の提案

半導体量子ドットに3本以上のリードを接続した多端子系の示す物理現象を理論的に研究した。(1)スピン軌道相互作用がはたらく量子ドット多端子系では、スピンホール効果によってスピン分極電流が得られること、その分極率はゲート電圧によって電気的に制御可能であることを示した。(2)微小なリングに埋め込まれた量子ドットの近藤効果を解析し、近藤効果のリングサイズ依存性、輸送特性における非弾性過程、多端子系で検出される電子の位相情報を明らかにした。(3) InAs量子ドットのg因子の異方性、およびInSbナノワイヤで観測される異常ジョセフソン効果をスピン軌道相互作用を取り入れることで解明した。多端子量子ドット系の理論研究の中で、本年度はスピン軌道相互作用に起因するスピンホール効果を中心に研究を進めた。1.多端子量子ドット系におけるスピンホール効果の定式化をおこなった。最小モデルとして量子ドット中の2つの準位を考慮し、InAsではたらく強いスピン軌道相互作用を取り入れた。1つの端子(ソース電極)から非分極の電流が入射したときの残りの端子へ出力電流とスピン分極の計算式を、非平衡グリーン関数法を用いて導出した。2.クーロン振動の電流ピーク近傍で電子間相互作用が無視できるとき、次の結果を解析的に示した。(1)2端子系ではスピンホール効果は生じず、出力電流にスピン分極は現れない。(2)3端子系で次の条件が満たされるとき、共鳴トンネルによってスピンホール効果が増大する:ソースおよびドレイン端子のトンネル結合による線幅に比べて量子ドット中の準位間隔が小さいこと、第3の端子へのトンネル結合による線幅がスピン軌道相互作用の大きさと同程度であること。このとき出力電流のスピン分極は80%程度になり得、スピン注入デバイスへの応用が期待される。3.クーロンブロッケード領域では近藤効果によって多体の共鳴状態がフェルミ準位に形成される。近藤温度が準位間隔より大きいとき、2準位が絡んだSU(4)近藤効果が生じる。このとき多体の共鳴準位を介してスピンホール効果が著しく増大することを示した。4.量子ドット複合系における近藤効果や多体問題の研究を進め、スピン依存現象に関する知見を得た。(1)ABリングに埋め込まれた量子ドットにおける近藤効果のスケーリング解析。(2)量子細線の側面に結合した量子ドットにおけるファノ近藤共鳴、磁場中でのカイラル非対称な近藤雲の形成の指摘。(3)タイプII量子ドットでの多体効果、ウィグナー分子形成のフォトルミネッセンスへの影響の解明。本研究の目的は、半導体量子ドットの多端子系を理論的に研究し、スピン軌道相互作用によるスピンホール効果、近藤効果によるリード間のエンタングルメント生成、および位相緩和を解明することである。今年度は次の成果を挙げた。1.前年度に定式化した多端子量子ドットでのスピンホール効果の研究を発展させた。空間を離散化したtight-binding modelで現実的な系を表し、スピン注入効率を数値的に評価した。次に、スピン軌道相互作用と磁場が共存する効果を解析計算と数値計算の2つの手法で調べた。共鳴トンネルの条件を電気的に制御することで、2端子系においても大きなスピン注入効率が得られることがわかった。2.自己成長型のlnAs量子ドットのg因子を調べ、スピン軌道相互作用に起因する異方性を明らかにした。量子ドットの異方形状をモデル化し、Rashba型の相互作用を取り入れて数値計算をおこなった。樽茶教授(東大工)のグループの実験結果と定性的な一致を見た。3.大きなスピン軌道相互作用のはたらくInAsナノワイヤの両端に超伝導体を接続した系を調べた。不純物散乱とスピン軌道相互作用をランダム行列理論で取り入れ、アンドレーフ束縛準位、およびジョセフソン電流を計算した。磁場下でのゼーマン効果も考慮することで、デルフト工科大学の実験結果を定性的に説明した。この研究は同大学のNazarov教授との共同研究によって進めた。4.量子ドットの近藤領域における弾性過程と非弾性過程の分離方法を開発した。有限温度の電気伝導度において、弾性過程からの寄与を散乱問題に基づいて定式化した。全電気伝導度との差として非弾性過程の寄与を評価した。近藤温度の近傍でフェルミ流体論と局在スピン描像のクロスオーバーが生じるが、その領域で非弾性過程による位相緩和が最大になることを見出した。平成25年度は次の成果を上げた。1.InAs, InSb等の狭ギャップ半導体ナノワイヤに超伝導体を接続した系を調べ、磁場中のジョセフソン効果へのスピン軌道相互作用の影響を明らかにした。