hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
光カー媒質をコートしたナノサイズ金属球・ロッドのプラズモニック非線形光学効果

銀に光カー媒質の硫化カドミウムをコートした数10nmサイズの微粒子を作製し、微粒子1個の散乱光強度が入射光強度に依存して変化する非線形光学応答の実験観測に成功した。この構造に対する計算機シミュレーション手法を開発し、実験結果と比較することで非線形光学現象の起源を明らかにした。この研究結果から、光情報処理システムの小型化・省エネルギー化に必要とされるナノサイズ光変調デバイスが実現可能であることが示された。・LSPによる非線形光学応答解析用計算機シミュレーション技術の開発光カー効果を考慮したFDTD(有限差分時間領域)法による計算機シミュレーションプログラムを開発した。従来のFDTD法で用いられる直行座標系では曲面を完全に表現することができず、計算誤差を生じ、非線形応答計算において発散する問題があった。これを解決するために、光カー効果を考慮した球座標系のFDTDプログラムを作製した。直径40nmの銀に20nm厚のCdSをコートした微粒子に対する計算では、光カー効果を考慮したMie理論計算結果と近い特性が得られるようになった。しかし、入射光強度が大きい領域では発散する傾向があり、改善が必要である。・コアシェル・キャップ構造の作製逆ミセル法を用いて、CdSをコートした銀ナノ微粒子を作製した。顕微分光システムを用いて、作製した微粒子1個あたりの散乱スペクトルを観察したところ、微粒子毎にばらつきがあるが、非線形光学応答が発生しやすいと予想されるサイズ(銀:直径40nm、CdS膜厚20nm)程度の微粒子も存在していることがわかった。FIB(集束イオンビーム)装置による銀膜の加工で微細構造作製を試み、約100nm程度の大きさの孤立金属微粒子が作製可能になった。・線形光学特性評価技術の確立倒立顕微鏡に近赤外波長領域に対応させたリレーレンズ系を組み、瞳位置に空間フィルターを置くことで、試料から散乱した開口数の大きな光のみを検出できるようにし、近赤外光の暗視野観察を可能にした。既存のマルチチャンネル分光器を光学系に組み込み、波長3001000nmまでの顕微分光が可能になった。1.単一微粒子における非線形光学現象の観測直径が約40nmのCdSコート銀ナノ微粒子1個の散乱光強度が、入射光強度によって非線形に変化する現象の観測に成功した。ナノ秒パルスレーザ光入射では光スイッチ現象が、フェムト秒パルスレーザ光入射では2光子吸収による散乱割合の減少が観測された。特に後者は非常に高速に変化する現象であることが確認された。この結果は、1個の微粒子で高速の光変調動作が可能であることを示唆するものである。2.複数の微粒子で生じる電場増強効果を利用した非線形光学現象の観測銀膜をFIB(集束イオンビーム)加工することで、約8nmのナノギャップを持つ2個の銀ナノプリズムを作製し、この1組の銀ナノプリズムダイマーの線形散乱光スペクトルを観測することに成功した。この構造ではギャップ間の近接場光増強とそれに伴うQ値の高い散乱スペクトルが現れ、顕著な非線形光学現象が現れることが期待される。しかし高Q値の線形散乱スペクトルピークは現れず、非線形光学現象は観測できなかった。非線形性を発揮させる構造としては、加工精度不足と構造に対する入射方向・観測方向に問題点があることが明らかになった。3.単一及び複数の微粒子で生じる非線形光学現象の解析CdSコート銀ナノ微粒子1個の非線形光学応答について実験結果とシミュレーションを比較した。ナノ秒パルスレーザ光入射時に生じた光スイッチ現象は、発熱によるCdSの誘電率実部の変化によってプラズモン共鳴の散乱スペクトルピークシフトしたことが原因であることを明らかにした。またフェムト秒パルスレーザ光入射で生じた2光子吸収は、CdSのエネルギーバンド間遷移とCdSから銀への電子移動を介した2光子吸収によって、等価的にCdSの誘電率虚部が増加していることを明らかにした。1.光変調動作に最適なコアシェル微粒子の構造設計及び解析CdSをコートしたAgナノ微粒子において、入射光強度に対する非線形な散乱光強度変化が得られやすい構造設計を行った。また、光変調素子として用いる微粒子の光入出力特性を明らかにするために、近接場光を介した銀微粒子間のエネルギー伝達特性のシミュレーションを行った。直進微粒子列、曲がり微粒子列での光エネルギー損失を評価し、損失低減のための構造を提案した。2.光変調動作に適した構造の製作光変調などの非線形光学応答は、光強度増強効果が高いほど発生しやすく、低パワー動作が可能になる。近赤外波長域でコアシェル微粒子よりも高い光強度増強効果が期待できる直径100nm程度の銀の分割リング構造に注目し、集束イオンビーム加工やドライエッチング法を用いた作製に成功した。

この作製技術は、光学非線形性を用いた光変調だけではなく、電磁メタマテリアルと呼ばれる自然界に存在しない光学特性を持つ人工構造物の研究に発展させる。3.光変調動作の実験観測、性能評価サブピコ秒パルスレーザ光を使って、CdSをコートしたAgナノ微粒子の散乱光を測定し、光変調動作が可能な非線形光学応答を観測した。応答速度がサブピコ秒であること、プラズモン共鳴によって非線形性が増大していることを明らかにした。また理論計算との比較から、非線形性の起源がCdSの2光子吸収ではなく、バンド間遷移によるキャリア増大に伴う屈折率変化であることがわかった。このことは、光変調だけではなく、光スイッチや光双安定動作もサブピコ秒の応答速度で実現可能であることを示唆している。
向神経性ムンプスウイルス糖タンパクの分子生物学的・免疫学的研究

ムンプスウイルスには、ウイルス粒子表面に2種類の糖タンパク(F及びHN)が存在するが、これらはウイルスの細胞への吸着、侵入、さらに細胞融合に伴う多核巨細胞形成に重要な役割をしているばかりでなく、主な感染防御抗原としても重要であるとされている。これまでに、それぞれのタンパクに対するモノクローナル抗体の作製が試みられ、抗HNモノクローナル抗体にはウイルス中和活性を有するものが作出されているが、抗Fモノクローナル抗体には中和活性を有するものは報告されていない。本研究では、それぞれのウイルス表面糖タンパクの感染防御抗原としての意味を明らかにするために、ムンプスウイルスのF及びHNタンパクをコードするcDNAを真核細胞で発現するプラスミドを構築し、これらをマウスに投与することで、それぞれのタンパクに対する抗体の誘導を試み、それらの抗体にウイルス中和活性があるかを調べた。ムンプスウイルスF及びHN遺伝子cDNAを発現プラスミドpCAGGSにクローニングし、これらを培養細胞COS7にトランスフェクトして各タンパクの発現を確認した。精製プラスミドDNAを金粒子にコートした後、遺伝子銃を用いてBalb/cマウス腹部表面に投与した。いずれのDNAを投与したマウス血清においても、精製ムンプスウイルスを固相化したELISAで有意な抗体の上昇が認められ、間接蛍光抗体法により各タンパクに特異的であることがわかった。さらに、これらのマウス血清についてウイルス中和活性を50%プラーク減少法により測定したところ、DNA投与後8週目には、Fで20倍から80倍、HNでは80倍から320倍の抗体価を示した。このことは、ムンプスウィルス表面糖タンパクのHNばかりでなく、Fも中和活性を有する抗体を誘導できる感染防御抗原になり得ることが明らかになった。ムンプスウイルスKilham株は幼弱ハムスターの脳内接種により脳炎を起こす向神経性のムンプスウイルス株であることが知られている。本研究では、このウイルス株の遺伝子cDNAから発現させた表面糖タンパク(F、HN)およびこれらに変異を導入したタンパクについて生物学的活性を分子レベルで解析するとともに、これらのタンパクを組換えワクシニアなどの技術を応用して実験動物に免疫して、ウイルス中和抗体、細胞性免疫の誘導能等の解析を行うことを目的とする。本年度はまずムンプスウイルスKilham株F、HN遺伝子の一次塩基配列及びアミノ酸配列を決定した。両遺伝子のコード領域においてこれまで報告されている他のムンプスウイルス株と塩基数アミノ酸数に差は無いが特異的配列を有していた。次にKilham株感染細胞用よりRNAを抽出しこれを鋳型にしてRT-PCRによりF、HN遺伝子のコーディング領域のcDNAを作製した。このcDNAをpGEMベクターのT7プロモーター下流にクローニングし組換えプラスミドを得、組換えワクシニアウイルス(vTF7.3)感染HeLa細胞にトランスフェクトしF、HNタンパクの発現を試みた。F、HNタンパクともに抗ムンプスウイルスウサギ血清及び抗Fまたは抗HNモノクローナル抗体を用いた蛍光抗体法により特異蛍光が認められ発現が確認された。HN発現細胞においてはモルモット赤血球を用いた血球吸着反応が認められた。さらに、FタンパクをHNタンパクとともに細胞に発現させたところ細胞融合活性による巨細胞形成が認められた。これらのことはF、HNともに細胞表面までタンパクが輸送されかつ生物学的活性を有することを示している。今後は、HN遺伝子に変異を導入したタンパクの発現と抗原性の解析をするとともにF及びHN遺伝子を有する組換えワクシニアウイルスの作成を試みる。
心サルコイドーシスの診断におけるFDG-PET検査の有用性に関する検討

平成24年4月の保険改訂により、心疾患のPETについては「心サルコイドーシスにおける炎症部位の診断」に適用拡大された。心筋内の炎症性集積を診断するためには、生理的集積を抑制することで炎症部位のみをハイライトする必要がある。我々も関与して、日本心臓核医学会から心サルコイドーシスPET診断の手引きが作成されたが、心筋への生理的集積を抑制する為の最適の方法は不明である。心サルコイドーシスのFDG-PET検査の前処置として、「前日の夕食の低炭水化物食+18時間以上の絶食」の組み合わせで、被検者30名全員の生理的集積を抑制できた。さらなる抑制効果が期待されたヘパリンの投与は不要となった。(1)これまで当施設で行った心サルコイドーシスの被検者における心臓の生理的集積の程度、頻度、パターンの解析を行った。(2)我々の施設では実臨床で心サルコイドーシスあるいは心サルコイドーシス疑いの患者さんに対して当研究の前処置を行っており、この前処置で生理的集積が抑制されていると実感している。しかしこれらの実臨床のデータでは心筋に集積があった場合に生理的な集積が抑制されずに残っているのか、それとも病的な集積が認められているのかが厳密には区別できない。すなわち、本研究の前処置で心集積がどれだけ抑制できているのかを評価するためには心病変のないボランテリアでFDG集積を評価することが不可欠であること研究の討論の中で実感した。(4)ボランテリアI名に対して、FDG-PET検査において生理的集積を抑制するため、前処置として(a)前日の夕食に低炭水化物食、(b)18時間以上の絶食(検査日の朝/昼絶食)後の午後にFDG-PET検査を行った。(c)生理的心筋集積が抑制されていることを確認した。(1)これまで当施設で行った心サルコイドーシスの被験者における心臓の生理的集積の程度、頻度、パターンの解析を行った。(2)我々の施設では実臨床で心サルコイドーシスあるいは心サルコイドーシス疑いの患者さんに対して当研究の前処置を行っており、この前処置で生理的集積が抑制されているとも実感している。しかしこれらの実臨床のデータでは心筋に集積があった場合に生理的な集積が抑制されずに残っているのか、それとも病的な集積がみとめられているのかが厳密に区別出来ない。すなわち、本研究の前処置で心集積がどれだけ抑制できているのかを評価するためには心病変のないボランテリアでFDG集積を評価する事が不可欠であること研究に討論の中で実感した。(3)それらの解析結果と考察を学会で発表し、更に参考として臨床例の解析を追加して、学会発表と論文発表を行った。(日本核医学会学術集会)(4)ボランテリア2名に対して、FDG-PET検査において生理的集積を抑制するため、前処置として(a)前日の夕食に低炭水化物職、(b)18時間以上の絶食(検査日の朝・昼絶食)御の午後にFDG-PET検査を行った(c)生理的心集積が抑制されていることを確認した。平成24年4月の診療報酬改定では、心疾患のPETについて、心サルコイドーシスにおける炎症部位の診断に適用が広がった。より正確な心筋の炎症の集積を診断するためには、その生理的集積を抑制して、炎症による集積のみをハイライトする必要がある。我々も関与して、日本心臓核医学会から心サルコイドーシスのPET診断の手引きが作成されたが、心筋への整理的集積を抑制する為の全処置としての絶食がどの程度(時間)必要なのかは不明確である。心サルコイドーシスのFDG-PET検査の全処置として、「前日の夕食の低炭水化物食+ 18時間以上の絶食」の組み合わせで、被検者30名全員の生理的心筋集積を抑制できた。なお、さらなる抑制効果が期待されたヘパリンの投与は不要であることが明らかとなった。低炭水化物食の提供方法、すなわち、外来または入院でするか、その支払いをどのようにするか、その決定に時間を要した。ボランテリアによる検査件数は少なかったが、方法が正しいことを確認できた。また臨床症例においても心サルコイドーシスト非心サルコイドーシス)(腫瘍性病変)において、絶食時間を厳密にデータを取り、心筋の生理的集積の有無、程度を調べている。放射線医学核医学これからボランテリアによる前処置症例を予定どうり実行して、症例を重ねて我々の仮定(方法)が正しいことを証明していく。参考として、臨床例のデータも解析する。低炭水化物食の提供方法、すなわち、外来または入院でするか、その支払い方法をどのようにするか、の決定に時間を要した。ボランテリアによる検査件数は少なかったが、方法が正しいことを実感できた。ボランテリアによる検査件数が少なかったため。

これからボランテリアによる前処置症例を予定どおり実行して、症例を重ねて我々の仮定(方法)が正しいことを証明していく。ボランテリアによる検査件数を予定数実行する。ボランテリアによる検査件数が少なかったため。
ウシ栄養膜細胞譜系の解析と多核細胞の機能制御

栄養膜細胞は桑実胚期に受精胚の最外層に現れ、胎盤を構成する受胎,妊娠成立の鍵となる細胞である。ウシでは単核と二核の細胞が特徴的で、分化に伴い各々特異的な物質を産生する。確立した栄養膜細胞系を用い分化機序について検証し、細胞外基質であるマトリゲル上の長期培養により効率的な分化誘導が可能なこと、分化・多核化に伴いレトロエレメント分子の発現が増加すること、多核化細胞はレトロエレメント由来のフェマトリン1と名付けた細胞融合分子を産生、母体側子宮内膜細胞と融合することを明らかにした。これらの結果は、ウシの受胎・胎盤形成機構にレトロエレメントが係わる直接的な根拠を提供する新しい知見である。ウシの胎盤機能の主導細胞である栄養膜細胞の分化機構と機能を明らかにするため、既に確立したinvitroウシ栄養膜細胞(BT)系を用いて、栄養膜細胞の特性並びに細胞分化に関わる分子を検索した。現有する13系のBT細胞をマイクロアレイ解析により遺伝子発現パターンを比較検証、網羅的遺伝子発現動態の主成分分析から細胞系は3群に大別された。その分類は階層型クラスタリングでの分類と一致した。しかしながら、これまでウシ栄養膜細胞に特異的に発現することが知られているインターフェロン・タウ(IFNT)、胎盤性ラクトジェン(CSH1)、プロラクチン関連タンパク質(PRP)、妊娠関連糖タンパク質(PAG)、栄養膜クニンツ領域タンパク質(TKDP)並びに転写因子(CDX2、NANOG)の発現動態からの分類は上記2方法による解析分類と一致しなかった。CDX2、CSH1、IFNTおよびアクチビンに関連する遺伝子の発現は、13の細胞系で一致しており、確立した細胞系の共通した特性といえる。網羅的遺伝子解析および栄養膜細胞特異的な遺伝子の発現動態を、生体由来妊娠17日、20日および23日の栄養膜細胞と比較すると、確立された細胞系は妊娠20日の栄養膜細胞での動態と一致した。これらの結果は、確立したBT系は、ウシの着床時期の栄養膜細胞の特性を有していることを示唆している。BT細胞系を特性に応じ分類、分取することが本年度の他の目標であり、トリプシン、コラゲナーゼなどを用いて細胞分離を試み、これら酵素による細胞の単離は体細胞由来の線維芽細胞などと比較して生存性を有したまま分離することは、困難とされてきたが、約60%の細胞の単離が可能な方法を見いだした。本手法は、次年度以降の密度勾配法による細胞特性による分取法の確立に大きく寄与すると考えられる。また、次年度以降に実施予定の培養栄養膜細胞の分化誘導手法を検証し、マトリジェルによる誘導が確実で、これまでの厚いコラーゲンゲル上培養による分化誘導よりも効果的であることを確認した。ウシの胎盤形成における栄養膜細胞の機能と分化機構を明らかにするため、栄養膜細胞の分化調節に係わる分子およびそれらの着床界面での役割と機能について検証した。栄養膜細胞の分化に伴う機能変化とその調節機構を細胞外基質上(コラーゲン並びにマトリゲル)培養により検索した。栄養膜細胞の多核化はマトリゲル上で顕著であり培養1週から、3週まで増加すること、その現象は遺伝子発現の解析から、アポトーシスにより影響を受けること無く、Wnt-cateninシグナル系を介していると推測された。また、細胞の多核化に伴いレトロエレメント遺伝子の発現が増加し、栄養膜細胞の多核化を調節する要因であることを明らかにした。同分子はウシの胎盤栄養膜細胞における母子間細胞融合誘導因子として、ウシ胎盤で初めて確認出来た。このレトロエレメント分子をFematrin-1と名付けた。着床は栄養膜細胞の母体側への侵入が必須であり、ウシ栄養膜細胞系(BT)を用いてその動態を検証し、SOLD1遺伝子および分子の発現量の増加に伴い細胞浸潤能が増加した。すなわち、SOLD1は母体側への栄養膜細胞の侵入誘導要因であることを確認した。加えて、着床、受胎の確立には、栄養膜細胞による母体機能の調節が成立の鍵であるため、非接着性細胞培養プレートを用いて受精胚の疑似体として栄養膜細胞集合体(塊)を作成、ウシに移植、母子間相互作用を検索した。移植細胞塊は黄体機能を活性化し、通常21-22日を基準とするウシの発情周期が大幅に延長する(平均約34日)ことを確認した。これらの結果は、栄養膜細胞が着床界面で多様な分子、インターフェロン・タウ、胎盤性ラクトジェン、妊娠関連糖タンパク質、SOLD1、Fematrin-1などを産生すること、これらの分子は子宮内膜および黄体機能を調節すると共に子宮内膜細胞と栄養膜細胞の融合を主導的に調節することを示している。

ウシ栄養膜細胞の機能と分化機構を検討し、胎盤における栄養膜細胞の役割を明らかにすることを目的とし、今年度は、栄養膜細胞に特異的に発現する遺伝子と分化誘導との関連性について検証した。細胞譜系特異的遺伝子特定のため、Matrigelを用いて多核化を誘導、誘導前後の遺伝子発現動態をマイクロアレイ及び定量的RT-PCRにより解析した。BT-1、-Cならびに-K細胞を用いて、二核特異的遺伝子(CSH1、PAG、PRP等)の発現を検索、BT-1及び-C細胞でこれらの遺伝子がMatrigel培養では、著しく上昇することを認めた。また、細胞系に発現する特異遺伝子群の検証から、内在性レトロエレメント遺伝子が栄養膜細胞に特異的に発現することを認めた。その内、bERVE及びBERV-K1遺伝子は二核細胞に特異的で有った。Matrigel培養による二核細胞誘導とレトロエレメント遺伝子発現の上昇とは一致した。他方、単核細胞に特異的に発現するIFNT遺伝子もMatrigel培養で上昇したが、On-gel培養でより高い発現であった。これらの結果から、BT-C細胞に絞り、培養基質よる遺伝子発現動態を検索した。8日間のMatrigel培養では、コラーゲンコート培養に比較して124遺伝子の特異的な上昇を認めた。アレイデータのIPA解析からMatrigel培養では二核細胞関連遺伝子並びにIFNT遺伝子パスウェイの活性化が裏付けられた。更に、細胞譜系特異遺伝子制御要因解明のため、CSH1並びにPRP1遺伝子の上流域に存在するCpGアイランド中のDNAメチル化状態をbioinformatic解析し、高頻度のメチル化領域および低メチル化領域を再確認した。これらの検証から栄養膜細胞特異遺伝子の発現には、遺伝子上流のCpGアイランドのメチル化が関与し、栄養膜細胞の多核化制御と深く関連することが示唆された。当初計画した各種細胞の遺伝子の網羅的解析を完了、細胞分取の基盤となる細胞の単離法を確立、また、次年度以降に実施予定の細胞分化誘導方法を確認したことから、研究の進捗は順調といえる。25年度が最終年度であるため、記入しない。栄養膜細胞の遺伝子発現系の解析から栄養膜細胞で発現する内在性レトロエレメント因子を新しく見出し、この分子が多核化誘導に関連するかを検証し、栄養膜細胞の融合能を導くという新規の多核化現象を発見した。この分子発現と細胞融合能の関連を明らかにすることが出来た。そのため、液生因子での多核化誘導にこだわることなく、栄養膜細胞の多核現象解明を進めることが可能となった。それゆえ、今後は、ウシ栄養膜細胞の細胞譜系検証のカギである細胞の二核化成立が本分子による融合現象としてとらえることが可能かという、新しい視点での研究展開を進める。次年度は分離・分取した細胞の特性および特異分子の発現制御機構を検証する。また、多核化誘導と誘導後の遺伝子発現動態を明らかにすることから、最終年度のウシ栄養膜細胞の多核化現象が着床機構に果たす役割の解明に繋げてゆく。栄養膜細胞に発現する遺伝子を特異的に欠損させる細胞系の確立は、細胞の特殊性から、即ち、本細胞株では遺伝子発現の抑制処理後の細胞や欠損細胞ではほとんど増殖性を示さないため、非欠損細胞株を用いた検証に転換することが必要と考えられ、効率的な細胞塊作製法と細胞塊の機能解析を実施する。
環境発がん物質によって生じる遺伝子損傷の構造解析

目的本研究ではアフラトキシンB_1やニトロソアミン類等の環境発がん物質によって生じるDNA損傷を化学構造上の変化として捕え、環境発がん物質によって生じるDNA損傷を塩基レベルでの質量の変化として捕えGC/MSにより検出しようとするものである。方法まず基礎実験としてDNA構成塩基メチル化剤であるMMSで処理しさらに誘導体化(TMS化)し、塩基の構造変化をGC/MSにより検出できるかを検討した。さらにDNA修復能を持たないショウジョウバエ及び正常な修復能を持つショウジョウバエにN-ニトロソアミン類を投与し、DNAをエタノール沈殿法により精製し、ぎ酸により構成塩基に加水分解しTMS化しGC/MS試料とした。GC/MSには高分解能キャピラリーカラムを装着した。結果塩基をメチル化するとにより元の塩基に比べガスクロでの溶出が速まった。例えばTMS化シトシンは(M-1)^+として(m/z 254)を示す質量スペクトルが得られた。一方メチル化すると溶出位置が約3分速くなり、また質量スペクトルもメチル化により増加した質量を示す(M)^+である(m/z 270)を示した。従って塩基の微細な構造上の変化もGC溶出及び質量スペクトルの変化として検出が可能なことが示された。DNA損傷を検出しやすくするためにショウジョウバエ幼虫にアフラトキシンB_1やニトロソアミン類を投与したところ、DNA修復能の差によるGCクロマト及び質量スペクトル上に明確な差異は検出されなかった。当初の狙いではハエのDNA修復能の差により損傷を受けたDNA塩基の検出が可能と考えたが、in vivoではDNAの損傷頻度が低く、GC/MSの検出感度以下であったためと推察される。
筋強直性ジストロフィーの骨格筋障害機構解明

筋強直性ジストロフィー(DM)では異常伸長リピートをもつRNAの毒性が示唆されているが、最も重要な症状である進行性筋萎縮の原因は解明されていない。本研究ではDMでの骨格筋障害機構の解明に最適な細胞モデルを構築し、異常RNAが筋分化障害や早期細胞老化現象を引き起こす機序を明らかにする。
進行消化器癌に対するα線核種内照射療法による治療戦略の確立

211Atはハロゲンと類似した化学的性質を持つが、チロシン残基への導入を211Atで試みても反応がうまく進行しない。そこで、αVβ3インテグリンに高親和性の環状RGDペプチドをモデルペプチドとして用い、c[R(Pbf)GD(OtBu)f(4-I)K(Boc)]を合成し、この標識前駆体を211At標識後、保護基を脱保護することにより[211At]c[RGDf(4-At)K]を放射化学的収率37%、放射化学的純度96%以上で合成した。[211At]c[RGDf(4-At)K]はαVβ3インテグリンに高く結合し、c(RGDfK)の添加により濃度依存的に阻害された。また腫瘍組織にαVβ3インテグリン特異的に集積した。治療薬の分布をあらかじめ画像で確認するtheranosticsの実践のため、ポジトロン放出核種である68Gaの応用を考え、ガリウムとのキレート部位に1,4,7,10-tetraazacyclododecane-1,4,7,10-tetraacetic acid (DOTA)を選択して、神経内分泌腫瘍で高発現しているソマトスタチン受容体を標的としてドラッグデザインを行った。骨指向性輸送担体と癌指向性輸送担体を同一分子に導入する誘導体作成を試み、[67Ga]Ga-DOTA-TATEと、これにアスパラギン酸ペプチドを導入した化合物[67Ga]Ga-DOTA-(L-Asp)n-TATEを得て種々の検討を行った。分担者施設の福島医大においては、中型サイクロトロンによる211Atの製造が成熟し、臨床応用可能なレベルの放射能量を得ることができるようになった。臨床応用のための放射線管理、レギュレーションにおけるα線核種取り扱いなどの議論が深まった。また、核医学治療としての臨床POCを取得するプラットフォームを提供できる環境が整った。これらの進捗を、国内外の学会でアピールした。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。サイクロトロンMP-30(α:32 MeV)を使用して209Bi(α, 2n)211At反応で211Atの製造を行った。副核生成物である210Atの生成を防ぐ目的で、デグレーダとしてアルミ製フォイルを使用し、ターゲット入射エネルギーを最適化した。ターゲット材の高純度金属ビスマスをニオブ製容器に充填した後に上記フォイルにて封印した。このサイクロトロンは211Atの製造に有利な垂直照射機構を採用しており、この機構に合わせてターゲットの性状や容器に工夫を加えた。ビーム電流を20μAで8時間照射終了後、ターゲットとアルミニウムを硝酸に溶解して生成物を抽出し、ゲルマニウム半導体検出器とウェルカウンター(64Cu測定条件下)を用いて精製前後にγ線スペクトル分析を行い、異核種の混入を解析し211Atの生産量を定量した。約1.5GBq(照射終了時)の211Atターゲット収量を得、210Atが生成していないことを確認した。211At応用の予備実験として、αVβ3インテグリンに高い親和性を示す環状RGDペプチドをモデルペプチドとして、c(RGDfK)のリシンε-アミノ基に125I標識安息香酸誘導体を結合させた化合物125IB-c(RGDfK)とc(RGDfK)のD-フェニルアラニンのベンゼン環パラ位にトリブチルスズ基を導入した化合物を標識前駆体として125I標識した化合物125I-c(RGDfK)とを合成し評価を行った。両化合物の標識反応は、同様の反応で211At標識が可能であることを確認済みである。結合能、生体内分布評価の結果、125I-c(RGDfK)がすぐれていると考えられた。211At標識を行った場合も125I標識体と類似した体内動態を示すことが期待されるため、211At-c(RGDfK)の方が211AtB-c(RGDfK)よりも有望であると考えられる。当初目標であった211At生成を、研究計画に乗っ取って使用可能な数量と精度で行うことが可能となった。数量的には、将来臨床応用ができるレベルに近いところまで達成できている。標識対象としては、モデルとしてペプチドを用いて基礎検討を行ったが、このペプチドのα標識体の方向性が決定された。今後、当初目的であるモノクローナル抗体とこのペプチドをターゲット分子、分子サイズの相違などの面から比較検討することができると考えられる。サイクロトロンにより生成された211Atによる標識体の合成を試みた。しかし、タンパク質やペプチドのチロシン残基への211At標識は、放射性ヨウ素標識と同様には反応が進行しなかった。ペプチドの新規211At標識法の確立を目的として、腫瘍新生血管に過剰発現していることが知られているαVβ3インテグリンに高親和性を示す環状RGDペプチドをモデルペプチドとして用い、211At標識ペプチドの合成、評価を行った。211At-c(RGDfK)を放射化学的収率63%、放射化学的純度96%以上で合成した。125I-c(RGDfK)および211At-c(RGDfK)は、腫瘍組織に高く集積し、両標識化合物は類似した体内分布を示した。集積はαVβ3インテグリン特異的であることが示唆された。

内照射療法実施に際して、体内線量推定の把握が、その効果予測・安全性確保のために重要である。α線の線量推定を現在臨床で使用されている223Raをモデルとして行った。実際に211Atを広く応用するに当たっては、標識体合成術者、治療時医療従事者の放射線防護放射線管理上非常に重要である。211Atは他のハロゲンと同様に飛散性に注意が必要である。市販のα線用シンチレーションサーベイメーターおよびβ・γ用のGM管式サーベイメーターを用い、α線検出実証実験を行った。いずれの装置でも、10-20mmまで近接して測定する必要があることがわかった。また、動物実験に際して研究環境の汚染を評価した。術者の防護衣類などを汚染させた形跡は確認できなかった。一方、実験動物のケージ汚染には傾向が存在した。これらのことから、211Atの汚染は対象によりかなり影響を受けるであろうということが示唆された。実際に臨床に移行するに際して、環境や使用素材などとの関係を明らかにした上で,それらに対処できる実験計画・実験環境の構築が必要であると考えられた。現在までに、サイクロトロンMP-30(α:32 MeV)を使用して209Bi(α, 2n)211At反応で211Atの製造が可能であること、211Atの製造に有利な垂直照射機構に合わせてターゲットの性状や容器の検討を行った。また、最適化した条件において副核生成物である210Atの混入がないことを確認した。生成に関しては、繰り返し行うことにより再現性を確認した。211Atの標識反応は、同じハロゲン属である放射性ヨウ素とは異なることが判明し、方向修正が必要であった。標識体として新たに腫瘍内新生血管をターゲットとしてαVβ3インテグリンに高親和性を示す環状RGDペプチドをモデルペプチドとし、その標識が可能であかつ十分な標識体が得られることを確認するとともに、担癌動物で腫瘍集積性の面で有望な標識体を同定した。さらに、腫瘍への集積特異性も確認された。実際の治療においては、患者における線量分布の把握が重要である。現在実際に臨床応用されている223Raをα線線量推定のモデルとして応用し、投与された患者でデータ収集を行い、体内線量評価を行った。将来の211At治療における基礎データとすることができた。さらに、治療実施に際しては、標識・投与・患者管理において術者・医療従事者の放射線管理が非常に重要である。これまでにその適切な運用のための基礎情報が得られたと考える。211Atはハロゲンと類似した化学的性質を持つが、チロシン残基への導入を211Atで試みても反応がうまく進行しない。そこで、αVβ3インテグリンに高親和性の環状RGDペプチドをモデルペプチドとして用い、c[R(Pbf)GD(OtBu)f(4-I)K(Boc)]を合成し、この標識前駆体を211At標識後、保護基を脱保護することにより[211At]c[RGDf(4-At)K]を放射化学的収率37%、放射化学的純度96%以上で合成した。[211At]c[RGDf(4-At)K]はαVβ3インテグリンに高く結合し、c(RGDfK)の添加により濃度依存的に阻害された。また腫瘍組織にαVβ3インテグリン特異的に集積した。
わが国企業の文脈価値形成プロセスの解明：サービス・ドミナント・ロジックによる分析

マーケティングに新しい視点をもたらしているサービス・ドミナント・ロジック(以下、SDL)とその中心的な概念である文脈価値に関して理論的・実証的な考察を行った。SDLは、プロセスとしてのサービスに注目することで、マーケティング理論を統合しようとしているものであり、文脈価値は主体となる企業や消費者が、資源を統合することによって生みだす価値のことである。SDLの視点に基づいて、文脈価値に影響を与える活動に注目し、サービスの重視、インタラクション、顧客の参加に細分し、調査を行った。我が国企業を対象とする調査からプロセス志向の企業がこれらの活動に関連するとともに成果にも差があることが明らかになった。本研究の目的は、企業と消費者の長期的なリレーションシップ構築のために、文脈価値形成を目的としたマーケティング活動が重要であるということの実証的に解明することである。本研究ではサービス・ドミナント・ロジックをベースにして、文脈価値形成プロセスに関し考察を加えるものである。平成23年度は文脈価値を重視する企業に見られる特徴を解明するためのインタビュー調査及びケース分析を行った。ここでは、販売(交換価値重視)する企業と、企業と顧客のリレーションシップを重視する企業(文脈価値重視)に分け、文脈価値を重視する背景や要因を明らかにするためにインタビュー調査を行った。リレーションシップを重視する企業もしくは文脈価値を重視すると思われる企業は、複数の企業に対するインタビューから、取引の場面以上に、顧客からの情報や使用場面を重視する傾向が見られることが明らかになった。また、小売業では、実際の取引を重視するCRMシステムを取り入れる企業においては、企業と消費者間の長期的な視点でのリレーションシップについてはあまり検討されていない。そのため、企業の顧客との関係によって、文脈価値の程度に差があるということが推察される。また、本年度はヒアリング調査や文献調査が計画よりも早く進展したため、1000社程度を対象に、文脈価値、サービス・ドミナント・ロジックに関わるアンケート調査を実施した。これについては、2年度目も継続的にインタビュー調査とあわせて実施し、分析することで、日本企業における新たなマーケティングに関して検討を加える。今年度は文脈価値重視型企業の特性を解明するための理論的、実証的研究を行った。理論的研究としては、文脈価値がサービスドミナントロジックに基づいた研究であることを前提としてその中心となるサービスの概念について文化的、国際的な視点での比較検討を行った。サービスの多義性と製品を通じたサービスの提供、および日本型企業の製造体制の関係について考察を行った。また、サービスの交換に関する価値共創の構造について、サービス・エコシステム、資源統合という視点から検討を加えた。さらに、サービスドミナントロジックに関する主要概念を元にして文脈価値重視型企業の特性について事例の考察を行った。文脈価値重視する企業は、企業と顧客とのリレーションシップを中心に展開する企業であり、交換段階での価値を重視する以上に顧客とのリレーションシップやインタラクションを重視することを強調すると考えられる。そこで、自動車メーカー、精密機器メーカーなど複数の日本企業における文脈価値重視の事例を分析した。まず自動車メーカーは複数のメーカーにおいて、製品の価値を訴求するよりも顧客の価値実現を強調する場面を訴求することが多いことが判明した。従来の製品を中心としたマーケティング活動ではなく、顧客の使用場面や顧客による価値実現を強調する活動は、文脈価値を強調するマーケティング活動として捉えることができる。その背景として、経済の成熟化に伴って、企業と顧客が継続的な製品の売買による関係構築が難しくなっていることが考えられる。長期的なリレーションシップを構築するに当たって、顧客とのインタラクションを検討するために、ウェブを活用する事例も多く見られている。精密機器メーカーを始め、アパレル企業に見られるウェブを活用した顧客とのインタラクションは交換価値を重視するのではなく、文脈価値を訴求するものとして捉えることができる。本研究の目的は、企業と消費者の長期的なリレーションシップ構築のために、文脈価値形成を目的としたマーケティング活動が重要であるということについて実証的に解明することである。4年間の研究期間として2年目になる平成24年度の研究テーマは「文脈価値重視型企業と交換価値重視型企業の比較」である。具体的にはアンケート調査をもとに文脈価値型企業と交換価値重視型企業の差について検討するものである。サービス・ドミナント・ロジックについては使用価値論で議論されることが多いが、この研究においては、アクターとしての企業や顧客が自らのサービスを適用することによって生存可能性を高めているものとして文脈価値を捉えている。そのため、商品やサービスに対する価値に限定されずに、マーケティング活動を行っている企業の有効性について分析を行った。先行して行った調査に関する結果を本年度分析したところ、商品そのものに価値があると考える企業とプロセスに価値があると考える企業との間に成果において差が見られる傾向があることが判明した。

ヒアリング調査においては商品の価値保有性について議論されることが多いが、この調査結果は、プロセスの重要性、すなわち文脈価値視点の有効性を示唆しているものと考えられる。また、研究組織において分担して、通信販売業、自動車業、旅行業と横断的なヒアリング調査を行い、価値共創の視点について取り上げ、分析を行った。これらにおいても顧客のサービス適用が重要であるということが明らかになった。本研究の目的は、企業と消費者の長期的なリレーションシップ構築のために、文脈価値形成を目的としたマーケティング活動が重要であるということの実証的解明である。経済の低成長化が続き、製品に依存したマーケティング活動では競争優位を構築できない。そこで、本研究では、1文脈価値の形成を重視する企業ほどマーケティング成果が高い傾向にあること、および2文脈価値形成プロセスに影響を与えるトップマネジメントの関与や組織要因、マーケティング手段の構造と成果を明らかにすることを目標とする。本年度は、最終年度として、サービス・ドミナント・ロジックに基づいた事例研究を進めていった。従来取り上げられている共同生産は、文脈価値には強く影響を与えるものではなく、むしろ、消費者がサービスを適用することが必要で有り、そのためにサービス・エコシステムの視点が重要であることを明確にした。26年度が最終年度であるため、記入しない。マーケティング26年度が最終年度であるため、記入しない。2年度目に予定していたアンケート調査を初年度に実施したため。これは文献調査やインタビュー調査が比較的スムーズに実施されたためである。事例研究については、概ね順調に進展しており、文脈価値重視型企業を明らかにするための諸概念について着手できている。アンケート調査の分析とその解明がおおむね順調に進んでいるため、当初の予定よりも成果報告が早めに行うことが出来た。今後の研究については、当初の研究計画に従って実施するものである。大きな変更はなく、順調に進むと考えられる。事例研究とインタビュー調査をさらに将来に行うとともに、企業と顧客とのリレーションシップと顧客による資源統合を明らかにするための実証的分析にむけた事例研究を進める予定である。今後の研究については、当初の研究計画に従って実施し、計画よりも早まったものについては繰り上げて実施を行う。
慢性疾患患者の受療満足度と受療継続行動に関するプロスペクティブ研究-患者と医療従事者のコミュニーション分析を交えて-

本年度は、受療満足度がその後の受療継続に与える影響を明らかにすることを目的として調査を実施した。調査対象者は、平成10年度に実施した自記式による患者満足度調査の対象者で、対象機関(人数)は大阪市内のA病院(247)、名古屋市内のB病院(133)、大阪市内のC診療所(38)、東京都北区内のD診療所(85)、計503名であった。調査は、前記503名について平成10年度の調査後1年3ヶ月1年4ヶ月の時点の受療状況を医療事務データにより、確認する方法で行われた。同一医療機関内の他科に受療している場合には、受療継続とは見なさないことにした。分析に用いた項目は、自記式調査票の中から、受療満足度尺度(19項目)、総合的満足度尺度(3項目)、医師と患者のコミュニケーションに関する満足度項目であった。分析の結果、患者満足度と受療継続の間には有意な関連性が見られ、患者満足度が低い患者において受療中断の率が高いことが明らかになった。<調査1>平成10年8月から9月にかけて、4箇所の医療機関の内科外来において慢性疾患患者の受療満足度調査を実施した調査対象機関は、大阪市内のA病院、名古屋市内のB病院、大阪市内のC診療所、東京都北区内のD診療所であった。調査は、各医療機関内で自記式調査票を対象者に手渡し、自宅で記入後に調査主体に郵便で返送された。回収された調査票は、A病院247、B病院133、C診療所38、D診療所85で、計503票であった。調査項目は、研究代表者が開発し、信頼性と妥当性が確認された総合的満足度尺度(3項目)と満足度尺度項目(19項目)に加えて、医師とのコミュニケーションに関する満足度尺度12項目と、薬剤師および検査技師の態度に関する満足度(2項目)を用意した。その他の項目として、受療経験、転院経験、疾病に関する情報、自己申告による通院コンプライアンスと、服薬コンプライアンス主治医への通院継続意向、基本属性を用意した。調査結果については、入力、データ・クリーニング作業を終え、集計の段階に達している。本年度中に、医療機関ごとに全項目の回答の分布を整理しまとめを終了する。<調査2>調査1と同時に上記4箇所の医療機関において、内科外来の慢性疾患患者を対象として、医療機関内の会話調査を実施した。方法は、内科外来の受付においてその日医療機関を出るまでの間、ポータブル・オーディオテープレコーダーの携帯を依頼した。調査を承諾した患者については、テープレコーダー携帯後の、医師・看護婦・検査技師・薬剤師・事務職員等との会話が録音された。同一対象者から調査票と会話録音データが得られたのは、A病院61、B病院37、C診療所20、D診療所52で、合計170ケースであった。現在、これらの録音データを文字化して整理しているところである。
ATP・アデノシン系は生活習慣病モデル動物の拡張機能障害心に保護作用を示すか?

摘出心室標本からのアデノシン・ATP遊離とノルアドレナリン遊離が、低酸素状態下で増加することを見出すとともに、このようなノルアドレナリン遊離に対して、アデノシン(10μM)が抑制作用を示すことを明らかにしたが、アデノシン受容体拮抗薬の8SPT(30μM)は低酸素状態下のノルアドレナリン遊離に影響しなかった。従って、低酸素状態下の心臓交感神経伝達に対する内因性アデノシンの病態生理学的役割については、さらに検討する必要がある。目的:本年度は「ATPやアデノシンなどのプリン物質の放出量が、拡張機能障害心においてどのように変化しているのか?」という点について、虚血心における交感神経由来ノルアドレナリン遊離との関連を考慮しながら、検討を行った。結果:心室筋におけるATP・ADO遊離:Wistarラットの心室筋標本からの自発的な総プリン物質放出量は、生理的緩衝液の通気ガスを酸素から窒素に交換することにより著明に増加した。酸素通気時と窒素通気時の緩衝液中の酸素濃度はそれぞれ、251.5±17.6mmHgと38.4±4.5mmHgであった。このような低酸素条件下における各プリン物質遊離量はアデノシン>ADP>AMP>ATPの順で多く、特にアデノシンとADPが有意に増加したがATPは逆にわずかではあるが有意に減少した。低酸素による同様の結果はSHRSP.Z-Lepr^<fa>/IzmDmcr(SHRSPZF)ラットにおいても得られたが、その量はWistarラットのそれよりも増加する傾向が観察された。このような増加は、Wistarラットの標本にニコランジルを処置した場合でも観察された。心室筋におけるノルアドヒナリン遊離:Wistarラットの心室筋標本からの自発的なNA遊離量は、低酸素状態下において約100倍に有意に増加した。このような低酸素条件下におけるノルアドレナリン遊離量はアミンポンプ阻害薬のデシプラミンにより著しく抑制された。低酸素による同様の結果はSHRSPZFラットにおいても得られたが、その量はWistarラットのそれよりも有意に低かった。さらに、このような低酸素で惹起されるノルアドレナリン遊離量の低下は、Wistarラットの標本にニコランジルを処置した時にも観察された。考察:本研究より、低酸素による交感神経由来ノルアドレナリンの非生理的大量遊離に対しニコランジルが抑制的影響を示すことが明らかにされたが、心臓の拡張機能障害を有していると考えられているSHRSPZFラットの心臓においても、このNA遊離の低下が観察された。一方、アデノシンの遊離は低酸素で増加し、この増加はNICOで増強される傾向が観察された。同様の増加傾向はSHRSPZラットでも観察された。さらにこのような結果は、ラットの尾動脈においても観察された。ニコランジルやアデノシンが虚血プレコンディショニングに重要であるという報告を考えあわせると、拡張機能障害を有する心臓においても、内因性のプレコンディショニング機構が機能している可能性が推察される。次年度は従来の計画にこの点も含めて検討を加える。1) SHR.Z-Lepr^<fa>/IzmDmcr(SHR.Z)の右心室筋標本におけるATPやアデノシン等のプリン物質の放出量は、SHR.Zにおける週齢の増加(拡張機能障害の進展)にともなって、正常な状態下では増加する傾向が観察されたが最終的な結果では有意な差は認められなかった。2) SHR.Z右心室筋標本の交感神経からのノルアドレナリン遊離に対するP1受容体作動薬の抑制作用は、SHR.Zにおける週齢の増加(拡張機能障害の進展)にともなって消失する事が認められ、正常な状態下ではSHRと同様にdysfunctionを起こす事が明らかとなった。以上の結果と虚血性心疾患状態におけるプレコンディショニングにアデノシン系が重要な役割を果たしている事を考え合わせると、正常状態よりも虚血(低酸素)状態下でのATP・アデノシン系の機能を追求した方がより大きな成果が得られると予想される。そこで低酸素状態における交感神経機能に対するATP・アデノシン系、さらにプレコンディショニングにおいて重要な因子であるATP感受性カリウムチャネルについて検討した。実験では窒素ガスを通気する事により低酸素状態を惹起させた。1)低酸素状態により、SHR.Z右心室筋標本からのノルアドレナリンの自発性放出の増加が観察された。この増加がアミンポンプ阻害薬により抑制された事から、同ポンプの逆行性輸送に基づく事が示唆された。2)低酸素状態により、SHR.Z右心室筋標本からのATP等のプリン物質の自発性放出の増加が観察された。この増加がニコランジルにより促進される事が観察された。

以上の結果より、虚血性心疾患状態における交感神経の異常な活性化時にATP・アデノシンの遊離が促進されており、プレコンディショニングに関与している可能性が示唆された。次年度はこの点を解明する。目的:本年度はATPやアデノシンなどのプリン物質が、虚血心における交感神経におけるノルアドレナリン遊離機能にどのように関わっているのか、という点について検討を加えた。方法:交感神経の刺激は白金電極を介して電気刺激装置により行った。刺激条件としては0.5msec50Vの矩形波を1Hzの頻度で3分間加えた。遊離されたノルアドレナリンは高速液体クロマトグラフィーと電気化学検出器を用いて測定した。結果:心室標本におけるノルアドレナリン遊離に対する低酸素の影響:Wistarラットの心室筋標本からの自発的なノルアドレナリン遊離量は、低酸素状態下において有意に増加した。電気刺激を加えた心室筋標本からのノルアドレナリン遊離量も低酸素状態において有意に増加した。心室標本におけるノルアドレナリン遊離に対するアデノシンの影響:正常な酸素状態において、Wistarラットの心室筋標本からの自発的なノルアドレナリン遊離量に対しアデノシンは有意な影響を与えなかったが、電気刺激によるノルアドレナリン遊離に対しては有意な抑制作用を示した。一方、低酸素状態下において増強されたノルアドレナリンの自発遊離はアデノシンにより有意に抑制され、さらに低酸素状態下での電気刺激によるノルアドレナリン遊離に対しても、アデノシンは有意な抑制作用を示した。考察:本研究より、低酸素状態における交感神経由来ノルアドレナリンの非生理的大量遊離に対しアデノシンが抑制作用を示すことが明らかにされた。本研究ではすでにアデノシンの遊離は低酸素で増加し、この増加はNICOで増強されることが観察されている。さらに、ニコランジルやアデノシンが虚血プレコンディショニングに重要であるという報告を考えあわせると、心臓におけるプレコンディショニング機構には、このような交感神経におけるアデノシンの保護作用も関与していることが考えられる。
(AlGa)As超格子の混晶化の制御による多次元超格子の研究

(AlGa)As超格子の混晶化を利用した超格子多次元化の方法として、混晶化促進物質(本研究ではSi)と混晶化抑制物質(本研究ではBe)の併用により急峻な超格子-混晶化領域の境界が得られることがわかった。混晶化抑制部分にBeをストライプ状に蒸着し、その上にマスクを付けてSiの選択イオン注入を行ない、Be拡散部分とSi注入部分を分離して、ストライプ状の超格子部分と混晶化部分の分離ができることがわかった。Be蒸着量は、混晶化抑制条件から1×10^<15>cm^<-2>必要であるが、熱処理によるBeの拡散で超格子結晶の劣化が心配される。フォトルミネッセンス(PL)測定の結果、Be蒸着後800°C、1.5時間の熱処理でもPLの劣化は認められなかった。表面約1000A以内の超格子は不純物拡散によっても混晶化しないことがわかり、これは表面で超格子のパタ-ン化を行なう場合重要な問題である。この原因は、混晶化において重要な働きをしているGa空格子の濃度が、表面におけるフェルミレベルのピン止めによって十分大きくならないため表面でAlとGaの相互拡散が十分行なわれていないことによる。したがって、混晶化を用いた超格子の多次元化は、表面から少なくとも1000A以上離れた場所に埋め込んで行なう必要があることがわかった。イオンビ-ムによる微細加工と表面空乏層を利用してGaAs量子細線を作製し、磁気抵抗のゆらぎおよびシュブニコフ・ドハ-ス振動の観測から、電気伝導機構にエッジ状態の考え方を導入して磁場による電気伝導機構の変化が説明できることを示した。(AlGa)As系超格子は,特定の不純物の存在によって熱的に不安定となり, AlGuの相互拡散のため混晶となることはよく知られている.本研究は, n形不純物のSiは混晶化を誘起するがP形不純物のBeは濃度が十分高くなければ混晶化を促進しないこと,およびGaAs中でSi,Beはドナーアクセプターペアとなりそれぞれの拡散が抑制され,したがって混晶化が抑制されることを利用してAlAs/GaAs超格子の横方向微細加工を行なったものである.超格子の横方向微細加工の基本形として,超格子表面上にBe,非晶質GaAs層よりなる微小細線パターンを作製し,これをマスクとしてSiイオン注入を行なった.この試料を800°C,2時間の熱処理後,断面を透過電子顕微鏡で観察することにより混晶化部分と超格子部分の界面急峻性を調らべた.得られた結果をまとめると次のようになる.1.Be蒸着量1×10^<17>cm^<-2>では, Be膜直下ではBe高濃度のためBeによる混晶化が誘起され,Si注入部分では超格子構造は残った. 2, Be1×15^<15>cm^<-2>ではBe直下60nmまで混晶化し,それ以下では超格子が残った.またSi注入部分は完全に混晶化した.超格子と混晶化部分の横方向の界面は鮮面であり,遷移領域の幅は40nmであった. 3, Be1×13^<13>cm^<-2>では境界の遷移領域が100nmていどあり広くなることがわかった.以上の結果から2の条件が適当と思われるので次年度ではこの条件近辺をさらに詳細にしらべ最適条件を見出す予定である.(AlGa)As超格子の混晶化を利用した多次元超格子の実現方法は次の3通り考えられる。すなわち(1)混晶化促進物質を微細パターンを通して拡散またはイオン注入する、(2)混晶化抑制物質のイオン注入、(3)前述の(1)と(2)の組合せである。前年度(2)の方法により、超格子細線を作製したが、注入時に生じた欠陥は混晶化を引き起こす熱処理ではアニールされないことがわかった。通常のデバイスでは、超格子部分が活性領域となるため、できれば超格子部分にイオン注入することは避けたい。本年度は超格子部分にはイオン注入は行わず、かつ超格子部分と混晶化部分の境界に良好な急峻性が期待できる(3)の方法を実施した。混晶化抑制物質としてBeを、促進物質としてSiを用いた。混晶化領域にSiをイオン注入し、超格子領域にBeをドープする。熱処理によってSiの拡散フロントとBeの拡散フロントがしようとした所が超格子-混晶化領域の境界となる。実際の手法としては超格子の表面にBeを蒸着し、微細パターン化した後それをマスクとしてSiをイオン注入する。熱処理後の超格子の横方向急峻性は電子顕微鏡でしらべた。初期の目的を達成するためには、Be蒸着量とSi量の間に最適条件があることがわかった。Si注入条件を80keV、1×10^<15>cm^<-2>とした場合、Be蒸着量1×10^<13>cm^<-2>ではSi-Be相互作用の効果が見られず、また1×10^<17>cm^<-2>ではBeによる混晶化が生じることが判った。この中間濃度1×10^<15>cm^<-2>ではBeによる抑制効果が顕著に見られ、通常の混晶化では境界領域が100nmていどあるのに対し、本方法では30nmていどの境界領域となった。(AlGa)As

超格子の混晶化を利用した超格子多次元化の方法として、混晶化促進物質(本研究ではSi)と混晶化抑制物質(本研究ではBe)の併用により急峻な超格子-混晶化領域の境界が得られることがわかった。混晶化抑制部分にBeをストライプ状に蒸着し、その上にマスクを付けてSiの選択イオン注入を行ない、Be拡散部分とSi注入部分を分離して、ストライプ状の超格子部分と混晶化部分の分離ができることがわかった。Be蒸着量は、混晶化抑制条件から1×10^<15>cm^<-2>必要であるが、熱処理によるBeの拡散で超格子結晶の劣化が心配される。フォトルミネッセンス(PL)測定の結果、Be蒸着後800°C、1.5時間の熱処理でもPLの劣化は認められなかった。表面約1000A以内の超格子は不純物拡散によっても混晶化しないことがわかり、これは表面で超格子のパタ-ン化を行なう場合重要な問題である。この原因は、混晶化において重要な働きをしているGa空格子の濃度が、表面におけるフェルミレベルのピン止めによって十分大きくならないため表面でAlとGaの相互拡散が十分行なわれていないことによる。したがって、混晶化を用いた超格子の多次元化は、表面から少なくとも1000A以上離れた場所に埋め込んで行なう必要があることがわかった。イオンビ-ムによる微細加工と表面空乏層を利用してGaAs量子細線を作製し、磁気抵抗のゆらぎおよびシュブニコフ・ドハ-ス振動の観測から、電気伝導機構にエッジ状態の考え方を導入して磁場による電気伝導機構の変化が説明できることを示した。