hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
金マイクロパターンによる表面支援脱離・イオン化質量分析法の開発

各種生体組織中から効率良く金ナノクラスターを脱離イオン化させるナノ/マイクロ構造の設計指針を明らかにする。ガラス基板上との脱離イオン化挙動の違いが大変興味深い研究課題である。試薬や実験器具などの試薬、および情報収集・成果発表のための学会参加旅費に使用する。試薬は主として金ナノ構造作成のための塩化金酸、脱離イオン化効率を評価するためのモデルペプチド等が主たる使途である。さらにMALDI-MS装置に適合するITO基板の購入等に使用する。
Allene及びCyclopropane基を基軸とする遷移金属触媒による不斉合成

1.Alleneに対するカルボパラデーションによる不斉合成Alleneにパラジウム触媒下iodobenzene及び求核試薬を作用するとalleneの炭素-炭素2重結合にカルボパラデーションをおこし、alleneのα,β位を一度に官能化することができる。このとき、不斉配位子を存在させると反応の不斉化がおこなわれる。キラルホスフィン配位子が存在すると高い不斉誘起を示す。2.求核部及びallene部を含む芳香族ハライドのパラジウム触媒反応求核部及びallene部を同系内に有する芳香族ハライドにパラジウム触媒を作用するとallene部に分子内カルボパラデーション並びに分子内求核置換反応をおこし、3環性骨格を一行程で得ることができる。求核部にアミノ基を用いると3環性含窒素複素環化合物を合成できる。3.Alleneを基軸とするパラジウム触媒反応によるheterocycleの不斉合成Allene部を含む芳香族ハライドに求核部としてアミノ基を導入し、これにキラルホスフイン配位子の存在下パラジウム触媒を作用すると光学活性の含窒素複素環化合物を合成することができる。本法により3環性indole及びisoquinolie系化合物が不斉合成され、特に、不斉配位子として(S)-Tol-BINAPを用いてNMP中反応させると高いエナンチオ選択性が得られることがわかった。Allene-ene系化合物に金属触媒としてtitanium触媒を作用すると分子内反応をおこし、[2+2]環化付加生成物、及び分子内ene反応生成物を与えた。本反応をキラルalleneを用いて行い、反応の立体特異性を明らかにした。5.Cyclopropylidenemethylcyclopropane系のパラジウム触媒反応Cyclopropylidenemethylcyclopropane系に求電子オレフィンの存在下パラジウム触媒を作用すると、[3+2]環化付加生成物を高収率で与えることがわかった。本反応では、中間に形成されるπ-allylpalladium錯体が1,3-dipolarophileとしての高い反応性を示すことが明らかにされた。さらに、本反応を不斉配位子の存在下で行い、不斉環化付加生成物が得られることが明らかにされた。1.Alleneに対するカルボパラデーションによる不斉合成Alleneにパラジウム触媒下iodobenzene及び求核試薬を作用するとalleneの炭素一炭素2重結合にカルボパラデーションをおこし、alleneのα,β位を一度に官能化することができる.このとき、不斉配位子を存在させると反応の不斉化がおこなわれる.キラルホスフィン配位子が存在すると高い不斉誘起を示す.2.求核部およびallene部を含む芳香族ハライドのパラジウム触媒反応求核部およびallene部を同一系内に有する芳香族ハライドにパラジウム触媒を作用するとallene部に分子内カルボパラデーション並びに分子内求核置換反応をおこし、3環性骨格を一行程で得ることができる.求核部にアミノ基を用いると3環性含窒素複素環化合物を合成できる.3.Alleneに対する分子内不斉カルボパラデーション並びに分子内求核置換反応求核部とallene部を含む芳香族ハライドに不斉配位子の存在

下パラジウム触媒を作用すると、分子内不斉カルボパラデーションと分子内不斉求核置換反応をおこし、光学活性の3環性化合物を与える.求核部としてアミノ基を用いると、光学活性の3環性indoleおよびisoquinolineが不斉合成された.α-olefinic cyclopropane化合物は不斉配位子の存在下パラジウム触媒の作用により不斉1,2-転位をおこし、光学活性の5員環化合物を与える.これらに適する不斉配位子を種々設計し、試みている.主にimine系或いはsulfoxide系配位子を適用させている.遷移金属触媒に対する反応性を調べ、反応の不斉化を行う予定である.1.Alleneを基軸とするパラジウム触媒反応によるhetercoycleの不斉合成Allene部を含む芳香族halidesに求核部としてアミノ基を導入し、これにキラルphosphine配位子の存在下パラジウム触媒を作用すると光学活性の含窒素複素環化合物を合成することができる。本法により三環性indoleおよびisoquinoline系化合物が不斉合成され、特に、不斉配位子として(S)-To1-BINAPを用いてNMP中反応させると高いエナンチオ選択性が得られることがわかった。Allene-ene系化合物に金属触媒としてtitaniumu触媒を作用すると分子内反応をおこし、[2+2]環化付加生成物、および分子内ene反応生成物を与えた。本反応をキラルalleneを用いて行い、反応の立体特異性を明らかにした。3.Vinylcyclopropane系のパラジウム触媒による環化付加反応Vinylcyclopropaneにパラジウム触媒を作用するとπ-allylpalladium錯体が形成され、これが1,3-dipolarophileとして機能し[3+2]環化付加生成物を与える。本反応を不斉配位子を用いて行い、触媒的不斉環化付加反応を試みた。また、求電子オレフィンに不斉部を導入し、、ジアステレオ選択的環化付加反応を達成した。4.Cyclopropylidenemethylcyclopropane系のパラジウム触媒反応Cyclopropylidenemethylcyclopropane系に求電子オレフィンの存在下パラジウム触媒を作用すると、[3+2]環化付加生成物を高収率で与えることがわかった。本反応では、中間に形成されるπ-allylpalladium錯体が1,3-dipolarophileとしての高い反応性を示すことが明らかにされた。さらに、本反応を不斉配位子の存在下で行い、不斉環化付加生成物が得られることが明らかにされた。
宇宙機の大規模編隊飛行を実現する相対航法・情報共有ネットワークの構築

数機から数百機の宇宙機を強調させ、1つのシステムとして機能させる大規模編隊飛行により、これまで単一の宇宙機では実現されてこなかった様々な宇宙利用が可能となる。この大規模編隊飛行を実現するためには、宇宙機間での「相対航法・情報共有」が重要となる。本研究では、宇宙機における相対航法・情報共有のためのネットワーク構築手法の提案と、UWB通信機を用いた実証試験により、宇宙機の大規模編隊飛行実現に必要となる要素技術の確立を目指す。
立体湾曲シリコン細線導波路の光伝搬制御に関する研究

近年、情報通信量の増大により、データセンタ内などの短距離データ通信においても光配線の重要性が増してきた。データセンタ内の高密度光配線を実現するには、サブミクロンサイズの光配線を実現するシリコンフォトニクス技術が不可欠だが、一方で既存の光ファイバ等との接続が課題となっている。本研究では、シリコンフォトニクスと光ファイバ等の光接続の課題を克服するために、シリコンフォトニクス技術を拡張し、シリコン光回路からウェハ表面へ高効率に光入出力を可能にする革新的な技術開発を実施し、広い波長域において高効率の光結合を実現する技術を実証することに成功した。本研究では、シリコン導波路と光ファイバーや発光・受光素子との高効率で実装性に優れた光結合の実現を目指し、申請者独自の立体湾曲シリコン導波路(エレファントカプラ)技術を活用し、光学特性に優れた表面出射型のシリコン光結合器の創生を行う。本年度は、2年計画の第1年度として、下記の研究を行った。エレファントカプラとシングルモード光ファイバーを高効率に光結合するためには、スポットサイズ拡大構造をエレファントカプラに組込む必要がある。そこで、テーパー構造を形成したシリコン導波路を立体湾曲加工する手法を検討した。実デバイスの作製を行い、エレファントカプラに組込まれたテーパー構造がスポットサイズを拡大することを明らかにした。テーパー構造の付加によりスポットサイズを拡大したエレファントカプラで高効率光結合器を実現するためには、垂直方向に効率よく光を導く構造が必要になる。そこで、SiO2によるセカンドコア構造で効率向上を図る手法を検討した。ファーフィールドパターンの測定を行い、セカンドコア構造が結合効率向上に寄与することを明らかにした。エレファントカプラの光結合評価を行うためには、ウェハの表面から光ファイバー等をアプローチできる測定系の構築が必要になる。そこでアクティブアライメントによる評価系の構築を検討した。実際に測定系を構築し、垂直方向からアクセスするレンズ付光ファイバーとの結合実験を実施した。上記の成果を元に、エレファントカプラとレンズ付光ファイバーの結合実験を実施した結果、広帯域で平坦な波長特性の低結合損失(約2dB)を達成した。更に光ファイバーの結合角度依存性が小さいことも確認し、従来の回折格子型カプラでは達成が困難な画期的技術であることを実証した。本成果は第41回欧州光通信国際会議(ECOC2015)でポストデッドライン論文としてトップ採択され、国際的に大きな注目を集めた。綿密な計画を立てて研究を推進しているので、概ね順調に進展している。本年度は、2年計画の第2年度として、下記の研究を行った。前年度の研究成果を元にLDやPDなどのアクティブデバイスとの光結合を前提とした実験用デバイスのプロセスを開発した。テーパー構造と、セカンドコア構造の両方を付加した構造も含めて、スポットサイズ制御に適したデバイスを電磁界シミュレーションを実施しながら設計し、スポットサイズ径が5マイクロメートルのLDとの光結合を目標にテスト導波路を作製した。また、平行して、アクティブデバイスとの光結合実証実験系の構築を実施した。前年度に引続き、数mm角にダイシングしたテスト導波路チップに対して、表面方向から市販のLDチップやPDチップを接近させ光結合を実現するための測定系構築を実施した。具体的には、テストチップ・アクティブデバイス・デバイスへの光入射用の光ファイバの3つのアクティブ調芯ステージ系(各6軸の精密ステージ機構で構成)を構築し、光結合の効率をモニターしながら各ステージの微調整を実施可能なアクティブ調芯システムを構築した。その後、作製したテスト導波路と、構築した測定計を用いて、光結合実証実験を実施し、た。テーパーの有無、セカンドコアとレンズの有無による光結合効率の違いを計測し、スポットサイズ径が5マイクロメートルのエレファントカプラが作製でき、高効率の光結合が実現できることを確認した。現在までほぼ計画通りに進行しているので、特に研究計画の変更は考えていない。シリコンフォトニクス
異常な磁性を示すアモルファス遷移金属系に於ける磁気相転移の理論的研究

近年、Fe基及びCo基アモルファス磁性合金で見出されたスピングラス相や1800Kを越えるキュリ-温度出現のメカニズムを明らかにするために、筆者が提出した環境効果の有限温度磁性理論を用いて数値計算を実行した。その結果、アモルファス金属磁性に関する次の様な新しい知見を得た。1.従来の常識を破り、構造不規則性が最も基本的な強磁性体であるFe,Co,Niの磁性を全く変えてアランとを初めて理論的に明らかにした。即ち、アモルファスFeでは純粋な構造不規則性のみによって遍歴電子スピングラスが実現されること、アモルファスCoでは構造不則性のために状態密度のメインピ-クが低エネルギ-へシフトするので強磁性が強められ、キュリ-温度が400K程度増大すること、また同じ理由でNiの強い強磁性が壊れることを明らかにした。2.アモルファスFe付近に現われる構造不規則型遍歴電子スピングラスの様相を詳細に調べた。その結果、(1)d電子数を変化させる時、スピングラス相と強磁性相の間に強磁性クラスタ-を伴なうクラスタ-スピングラスの領域が存在する。(2)スピングラスと強磁性の間にリエントラントスピングラスが現われることを見出した。理論結果は、アモルファスFe_<92>La_8及びFe_<88>La_<12>合金の圧力効果やFeーZr系の磁場効果のデ-タを半定量的に説明する。(3)特に、リエントラントスピングラス転移に伴なう巨大強制体積磁歪が遍歴電子スピングラスに特有の現象であることを見出した。アモルファス遷移金属が良く定義された最隣接殻をもつことに注目して,環境効果の有限温度磁性理論をアモルファス系に拡張した。この理論の拡張によって,金属から絶縁体までの結晶・合金・アモルファス・液体等の広範囲にわたる有限温度磁性を統一的な観点から取り扱うことができるようになった。次に,理論をアモルファス遷移金属へ適用し,α電子数と温度を変えて数値計算を実行した結果,以下の新しい理論的な成果を得た。第1に,アモルファスFeにおける強磁性消失とスピングラス相の出現を見出した。この場合,構造の揺らぎに起因する局在モ-メントの振巾の揺らぎが非線型磁気相互作用を通じて強磁性と反強磁性結合の競合を作り出しており,これがアモルファス純Feの特異な構造不規則型遍歴電子スピングラスを特徴づけていることを明らかにした。第2に,アモルファスCo付近では,構造不規則性によってキュリ-温度が増大することを初めて示した。これは,構造不規則性は単にキュリ-温度を下げるだけだという従来の常識を覆す新しい結果であり,そのメカニズムは,基本的にはアモルファス状態密度のメインピ-クがbccとfccのピ-クの中間にくるために丁度Co近傍で強磁性エネルギ-の利得が増大することによる。また,同様の電子状態の変化の為に,アモルファスNiの強い強磁性が壊れ,常磁性あるいは弱い強磁性を示すことを予言した。これらの結果は,従来のメタロイド系アモルファス遷移金属合金の磁性と全く異なるものであり,この分野に実験・理論の両面で大きなインパクトを与えるものと確信している。1.最も興味あるアモルファス鉄付近のスピングラス領域での隣接スピン対相関をd電子数を変えて計算し、相関のないスピングラスの他に、強磁性クラスタ-を伴なうクラスタ-スピングラスの領域が存在することを見出した。2.構造不規則がひき起こす異常な磁性を帯磁率と圧力効果の面から明らかにするために、環境効果の有限温度磁性理論を用いてこれらの系統的な変化を調べた。その結果、(1)有限温度に於いても構造不規則性による電子状態密度のメインピ-クの変化が帯磁率やキュリ-温度の圧力変化の系統的な変化を作り出していることを突きとめた。

特に、(2)異常な磁性を示すリエントラントスピングラス領域で、磁場・圧力効果の実験と詳細な比較を行ない、我々が昨年度提出したアモルファス鉄のスピングラス生成のメカニズムを裏付けると共に、リエントラントスピングラス転移に伴なう巨大磁気体積効果が遍歴電子スピングラスに特有の現象であることを理論的に見出した。3.アモルファス合金への拡張を行なうために、電子状態の数値計算を極端に簡単化する幾何平均モデルの方法を提出した。そして、(1)第1原理に基づく計算結果と比較することにより、この方法がアモルファス合金の電子状態密度を良く再現することを確めた。次に、(2)この方法を用いてアモルファス3dー4d,3dー5d遷移金属系の合金系の状態密度の計算を行ない、原子サイズ効果による平均原子配位数の差がこれらの合金系の強磁性発現に決定的役割をもっていることを発見した。
勾配および曲率を直読する計測器の開発と空間構造の時間発展の研究

大型ヘリカル装置のプラズマを用いて、高温プラズマの電子温度や電子密度分布の勾配や曲率の時間変化を調べるための低出力ミリ波を用いた計測器を開発した。これら勾配や曲率の変化はプラズマの閉じ込めに影響を与えることが理論的に予見されているが、本計測器を用いて、実際に、これらパラメータの時間的な変動を明らかにした。また、従来から用いられている分布計測器と相互比較を行うことによって、計測器の性能を評価した。本研究は、プラズマの閉じ込めや輸送に大きな影響を与える空間構造の変化すなわち勾配や曲率の詳細な時間変動データを取得し、プラズマ性能に及ぼす空間構造の影響を解明することを目的としている。特にプラズマの電子密度および電子温度の空間分布の勾配及び曲率を直接計測するシステムを開発し、大型ヘリカル装置プラズマにおける実験を通して原理実証を行う。本年度は、勾配や曲率に比例した信号を得るための、計測器システムの構築を進め、プラズマ実験への適応を行い、初期データの取得に成功した。電子温度勾配を計測するために、局発波周波数掃引型ヘテロダインラジオメータを構築し適用した。プラズマからのミリ波(D-band)帯電子サイクロトロン放射光は連続スペクトルを持ち、その周波数スペクトル強度が局所電子温度に対応する。この周波数スペクトル構造を局発波の周波数を周期10msで掃引して周波数弁別し計測するシステムを構築し、プラズマ追加熱に対応するスペクトルの変化すなわち構造の変化を観測することができた。また、電子密度勾配に関与する情報を得るため、W-band FM-CWミリ波反射計を構築した。これは、プラズマへの入射電磁波の周波数を短時間に変化させながら、その周波数に対応する密度層からの反射波を観測するもので、燃料水素ペレット入射に伴う高密度化プラズマの生成とその構造変化に伴う初期データを取得した。双方の計測システム共に初期アナログデータを取得できたことから、本研究の目的であるデジタル信号処理を行う際に必要となる時間変動を伴う基準周波数の推定に関する情報を実験的に確認することができたことが本年度の主要な成果である。本年度は、前年度のプラズマ実験において得られた初期データに対する解析手法の開発をまず行った。すなわち、勾配や曲率に比例した信号を得るために、新しく開発を行った2つの計測器システム(電子温度勾配を計測するための局発波周波数掃引型ヘテロダインラジオメータ、および電子密度勾配に関与する情報を得るためのW-band FM-CWミリ波反射計)のデータはいずれも時間的にデータの周波数成分が変動する。その変動する周波数を実時間で数量化することによって、時間変動に伴う空間構造の変化を可視化するのが本研究の目的であるので、そのデジタル回路設計のための基礎データを取得することを試みた。結果としては、まだ信号/雑音比が十分ではないことが明らかになったため、より明瞭な信号を得るための受信光学系を新たに設計・製作しその特性を調べた。それによりこれまでよりも約3倍の信号強度が得られるという予測が得られた。また、高速アナログーデジタル変換器の全体システムを設計・製作した。現在これのデジタル回路出力用のプログラムを製作中である。これらシステム全体は次年度の大型ヘリカル装置でのプラズマ計測実験に適用する。双方のミリ波計測器の信号からデジタル信号処理を施した時間変動を伴う基準周波数変動量出力、すなわち時空間構造に関する情報を実験的に確認するためのハードウエア準備が整えられたことが本年度の主要な成果である。当初計画では、本年度もプラズマ実験を大型ヘリカル装置で行い、初期データからさらに多くの実験データを取得する予定であったが、装置トラブルによって、実験がキャンセルされてしまったため。一方、この時間を用いて計測システムの性能向上を進めることができたため、次期実験で最終目標に向かって挽回できると考えられ、大幅ではなくわずかな遅れであると判断している。本研究は、高温プラズマの閉じ込め・輸送に大きな影響を与える空間構造の変化量すなわち勾配や曲率について、その詳細な時間変動データを取得し、プラズマ性能に及ぼす影響を解明することを目的としている。特にプラズマの電子密度および電子温度の空間分布の勾配および曲率を直接計測するシステムを開発し、大型ヘリカル装置プラズマにおける実験を通して原理実証を行う事を目指している。本年度は、これまでに新しく開発を行った2つの計測器システム(電子温度勾配を計測するための局発波の周波数を掃引するヘテロダインラジオメータと電子密度勾配に関する情報を得るためのW-band FM-CWミリ波反射計)を改良し、大型ヘリカル装置プラズマを対象とした実証試験を行った。勾配や曲率に比例した信号を得るためには、時間的に周波数が変動する計測データを実時間で数量化することが重要である。そのため、FPGAを利用したデジタル信号処理回路を導入した。また、プラズマからの信号のS/N比を改善するために、伝送経路での損失の改善やアンプの増強などを施した。信号の特性をあらかじめ得るための、広帯域データ収録システムを構築し、プラズマ放電後すぐにデータ解析が可能となるようにした。これらの改良を施したシステムを、今年度2月から開始した大型ヘリカル装置でのプラズマ計測実験に供して、統計的な信号処理を施すため、現在データの蓄積を行っている。

ラジオメータでは、途中経過であるが、信号処理が可能な強度の信号が得られおり、現在物理現象を明らかにするための解析を進めている。電子密度分布情報と合わせて、閉じ込め特性との相関について整理した後、成果発表を行うよう計画を進めている。大型ヘリカル装置のプラズマを用いて、高温プラズマの電子温度や電子密度分布の勾配や曲率の時間変化を調べるための低出力ミリ波を用いた計測器を開発した。これら勾配や曲率の変化はプラズマの閉じ込めに影響を与えることが理論的に予見されているが、本計測器を用いて、実際に、これらパラメータの時間的な変動を明らかにした。また、従来から用いられている分布計測器と相互比較を行うことによって、計測器の性能を評価した。当初計画では初年度まず高速処理ボードを購入し、それから勾配に比例した出力、曲率に比例した出力を得るためのデジタル信号処理部の設計プログラミングを行い、その後プラズマ実験での改良という手順で行うことを予定していたが、プラズマ実験スケジュールおよび執行予算との兼ね合いから、まず計測システムの実験適用による初期データ取得を優先した。順番は逆となったが、研究計画上、遂行すべき試験データが取得できたこと、またこれによりデジタル処理の周波数帯域を確定できたことから、順調に進展していると判断した。プラズマ実験で得られる観測信号をもとに、勾配・曲率に比例した信号を求めるための実時間高速信号処理を行う。そのために250MHzの周波数帯域をもつ高速ADC/DACプログラマブルFPGAボードを適用する。デジタル信号処理システムの設計においては、そのアルゴリズム設計が重要であり、現在これを行っている。初年度に得られた実験データから、このアルゴリズムの確定に寄与する周波数情報などは十分ではないが得られており、予想されたプラズマからの信号成分以外の外来ノイズや多重反射の影響などを除去するデジタルフィルタを作成し、プラズマ実験前にノイズソースを用いて試験する。テストベンチにおけるプラズマを模擬した開発試験では、周波数掃引速度の最適化や、信号レベルの遠隔調整手法の開発などを施す。その後、核融合科学研究所の大型ヘリカル装置に適用し、実証試験を実施する。プラズマ実験においては、既設の計測器との比較、特に電子密度・電子温度分布計測器であるトムソン散乱計測器の空間分布測定データとの比較を行い、本方式の特長を明確化する。またプラズマ実験条件によっては、本計測器の適用可能領域に制限が生じることも予想されるが、この適用限界を明確にするということも、本計測器の仕様を確定する上で重要であり、これを実施する。プラズマ理工学プラズマ実験で得られる観測信号をもとに、勾配・曲率に比例した信号を求めるための実時間高速信号処理を行う。そのために250MHzの周波数帯域をもつ高速ADC/DACプログラマブルボードを適用する。
価値観に基づく情報推薦手法に関する研究

本研究では,価値観と嗜好の関連を明らかにし,それに基づくユーザモデルを作成および活用することで,ユーザが持つ価値判断に合致した推薦システムを実現した.本研究の学術的成果は以下に示す2点である.1.レビューを対象としたモデル作成手法の確立ユーザの意思決定における価値観が属性に対する「こだわり」の強さとして現れるという観点から,レビューを活用して価値観をモデリングする手法を確立した.提案手法では,モデリングの対象として,アイテムに対する評価をレビューとして投稿する「書き手」と,そのレビューを閲覧する「読み手」,それぞれの立場からモデルを作成する.書き手の立場からは投稿したレビューを,読み手の立場からはレビューの閲覧履歴を用いてユーザモデルを作成し,それがユーザの意思決定に安定して影響を与えていることなど,推薦システムに有効な特性を備えていることを示した.2.価値観に基づくユーザモデルを適用した推薦システムの構築1に示した価値観に基づくユーザモデルを,代表的な手法である内容ベースフィルタリングおよび協調フィルタリングに適用した推薦システムを構築した.こだわりの強い属性はより少ない評価情報から特定可能という,提案ユーザモデルの利点を内容ベースフィルタリングに活用することで,新規ユーザに対して効果的な推薦が行えないというcold-start問題が改善されることを示した.また,協調フィルタリングへの活用においては,ホテルのレビューサイト4travelに投稿されたレビューを対象として評価実験を行った.こだわりのある属性が類似する近傍ユーザの計算に提案手法を利用することで,高評価あるいは低評価のアイテムに対する推薦精度が向上することを示した.26年度が最終年度であるため、記入しない。26年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では,価値観に着目したレビュー分析,およびその結果に基づくユーザモデリングを行い,作成したユーザモデルを用いた情報推薦システムを構築した.情報推薦システムにおいて新規のユーザを対象とした場合,モデリングを行うための情報が少なく適切な情報推薦を行えない問題が指摘されている.この問題は情報推薦の分野でcold-start問題として知られており,新規ユーザに対してどのように適切な推薦を行うかは非常に重要な課題となっている.本研究では情報推薦における価値観を「どの属性を重視してアイテムの評価を決定するか」を判断する基準と定義し,それが各属性に対する「こだわり」の強さとして表れると考える.属性は映画であれば監督や俳優のように,アイテムの評価観点となる要素を表す.提案手法ではレビューから属性に対する評価とアイテムに対する評価の関係を分析していくことで,どの属性がアイテムへの評価に強く影響を与えるかを推論する.本研究ではWikipediaや4trave1,価格.comに登録されているアイテムを対象とした.被験者を通して収集したアイテムに対する評価情報からユーザモデルを作成し,推薦アイテムの提示を行うことで評価実験を実施した.実験結果から,評価情報が少ない(cold-start問題に該当する)環境において,提案手法は高い精度で推薦を行うことができることが示された.これらの成果を, 2件の学術論文や3件の国際会議などとして発表した.本研究では,価値観と嗜好の関連を明らかにし,それに基づくユーザモデルを作成および活用することで,ユーザが持つ価値判断に合致した推薦システムを実現した.本研究の学術的成果は以下に示す2点である.1.レビューを対象としたモデル作成手法の確立ユーザの意思決定における価値観が属性に対する「こだわり」の強さとして現れるという観点から,レビューを活用して価値観をモデリングする手法を確立した.提案手法では,モデリングの対象として,アイテムに対する評価をレビューとして投稿する「書き手」と,そのレビューを閲覧する「読み手」,それぞれの立場からモデルを作成する.書き手の立場からは投稿したレビューを,読み手の立場からはレビューの閲覧履歴を用いてユーザモデルを作成し,それがユーザの意思決定に安定して影響を与えていることなど,推薦システムに有効な特性を備えていることを示した.2.価値観に基づくユーザモデルを適用した推薦システムの構築1に示した価値観に基づくユーザモデルを,代表的な手法である内容ベースフィルタリングおよび協調フィルタリングに適用した推薦システムを構築した.こだわりの強い属性はより少ない評価情報から特定可能という,提案ユーザモデルの利点を内容ベースフィルタリングに活用することで,新規ユーザに対して効果的な推薦が行えないというcold-start問題が改善されることを示した.また,協調フィルタリングへの活用においては,ホテルのレビューサイト4travelに投稿されたレビューを対象として評価実験を行った.こだわりのある属性が類似する近傍ユーザの計算に提案手法を利用することで,高評価あるいは低評価のアイテムに対する推薦精度が向上することを示した.26年度が最終年度であるため、記入しない。Wikipediaや4Travelなどの実データを対象として,価値観に基づくユーザモデル作成手法および情報推薦システムを構築した.また,評価実験を行うことで提案手法の特性や有用性を示した.これらの成果は,学術論文2件,国際会議3件などとしてまとめられている,したがって,本年度の研究はおおむね順調に進展していると判断する.提案手法では,どの属性を重視してアイテムの評価を決定するかという,属性に対する価値判断をユーザモテルとして作成している.このようなユーザモデルは各ユーザの評価傾向を表すものであることから,その傾向に基づいていくつかのユーザタイプとして類型化することができると考える,これにより,それぞれのタイプでどのようなアイテムが好まれるのか,またどのような推薦手法を用いることが効果的かなど,情報推薦システムにおける推薦戦略への適用が期待できる.加えて,ユーザだけでなくアイテムについても同様にモデリングを行う.アイテムモデルが事前に得られていれば,属性に対する評価情報が得られずとも総合評価のみを用いてユーザの価値観をモデリングできるのではないかと考える.
超音波ガイド光ファイバセンサの開発

近年、電磁波障害を受けないことや軽量・小型であることなどの利点から光ファイバセンサが構造体健全性評価において期待されている。これまでに研究された超音波検出光ファイバセンサは超音波振動が導光路であるコア中の光伝搬特性に影響を及ぼし、その光学的特性変化から超音波を検出する原理に基づいている。本研究では光ファイバが優れた超音波ガイド特性を有することに注目し、被検体に光ファイバを貼り付け、圧電素子を用いて発生させた被検体を伝搬する超音波を光ファイバで受信する、または圧電素子を用いて光ファイバに伝搬させた超音波を被検体に送信する基本的特性を実験、および解析的に評価した。一連の研究から超音波伝搬特性に優れた光ファイバの構造を明らかにした。また被検体への取り付け方法を工夫することにより共振特性を持たせることが出来ることなどの超音波検出特性の制御技術などを開発した。そして金属材料中の欠陥検出を超音波ガイド光ファイバを用いた超音波検査で行い、超音波ガイド光ファイバの有効性を実証することができた。この超音波ガイド光ファイバセンサは被検体に接触させ、超音波振動を光ファイバに伝搬し、接触領域から離れた場所に設けた超音波受信センサを用いて超音波を検出する。このため被検体が受ける温度やひずみなどの外乱の影響を受けることなく超音波検出が可能になる。このような特徴から高温における超音波検査などへの利用が期待される。本研究では光ファイバを超音波伝送路として用いる新しい非破壊検査技術の確立のため、光ファイバ中の超音波伝搬の基本的特性の評価、光ファイバへの効率的な超音波伝搬手法に関する研究を行った。以下にそれぞれの研究結果の概略を記す。1.光ファイバ形状が超音波伝搬特性に及ぼす影響の評価光ファイバはコーディング層とガラス層の二層から構成される円筒形モデルとして解析的に取り扱うことが出来る。解析からコーディング層の弾性率をガラス層に近づけること、およびコーディング層の厚さを小さくすることにより光ファイバへ効率的に超音波を伝搬させることが出来ることが分かった。また光ファイバ中を伝搬する振動モードとしては曲げモードではなく、縦波モードになることが解析から分かった。実験的には市販されているポリイミド、およびウレタンアクリレートからなる異なるコーティングの光ファイバを用いて、超音波伝搬特性を評価した結果、弾性率が高く、コーティング層の薄いポリイミドコーティング光ファイバが低減衰で超音波を伝搬できることを実証した。2.光ファイバへの効率的な超音波送受信手法の確立と非破壊検査への適用光ファイバへ効率的に超音波を送信させる手法として矩形状圧電素子を光ファイバに貼り付ける手法を採用した。また超音波受信に関しては光ファイバを超音波伝搬物質に直接ひずみゲージ用接着剤を用いて貼り付ける手法が効率的であった。光ファイバを平板に貼り付けて、円孔部を通過した超音波に対する応答と欠陥なし領域を通過した超音波に対する応答信号を比較した。その結果、光ファイバが極めて検出指向性の高い超音波検出センサとして機能することが分かった。上記のように初年度において光ファイバが超音波伝搬経路として作用し、新しい超音波を利用した非破壊検査技術におけるセンサ、またはアクチュエータとして機能することを明らかにした。本研究では光ファイバを超音波伝送路として用いる新しい非破壊検査技術の確立のため、光ファイバと接触物質との超音波漏洩・流入の実験評価、およびセンサ開発に関する研究を行った。1.超音波ガイド光ファイバセンサの有効性検証実験光ファイバを超音波ガイドとして利用し、試験体上の超音波伝搬を計測するセンサを開発した。この光ファイバをガイドとして利用した超音波計測システムでのファイバと他の物質との接触の影響を解析し、水滴による流入漏洩が発生することを明らかにした。

また、超音波センサとして一般に用いられる超音波トランスデューサの代わりに光ファイバーガイドセンサで置き換えた超音波伝搬可視化計測システムでの可視化計測の有効性を検証し、センサ端の大きさの違いから超音波トランスデューザの使用時より発振源を小さくした現象を可視化できることを明らかにした。さらに、この可視化実験により、本開発センサの特性となる光ファイバの接着端点まわりの超音波伝搬特性に指向性があることを明らかにした。2.流入超音波を利用した超音波ガイド光ファイバセンサの開発FBGを書き込んだ光ファイバの一部(FBG書き込み部以外)を試験体と接着させ片持ち梁形状のセンサを作成した。接着部から光ファイバに超音波が伝搬し、FBGで超音波を検出することができることを明らかにした。このような形状のセンサでは共振型の超音波センサとなることを明らかにし、FBG部を試験体に完全接着させるよりも超音波検出感度が向上することを明らかにした。上記のように本年度において光ファイバが超音波伝搬経路として作用し、新しい超音波を利用した非破壊検査技術におけるセンサ、またアクチュエータとして機能することを明らかにした。
直接投資の諸要因と政策に関する研究

本研究は,直接投資(FDI)に影響を与える諸要因と関連する政策の効果について,投資国と投資受入国の双方の視点から主に実証的に研究する.具体的には,(1)対内FDIを新規投資と既存事業拡大に分け,対内FDI誘致政策を参入規制緩和と誘致産業目標設定に分けて,その異質な効果を分析する.(2)対内FDIと投資受入国の国内労働市場との関係について,双方向の関係を想定した上で因果関係を検証する.(3)対外FDIにおいて商社が果たす役割について明らかにする.(4)国際協定と政策的不確実性との関係に着目して,国際協定の締結がFDIに与える効果を分析する.以上により,FDIに関する研究に貢献することを目指す.本研究は,直接投資(FDI)に影響を与える諸要因と関連する政策の効果について,投資国と投資受入国の双方の視点から主に実証的に研究する.具体的には,(1)対内FDIを新規投資と既存事業拡大に分け,対内FDI誘致政策を参入規制緩和と誘致産業目標設定に分けて,その異質な効果を分析する.(2)対内FDIと投資受入国の国内労働市場との関係について,双方向の関係を想定した上で因果関係を検証する.(3)対外FDIにおいて商社が果たす役割について明らかにする.(4)国際協定と政策的不確実性との関係に着目して,国際協定の締結がFDIに与える効果を分析する.以上により,FDIに関する研究に貢献することを目指す.
メクラウナギ類資源保全のための再生産特性の解明

この研究ではヌタウナギ類が乱獲に陥るメカニズムを明らかにした。東京湾や相模湾で採集査したヌタウナギ標本について生殖腺を調べることで,雌雄ともに成熟全長を35cm以上と,産卵期は9月頃と推定した。体長組成の年齢群を判別して求めた全長35cmまでの成長曲線より,成熟全長35cmまでに4年以上要し,これに卵の発達に必要な1年を加えて初産年齢を5歳と推定した。さらに,一回産卵数2050個と隔年産卵も含めて,こうした低い増殖能力が漁業による乱獲に陥りやすい理由である。1.東京湾内湾域で操業するあなご筒漁業によって混獲されたヌタウナギ標本から以下のことが明らかとなった。(1)全長とGSI(生殖腺重量指数=生殖腺重量/体重×100)の関係から雌雄の成熟開始全長を全長35cmと推定し,月別のGSIの変化から産卵期を9,10月と推定した。(2)東京湾内湾域では,全長45cm以上の個体は,雄個体が周年採集されるのに対して,雌個体は79月にほとんど採集されない。一方,外湾域では79月にも採集されていることから,外湾域への産卵回遊仮説を提唱した。(3)既存のあなご筒実験データから,標本採集具としてのあなご筒の特性,特にサイズ選択性を明らかにした。2.小田原漁協所属の筒漁船に依頼して,相模湾におけるクロヌタウナギ標本を定期的に入手して生物測定と生殖腺の観察を行った。(1)全長とGSIの関係から,雌雄の成熟開始全長をそれぞれ全長35cmと42cmと推定した。(2)生殖腺の発達段階別の割合から,産卵に貢献する雌は全長47cm以上と推定した。(3)全長47cm以上の雌個体のGSI季節変化,および産卵直前あるいは直後の生殖腺を持つ個体の出現時期から,産卵期は9,10月と推定した。3.東京湾におけるあなご筒漁船の操業日誌から,産卵期と考えられる9,10月にヌタウナギが採集された海域として,内湾域では走水沖から海底渓谷で外湾域につながる海域を産卵海域と推定した.以上の結果により,ヌタウナギとクロヌタウナギの産卵に関する生活史の基本的な事項が把握され,さらに再生産機構の詳細を調べる調査を進めることが可能となった。(1)東京湾と相模湾で採集されたヌタウナギの標本から,未成熟な全長35cm以下の標本を抜き出して日別の全長組成を作成したところ,いくつかのモードを見出した。これらのモードを時期別に並べると成長に応じて増加していることから,年齢群を表すと考えた。(2)このモードを年齢群に分けて,10月の産卵の5ヶ月後の2月を孵化月として決めた各個体の日齢と全長から,非線形最小二乗法を用いて, von Bertalannfyの成長式を求めた。この成長式の日齢0日における全長は,発達した卵の長径から推定した全長とほぼ等しく,ヌタウナギが孵化後に変態することがなく,親と同じ体型で孵化することと符合する。(3)成長式から,成熟開始の全長35cmに達するのに4年が必要であり,また月別の腹腔内卵の発達過程と生殖腺重量指数GSI(生殖腺重量/体重×100)の変化から,産卵までの卵の発達にはほぼ1年弱を要する。このために,ヌタウナギにおける初産年齢は5歳と推定した。(4)また東京湾ではヌタウナギは,内径13.5mmの水抜き穴を持つあなご筒では,全長35cm以上が採集されている。このことから,漁獲対象となる年齢は, 4歳と推定された。(5)産卵期における全長35cm以上の雌個体について,生殖腺を観察したところ,必ずしも発達した卵をもたない個体が存在する。このことから,必ずしも毎年産卵しているとは限らないと考えられた。(6)小田原漁協所属の筒漁船の操業日誌を入手し,クロヌタウナギを対象とする漁業の開始初期からの日別の漁獲量と使用漁具数の資料を得てデータベース化した。ヌタウナギは,成長が遅いことで初産年齢が5歳と遅い上に,1回の産卵個数が60個にも満たない大卵少産の再生産戦略をとっているだけでなく産卵が毎年でない可能性がある。これらのことはヌタウナギが十分な増殖能力を持たないことを意味し,漁獲によって減少した場合にそれを補う増殖が不可能となり,加入乱獲に陥っていることが明らかとなった。聞き取りなどの情報収集によって,韓国系の商社が韓国輸出向けに日本沿岸でヌタウナギの集荷が開始された場合に,複数漁船による操業を始めた後1年ないし2年で漁獲量が急激に減少して乱獲となっている実態をいくつかの地域で把握した。例えば島根県の石見地区,島根県石見地区,石川県すずし漁協と石川とぎ漁協,福岡県玄海灘,福井県敦賀湾,京都府栗田湾,東京湾横浜市漁協,千葉県館山湾など。

小田原市漁協所属の筒漁船の操業日誌(日別の漁場位置と漁獲量の情報)を用いた分析から,相模湾におけるクロヌタウナギの漁場の分布を把握できた。また,毎漁期とも漁期始めから単位漁獲努力量あたりの漁獲量が急激に減少していることから,わずか1隻の操業によっても,限られた漁場内のクロヌタウナギの資源を減少させていることが明らかとなった。そしてDeLury法を用いた解析により漁獲能率の推定が可能であることを予備的な解析により確認した。さらに,他の海域と同様に,相模湾でも毎漁期ごとにクロヌタウナギの資源量が減少している傾向が認められた。
看護教育における創造性育成のための学習環境構築を目的とした認知科学的研究

本研究の目的は,看護場面において求められる創造性を効率よく獲得できるような学習環境を実現することである.(1)自助具の製作を題材とした在宅看護援助方法の演習,(2)おもちゃの製作を題材とした小児看護援助方法の演習,(3)関連図を題材とした創造活動支援ツールの開発と基本援助技術の演習場面への導入,の3つの研究を展開した.その結果,各実践において学習者の創造性に関する態度・スキルの向上が確認された.本研究の目的は,看護場面において求められる創造性を効率よく獲得できるような学習環境を実現することである.(1)自助具の製作を題材とした在宅看護援助方法の演習,(2)おもちゃの製作を題材とした小児看護援助方法の演習,(3)関連図を題材とした創造活動支援ツールの開発と基本援助技術の演習場面への導入,の3つの研究を展開した.その結果,各実践において学習者の創造性に関する態度・スキルの向上が確認された.(1)看護場面における創造性を発揮するための外的要因の検討看護学および関連領域における創造活動場面において,「人がどのように事例を利用しながら創造活動を進めていくのか」という,創造活動における事例参照プロセスの特徴を検討した.課題は,遊具を紙上でデザインすることであり,看護学を専攻する大学1年生8名が被験者として実験に参加した.その結果,以下の事例参照プロセスの特徴が確認された。(1)どの被験者も,初期の段階では与えられた事例を評価しながらその形状や機能について検討を行っていた.(2)一部の被験者は,中盤以降において,これまでに考えたアイデアに事例の要素を追加した新しい作品を考案したり,考えたアイデアと事例を比較することで作品のよさを評価していた.(2)創造性の育成を目的とした看護学演習授業の設計・実践看護実践における創造的な態度を育成することを目的としたプロジェクト形式の授業をデザインし,半期にわたる実践を行った.学習者はグループを組み,患者の行動をサポートするための自助具の作成に取り組んだ.授業後における学習者の看護実践に関する態度の変化を調べた結果,以下の特徴が確認された.(1)学習者は,本実践を通して看護実践における「患者主体の意識」「気づき」「患者に対する態度」「コミュニケーション」の重要性を認識した.(2)SNYDER(1986)のセルフモニタリング尺度の分析結果から,学習者が看護実践においてグループ活動に積極的に関わろうとする態度が確認された.(1)創造性の育成を目的とした看護学演習授業の改善本研究では、昨年度の実践結果に基づいて授業デザインを改善し、半期にわたる実践を行った。学習者はグループを組み、療養者の日常生活を支援するための自助具の作成に取り組んだ。主要な改善点は、導入の際に自助具を用いた生活場面のビデオ映像を使用したこと、ロールプレイの際に療養者の身体的状況を体験的に理解するために、体験モデルを用いて上肢の運動を制限したことの2点である。本授業の学習成果について評価を行い、昨年度の結果と比較したところ、以下の授業改善の効果を示す結果が確認された.(1)よい看護師の条件を問うアンケートにおいて、「患者・家族に対する態度」を指摘する回答が増加した、(2)ある患者の療養生活上の問題点を問うアンケートにおいて、昨年度よりも「手段的生活動作、日常生活動作、身体的機能の低下、転倒の予測」といった患者の身体的問題点に関する回答が増加した。(2)実験結果に基づいた創造性支援ツールの開発本研究では、昨年度の実験結果に基づき、看護実践場面における創造的な活動のひとつである関連図の作成について、学生の感じている困難さを軽減するためのツールの開発を行った。学生に対する意識調査の結果、学生は関連図を作成する際に、(1)関連性を「考える」こと、(2)図を「描く(描き直す)」こと、(3)資料を「収集する」ことの3つの活動に困難さを感じていることが明らかとなった。そこで、それらの困難さを軽減することを目的とした関連図作成支援ツールを開発した。本ツールを用いることで、学生は関連図の作成・見直し・修正といった活動を容易に行うことができるようになり、自己の看護実践を効果的に理解・評価することが可能となった。1.創造性支援ツールの評価・改良昨年度に開発を行った,看護実践場面における創造的な活動のひとつである,関連図の作成を支援するツールの有効性を定性的に評価することを目的とした実験を実施した.実験は,看護教員3名を被験者とし,実験条件として,紙に関連図を描く条件(紙条件)とツールを用いて関連図を描く条件(ツール条件)を設定した.その結果,両条件の作成プロセスおよび作成された関連図を比較することで,本ツールの有効性を示す結果が確認された.さらに,被験者に対して実験終了後にツールの使いやすさに関するインタビューを行い,その結果に基づいてツールの機能およびインタフェースの改良を行った.2.創造性支援ツールを用いた看護学演習授業の設計・実践(1)で評価・改良した創造性支援ツールを授業に導入した.具体的には,以下の2科骨について創造性支援ツールを利用した授業実践をそれぞれ実施した.科目1 :情報処理応用この授業では,看護実践に必要な情報処理スキルを身につけることを学習目標としている.科目2 :基本援助技術IIIこの授業では,対象の個別性に応じて看護技術を総合的に実践する能力を身につけることを学習目標としている.

これらの授業では,学習者は創造性支援ツールを使って関連図の作成を行った.また,作成した関連図を適宜参照しながら,自己の看護過程を他者に説明したり,相互に客観的な評価を行った.授業後のアンケート結果から,本ツールを用いることで,関連図作成の主たる目的である項目間の関連性が理解しやすくなったという回答が得られた.
量子ドットを用いた電流注入型表面プラズモン光源の創出と光集積回路への応用

本研究課題の目標は,プラズモン光源やプラズモン共振器等を電気的に駆動・制御することで,エレクトロニクスと高い整合性を有するプラズモン集積素子・回路を世界に先駆けて実現することである.本年度は主に,ナノメカニクスによるプラズモン共振器の電気的制御の実証と量子光源の制御への応用を行った.当該年度の主な成果を以下に示す.1.エレクトロニクスと高い整合性を有するプラズモン集積素子を実現するため,プラズモン共振器の電気的制御を検討した.本研究では,極低電力動作が可能なナノメカニクスを共振器構造に応用することで,プラズモン共振器の電気的制御の実現を目指した.ナノプロービングと集束イオンビーム堆積法を用いて,金ナノワイヤを金基板上空に配置し,共振器構造を作製した.共振器構造に電圧を印加した際の光散乱特性を可視光領域で測定した結果,ナノメカニクスによりプラズモン共振器の電気的かつ動的な制御が可能であることを見出した.本成果は,これまで実現が困難であった可視光領域におけるプラズモン共振の電気的制御を実証したとともに,プラズモニクスとナノメカニクスの融合分野の創出に向けた第一歩となりうる.2.量子ドットの発光特性は,プラズモン共振により変調されることがよく知られている.本研究では,上記のプラズモン共振器を応用することで,量子ドットの発光制御に動的な機能を新たに付加することを目指した.量子ドットを共振器構造上にスピンコーティングにより散布することで,量子ドットと共振器の結合系を構築した.共振器に電圧を印加しながら量子ドットの発光を測定した結果,電圧による発光スペクトルの変化が観測された.以上の結果は,電圧駆動プラズモン共振器による量子光源の発光制御が可能であることを示す.したがって,ナノスケールの光源やナノレーザの発光波長の電気的な制御が原理的に可能であることを示唆している.27年度が最終年度であるため、記入しない。27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究課題の目標は,量子ドット(QD) LEDに基づく電流駆動型表面プラズモン光源の実現である.また,同素子を表面プラズモン受光素子としても動作させることで,光源,導波路,受光素子の同一回路内への集積を行い,情報伝送デバイスとして評価する.本年度は主に, QDプラズモン光源の基礎物理であるQDから表面プラズモンポラリトン(SPP)へのエネルギー遷移およびそれに伴うSPPの励起および伝搬の実証を行った.当該年度の主な成果を以下に示す.1.電子ビームリソグラフィおよび集束イオンビーム加工等の微細加工プロセスを用い,金属薄膜構造上にQDプラズモン光源を集積した.2.プラズモン光源に励起光を照射し,金属薄膜上におけるSPPの励起・伝搬の観測を試みた.その結果, QDにより励起されたSPP由来の出力光の観測に成功し, QDによるSPP励起を実験的に実証した.3.励起したSPPの伝搬特性を得るため,光源を中心とした円形出力スリットを作製し, SPPの観測を行った.その結果,出力光はすべての方向でほぼ一定の強度を示し, SPPが光源から等方的に伝搬していることを実証した.さらに, SPPの伝搬距離および伝搬分散等も実験的に測定し,本光源-導波路構造が長距離・低分散伝搬を有していることを示した.4.本光源におけるQD-SPP結合効率を実験的に測定した.この結果,本光源は結合効率34±8%を有しており,高効率光源に向けた高いポテンシャルを示した.今回,我々は光励起を用いて長距離・低分散伝搬および高い集積度を有する高効率プラズモン光源の実証に成功した.本研究成果は,電流駆動型QDプラズモン光源の実現に向けた着実な第一歩であると確信している.また,本研究に関連した応用物理学会における発表が「応用物理学会講演奨励賞」(2013年9月)を受賞しており,本研究成果が高く評価された.本研究課題の目標は,プラズモン光源やプラズモン共振器(光アンテナ)等を電気的に駆動・制御することで,エレクトロニクスと高い整合性を有する光集積回路(光・電子融合集積回路)を実現することである.本年度は主に,量子ドットと有機材料を用いた電気駆動プラズモン光源の作製とナノメカニクス(MEMS/NEMS)によるプラズモン共振器の電気的制御の検討を行った.当該年度の主な成果を以下に示す.1.量子ドットと有機材料をそれぞれ用いたLED構造を作製し,プラズモン光源への応用を検討した.しかし,どちらのLED構造においても安定した通電発光が現段階で得られていない.また,電界発光測定後のLEDのI-V特性は,ダイオード特性を示しておらず,リーク電流のパスが形成されていることが予測できる.以上より,LED構造や作製方法のさらなる最適化が必要であると考えられる.2.エレクトロニクスと高い整合性を有するプラズモン集積素子および回路を実現するために,ナノメカニクスを用いたプラズモン共振器の電気的制御を検討した.本研究では,金属ナノギャップを有する金属ブリッジ構造を独自に考案した.数値計算によって,ブリッジ構造の機械的および光学的特性を明らかにし,本構造によって共振器特性の電気的制御が実現できることを見出した.さらに,提案した共振器構造をナノリソグラフィおよびドライエッチングで作製した.

今後は作製した共振器構造を用いて実験的な実証を目指す.本研究が完成すれば,電気駆動プラズモン機能素子への道が拓かれるともに,ナノメカニクスとプラズモニクスの融合分野の創出が期待できる.本研究課題の目標は,プラズモン光源やプラズモン共振器等を電気的に駆動・制御することで,エレクトロニクスと高い整合性を有するプラズモン集積素子・回路を世界に先駆けて実現することである.本年度は主に,ナノメカニクスによるプラズモン共振器の電気的制御の実証と量子光源の制御への応用を行った.当該年度の主な成果を以下に示す.1.エレクトロニクスと高い整合性を有するプラズモン集積素子を実現するため,プラズモン共振器の電気的制御を検討した.本研究では,極低電力動作が可能なナノメカニクスを共振器構造に応用することで,プラズモン共振器の電気的制御の実現を目指した.ナノプロービングと集束イオンビーム堆積法を用いて,金ナノワイヤを金基板上空に配置し,共振器構造を作製した.共振器構造に電圧を印加した際の光散乱特性を可視光領域で測定した結果,ナノメカニクスによりプラズモン共振器の電気的かつ動的な制御が可能であることを見出した.本成果は,これまで実現が困難であった可視光領域におけるプラズモン共振の電気的制御を実証したとともに,プラズモニクスとナノメカニクスの融合分野の創出に向けた第一歩となりうる.2.量子ドットの発光特性は,プラズモン共振により変調されることがよく知られている.本研究では,上記のプラズモン共振器を応用することで,量子ドットの発光制御に動的な機能を新たに付加することを目指した.量子ドットを共振器構造上にスピンコーティングにより散布することで,量子ドットと共振器の結合系を構築した.共振器に電圧を印加しながら量子ドットの発光を測定した結果,電圧による発光スペクトルの変化が観測された.以上の結果は,電圧駆動プラズモン共振器による量子光源の発光制御が可能であることを示す.したがって,ナノスケールの光源やナノレーザの発光波長の電気的な制御が原理的に可能であることを示唆している.本年度は,昨年度に達成したプラズモン光源の光励起による駆動をさらに発展させ,電流励起による駆動を目指したが,安定した通電発光が現段階では得られておらず,構造や作製方法のさらなる最適化が必要といえる.一方,プラズモン光源の実現に加えてプラズモン集積回路の機能について新たな方向性を模索し,ナノメカニクスによるプラズモン共振器の電気的制御を見出した.本提案は,本研究の目標である光・電子融合集積回路の実現に向けた新たな基盤技術として期待できる.27年度が最終年度であるため、記入しない。本年度では二種類のLED構造を作製し,プラズモン光源への応用を検討したが,どちらの場合においても安定した通電発光が得られておらず,LED構造や作製方法のさらなる最適化が必要であると考えられる.今後は無機LEDの作製を視野に入れて,プラズモン光源の作製を検討する予定である.また,本年度より提案したプラズモン共振器の電気的制御に関しては,作製したプラズモン共振器を用いて実験的な実証を目指す.さらに本共振器を応用したナノ光機能素子の実証も行う予定である.本年度は研究計画の第一段階として,量子ドットを用いた表面プラズモン光源を実際に作製し,光励起を用いて長距離・低分散伝搬および高い集積度を有する高効率プラズモン光源の実証に成功した本成果は研究目的である電流駆動型の表面プラズモン光源の実現に向けた第一歩といえる.27年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では今後,本年度得られた知見をもとに電流励起可能なプラズモン光源を作製し,電流注入を用いたQDによるプラズモン励起を実証していく予定である.