hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
光励起原子層エピタキシ-による(IIIーV)ー(IIーVI)系超格子の作製とその物性制御

1.MOMBEに於いて、原料を交互に供給することによりZnSeのALE成長を実現し、得られた膜は原料を同時に供給した物に比べて平坦性、結晶性ともに優れていることを確認した。2.Arイオンレ-ザ光照射により、ZnSeの成長温度の大幅な低下が実現できることを見いだした。さらに、膜中で発生した正孔が原料の分解に重要な役目を果たしていることを明らかにし、成長モデルを提案した。3.MOMBEによりGaAs基板上にZnSe-ZnS超格子膜を成長し、X線回折パタ-ンの解析から層厚比及び結晶性を検討した。さらに、各層の厚さを調整し平均格子数がGaAsに整合するような完全超格子の作製を行い、この超格子は格子不整による歪の影響が殆どない良質の結晶性を有していることを確認した。以上のように、(III-V)-(II-VI)系超格子実現のために有益な成果を得ることができたため、次年度は光照射を利用したALEの実現及び超格子の作製への応用の検討、さらには不純物添加の検討を行う予定である。本研究に於いてはGaAsーZnSeの超格子を作製するために,原子層成長,光照射,有機金属分子線エピタキシ等の最先端の技術を駆使して検討しているが,今年度は以下の様な成果を得ることができた.1.GaAsーZnSe系の超格子構造に於いて,井戸層となるGaAsと障壁層となるZnSeの各層の歪を考慮したバンド計算を行い,各層厚に対する量子準位及び禁制帯幅を求め,設計の指針とした.2.ZnSeの成長に於いて光照射の影響を雰囲気の水素の効果,Se原料の依存性,さらにはGaAsやInP等の各種基板を用いながら検討し,ZnSe成長に於ける光照射効果をよく説明できるモデルを提案した.このモデルはZnSeだけでなくGaAs等他の半導体の光照射効果の説明にも有効である.3.光照射をしながら原子層成長を行う場合,成長の過程をリアルタイムで観察することが重要となるが,本研究で用いているAr^+レ-ザの発振線を使い,成長表面での偏光反射特性を利用して表面での原料分子の挙動をモニタ-する方法を検討した.先ずZnSeに対し理論解析による最適測定条件の検討を行ったが,光の入射方向はブリュ-スタ-角とし,波長はZnSeの禁制帯付近が最適であることを明らかにした.4.GaAsーZnSe超格子の作製に於いてはGaAsとZnSeの成長条件,特に成長温度がなるべく同じであることが望ましいが,従来ZnSeの成長は300°C程度が最適であるのに対し,GaAsは600°C程度とかなり高くなってしまう.これは主にAs原料の分解に起因するため,低温分解が期待できる有機金属であるジエチルアルシンを用いたGaAsの成長を検討した.その結果,340°Cという低温で比較的良質なGaAs膜がエピタキシャル成長できることを確認した.本研究ではGaAsーZnSeの超格子の作製するために,原子層成長,光照射,有機金属分子線エピタキシ等の最先端の技術を駆使して検討してきたが,今年度はさらに、これらの成長の過程を成長時に分子レベルで観察する手段としてSPA法あるいはRDS法を利用し、以下の様な成果を得ることができた.1.GaAs基板上のZnSeの成長に於いてはすでに光照射の効果を詳細に検討しており、ZnSe中で生成された過剰正孔が主に原料であるジメチルセレンの分解に寄与するという成長機構を提案した。本年度はこれらの機構を確認するために、成長時の表面での原料分子の振る舞いが観察可能なRDS法の測定を検討した。その結果、ZnSeでは初めて原料供給に対応したRDS信号を観測することに成功した。今後はこれらの信号の詳細な検討が、成長機構の解明の有力な手段となると考えられる。2.さらに成長したZnSe
高温・高圧合成によるキャリア制御型半導体ダイヤモンドの確立

将来の電子材料応用を目指し、高温・高圧合成ナノ多結晶ダイヤモンドの導電性把握と不純物導入に取り組んだ。ナノ多結晶ダイヤモンドの導電性について調査した結果、約400°C以上の高温では半導体領域の導電性を示すことを見出した。また、発光特性についても調べた。出発物質となるグラファイトと共にInPを同時封入してナノ多結晶ダイヤモンドを合成したところ、結晶格子定数の変化が観測され、結晶内部には導入したInとPが観測された。化学気相堆積法で作製された単結晶ダイヤモンド表面にPをイオン注入して高温・高圧印加を行った結果、予期しないピラミッド状の微細構造が形成された。ダイヤモンドは、将来の高性能パワーデバイスや紫外域発光素子を実現する可能性を持つ半導体として期待されている。愛媛大学では、従来高温・高圧下でのダイヤモンド合成に取り組んでおり、近年は、世界最高級の超高圧発生装置により、通常のダイヤモンドよりも高硬度な、ナノ多結晶ダイヤモンド(ヒメダイヤ)の合成や、その高品質化・大型化に成功している。本研究はこのナノ多結晶ダイヤモンドの半導体応用材料としての展望を調べることを目的としている。初年度はその基礎物性を評価と共に、合成時に各種不純物ドーピングを行う基盤技術開発に取り組んだ。ダイヤモンドの合成はキュービック型超高圧発生装置を用い、出発物質のグラファイトに対して15GPa、2300°Cの圧力、温度を与えて行う。意図的な不純物導入を行っていない試料に対して、まずその基礎物性を調べた。2次イオン質量分析からは、H、N、Oが約10ppm以上、Bが約1ppm程度含まれていることが確認された。電気特性については、400°C以上の条件下では良好なオーミック特性が得られた。抵抗率は同800°Cでおよそ400 Ωcm、キャリア極性はp型、移動度は2 cm2/Vsという結果が得られた。室温カソードルミネッセンス測定からは欠陥に起因するA-bandと思われる強い発光と、N-Vセンター付近での発光など、欠陥由来の発光が複数観測された。また、バンド端からの発光は観測されなかった。上記の結果は、測定するナノ多結晶ダイヤモンドならではの粒界に起因した不純物および欠陥に起因した得意な物性の存在が示唆されており、さらに、得られた高温領域の導電性は半導体応用の展望を拓くものであると考えられる。ナノ多結晶ダイヤモンドの導電性について調べたところ、高温領域で得意な導電性を示すことを見出した。800度という高温で見出された半導体領域の導電性と移動度は、特殊環境下での同材料の半導体応用の展望を拓くものであると考えられる。さらに、この高温領域での導電性は約1eVと大きな活性化エネルギーを有する熱活性な素性を持つもので、ナノ多結晶ダイヤモンド特有の粒界や不純物欠陥に起因する可能性が大きいことを把握できた。上記より、より特性を正確に把握・制御することで、ナノ多結晶ダイヤモンドを半導体として確立していくための有用な知見を初年度で得られたと考えている。さらに、同特性を制御するための不純物導入技術においても実験を進め、不純物との反応領域を同定した試料の合成にも成功している。ダイヤモンドは、将来の高性能パワーデバイスや紫外発光素子を実現する半導体材料として期待されている。愛媛大学では世界最高峰の高温・高圧発生技術を有しており、通常のダイヤモンドよりも高硬度な、ナノ多結晶ダイヤモンドの合成と、その高品質化・大型化に成功している。本研究はこのナノ多結晶ダイヤモンドの半導体材料としての応用可能性を調べている。昨年までに本研究では、ナノ多結晶ダイヤモンド本来の性質について調べた。意図的に不純物添加などを行わない一般的な条件(15GPa,2300°C)で合成したナノ多結晶ダイヤモンドは、高温領域で半導体領域となる移動度や導電性を示すことを見出した。本年度さらにその特性について詳細に検討したところ、発光は励起するエネルギーのことなる電子線(15keV)とレーザー光(3eV)では、支配的な発光ピークが異なって現れることがわかった。上述の半導体性能が把握されたことを踏まえ、導電性制御で特に重要となる不純物の導入を試みたところ、合成後の多結晶ダイヤモンドの粒径が比較的大粒径化するとともに、導入した元素がダイヤモンド中に存在することが確認され、不純物導入の可能性を見出した。さらに、特定の条件下では高温・高圧処理によって特徴的なナノ構造を有するダイヤモンドが合成できることを今年度見出した。作成した試料中には明瞭に結晶方位が現れたナノスケールマイクロスケールの微細構造が発現し、その機能材料としての応用が期待できる結果となった。ナノ多結晶ダイヤモンド本来の性質について調べたところ、昨年までに高温領域で半導体領域となる移動度や導電性を示すことを見出している。本年度は、導電性制御で特に重要となる不純物の導入を試み、合成後のナノ多結晶ダイヤモンドの結晶粒径が比較的大粒径化するとともに、導入した元素がダイヤモンド中に存在することが確認した。これは、不純物導入によるナノ多結晶ダイヤモンドの導電性制御に有望な結果であると考えられる。物性についても、より詳細な電子線およびレーザー光両方の測定結果を比較検討することで、特徴的な発光特性を示すことを確認した。特筆すべきは特定の条件下で特徴的なナノ構造を有するダイヤモンドが合成できることの発見であり、高温・高圧印加によるダイヤモンドのナノスケールのマテリアルエンジニアリングが可能であることを示すことができた。ダイヤモンドは物質中で最高の熱伝導度に加え、高い硬度、透明性、絶縁破壊電界・移動度などの優れた半導体としての物性を併せ持つ。

愛媛大学では、従来高温・高圧下でのダイヤモンド合成に取り組んでいる。世界最大級の超高圧発生装置により、通常のダイヤモンドよりも高硬度な、ナノ多結晶ダイヤモンド(ヒメダイヤ)の合成や、その高品質化・大型化に成功している。本研究は高温・高圧合成による電子材料ダイヤモンド合成技術確立を目的として研究を行った。特にn型化を実現するためのP(リン)の不純物導入に取り組み、具体的には以下の研究を行った。1ナノ多結晶ダイヤモンドそのものの導電性について調査し、約400°C以上の高温では半導体領域の導電性を示すことが見出された。2ダイヤモンドのn型化にはPを不純物として導入することが有効であると報告されている。出発物質となるグラファイトと共にPを含む素材を封入してダイヤモンドを合成することで、Pを不純物として含有するダイヤモンドの合成を試みた。作製試料のX線回折測定では、結晶格子定数の変化が観測された。透過型電子顕微鏡およびエネルギー分散型X線分析からは、ダイヤモンド中にInおよびPが観測され、ダイヤモンド中にこれら元素を含む合成試料の作製に成功した。3化学気相堆積法で作製された単結晶ダイヤモンド表面にPをイオン注入し、ナノ多結晶ダイヤモンド合成条件となる2300°C、15GPaの高温・高圧印加を行った。その結果、予期しない微細構造が形成された。同微細構造は試料表面から観察するとピラミッドのように見える構造を形成しており、構造の特異性から特に鋭く尖ったダイヤモンドしての応用が期待された。さらにピラミッド状の構造内部は非常に不純物濃度の低いダイヤモンドであることが判明し、同構造形成中に純度の高い結晶が合成される機構が存在することが考えられた。将来の電子材料応用を目指し、高温・高圧合成ナノ多結晶ダイヤモンドの導電性把握と不純物導入に取り組んだ。ナノ多結晶ダイヤモンドの導電性について調査した結果、約400°C以上の高温では半導体領域の導電性を示すことを見出した。また、発光特性についても調べた。出発物質となるグラファイトと共にInPを同時封入してナノ多結晶ダイヤモンドを合成したところ、結晶格子定数の変化が観測され、結晶内部には導入したInとPが観測された。化学気相堆積法で作製された単結晶ダイヤモンド表面にPをイオン注入して高温・高圧印加を行った結果、予期しないピラミッド状の微細構造が形成された。高温領域で観測された比較的良好な導電性をより低温で、さらに高い導電性を示すようにナノ多結晶ダイヤモンドの物性を制御していく。そのためにまず含有される不純物の導電性に与える影響を正確に把握する。さらに、その濃度を制御できる合成条件を確立していく。さらに、現在導入されていない不純物も積極的に導入し、これによる物性制御を試みる。得られた研究成果から、ナノ多結晶ダイヤモンドに対して以下を検討していく。1不純物導入による半導体物性の制御:高温・高圧合成ならではのダイヤモンドに対する不純物添加技術をさらに高度化させ、電気・光学特性を詳細に制御する手法を確立する。
エンドサイトーシス受容体メガリンの機能の解析と腎臓内科学的および再生医学的応用

メガリンは近位尿細管上皮細胞膜の管腔側に高発現し、血液から糸球体を通して濾過される様々な低分子量蛋白を、エンドサイトーシスによって再吸収し代謝するための受容体である。私たちはメガリンの機能の解析とその腎臓内科学的・再生医学的応用をめざしてきた。1)糖尿病性腎症の発症機序に関係するadvancedglycation endproduct(AGE)(glucose由来)の細胞取り込みにおけるメガリンの役割と、新規AGE結合蛋白の存在を明らかにした(論文1)。新規AGE結合蛋白については同定が終了し、その病態生理学的意義を解析中である。さらにメガリンはカルボニル反応物由来のAGEとも結合し、その細胞取り込みに関与することを明らかにした。2)腎不全個体にメガリン発現細胞を移植することにより、透析アミロイドーシスを引き起こす尿毒症蛋白β_2-ミクログロブリンを除去する治療モデルを発表した(論文2)。細胞移植上の利点が多いヒト羊膜細胞はメガリンを高発現することを確認しており、その臨床応用性を検討している。3)一種の尿毒素蛋白として知られているレプチンが、腎においては、レプチン受容体ではなく、メガリンによって代謝される機構を明らかにした。さらに、水晶発振子マイクロバランス法を用いて、メガリンとレプチンの親和性を評価した。4)遺伝性低分子量蛋白尿症であるDent病を引き起こす新しい原因遺伝子(CLCN5)異常を発見するとともに、その腎生検組織においてメガリンの発現が著減していることを見出した。メガリン遺伝子を肝臓に発現させて機能させるためには、メガリンを近位尿細管上皮細胞のように管腔側ではなく基底膜側に発現させなければならない。そこで、メガリンの細胞内ドメインを改変することにより、基底膜側ヘターゲッティングする方法を開発した(論文3)。メガリンは、近位尿細管上皮細胞膜の管腔側に高発現し、血液から糸球体を通して濾過される様々な低分子量蛋白を、エンドサイトーシスによって再吸収し代謝するための受容体である。私たちは、メガリンの機能の解析と、その腎臓内科学的・再生医学的応用をめざした研究を行っている。1)Advanced glycation endproduct(AGE)の細胞取り込みのおけるメガリンの役割と、新規AGE結合蛋白の存在を明らかにした(論文in press)。そのAGE結合蛋白を、MALDI-TOFマススペクトロメトリーおよびペプチドシークエンスによって解析し、ウエスタンブロットの結果もふまえて同定した。現在、別種のAGEとの結合性を検討中である。2)腎不全患者に蓄積し、一種の尿毒素蛋白として知られているレプチンが、腎においてメガリンによって代謝される機構を明らかにし、論文発表準備中である。3)肝型脂肪酸結合蛋白(LFABP)が血液中に存在し、糸球体を濾過して近位尿細管上皮細胞で再吸収・代謝されること、その過程でメガリンが関与することを明らかにした。LFABPは脂肪酸以外にも様々なリガンドと結合するが、この知見は、それらのリガンドが、LFABPというキャリアー蛋白によって腎に運搬され代謝されるという新しい経路を明らかにしたものである。現在、論文発表準備中である。4)モノクローナル抗体を作成し、EIA系を開発するために、ヒトメガリンを精製中である。1)糖尿病性腎症の発症機序に関係するadvancedglycation end

product(AGE)(glucose由来)の細胞取り込みにおけるメガリンの役割と、新規AGE結合蛋白の存在を明らかにした(論文1)。新規AGE結合蛋白については同定が終了し、その病態生理学的意義を解析中である。さらにメガリンはカルボニル反応物由来のAGEとも結合し、その細胞取り込みに関与することを明らかにした。2)腎不全個体にメガリン発現細胞を移植することにより、透析アミロイドーシスを引き起こす尿毒症蛋白β_2-ミクログロブリンを除去する治療モデルを発表した(論文2)。細胞移植上の利点が多いヒト羊膜細胞はメガリンを高発現することを確認しており、その臨床応用性を検討している。3)一種の尿毒素蛋白として知られているレプチンが、腎においては、レプチン受容体ではなく、メガリンによって代謝される機構を明らかにした。さらに、水晶発振子マイクロバランス法を用いて、メガリンとレプチンの親和性を評価した。4)遺伝性低分子量蛋白尿症であるDent病を引き起こす新しい原因遺伝子(CLCN5)異常を発見するとともに、その腎生検組織においてメガリンの発現が著減していることを見出した。5)メガリン遺伝子を肝臓に発現させて機能させるためには、メガリンを近位尿細管上皮細胞のように管腔側ではなく基底膜側に発現させなければならない。そこで、メガリンの細胞内ドメインを改変することにより、基底膜側ヘターゲッティングする方法を開発した(論文3)。
柔粘性イオン結晶が拓く分子性強誘電結晶開発の新展開：結晶配向と分極方向の自在制御

強誘電体とは,電気双極子が整列してマクロな分極が保持され(自発分極),外部電場を印加することで分極の向きを反転できる物質である.このスイッチ可能な自発分極は,不揮発性メモリーなどに応用可能で,また,焦電性(温度変化で分極の大きさが変化),圧電性(加圧で分極の大きさが変化)を活かした赤外線(熱)センサー,圧電(ピエゾ)素子などの実用例が数多く存在する.近年,分子性結晶からなる強誘電体の開発が盛んに行われているが,分子性結晶を基板上に配向制御して成長させることは極めて困難であり,このことが研究発展において致命的な障害となっていた.本研究では,分子性イオンからなる柔粘性結晶で強誘電性を示す化合物を開発すれば,その結晶が電場印加により配向と強誘電性の分極方向を自由に変更可能であることを示す.この新しいタイプの強誘電結晶は,結晶化時の配向制御は不要であり,また,加圧による伸展性も併せ持つため,従来の強誘電結晶では不可能であったフレキシブルな有機エレクトロニクスデバイスなどへの展開が大いに期待できる.平成30年度は,球状に近い構造を持つ有機カチオンと正四面体型構造を持つアニオンからなる結晶で,高温で柔粘性結晶となり,室温で強誘電性結晶となる化合物を開発した.その結晶の粉末を高温で加圧成形することで,透明な多結晶フィルムやペレットを容易に作製することが出来た.また,それらの多結晶体は室温で強誘電体として機能し,高い圧電性と焦電体としての高い性能を示すことがわかった.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。強誘電体とは,電気双極子が整列してマクロな分極が保持され(自発分極),ある閾値(抗電場)以上の外部電場を印加することで分極の向きを反転できる物質である.このスイッチ可能な自発分極は,不揮発性メモリーなどに応用可能で,また,焦電性(温度変化で分極の大きさが変化),圧電性(加圧で分極の大きさが変化)を活かした赤外線(熱)センサー,圧電(ピエゾ)素子などの実用例が数多く存在する.近年,分子性強誘電結晶の開発が盛んに行われているが,有機結晶を基板上に配向制御して成長させることは極めて困難であり,このことが研究発展において致命的な障害となっていた.本研究では,極性をもつ分子性イオンからなる柔粘性結晶で強誘電性を示す化合物を開発すれば,その結晶が電場印加により配向と強誘電性の分極方向を自由に変更可能であることを示す.この新しいタイプの強誘電結晶は,結晶化時の配向制御は不要であり,また,加圧による伸展性も併せ持つため,従来の強誘電結晶では不可能であった有機電子デバイスなどへの展開が大いに期待できる.平成28年度は,球状に近い構造をもつ極性有機カチオンと正四面体型構造を持つアニオンからなる様々な有機イオン結晶を作製した.それによって,室温で極性分子の回転に由来する強誘電性を示し,高温で相転移して柔粘性結晶となる化合物の開発に成功した.その結晶においては,電場印加により結晶の配向および分極方向を三次元的に自由に変更できることが明らかとなった.球状に近い構造をもつ極性有機カチオンと正四面体型構造を持つアニオンからなる様々な有機イオン結晶を作製し,その中に,高温で柔粘性結晶となる強誘電性結晶を発見した.そして,当初の計画通り,その結晶においては電場印加により分極方向を三次元的に自由に変更できることが明らかとなったため.強誘電体とは,電気双極子が整列してマクロな分極が保持され(自発分極),ある閾値(抗電場)以上の外部電場を印加することで分極の向きを反転できる物質である.このスイッチ可能な自発分極は,不揮発性メモリーなどに応用可能で,また,焦電性(温度変化で分極の大きさが変化),圧電性(加圧で分極の大きさが変化)を活かした赤外線(熱)センサー,圧電(ピエゾ)素子などの実用例が数多く存在する.近年,分子性強誘電結晶の開発が盛んに行われているが,有機結晶を基板上に配向制御して成長させることは極めて困難であり,このことが研究発展において致命的な障害となっていた.本研究では,分子性イオンからなる柔粘性結晶で強誘電性を示す化合物を開発すれば,その結晶が電場印加により配向と強誘電性の分極方向を自由に変更可能であることを示す.この新しいタイプの強誘電結晶は,結晶化時の配向制御は不要であり,また,加圧による伸展性も併せ持つため,従来の強誘電結晶では不可能であった有機電子デバイスなどへの展開が大いに期待できる.平成29年度は,正四面体型構造を持ち,無極性の有機カチオンとアニオンからなる様々な有機イオン結晶を作製した.それによって,室温でカチオン分子とアニオン分子の変位に由来する強誘電性を示し,高温で相転移して柔粘性結晶となる化合物の開発に成功した.それらの結晶においては,電場印加により結晶の配向および分極方向を三次元的に自由に変更できることが明らかとなった.正四面体構造をもつ無極性の有機カチオンとアニオンからなる様々な有機イオン結晶を作製し,その中に,高温で柔粘性結晶となる強誘電性結晶を発見した.

そして,当初の計画通り,その結晶においては電場印加により分極方向を三次元的に自由に変更できることが明らかとなった.これにより,強誘電体開発の対象となる柔粘性イオン結晶の種類が大幅に増えたため.強誘電体とは,電気双極子が整列してマクロな分極が保持され(自発分極),外部電場を印加することで分極の向きを反転できる物質である.このスイッチ可能な自発分極は,不揮発性メモリーなどに応用可能で,また,焦電性(温度変化で分極の大きさが変化),圧電性(加圧で分極の大きさが変化)を活かした赤外線(熱)センサー,圧電(ピエゾ)素子などの実用例が数多く存在する.近年,分子性結晶からなる強誘電体の開発が盛んに行われているが,分子性結晶を基板上に配向制御して成長させることは極めて困難であり,このことが研究発展において致命的な障害となっていた.本研究では,分子性イオンからなる柔粘性結晶で強誘電性を示す化合物を開発すれば,その結晶が電場印加により配向と強誘電性の分極方向を自由に変更可能であることを示す.この新しいタイプの強誘電結晶は,結晶化時の配向制御は不要であり,また,加圧による伸展性も併せ持つため,従来の強誘電結晶では不可能であったフレキシブルな有機エレクトロニクスデバイスなどへの展開が大いに期待できる.平成30年度は,球状に近い構造を持つ有機カチオンと正四面体型構造を持つアニオンからなる結晶で,高温で柔粘性結晶となり,室温で強誘電性結晶となる化合物を開発した.その結晶の粉末を高温で加圧成形することで,透明な多結晶フィルムやペレットを容易に作製することが出来た.また,それらの多結晶体は室温で強誘電体として機能し,高い圧電性と焦電体としての高い性能を示すことがわかった.今後も引き続き,球状に近い構造を持つ有機カチオンと四面体構造を持つアニオンからなる強誘電性結晶の開発を進める.それにより,より大きな電気的分極を持ち,また,低い電圧でも分極反転可能な強誘電性結晶の開発を目指す.今後も引き続き,高温で柔粘性結晶となることが予想される様々な有機カチオンとアニオンからなる強誘電性結晶の開発を進める.それにより,より大きな電気的分極を持ち,また,低い電圧でも分極反転可能な強誘電性結晶の開発を目指す.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。
看護学研究における倫理審査体制の支援システム開発

看護学の研究は質的研究方法やアクションリサーチなど多様な方法がとられ、研究方法の独自性を十分に理解し、的確に審査できる委員の育成が急務である。近年、日本でも疫学研究における倫理指針、臨床研究に関する倫理指針、看護研究における倫理指針など、研究倫理審査の指標となる指針は明らかにされているが、現実には、看護学研究の倫理審査では多くの課題を抱えていることが明らかになっている。そこでこの研究では、倫理審査に対する現状について倫理審査を受けた側から調査を行い、倫理審査に携わる委員のための教育資源を開発に寄与することを目的としている。2006年に看護学の総合学会で研究を発表した1121名のうち、氏名と所属を手がかりとしてインターネット検索で住所を特定できた965名に調査用紙を配布した。418名(43.3%)から回答が得られ、その内容を分析したところ、64%が倫理審査を受けていた。倫理審査に要する期間が3週間から1ヶ月以上と回答したものが50%みられ、倫理審査委員会の開催頻度が少ないことや、研究実施場所と大学・研究機関と2ヶ所で審査を受ける必要がある場合があることもあいまって、審査に時間がかかっていることが明らかになった。迅速に審査を実施していく体制を整えていくことは、看護研究の発展のためにも重要な課題である。倫理審査の審査員の質についての指摘や審査結果の不公平感を指摘した記述回答もみられ、看護学研究を熟知した審査委員が審査委員会に入ることの必要性も述べられていた。一方、社会学的研究のリスクが過小視されていることが文献で指摘されている。これらの課題に対し、審査者、申請者の両方が活用できる審査の基準やガイドラインを明示すること、納得ができない場合の対応窓口を設けるなどの対策が必要である。そこでこの研究では、最終的には倫理審査に携わる委員のための教育資源を開発することを目的としている。今年度は、米国におけるInstitutional Review Board(施設内倫理審査委員会)で示されている、研究対象の権利を擁護するための標準化された教育訓練のための資源やガイドライン、それに関連する文献の収集、ならびに、英国におけるAction Researchの倫理審査における課題、倫理審査委員の教育体制などについて、Action Researchの専門家ならびに英国の研究倫理審査委員の経験者から情報収集を行ったり資料収集を実施したりした。また、韓国の研究者とのネットワークの中で看護学の研究倫理審査体制についての情報を収集した。日本の現状との大きな違いは、米国・英国では、倫理審査委員には事前に教育が課せられることで、そのことによって審査が適切に円滑に行われていることである。また、その際の教育資源、すなわちビデオ、参考資料、ならびにワークショップの開催など、豊富な資源や機会があることが明らかになった。今後は、これらの収集した資料を統合し、次年度は日本の看護学研究の審査体制の現状にあった教育資源の開発、評価を行う予定である。

そこでこの研究では、倫理審査に対する現状について倫理審査を受けた側から調査を行い、倫理審査に携わる委員のための教育資源を開発に寄与することを目的としている。2006年に看護学の総合学会で研究を発表した1121名のうち、氏名と所属を手がかりとしてインターネット検索で住所を特定できた965名に調査用紙を配布した。418名(43.3%)から回答が得られ、その内容を分析したところ、64%が倫理審査を受けていた。倫理審査に要する期間が3週間から1ヶ月以上と回答したものが50%みられ、倫理審査委員会の開催頻度が少ないことや、研究実施場所と大学・研究機関と2ヶ所で審査を受ける必要がある場合があることもあいまって、審査に時間がかかっていることが明らかになった。迅速に審査を実施していく体制を整えていくことは、看護研究の発展のためにも重要な課題である。倫理審査の審査員の質についての指摘や審査結果の不公平感を指摘した記述回答もみられ、看護学研究を熟知した審査委員が審査委員会に入ることの必要性も述べられていた。一方、社会学的研究のリスクが過小視されていることが文献で指摘されている。これらの課題に対し、審査者、申請者の両方が活用できる審査の基準やガイドラインを明示すること、納得ができない場合の対応窓口を設けるなどの対策が必要である。
医工融合による細胞診と染色体診のためのMEMS開発

細胞診・染色体診のための標本として、また、ゲノム解析・プロテオーム解析の標的として、あるいは、バイオセンサ・微小電気機械系の素子として、伸張懸架された染色体(DNAファイバ)と平面展開された細胞裏打ち(面状膜)は有用である。これら2つを同時に獲得できる技術を確立し、医工学における用途例を示すことが本年度の目標である。まず、単分散処理された細胞(マウス白血病MEL、ヒト肺ガンKJ、ヒト子宮頸ガンHeLa)を進行波により搬送しながら、吸引力により整列して把持できる平板を開発した。つぎに細胞個々の中心へフェムト秒レーザを照射した。細胞内部にキャビテーションが発生して空洞が顕れ、空洞膨張とともに細胞が開裂して板上に押し広げられた。このように得られた面状膜に関して、その表面が、元は細胞の裏打ち側であったことを、アクチニン免染により証明した。さらに、KJ細胞の面状膜について、これまで外部からの走査が困難であった乳癌指標(HERタンパク質細胞内ドメイン)を裏から表へと提示した。並行して、DNAファイバを簡便に得る技術を開発した。複数の凹凸構造を設けた平板上にHeLa染色体の懸濁液を静置し、平板を回転させることで染色体に剪断力を印加した。その結果、染色体は数ミリ長のDNAファイバヘと変形した。DNAファイバは凸部において安定に固定され、凹部においては宙空状態で溶液に露出された。この露出によりFISHプローブに対する受容率が上昇し、染色体中のガンマーカー遺伝子(MycとEGFR)が高効率・高分解能で検出された。さらに、染色体を懸濁する液体として光硬化樹脂を用いることで、DNAファイバをフイルム保存できること(DNAブックの代替)を例証した。今後は、回転展着剪断力とレーザ誘起キャビテーション誘起を統合することにより、遺伝子と膜タンパク質の同時計測を目指す。ガン診断のマーカーには2つある。ひとつは細胞膜に裏打ちされているタンパク質の平面分布であり(例、ErbB2タンパク質)、残りが染色体高次構造内部に埋没されている遺伝子座の一元配列(例、myc部位)である。いずれも閉じた空間内に秘匿されているため外部から直接走査することができず、診断の足枷となっている。そこで本研究では、MEMS技術を駆使して、細胞膜を展開して膜内側構造を提示する技術、そして、染色体DNAを伸張(ファイバー化)して遺伝子を提示する技術の2つを開発する。HeLa(ヒト子宮頸ガン)細胞由来の染色体に剪断力を印加したところ、HeLa染色体がファイバー展開されることを見出した。得られたHeLa染色体ファイバーの長さは2mm(6Mbp)と観察視野外にまで達しており、旧来の風乾ファイバー法に関して報告されている伸張限界の0.2mmを10倍超えていた。これは遺伝子解析の効率を10倍高めたことと同義である。得られたファイバーでFISH解析を行ったところ、HeLaの第7染色体のセントロメア部とEGFR部および両者のギャップ部の3者を高空間分解能で可視化することに成功した。一方、基板上で細胞膜の裏打ち構造を露出させるため、フェムト秒レーザパルスによるMEL(マウス白血病由来)細胞の切開を試みた。本来、細胞は光無吸収性・応力抵抗性であるため膜の切開は困難であるとされてきた。この解決のため、細胞膜で2光子吸収を促進する工夫(蛍光色素を細胞膜に吸着させ、レーザ照射された蛍光色素から生じるラジカルやキャビテーションによる膜の破断)を施したところ、高分解能で部位選択的な細胞膜の切開に成功した。現在、切開された膜片を基板上に固定して膜裏打ちを恒久的に露出し続ける機能をもったマイクロ構造物を作製しているところである。(775字)細胞診・染色体診のための標本として、また、ゲノム解析・プロテオーム解析の標的として、あるいは、バイオセンサ・微小電気機械系の素子として、伸張懸架された染色体(DNAファイバ)と平面展開された細胞裏打ち(面状膜)は有用である。

さらに、染色体を懸濁する液体として光硬化樹脂を用いることで、DNAファイバをフイルム保存できること(DNAブックの代替)を例証した。今後は、回転展着剪断力とレーザ誘起キャビテーション誘起を統合することにより、遺伝子と膜タンパク質の同時計測を目指す。
集中治療看護師の学習支援を目指したコンピテンシーに関する研究

本研究は、集中治療室に勤務する看護師の学習における動機づけと支援内容、習得能力を含む行動内容からコンピテンシーを明らかにし、高い成果を出せるような学習支援を検討し、教育プログラムを企画することを目的としている。平成21年度は、様々な文献より集中治療室の看護師のコンピテンシーの概念枠組みを作成し、それを基に調査用紙を作成した。その後、集中治療室看護師18名ヘパイロットスタディを実施し調査項目を修正した。その結果、調査内容は学習への動機づけにおける1)内的要因5要素(学習ニーズ、学習意欲、学習目標、倫理的ジレンマ、基本的特性)2)外的要因5要素(職場環境、教育支援状況、生活環境、学習環境、基礎教育)3)行動4要素(仕事達成志向、協働対人関係、自己啓発、リーダーシップ)からなる計96項目とした。その後、特定集中治療室の設置基準を満たす全国の施設より80施設を無作為に抽出し研究依頼を行い、研究協力の得られた32施設845名の看護師を対象とし調査用紙を配布した。その結果、421名(回収率49.8%)から回答を得た。平成22年度以降は回収・集計されたデータを基に統計解析し、集中治療室看護師の動機づけと行動の関連を明らかにしていく予定。
外場誘起分子内分子電子移動と柔軟応答構造の連動によるミクロ・マクロ物性の協同的制御

本研究が対象とする「同期変換」は、分子内の自由度に基づいた「分子双安定性」と分子間配置の自由度に基づいた「集合構造変換」を同一の分子系で同時に、かつ協同的に発現する状態変換である。この同期変換の概念を利用すれば、分子の状態を変えうる摂動で集合構造を変えたり、集合構造を変えうる摂動で分子の状態を変えるなどの新奇展開が可能と考えられ、これまで独立的に扱われてきた分子双安定性と集合構造変換を統一的に扱う新しい機能性材料科学を展開できることが期待される。本年度は、既に得られている「分子状態」と「集合状態」とが同期変換を示すCO錯体に対して、同期を発現するからこそ現れる新奇現象の開発に取り組んだ。分子双安定性モジュールとしては、色、磁気状態の変わる原子価互変異性(VT)を用いた。具体的には、COを金属とするVT錯体へ分子修飾することで機能化を図った。まず、分岐したアルキル長鎖によって修飾されたCO錯体においては、結晶化の阻害によりガラス相を示すことが確認された。その結果、液体-ガラス相における非協同的なVT平衡の発現が確認された。一方で、ガラスの非平衡性により、本錯体は結晶化も示す。結晶相においては、結晶-液体と同期したVT変換を示し、この過程は協同的である。従って、協同的、非協同的、2通りの双安定性を示す分子種の創生に初めて成功した。さらに、アルキル長鎖と水素結合部位により修飾された錯体をも創製した。この錯体は、加熱過程で「融解→結晶化→融解」を示す二重融解現象を発現することが分かった。このCO錯体は一度目の融解において、同期的にVTを発現することが確認された。興味深いことに、融解後の結晶化過程においては逆VTを同期的に示し、続く二度目の融解においてはVTを同期的に示した。通常、逆VTは、エントロピーが減少する過程であるため加熱過程では熱力学的には起こりえない。集合構造変換である二重融解現象と分子双安定性であるVTが同期という関係により結びつけられることで、集合構造変換が示す過程を反映し、その情報を転写した分子双安定性が発現したと考えられる。本結果は、集合構造の摂動により、通常熱力学的には発現しえない分子双安定性をも発現可能であることを示すことから、集合構造が応答しうる電場や磁場の印加による分子双安定性の発現など、全く新しい現象への展開に繋がると考えられる。本研究が対象とする「物質の状態変換」は、分子内の自由度に基づいた「分子双安定性」と分子間配置の自由度に基づいた「集合構造変換」を同一の分子系で協同的・同期的に変換し、且つその制御方法を開拓することを目的としている。本年度は、既に得られている「分子状態」と「集積状態」間に同期的な変換を示すCo錯体に対し、配位子部位の修飾を行うことで、同期性の制御に向けた展開を試みた。得られた錯体分子は、「同期的」に分子双安定性と集合構造変換を発現する一方、変換プロセス制御により「非同期的」に分子双安定性のみを変換しうるという特徴をも兼ね備えていることから、同期性の制御に伴う選択的な情報抽出が可能な系であることが明らかとなった。具体的には、Co原子価互変異性錯体へ非対称な分岐を有するアルキル長鎖を導入し、固体液体転移との同期性制御を検討した。分子双安定性である原子価互変異性平衡は、色、スピン、極性の変化を示す。このCo錯体は一度結晶化させると、原子価互変異性と固液転移を「同期的」に発現する。一方、一度液体へ融解すると、213Kという低温度によるガラス化のプロセスを経ない限り液体状態を安定に保持する。従って、室温において安定な液体相の形成が可能であり、また、約320KにT1/2を有する液体相での「非同期的」な原子価互変異性平衡の発現が明らかとなった。この結果は、「極性のスイッチングが可能な液体」の創生を意味することから、液体デバイスな本研究が対象とする「同期変換」は、分子内の自由度に基づいた「分子双安定性」と分子間配置の自由度に基づいた「集合構造変換」を同一の分子系で同時に、かつ協同的に発現する状態変換である。この同期変換の概念を利用すれば、分子の状態を変えうる摂働で集合構造を変えたり、集合構造を変えうる摂動で分子の状態を変えるなどの新奇展開が可能と考えられ、これまで独立的に扱われてきた分子双安定性と集合構造変換を統一的に扱う新しい機能性材料科学を展開できることが期待される。本年度は、既に得られている「分子状態」と「集合状態」とが同期変換を示すCo錯体に対して、同期を発現するからこそ現れる新奇現象の開発に取り組んだ。具体的には、Coを金属とする原子価互変異性錯体ヘアルキル長鎖と水素結合部位を導入することで、加熱過程で「融解→結晶化→融解」を示す二重融解現象を発現する錯体分子を創製した。このCo錯体は一度目の融解において、同期的にVTを発現することが確認された。

集合構造変換である二重融解現象と分子双安定性であるVTが同期という関係により結びつけられることで、集合構造変換が示す過程を反映し、その情報を転写した分子双安定性が発現したと考えられる。本結果は、集合構造の摂動により、通常熱力学的には発現しえない分子双安定性をも発現可能であることを示すことから、集合構造が応答しうる電場や磁場の印加による分子双安定性の発現など、全く新しい現象への展開に繋がると考えられる。本研究が対象とする「同期変換」は、分子内の自由度に基づいた「分子双安定性」と分子間配置の自由度に基づいた「集合構造変換」を同一の分子系で同時に、かつ協同的に発現する状態変換である。この同期変換の概念を利用すれば、分子の状態を変えうる摂動で集合構造を変えたり、集合構造を変えうる摂動で分子の状態を変えるなどの新奇展開が可能と考えられ、これまで独立的に扱われてきた分子双安定性と集合構造変換を統一的に扱う新しい機能性材料科学を展開できることが期待される。本年度は、既に得られている「分子状態」と「集合状態」とが同期変換を示すCO錯体に対して、同期を発現するからこそ現れる新奇現象の開発に取り組んだ。分子双安定性モジュールとしては、色、磁気状態の変わる原子価互変異性(VT)を用いた。具体的には、COを金属とするVT錯体へ分子修飾することで機能化を図った。まず、分岐したアルキル長鎖によって修飾されたCO錯体においては、結晶化の阻害によりガラス相を示すことが確認された。その結果、液体-ガラス相における非協同的なVT平衡の発現が確認された。一方で、ガラスの非平衡性により、本錯体は結晶化も示す。結晶相においては、結晶-液体と同期したVT変換を示し、この過程は協同的である。従って、協同的、非協同的、2通りの双安定性を示す分子種の創生に初めて成功した。さらに、アルキル長鎖と水素結合部位により修飾された錯体をも創製した。この錯体は、加熱過程で「融解→結晶化→融解」を示す二重融解現象を発現することが分かった。このCO錯体は一度目の融解において、同期的にVTを発現することが確認された。興味深いことに、融解後の結晶化過程においては逆VTを同期的に示し、続く二度目の融解においてはVTを同期的に示した。通常、逆VTは、エントロピーが減少する過程であるため加熱過程では熱力学的には起こりえない。
高機能広汎性発達障害児者の間主観性の問題に関わる動的な対人認知過程の実験的検討

一連の研究結果から以下の7点が示唆された。(1) PDDの児童と成人は対人交流における同調性の知覚と産出に困難さがある、(2) PDD成人の対人交流における同調性の知覚と産出は相互に相関する、(3) PDD成人は機械的なリズム産出には問題はない、(4) PDD・非PDDともに児童から成人にかけて対人交流における同調性知覚は発達する、(5)児童から成人の発達経過においてPDDにおける対人交流における同調性知覚は非PDDに比べて遅れる、(6)対人交流における同調性知覚が劣悪になるほど鼻や口への注視数が増え、特に遂行が悪い場合には口への注視数が目元よりも多くなる、(7) PDD幼児における自動模倣機能は定型発達幼児と同程度に機能している。研究初年度である平成21年度の中心的課題であったアイトラッカー2台による閉会路TVコミュニケーションシステムは構築することができ、2台のアイトラッカーの記録タイミングを合わせることも、アイトラッカーを駆動するPCの内部時計を予め合わせておくことで、分析データ上での補正が可能であることが確認された。さらに顔の動きを検出するビデオ分析ソフトのデータも、顔の動きがそれほど大きくない範囲の中では分析可能なデータを得られることが確認された。ビデオ遅延装置をシステムに組み込んだ場合も特に問題は見られなかわた。以上、閉会路TVコミュニケーションシステムの構築は基本的に実現されたが、以下の課題が残された。すなわち正面視で相互の視線が完全に合致する会話状況を再現するためにはアイトラッカーの画面中心にビデオカメラを設置する必要があり、アイトラッカーのモニター上の画像の視認およびアイトラッキングの記録に支障のあることが判明した。このため、超小型CCDカメラの使用あるいは実験パラダイムの修正を検討してきたが、次年度への課題として残されている。以上に加え、前回の基盤研究(B)(平成18年度20年度)で報告した実験2をASDと定型発達の児童を対象に実施した。この実験2は会話の同調性認知という意味で間主観性の認知と関わるものであるため、今回の基盤研究(B)の中で将来的にASDの人たちの間主観性の認知を発達的に検討していくためのデータ取得としての意味も含めて実施した。結果、定型発達児の注視特性に発達的変化が認められたのに対してASD児者には発達的変化がなく定型発達児の注視特性と似通っていることが認められた。児童を対象に実施した実験2の結果は、発達的観点からASDと定型発達の注視特性を検討したときに、その差異点と共通点を見いだしたという意味で、今後のパラダイム検討にもつながる重要な知見であると思われる。今年度の研究成果は、アイトラッカーを組み込んだ閉会路TVコミュニケーションシステムの確立および間主観性を検討する実験パラダイムによるアイトラッカーを使わない実験の実施である。システムについては、超小型カメラをつり下げてアイトラッカーモニターの中央部に位置させることによって自然なeye to eyeの対人交流を実現することができた。このシステムで双方向の対人交流を行った結果、超小型カメラをあまり気にすることなく、関わり合えることが認められた。実験については、高機能広汎性発達障害者19名(HFPDD群)を対象に、対人交流場面における他者の動作に対する同調傾向(長岡、2006)について調べた。HFPDDは、対人相互交渉における表出行動のタイミングの悪さや、コミュニケーションの交互性維持困難が指摘されている(Tantam,1993、Garcia-Perez,2007)。実験事態は実験者と交互に一拍ずつ拍手をする課題で、ランダムに変化する実験者のテンポに合わせるよう教示された。交互の拍手間隔を自己相関分析して同調傾向を評価した。結果、HFPDD群は定型発達群に比べ、有意に相関係数が低く、同調傾向が低かった(p<.01).あわせて、音声のない二者の会話場面動画において実際に会話が成立しているか否かを判断する課題(会話同調判断課題)とメトロノーム音提示後に同じリズムを拍手再生するリズム再生課題を行った(48240bpm)。交互拍手課題と会話同調判断課題の成績は、HFPDD群では正の相関(r=.572,p<.01)が得られ、同調傾向が高い者ほど他者の会話に対する同調傾向の弁別能力も高いことがわかった。一方、リズム課題ではいずれのテンポにおいても両群に差はなかった。今回の結果は、単純な対人的交互活動におけるリズム同調性が他者の会話同調性の認知と何らかの関連性を持っていることを示しており、HFPDDにおけるリズム認知の困難性と対人交流の困難性のつながり(安達・齊藤、2009)を示唆するものである。

今年度の研究では、閉会路TVコミュニケーションシステムでeye to eye対人交流を実現する設定におけるデータの分析において画面注視とカメラ注視をAOI分析では弁別できないことが把握された。そのため両注視の弁別を左右各眼の注視座標データで試みた結果、画面注視時のX座標は左眼く右眼となるが、カメラ注視時には右眼く左眼となることが確認された。しかし安定的な凝視状態で確認されるこの特徴を自由視察で抽出することは難しく課題解決への今後の検討を残した。このため、今年度は間主観性の問題に関わる別のアイトラッカー実験を考案し、ASDの就学前幼児が手遊び模倣状況において「相手にうっかりつられる現象」を確認することでASD児の自動模倣機能を検討した。「トントントン、みみ」と言って耳を触る単純な手遊び動画を耳・鼻・口の3パターン提示し、全16試行中7試行をひっかけ試行として、この場合には「みみ」と言いつつ鼻を触る動画を提示した。課題は言葉で言った身体部位を触ることである。対象者は56歳の幼児で定型発達10名、ASD13名であった。結果、ひっかけ試行中の(1)つられた試行数、(2)正遂行試行数、(3)誤遂行試行数のすべて、および課題遂行時の視線行動について群間の有意差は認められなかった。以上、簡単な手遊び模倣ではASD児も定型発達児同様、相手につられることが認められ、原初的な無意図的な模倣機能(自動模倣機能)は障害されていないことが示された。これは、自閉性障害のミラーニューロン仮説に反する結果である。さらに今年度の研究では、昨年度、自己相関係数分析に基づいて報告した拍手交代課題の同調性の程度が、実際に我々が肉眼で観察した際の同調性判断と一致するのかどうかについて調べた(実験に未参加の定型発達者22名、生活年齢平均20.6歳、AQ値平均16.9点、評価法は4件法)。結果、自己相関分析の際と同様、HFPDD群においてのみ、印象評定による同調性の程度が、会話同調性判断課題の成績と高い相関(r=.896,p<.01)を示した。このことから、自己相関係数による分析の妥当性が確かめられた。
6突極型小型磁気軸受けの実用化に関する研究

本年度では,まず6突極型磁気軸受を組み込んだモータの改良を行った。前年度製作したモータは,モータ永久磁石の不安定力が大きいため,永久磁石を着磁した状態での安定浮上が実現できなかった。そのためモータの永久磁石を小さくしたモータを新たに製作し浮上回転制御を試みた。製作したモータは,磁気軸受と同じステータを用いて製作しているため,低価格で製作することが可能となる。改良型モータでは,永久磁石を着磁した状態での安定浮上に成功し,20,000rpmを超える回転数まで安定した非接触浮上回転を実現した。また回転時の振動振幅は最大で約0.04mmとなり,ロータ回転時においても安定した制御が実現できることを確認した。また磁気軸受での消費電力を押さえるため,コイルでの銅損が最小となる電流で制御を行う最小エネルギ制御を提案し,少ない消費電力での安定浮上に成功した。さらに消費電力を削減するため,永久磁石をステータ内部に組み込んだハイブリッド磁気軸受を開発した。そしてハイブリッド磁気軸受の非線形を補償する制御手法を提案し,解析と実験により提案する制御方法が有効であることを確認した。さらに磁気浮上に用いるための小型センサの開発を行い,新たに厚みの薄い変位センサを提案し,その基本原理について確認した。そして変位検出のための回路を製作しその動作を確認した。しかし磁気軸受に用いるには感度が小さかったため,今後の改良が必要でとなる。本年度は,6突極型磁気軸受の消費電力の低減,および制御システムの簡略化のために,最小エネルギ制御を提案し,実験によりその有効性を示した.最小エネルギ制御は,ステータでの銅損が最小になるようにコイルに流す電流を計算する方法で,この制御方法を用いることで従来の制御方法より最大で約1Wの消費エネルギを削減し,定常状態での消費電力をほぼゼロにすることに成功した.また最小エネルギ制御では,各コイルの動作領域が第1象限のみとなることを利用し,駆動アンプのチャンネル数を6から3に削減することに成功した.またチャンネル数を3とした場合においても,6とした場合と同様の制御性能を持つことを実験により確認した.また有限要素解析ソフトANSYSを用いて,磁気軸受の磁場解析を行い,設計上の軸受力特性と実機の軸受力特性の違いの原因を明らかにした.本研究では,コイルスペースを確保するために,ステータを分割構造としているため,分割したコアとコアの間に隙間が生じ,その影響により軸受力が低下していることが明らかになった.今後,より高精度での加工を実現すると共に,ステータの構造を見直し軸受力の低下しにくい構造を考案する必要がある.さらに変位センサの小型化のため,インダクタンスの変化を利用した小型変位センサを考案し,有限要素解析により,センサ特性の検討を行った.その結果,センサとして十分に利用可能であることが確認できた.現在,実験装置を試作しており,今後,実験によりセンサ特性を検証していく予定である.本年度は,6突極型磁気軸受を組み込んだ小型モータを試作し,浮上と回転制御を試みた。まずモータ永久磁石の着磁を行わない状態で試作器を製作し,浮上のみの制御を行った。その結果,安定した制御を行うことができ,ロータ軸の非接触支持に成功した。次にモータの永久磁石に着磁を行った状態で浮上制御を行ったが,この状態では安定した制御を行うことができなかった。その原因として,ロータ永久磁石が磁気軸受の大きさに対して大きく,永久磁石による不安定力を磁気軸受によって打ち消すことができなかったためと考えられる。現在,永久磁石の大きさを小さくした試作器を制作しており,新しい試作器での非接触浮上回転を目指していく予定である。また磁気軸受の消費電力の低減を目指して,ステータ突極部に永久磁石を組み込んだハイブリッド型磁気軸受を提案し,消費電力の削減に成功した。さらにハイブリッド磁気軸受では軸受力と制御電流の関係が非線形となるため,荷重が大きい状態での制御が困難であったが,軸受力と制御力の関係が線形になるような制御系を考案し,より安定した制御を実現した。さらに小型変位センサの基礎実験を行うため,XYZテーブルを用いた簡単な実験装置を作成し,インダクタンスの測定を行った。その結果,センサターゲットの変位に比例して,インダクタンスが変化し,変位センサとして利用可能であることを確認した。現在,変位検出回路を製作しており,今後,検出回路を用いた実験を行っていく予定である。

そしてハイブリッド磁気軸受の非線形を補償する制御手法を提案し,解析と実験により提案する制御方法が有効であることを確認した。さらに磁気浮上に用いるための小型センサの開発を行い,新たに厚みの薄い変位センサを提案し,その基本原理について確認した。そして変位検出のための回路を製作しその動作を確認した。しかし磁気軸受に用いるには感度が小さかったため,今後の改良が必要でとなる。