hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ナノシートを用いた新奇構造を有する全固体リチウム電池の開発

リチウムイオン伝導性ナノシートを開発し、そのナノシートの積層薄膜が示すイオン伝導特性の詳細を明らかにした。リチウムイオン伝導性ナノシート積層薄膜は面内方向に電解液に比肩する高いイオン伝導性をしめしたが、それを利用するための電極水平配置型リチウムイオン二次電池は機能しなかった。厚さ方向のイオン伝導性を利用する貼り合わせ型全固体リチウムイオン二次電池を形成し、室温において作動させることに成功した。しかし、電極ー電解質界面に生じる大きな抵抗のため十分な容量を発現させるには至らなかった。リチウムイオン伝導性を示すナノシートを電解質とする薄膜型リチウムイオン二次電池の作製を目指した。まずその前段階として、リチウムイオン伝導と比べて伝導パスの形成が容易であると予想されたプロトン伝導性ナノシートを電解質とする薄膜型プロトン二次電池の作製を試みた。プロトン伝導性のナノシート及びプロトンの脱挿入によって充放電するナノシート形状の電極をモデル材料として、構造設計指針の構築を行った。具体的には電極ー電解質ー電極を基板に対して垂直に積層していく垂直スタック型全固体電池と、電極を基板上にパターンで描いてその間を電解質で埋める水平スタック型全固体電池を作製しそれぞれの特性を評価した。その結果垂直型の方が優れた出力を示すことを明らかにした。その知見を元に、垂直スタック型薄膜全固体リチウムイオン二次電池の形成を目指した。電極には固体内に三次元的なイオン伝導パスを持つスピネル型のマンガン酸リチウム(LiMn2O4)及びチタン酸リチウム(Li4Ti5O12)を用いることにした。それぞれの電極材料についてゾルゲル法を用いて厚さ3080nm程度、粗さ6nm程度の薄膜を得た。また、電解液中の評価においてそれぞれが電極として機能することを確認した。それぞれを電極として、それらの間にリチウムイオン伝導性を示すナノシートの分散液を塗工することで薄膜型リチウムイオン二次電池の作製を試みているが、今のところ両電極間の短絡によって電池として機能するセルを得るには至っていない。正負極それぞれの薄膜上にリチウムイオン伝導性ナノシート薄膜を形成した電極ー電解質接合体同士を対向させ接着するという手法で、薄膜型リチウムイオン二次電池の開発に成功した。正極にマンガン酸リチウム(LiMn2O4)薄膜、負極にチタン酸リチウム(Li4Ti5O12)薄膜、電解質にリチウムイオン伝導性ナノシートを用い、正極0.3μm、負極0.2μm、電解質0.5μmの合計1μmの厚さで形成したリチウムイオン二次電池は、1μA/cm2という小さな電流密度での充放電によって2.5V付近で0.60μAhの容量を示した。電圧は理想的な値に近かったが、容量は理想的なものと比べ1/4程度にとどまった。形成したセルには数万Ω程度の大きな内部抵抗が存在し、それが理想的な容量の発現を妨げていた。内部抵抗の成分分離を行った結果、大きな内部抵抗は電極ー電解質界面に起因するものであることを明らかにした。数万Ωという抵抗は、実用化可能なレベルの素子と比較して3桁も大きな値である。この巨大な内部抵抗はナノシート電解質中で予想されるイオン輸送経路を考慮し、幾何的な電極ー電解質界面積に対して、Liの受け渡しである電荷移動反応が起こる実効的な界面がナノシートの端部に限られるなど極端に小さいためであると予想した。現在は電解質であるイオン伝導性ナノシートに対して化学的処理を行うことでナノシート面内の微細構造を変化させることで、通常とは異なるイオン伝導経路を持つナノシートの開発に着手している。昨年度の実施において、正負極それぞれの薄膜上にリチウムイオン伝導性ナノシート薄膜を形成した電極ー電解質接合体同士を対向させ接着するという手法では短絡しない電解質膜は得られなかった。そこで別の電解質成膜法を検討した。電解質ナノシート分散液飛沫をスプレーする手法を検討している際に、水分を含んだナノシート膜の流動性が高いことを見いだした。その知見を昨年度実施していた手法にフィードバックし、手法を洗練することで短絡を起こさない電解質薄膜の形成に成功した。当初はナノシート電解質を利用したバルク型リチウムイオン二次電池の開発を計画していたが、電極ー電解質界面に巨大な抵抗があることから、バルク化のメリットは無いと判断し、開発対象を薄膜型リチウムイオン二次電池に絞ることにした。前年度までに正負極それぞれの薄膜上にリチウムイオン伝導性ナノシート薄膜を形成した電極ー電解質接合体同士を対向させ接着するという手法を洗練し薄膜型リチウムイオン二次電池の形成に成功したが数万Ωの非常に大きな内部抵抗が存在し理想的な性能を発揮できていなかった。

二次元性の高いリチウムイオン伝導性ナノシートは成膜状態で面内方向に電解液に匹敵する高いイオン伝導性を示すことをこれまでに明らかにしており、その異方的なイオン伝導挙動に起因して電極電解質界面に大きな抵抗が生じたと推測した。この内部抵抗をセル構造を変えることによって低減することを試みた。まず、正負極を並べて基板上に配置し、その上に電解質膜を塗工することで、ナノシート電解質が示す面内方向の高いイオン伝導性を生かすような水平配置型セルを形成した。水平配置型セルの評価を行ったところ電池としては機能したが内部抵抗は貼り合わせ型より大きくなった。電極の配置によって実効的な界面が小さくなってしまったものと推測される。次に電解質内でのナノシートの配向を膜面に対して平行配向から垂直配向にすることを狙い、強磁場中での膜形成を行った。形成される膜面に対して平行方向に磁場をかけた場合に、鉛直方向磁場や磁場の無い状態で形成した場合と比べナノシート再積層体の積層方向の結晶性が高くなったが、磁場によってナノシートの配向制御はできず膜面に対して平行配向の薄膜しか得られなかった。リチウムイオン伝導性ナノシートを開発し、そのナノシートの積層薄膜が示すイオン伝導特性の詳細を明らかにした。リチウムイオン伝導性ナノシート積層薄膜は面内方向に電解液に比肩する高いイオン伝導性をしめしたが、それを利用するための電極水平配置型リチウムイオン二次電池は機能しなかった。厚さ方向のイオン伝導性を利用する貼り合わせ型全固体リチウムイオン二次電池を形成し、室温において作動させることに成功した。しかし、電極ー電解質界面に生じる大きな抵抗のため十分な容量を発現させるには至らなかった。プロトン伝導性のナノシートの場合には分散液を二極間に塗工・乾燥することのみで両極を分離して短絡を防ぐ膜になり電解質として機能したが、リチウムイオン伝導性のナノシートにおいては同様の方法では短絡を防ぐような均一な膜を得ることができなかった。そのため薄膜型リチウムイオン二次電池の形成に至っていない。当初の計画では、バルク型のリチウムイオン二次電池の形成を予定していたが、バルク型の電池を形成しても薄膜型で観察された電極電解質界面での巨大な内部抵抗が劇的に低減されることはないと予想される。そのため開発対象を薄膜型リチウムイオン二次電池に絞ることにした。薄膜型で現状では数万Ωの内部抵抗があり、実用化には少なくとも二桁内部抵抗を小さくする必要がある。例えばナノシートサイズを小さくするであるとか、電極薄膜表面の改質などによって内部抵抗の低減が見込まれるが、それぞれは桁で内部抵抗を低減することはないと強く予想される。そこで、イオン輸送のボトルネックになっているであろうと予想される電極電解質界面の実効率を、電解質の改質によって向上させることを目指す。具体的には、ナノシートに化学的処理を行うことでナノサイズの穴をあけて、そこをリチウムイオンが通ることで酸化物ナノシートを貫く方向でのリチウムイオン輸送経路の確立を目指す。このようなイオン伝導性ナノシートを合成することで、ナノシート面内に事実上のナノシート端部が形成され電極電解質界面が桁で大きくなることが期待できる。無機材料化学下記の二点のようにセル形成手法の変更を行い、垂直スタック型薄膜全固体リチウムイオン二次電池の形成を目指す
鉄硫黄クラスター合成を担う多成分コア複合体の作動機構と分子ダイナミズムの構造基盤

本研究では、鉄硫黄クラスター合成に関わるSufCとSufDが安定な二成分の複合体を形成することを初めて見出し、この複合体の立体構造を決定した。複合体の形成により、SufCでは大きな構造変化が起き、ATPの結合/加水分解に適した活性型に変化することを明らかにした。さらに、SufCは複合体中でATP依存的に二量体化することを変異導入と架橋実験により実証した。これらの成果から、鉄硫黄クラスター合成機構の作動モデルを提唱した。本研究の目的であるSUFマシナリーの多成分複合体によるFe-Sクラスター合成機構および機能調節機構の解明に向けて、平成21年度は以下の項目を実施した。1.多成分複合体(SufC-SufD複合体)のX線結晶構造解析と機能解析大腸菌に由来するSufC-SufD複合体の結晶構造の決定に成功した。この構造に基づき複合体中のSufCに様々な変異を導入して、構造変化の有無をクロスリンク法により調べたところ、この複合体中のSufCはATP依存的にダイマーを形成することがわかった。このダイマー形成により、SufC-SufD複合体には大きな構造変化が起きることが強く示唆された。2.多成分複合体(SufB-SufC-SufD複合体)の機能解析ISCマシナリーの中核成分であるIscSおよびIscUを大腸菌内で共発現させ、これらの二成分が複合体を形成することを明らかにし、相互作用様式について推定した。本研究の目的である多成分複合体によるFe-Sクラスター合成機構および機能調節機構の解明に向けて、平成22年度は以下の項目を実施した。前年度までに、Fe-Sクラスター合成に関わるタンパク質複合体(SufB-SufC-SufD複合体)に形成されるFe-Sクラスター中間体を捕捉に成功した。今年度は、この複合体にさらにフラビン(FAD)が結合した状態の捕捉・精製を試みた結果、嫌気条件(無酸素条件)かつ光還元条件下で、SufB-SufC-SufD複合体はFADと結合することを確認した。2.Fe-Sクラスター合成における電子供与体fdxの発現・精製前年度に同定したIscS-IscU複合体には、Fe-Sクラスターをもつ電子供与体フェレドキシン(fdx)が結合することを予想している。そこで、大腸菌におけるfdx発現とその精製を試み、高純度のfdxを得た。3.多成分複合体のX線結晶構造解析
在日外国人の母親の子どもに対する健康観に関する研究

日本に在住する外国人の母親は、日本とは異なる文化環境で育ち言語障壁もあることから子どもに対する健康行動がとりにくいと考える。本研究では、日本に在住する外国人の母親の健康行動とその関連要因を明らかにすることを目的とした。健康行動は、「日常的予防行動」「身近な人への相談」「定期的な予防接種と健康診査」「子どもの健康に関する情報の獲得」「子どもの病気への対応」で、「子どもの健康に関する情報の獲得」に対するニーズが最も高かった。また、子育てサークルの参加、日本と母国のヘルスケアシステムの違いの認識、日本での生活への慣れが健康行動全体に関連していた。子どもの健康は、母親が知覚している健康や大人の子どもに対する健康観により影響を受ける。日本とは異なる環境、文化に生まれ育ち日本に住む外国人の母親の子どもに対する健康観はユニークかつ多様であると推測される。そこで、1)在日外国人の母親の子どもに対する健康観を明らかにし、2)それらに関連する因子を探索し、3)健康行動につながる効果的な支援の示唆を得ることを目的とした。今年度は、文献検討およびインタビュー調査(FGI:フォーカスグループインタビュー)を実施した。文献検討の結果から、母親の子どもに対する健康観は、子どもの健康状況を母親が知覚し、子どもへの健康行動の実践を判断する過程に存在し、子どもの健康状況と子どもへの健康行動の双方に関連していていることが明らかとなった。この結果をもとに、母親が捉えている子どもの健康と母親の子どもへの健康行動について、具体的な内容を明らかにするFGIの質問項目を作成した。FGIの対象者は、就学前の子どもをもつ外国人の母親で、在日外国人共に活動するグループに研究協力を依頼した。異なるグループで80から100分程度のFGIを3回実施した。FGIの内容はICレコーダーに録音し逐語録を作成した。FGIの結果、在日外国人の母親は、熱がない等身体的健康だけでなく、食事が摂れる、機嫌が良い、たくさん遊ぶ、友達と仲良くできる等様々な側面から子どもの健康を捉えていた。また、子どもへの健康行動には、予防行動、家庭での病気やけがへの対応、医療機関(健診も含む)への受診があり、そのためには必要な情報を的確に収集する必要性があることが明らかとなった。在日外国人の母親は母国および日本の双方から情報を収集し、それらを統合して子どもの健康行動を実践していると考えられる。次年度は、FGIの追加実施、インタビュー調査結果の分析、質問紙調査票の作成および実施を行う計画である。【緒言】母親のとる子どもに対する健康行動は、子どもの健康を大きく左右する。外国人である母親は、日本とは異なる母国での生活習慣や宗教をもつことから、ヘルスケアへ適切にアクセスし子どもの健康を守ることが難しい状況にあると考える。【目的】日本に在住する母親の子どもに対する健康行動とそれらに関連する要因を明らかにし、効果的な支援の示唆を得る。【方法】平成26年2月6月に、外国人を対象とした子育て支援グループに所属する就学前の子どもをもつ外国人の母親を対象に、フォーカスグループインタビュー(FGI)を実施した。その後、平成27年2月4月にFGIの結果により独自に作成した質問紙を用いて、無記名自記式質問紙調査を実施した。質問紙調査の対象者は、外国籍の子どものが多く在住する上位30の市区町村にある日本語教室に所属する就学前の子どもをもつ外国人の母親とした。【結果】250部(有効回答51.9%)を分析した。因子分析により、日本に在住する外国人の母親がとる子どもに対する健康行動は、「日常生活上の予防行動」「身近な人への相談」「予防接種と健診の受診」「積極的な情報の獲得」「家庭での病気への対応」の5つの要素で構成されていた。母親のCVS(Child Vulnerability Scale)のカットオフポイントの10ポイントを超える母親は64人(25.6%)だった。保育園等の利用群と、日本と母国のヘルスシステムの類似群は「積極的な情報の獲得」、予防接種や健診の理解低値群は「予防接種や健診の受診」の健康行動が有意に低い結果であった。【考察】日本に在住し幼い子どもをもつ外国人の母親は、先行研究結果に比べCVS高値群の割合が高く、母親が子どもの健康を適切にとらえていない可能性が明らかとなった。母親の日本での生活状況と母国と日本との類似性や母親の有する知識と健康行動との関連が示唆された。日本に在住する外国人の母親の多くは、日本とは異なる文化や環境に育ち、日本語によるコミュニケーション能力が十分ではないため、その子どもたちはヘルスケアへのアクセスが困難なvulnerableな集団である。本研究は、日本に在住する外国人の母親の子どもに対する健康行動とそれに関連する要因を明らかにすることを目的とした。インタビュー調査およびその結果に基づくアンケート調査を実施した。対象者は、日本の小学校就学前の子どもと日本に暮らす外国人の母親とした。インタビュー調査にはフォーカスグループインタビュー(FGI)を用いた。母親は、子どもの健康を知覚しながら健康に関する情報の獲得や予防を行っており、必要に応じて受診の決定や医療機関の選択、家庭で病気に対応していた。また、子どもの状態、母国の文化習慣、日本の文化習慣、家族、母親の健康観、日本のヘルスシステム、仲間、母親自身の健康、医療機関・医療者、インターネットの利用、日本での生活への慣れ、日本語の理解が母親の健康行動に関連する要因として抽出された。

アンケート調査は、FGIの結果から独自に作成し母親の健康観の測定にはCVS(Child Vulnerability Scale)を用いた。238部を回収し(回収率55.6%)分析した。母親の健康健康行動のうち、「子どもの健康に関する情報の獲得」の得点が低いことが明らかとなり、外国人の母親のニーズの高さが示唆された。また、「子育てサークルの利用」「母国と日本のヘルスケアシステムの違いの認識」「日本での生活の慣れ」が、母親の子どもに対する健康行動に有意に関連しいたが、「母親の日本語能力」の関連は認めなかった。このことから、外国人に対する日本語学習支援は不可欠であるが、加えてソーシャルキャピタルを醸成することでよりよい健康行動に繋がることが示唆された。日本に在住する外国人の母親は、日本とは異なる文化環境で育ち言語障壁もあることから子どもに対する健康行動がとりにくいと考える。本研究では、日本に在住する外国人の母親の健康行動とその関連要因を明らかにすることを目的とした。健康行動は、「日常的予防行動」「身近な人への相談」「定期的な予防接種と健康診査」「子どもの健康に関する情報の獲得」「子どもの病気への対応」で、「子どもの健康に関する情報の獲得」に対するニーズが最も高かった。また、子育てサークルの参加、日本と母国のヘルスケアシステムの違いの認識、日本での生活への慣れが健康行動全体に関連していた。本研究は、平成25年度から2年間の計画で実施したが、初年度、インタビュー調査開始までに時間がかかり、インタビュー調査を2年目にも実施することとなった。そのため、本来、今年度調査予定であった質問紙調査の開始が遅れ、研究全体の進行はやや遅れ気味となっている。しかし、質問紙作成、実施は滞りなく進めることができ、質問紙回収率も50%程度と良好であり、今年度内に質問紙調査結果の分析までをほぼ終了することができたことから、おおむね計画通りに進んでいると考える。国際看護学研究の目的はほぼ達成することができていると考える。日本に在住し幼い子どもをもつ母親の健康行動に関連する要因として母親の子どもに対する健康観について、新たな知見を見出すことができた。本研究では、健康観を健康行動に影響する要因として捉えたが、今後は、明らかとなったこれら要因間の関係を丁寧に分析し、研究を発展させる予定である。ハード面だけでなくソフト面への働きかけを行うことが、日本に暮らす外国人の子どもたちの適切なヘルスケアへのアクセスのための効果的な支援方策を導く鍵となると考えている。健康行動に関連する要因間の分析といった本研究の発展は、アトラクティブな介入につながることが期待できる。また、今後も本研究から得られた示唆を広く公開していく予定である。今年度は、文献検討、インタビュー調査準備(ヒアリング、調査フィールド検討と選定、インタビューガイド作成)、倫理審査申請、フォーカスグループインタビュー(FGI)実施を予定していた。しかし、調査開始が遅くなり予定したインタビュー調査および全ての結果の分析を終了することができなかった。また、結果の公表にも至らなかった。本研究は、平成25年度から2年間の計画で実施した。
高品質・低抵抗SiC結晶の実現

SiCは次世代パワーデバイス用材料として期待されている。パワーデバイスの低損失化においては、半導体材料の低抵抗化は不可欠であり、ドーピング濃度を高くする必要がある。SiCでは窒素やアルミニウムをドーパントとして用いるが、ドーピング濃度を高くすると積層欠陥が導入されてしまう.本研究では、高品質結晶成長として有用な溶液成長法において、ドーパント濃度の制御法を確立しつつ、積層欠陥抑制の条件取得を行った。その結果、ドーピング濃度の閾値を明らかにし、さらには、ドーパント取り込みメカニズムも明らかにした。本研究では、昇華再結晶法の代替製法の一つである溶液法によるSiC単結晶成長法を研究対象とし、溶液法におけるn型伝導型制御に関する研究を行った。これまで、溶液法では、伝導型制御に関する系統的な研究はほとんど行われておらず、ドーパント量の精密制御技術が未確立であった。そこで、結晶成長条件とドーピング量との関係調査からSiC結晶へのドーピング挙動を、さらに結晶性との関係性を明らかにすることを目的としている。n型ドーパントには、窒素およびリンを用いた。窒素ドーピング実験では、雰囲気中の窒素分圧を変えることで高窒素ドープ結晶を育成できることが分かった。SiC結晶中の窒素ドープ量がある一定量を超えると、結晶内に高密度の積層欠陥が発生したため、窒素量は、それ以下に制限する必要があることが分かった。積層欠陥フリーの窒素ドープSiC結晶の最小の電気抵抗値は、約10 15 mΩcmであり、結晶性は良好であった。また、溶液法でリンのドーピングに世界で初めて成功した。リン源としてインジウムリン(InP)を用いた。SiC結晶中にドープされたリン量は窒素の場合に比べると2桁少なかった。SiC結晶へのドープ量が少ないのは、リンは蒸気圧が高いので成長表面においてリン濃度を高めることが困難であるためと考えられた。現時点では、溶液法によるリンの高濃度ドーピングは、極めて難しく、他のSiC結晶成長手法と同様に、n型低抵抗結晶用のドーパントには窒素が最適であると結論付けられた。SiC単結晶ウエハーは、昇華再結晶法によって、すでに製造・販売がなされているが、結晶品質および製造効率の両面において問題を抱えている。そのため飛躍的な品質・生産性向上への期待から、昇華再結晶法以外のSiC単結晶の成長方法の開発も取り組まれている。本研究では、昇華再結晶法の代替製法の一つである溶液法によるSiC単結晶成長法を研究対象とする。本年度は、特にn型ドーピングと高結晶性の両立について、検討を行なった。その結果、以下の成果を得た。液相中の炭素および窒素濃度を独立して変動させることが難しく、溶液中の炭素溶解度を任意に増加させることが出来ないため,サイトコンペティション効果を利用した低窒素ドープ結晶を得ることは難しいことがわかった。一方で、SiC結晶への窒素ドープ量は雰囲気中の窒素分圧を変えることで制御できることがわかった。さらに、窒素量が,1.0 ×10^19 atoms cm-3を超える高濃度ドーピングは容易であり、最も窒素がドープされた結晶は,1.1 ×10^20 atoms cm^-3であった.但し,積層欠陥生成を抑制するために,結晶中の窒素量は,3.0 ×10^19 atoms cm^-3以下に制限する必要があることがわかった。また、トポグラフィーやTEMによる評価を行なったところ、ノンドープとほぼ同様の欠陥低減メカニズムが生じており、高品質結晶が得られていることもわかった。パワーデバイスの低損失化においては、半導体材料の低抵抗化は不可欠であり、そのためにはドーピング濃度を高くする必要がある。SiCにおいてはn型ではNをドーパントとして用いるが、Nのドーピング濃度を高くしていくと、積層欠陥が導入されてしまうことがわかっている。また積層欠陥はパワーデバイスの性能を著しく劣化させる。つまり、積層欠陥の導入を抑制しながら高いドーピング濃度を実現する技術開発が必要となっている。積層欠陥の形成メカニズムは2段階で考える必要がある。一つは、積層欠陥の起源がどのように形成されるか(起源は何か?)、もう一つは、それがどのように拡張していくか、である。積層欠陥の起源には、基板結晶加工時導入される表面近傍におけるダメージ層や、結晶中に存在する転位である。特に、転位に関しては、我々はこれまでに溶液成長法を用いることで、転位密度が著しく低い、超高品質結晶成長を実現している。つまり、溶液成長をもちいることで、積層欠陥の起源を減らすことができる。また、後者の拡張過程については、不純物元素の周りに生じる歪み場や、積層欠陥の導入によって局所的にバンド構造が変化することで、電子の全エネルギーが減少することによるものの二つが考えられている。これらは、局所的な歪みや構造変化を抑制するための新たなドーピング技術が必要となる。本研究では、本年度、溶液成長法により超高品質結晶を実現し、さらにNのドーピングも行った。また、その際に形成される積層欠陥密度の測定も行った。その結果、積層欠陥密度が増加し始めるN濃度は他の手法とあまり変化がないことがわかった。また、新たなドーピング手法として、第三元素の影響に関しても調べた。本年度は、まだ第三元素の同時ドーピングした試料作製でとどまっているので、次年度さらに詳細を調べる。■n型半導体とp型半導体の実現:NドーピングおよびAlドーピングの技術そのものは既に確立し、特にAlドーピングでは他の結晶成長手法では実現し得ないドーピング密度を実現している。■超高品質結晶成長技術の確立:

溶液成長における条件を最適化することで、積層欠陥の原因となり得る転位の密度を、極めて低い値にすることには成功している。これらの転位が原因であれば、転位密度の減少と積層欠陥の減少は相関があるはずであるが、その取得までは至っていない。■成長過程におけるドーパント分布の解明:溶液成長過程においては、必ずしもドーピングが一様には生じず、空間分布ができてしまう。本年度までに、これらの空間分布に成長表面のモフォロジーが大きく影響することを明らかにし、均一ドーピングのための指針も得ている。■第三元素の添加による積層欠陥抑制効果の検証:本研究ではドーパント元素周りの歪みや、バンド構造制御において、第三元素の同時ドーピングが重要と考えている。現在、約20種類の第三元素の同時ドーピングを試しており、試料はできつつあるので、今後積層欠陥の観点より、評価する必要がある。■TEMによる評価技術の確立:積層欠陥の拡張は当然ながら結晶成長過程で起こる。そのため、高温環境でのTEM観察手法を確立し、観察を行った。SiCは次世代パワーデバイス用材料として期待されている。パワーデバイスの低損失化においては、半導体材料の低抵抗化は不可欠であり、そのためには、ドーピング濃度を高くする必要がある。SiCにおいては、n型ではNをどーパントとして用いるが、Nのドーピング濃度を高くしていくと、積層欠陥が導入されてしまうことがわかっている。また、積層欠陥はパワーデバイスの性能を著しく劣化させる。つまり、積層欠陥の導入を抑制しながら、高いドーピング濃度を実現する技術開発が必要となっている。積層欠陥の形成メカニズムは2段階で考える必要がある。一つは積層欠陥の起源がどのように形成されるか、もう一つは、それがどのように拡張していくか、である。積層欠陥の起源には基板結晶加工時に導入される表面近傍におけるダメージ層や、結晶中に存在する転位である。特に転位に関しては、我々はこれまでに溶液成長法を用いることで、転位密度が著しく低い、超高品質結晶成長を実現している。また、後者の拡張過程に関しては、不純物元素の周りに生じるひずみ場や積層欠陥の導入によって局所的にバンド構造が変化することで、電子の全エネルギーが減少することによるものの二つが考えられている。このなかで、特に本年度は以下のことを明らかにした。積層欠陥の起源に関する研究としては、トポグラフィー法を発展させることで、基板表面近傍の歪みを評価する手法を確立し、実際に調査した。また、さまざまな不純物をSiCに導入し、それらが結晶性に与える影響を調べた。また、積層欠陥の拡張に減少については、トポグラフィーのその場測定により、積層欠陥の拡張は主に、熱によって転位の運動が促進されることによることを明らかにした。また、Nの取り込み過程を明らかにし、積層欠陥密度との相関をしらべた。
新しいケインズ経済学と日本経済への応用

本研究の目的は、最近のマクロ経済学の成果をベースに、日本経済のマクロ的変動を捉え直そうとすることにある。最近のマクロ経済学は、「価格の硬直性」を前提とした伝統的なケインズ経済学を離れて、価格の自由な変動の下でのマクロ現象を取り扱っている。90年代に入ってからの日本経済は、株価、地価などの急落に加えて為替レートが激しく変動するなど、まさに価格の過剰な変動下で、設備投資の大幅な減少や不完全雇用の問題がおきている。研究代表者の宮川は、こうした問題意識の下で、まず近年の設備投資の大幅な変動に着目し、ケインズ以来の投資理論とその実証研究についてサーベイを行なった。この設備投資に関するサーベイを踏まえて、ある産業での設備投資変動が、他産業に波及し、設備投資変動を増幅させるプロセスを実証した。加えて近年の設備投資の問題で無視できない現象は、海外直接投資の増加である。研究分担者の深尾は、日本の製造業が、直接投資先国を決める要因を検証した。それによれば、労働コストの上昇は、直接投資に対してマイナスとなり、カントリー・リスクは投資先決定の重要な要因となっていることがわかった。研究分担者の福田は、こうした日本企業の積極的な海外進出にもかかわらず、何故日本の通貨が国際的に使用されないかを分析した。また株価、地価の大幅な下落に伴い、わが国の金融市場も変化を迫られている。こうした状況で浅子は、金利先物価格が金融政策の変更を読み込んで変化しているか否かを検討し、宮川は、金融部門でのショックが生産などの実体経済にどのような影響を及ぼすかを時系列分析を利用して実証した。最近のマクロ経済学は、「価格の硬直性」を前提とした伝統的なケインズ経済学を離れて、価格の自由な変動の下でマクロ現象を取り扱っている。90年代に入ってからの日本経済は、株価、地価などが急落し、まさに価格の過剰な変動下で、設備投資の大幅な減少や不完全雇用の問題がおきている。研究代表者の宮川は、こうした問題意識の下で、まず近年の設備投資の大幅な変動に着目し、ケインズ以来の投資理論とその実証研究について調べた。この設備投資に関するサーベイでは、従来の伝統的なケインズ型投資理論の説明力が低下していること、わが国の設備投資の場合は、為替レートや地価の変動が大きく影響していることを指摘している。研究分担者の浅子は、こうした問題意識から地価が設備投資行動にどのような影響を与えるかについての実証分析を進めている。研究分担者の深尾は、電気産業における海外生産がどれだけ輸出を代替しているかを実証的に検討した。この研究において、深尾は欧州においては海外生産と輸出は代替的だが、アジアにおいては補完的であるとの結果を得ている。また株価、地価の大幅な下落は、わが国の金融システムを大きく傷つけている。宮川及び浅子は、こうした金融システムの変化がマクロ経済にどのような影響を及ぼすかについて、モラル・ハザードやアドバース・セレクションなど近年のゲーム論から導かれる成果を銀行行動に適用してマクロ経済の変動を理解する研究をおこなっており、来年度にはその成果が報告できる予定である。90年代に入ってからの日本経済は、株価、地価などの急落に加えて為替ルートが激しく変動するなど、まさに価格の過剰な変動下で、設備投資の大幅な減少や不完全雇用の問題がおきている。

研究代表者の宮川は、こうした問題意識の下で、まず近年の設備投資の大幅な変動に着目し、ケインズ以来の投資理論とその実証研究についてサーベイを行なった。この設備投資に関するサーベイを踏まえて、ある産業での設備投資変動が、他産業に波及し、設備投資変動を増幅させるプロセスを実証した。加えて近年の設備投資の問題で無視できない現象は、海外直接投資の増加である。研究分担者の深尾は、日本の製造業が、直接投資先国を決める要因を検証した。それによれば、労働コストの上昇は、直接投資に対してマイナスとなり、カントリー・リスクは投資先決定の重要な要因となっていることがわかった。研究分担者の福田は、こうした日本企業の積極的な海外進出にもかかわらず、何故日本人の通貨が国際的に使用されないかを分析した。また株価、地価の大幅な下落に伴い、わが国の金融市場も変化を迫られている。こうした状況で浅子は、金利先物価格が金融政策の変更を読み込んで変化しているか否かを検討し、宮川は、金融部門でのショックが生産などの実体経済にどのような影響を及ぼすかを時系列分析を利用して実証した。
坑井掘削音を利用したインテリジェント光ファイバLWDシステムの開発

光ファイバ内部に作成したファイバブラックグレーティング(FBG)をセンサとして利用する多機能LWDシステムの開発を目的とし,掘削時にビットから発生する弾性波を音源として,地層内音波速度を計測するシステムを開発し,試験井内で性能を評価した。一本の光ファイバから,地層内音波速度,地層内圧力,地層内温度,泥水温度,泥水圧力,掘削システムの振動を検出可能なインテリジェントLWD計測器について検討した。本研究は,光ファイバに作成したFBGをセンサとして利用し,多機能LWDシステムを開発することを目的として実施している。平成18年度の成果は以下の通り。(a)光/電子回路および信号処理部の開発(浅沼:新妻)-広帯域位相シフト干渉計および光・電気変換回路の設計と試作:申請者らが製作・使用してきた位相シフト干渉計,光/電気変換回路の原理に基づき,新たに100kHz程度までの帯域を有する干渉計,回路を設計・試作し,FBGセンサを接続して性能を評価した。-遅延時間推定法の検討:一般化相互相関関数の原理に基づく遅延時間推定を検討し,シミュレーション,および,実データの解析により,最適な解析方法およびパラメータを決定した。(b)センシング部の開発(浅沼)-坑壁へのセンサ接触法の検討:FBGセンサあるいはハイドロフォンを坑壁へ接触させ,地層内を伝搬する弾性波を効率よく検出するための機構を検討した。ここではセンサを埋め込んだメタルパッドをアーム機構を介して坑井へ接触させる方法と,板ばねにセンサを埋め込む方法について実験的に検討した。-掘削システムとセンシング部の音響的分離方法の検討:センシング部と掘削システム間のリンク部にダンピング機能を持たせ,掘削システムの振動の伝搬を抑圧する方法について検討した。(c)システム性能の実験的評価(浅沼,新妻)-ハイドロフォンを用いた室内実験用弾性波速度計測システムの設計・試作:センサとしてハイドロフォンを使用した実験システムを設計・試作した。-打撃音,模擬掘削音を使用したテスト:上記の実験システムを設置した岩石試験片に打撃音,あるいは,ドリルによる振動を印加し信号を取得し,本システムの感度,周波数特性,ダンピング効果等を評価した。(a)光/電子回路および信号処理部の開発(浅沼:新妻)-波長可変レーザおよび高速光スイッチを使用して波長領域での多重化により複数のFBGセンサからの反射光を1本のファイバにより伝送する方法を検討した。-地層内弾性波速度検出用の2つのFGBセンサ,および掘削システムに組み込んだ1つのFBGセンサで取得した信号の雑音成分を低減する方法を検討した。-雑音成分が混入し,さらに多くの情報が重畳した場合のシステム行列の解法を検討した。-多重化伝送された信号の復元,システム行列による多物理量の分離を自動的に行うアルゴリズムを検討した。(b)センシング部の開発(浅沼)-グレーティングの構造を検討し,狭帯域・高感度のFBGセンサを製作する方法を検討した。-FBGセンサを金属チューブ内に挿入し,FBGセンサの感度を変化させる方法を検討した。また,センサ表面をポリミド樹脂でコーティングする方法についても実験的に検討した。(c)システム性能の実験的評価(浅沼,新妻)-平成18年度に製作したプロトタイプについて,センサ部をFBGセンサに置き換えた。このための光ファイバの配線方法等を検討し,必要な部分についてシステムを再製作した。-直径100mm,深さ30m程度の坑井内で使用可能なシステムを設計・製作した。学内のテスト用坑井に本システムを降下させ,モータにより生じた模擬掘削音を音源とし,実用性能の評価を行った。(a)光/電子回路および信号処理部の開発(浅沼,新妻)-波長領域での多重化により複数のFBGセンサからの反射光を1本のファイバにより伝送・分離するシステムを製作した。-地層内弾性波速度検出用の2つのFGBセンサ,および掘削システムに組み込んだ1つのFBGセンサで取得した信号に「時間-周波数コヒーレンスフィルタリング処理」を施すことにより雑音成分を低減するための信号処理法を検討した。-雑音成分が混入し,さらに多くの情報が重畳した場合のシステム行列の解法を検討し,限られた数のFBGセンサから推定可能な未知数の数,分離された信号に対するFBGセンサの感度の影響,雑音成分の影響を検討した。-坑井内でリアルタイムに全ての処理を行うためのアルゴリズムを検討した。(b)センシング部の開発(浅沼)-狭帯域・高感度のFBGセンサを試作し,特性を評価した。-システム行列計測に適したコーティングFBGセンサをについて実験的に検討した。(c)システム性能の実験的評価(浅沼,新妻)-平成19年度に製作したプロトタイプについて,打撃音,模擬掘削音を使用して本システムの性能評価を行なった。-直径100mm,深さ30m程度の坑井内で使用可能なシステムを設計・製作する。学内のテスト用坑井に本システムを降下させ,モータにより生じた模擬掘削音を音源とし,実用性能の評価を行なった。

(d)総括(浅沼,新妻)-FBGセンサによる掘削時地層内弾性波速度計測システムの具体的構成,運用法,性能について検討した。-FBGセンサを用いたインテリジェントLWDシステムの原理を提示した。また,弾性波速度,圧力,温度の同時計測システムについてシステム構成,信号取得/回復方法,予想される性能,実用化へ向けた研究課題とそれに対するアプローチ方法を具体的に検討した。
合成開口レーダを用いた沿岸風況統計値の信頼性向上

本研究は洋上風力発電の基礎情報となる既存の洋上風況マップの沿岸域の精度向上を目的として,人工衛星搭載合成開口レーダ(SAR)を利用した海上風推定の信頼性を検証する.具体的には,複数海域を対象とした精度検証を行い,最終的には日本の沿岸10km以内の風況統計値のマップ作成を行う.現状の洋上風況マップの沿岸域は数値気象モデルによるシミュレーションを基に作成されているが,本研究ではSARによる推定風から風況統計値を求め,風車ハブ高度の風速精度を従来よりも高めることを目標とする.この成果はNeoWinsの更新に向けた提案の根拠となる.本研究は洋上風力発電の基礎情報となる既存の洋上風況マップの沿岸域の精度向上を目的として,人工衛星搭載合成開口レーダ(SAR)を利用した海上風推定の信頼性を検証する.具体的には,複数海域を対象とした精度検証を行い,最終的には日本の沿岸10km以内の風況統計値のマップ作成を行う.現状の洋上風況マップの沿岸域は数値気象モデルによるシミュレーションを基に作成されているが,本研究ではSARによる推定風から風況統計値を求め,風車ハブ高度の風速精度を従来よりも高めることを目標とする.この成果はNeoWinsの更新に向けた提案の根拠となる.
兼業農業の諸相と農業生産組織の存立

現在の日本農業において、兼業化はもとより脱農化が急速に進行しつつある。今や専業農家の存在は、農村とよばれる地域でもきわめてめずらしくなってきた。こうした中で、各種の農業生産組織が各地に誕生している。組織を媒介しながらあえて農業に志向する農民は、具体的にどのような形態で経営を行なっているのか。その中に占める農民の意識の比重はどのようなものか。それらの組織の展開過程の中には、今後の日本の農業形態を示すいくつかの要因がみられると思われる。このことを次の三つの農業生産組織を対象に解明をこころみた。◎愛知県安城市高棚営農組合昭和4546年に発足した11人(現在9人)から成る完全協業組織である。兼業化の最もすすんだ地域に立地しており、安い地代と集落全体の支持のもときわめて順調な発展をとげ、安定した協業経営を維持している。今後もその状態は当分つづくとみこまれる。しかし、組織の安定にたよるあまり、組織の革新が欠落しつつあり、この点が当組合の最大の課題である。◎岐阜県瑞浪市大湫機械化営農組合昭和50年に、それまでサラリーマンだった3人の青年たちが、いわばUターンしてつくりあげた協業組合である。当地のサラリーマン以上の年収の実現のため経営努力をおしまない。冬場に新しい作目をふやすなど創意工夫によってその目標を実現しつつある。◎宮城県鹿島台町山船越水稲・養鶏組合昭和40年に発足したこの組合は、家族労働力を家族役割にしたがって2つの組合にわりあてる方式をとっている。この方式が養鶏業の不振のためゆらいでおり、解決策が見当らない。62年度においては,下記の三地域の三つの生産組織について,兼業化の進展の具体相を把握することに努めた.三つの生産組織とは(1)愛知県安城市の高棚営農組合,(2)岐阜県瑞浪市の大鍬機械化営農組合,(3)宮城県鹿島台町の山船越水稲・養鶏組合である.これらの生産組織は,その地域の社会・経済的条件を反映し,おのおの異なる組織上の問題や課題をもっている.地域や組織が異なれば,そこにみられる兼業代の具体相も,それに対応する生産組織の形態や課題も異なってくるのである.その比較対照は,日本農業の現状の一面を如実に現わしているといえる.そこで,具体的には以下のような調査研究を行なった・(1)予備調査...対象地の社会・経済的構造に関する基礎的資料及び農業生産に関する基礎的データを関係諸機関より収集するとともに当該生産組織の形成・展開に関する基礎的資料を入手した.(2)本調査I(就業構造・農業経営調査)...基礎調査票および各種資料を用いて関係農家の就業構造の変化と農業経営の変化の二点を中心に,兼業化の具体相をとらえた.以上の調査から以下の諸点が確認された.(1)三つの生産組織に共通にいえることは,生産組織の存在が当該地域の個別農家の農業経営の縮小・解体を促進しているということである.(2)生産組織間の分解が進行しつつある.安城市の例では,同市内の26の生産組織のうち,状況への適応に失敗した組織は,縮小・解体の途をよぎなくされており,対応に成功した組織は規模拡大に成功している.(3)同一生産組織内部での分解が進行している.同一組織内においても,後継者の有無や面積拡大実績状況,その他組織に固有の問題によって分解が進行中である.

たとえば宮城県の山船越水稲・養鶏組合においてはこの20年間に16戸中5戸の組合農家の離脱を生み出しており,今後もこの傾向は続く見込みである.前年度の調査の成果をふまえて、今年度は下記の3つの営農組合について主として意識調査を行なった。・愛知県安城市高棚営農組合・岐阜県瑞浪市大湫機械化営農組合・宮城県鹿島台町山船越水稲養鶏組合各組合員の現状認識と将来への展望を作り出す要因はどのようなものであるか。それは第1に当該組織の経営の現状にある。第2に、各組合員のこれまでの生活史と深くかかわっている、第3に、同一地域で生活している他者とりわけ兼業農家の生活水準との比較という要素があげられる。この三つの要因は、対象地ごとに異なっており、それゆえ三者の単純な所得比較で三者の安定度や将来性を占うことはできない。この中で、第三の要因は、意識の構成においてかなりの比重を占めている。3つの組合は収入や労働条件にそれぞれかなりの差はあるものの、当該地域の他の人々との収入や労働条件において大きく劣位であることはないばかりか、かなり優位であることが判明し、そのことが3組合の安定の最大の要因である。3組合の特徴をあげると以下のとおりである。・高棚営農組合......きわめて安定した収入と良好な労働条件の下で、現状肯定・安定志向がつよく、組織の革新力に欠ける。・大湫機械化営農組合......作たな作目を導入するなど収益増大への期待がきわめて大きい。これは成員の生活史(Uターン)と関係がある。・山船越水稲・養鶏組合......昭和40年に成立した地域複合、完全協業形式のゆきづまりがみられる。その脱出・解決の方策が模索されているがその展望はみい出せない。
界面局所構造のナノモデリングに基づく濡れ性接触角の第一原理電子状態計算評価

本研究は、巨視的濡れ性現象の支配方程式であるヤングの式中に現れる表界面エネルギーを固液界面の局所原子配列構造のエナジェティクスから近似評価して、巨視的な濡れ性接触角の第一原理評価スキームを確立することを目的としている。今年度は、本研究の開発スキームに対するベンチマーク研究課題として、平成29年度研究課題で一定の成果が得られた「金属銅表面の濡れ性接触角評価」の結果を原著論文に取りまとめ、平成31年度中での投稿を予定している。本研究は、当該スキームの適用事例として「自己組織化単分子膜(SAM)の親水・撥水性解析」を出口課題に設定している。SAMは、その濡れ性接触角の官能基依存性について多数の実験報告がなされているため、本研究提案スキームの汎用性と妥当性を検証するための対象系としては最適である。今年度の研究課題で取り組んだ具体的なSAMとしては、基板被覆分子鎖をHS(CH2)15Xとし、官能基分子Xとしては、親水性のメチオール基(-CH2OH/接触角=10度)と撥水性のメチル基(-CH3/接触角=110度)を対象に据えていた。今年度は、当該SAM構造のモデリングに取り組んでいたが、SAMの基板表面被覆率や配向等の構造自由度を多数考慮した安定構造探索に時間を要したため、当初の研究計画通りには進まなかった。そこで、研究期間を延長して、平成31年度での実施に計画を変更した。なお、本研究課題、及び、平成27-28年度科研費・若手研究(B)(15K21023)で支援を受けて実施した濡れ性研究は、平成31-35年度科研費として採択された基盤研究(C)「分子理論・計算科学・データ科学の融合によるハマカー定数の自律型予測モデルの開発(19K05029)」へと発展し、濡れ性研究のマテリアルズ・インフォマティクス展開へと着実に進歩している。本研究課題の進捗としては、局所構造ナノモデリングの容易な典型的な金属表面を対象としているが、巨視的な濡れ性現象を微視的な第一原理電子状態計算から算定することが可能となった。得られた結果・知見を原著論文にまとめている。「局所構造ナノモデリングによる濡れ性接触角の第一原理評価スキーム」の確立を昨年度の段階で達成できたことは、研究計画上、大きな進展であったと考えられる。今年度は、本研究提案スキームの妥当性と汎用性を検証することを目的として、産業応用上の観点からも重要で、より複雑な固液界面を持つ現実系を研究対象に設定していた。しかしながら、対象系の局所構造ナノモデリングの実施段階で、当該研究課題を当初予定の研究期間内で完了することは不可能であることが判明し、次年度まで研究計画を延長することにした。具体的には、親水性の基盤被覆分子鎖HS(CH2)15CH2OHと撥水性のHS(CH2)15CH3の異なる濡れ性を示す2つの系を対象として、濡れ性接触角の第一原理算定に取り組んだが、第一原理計算の構造入力となる「局所構造ナノモデリング」の段階で困難が生じたため、予定していた研究課題を完遂することができなかった。その原因は、当該SAMの構造自由度が非常に多く、安定構造の同定に困難が生じたためである。平成30年度は、上記の通り、研究計画立案時には想定していなかった困難が生じたため、研究進捗に想定外の遅れが生じてしまった。当初の研究計画課題を遂行するために、親水性と撥水性の2つのSAMに対する局所構造ナノモデルの構築を最優先課題として取り組む。局所構造ナノモデリングを効率的に実行するための方策として、平成30年度に実施した予備的研究から、動力学的計算による構造サンプリングに有効性が見出されつつあり、平成31年(令和元年)度の前半に、局所構造の探索精度改善に取り組む次いで後半に、得られた構造入力を用いた第一原理計算を実施し、当初計画に従って接触角評価を実施する。当該構造モデリングさえ完了できれば、第一原理計算自体はほぼ定形作業となるため、当該計算の実施で雇用実績のある研究補助員に計算ジョブの管理やデータ整理を委託し、研究加速を図る。本研究は、平成27-28年度科研費・若手研究(B)(15K21023)の支援を受け実施した研究課題「半導体液体プロセスにおける微視的濡れ性制御:計算科学的アプローチ」を基盤としている。その最終成果は課題終了時には未発表であったが、本研究の実施期間中、原著論文[J. Chem. Theory Comput. 13, 5217 (2017)]として報告することができた。当該研究成果の知見を発展させた研究課題が本研究である。具体的には、固液界面を形成する特徴的な原子配列に着目し、その局所構造に対して第一原理計算による相互作用評価を行う。濡れ性接触角のヤングの式に現れる表面・界面エネルギーをこの第一原理評価で得られた相互作用で近似して、接触角を評価する。このようなナノモデリングに基づく接触角の第一原理算定は、これまで先行事例に乏しく、その汎用性評価は未検証のままであった。本研究は、界面局所構造ナノモデリングの有効性と汎用性を検証し、濡れ性接触角の第一原理算定スキームを確立することを目的としている。平成29年度は、典型的な系として、銅表面の撥水性を対象として、その濡れ性接触角を評価した。本研究では、水の構造モデルや銅・水分子界面の局所構造モデルの構築方策として、非常に簡便なモデリングを採用したにもかかわらず、接触角の実験参照値

80+/-5度と非常に良い一致を与えることが分かった。現時点では、本研究で得られた結果と実験値との一致は、提案ナノモデルと第一原理手法自体に存在するアーティファクトがお互いに相殺したことによる偶然の産物であるかどうかは未検証のままとなっている。接触角評価に本質的な局所ナノ構造の解明に向け、現在、より複雑な構造モデルを複数構築し、得られた接触角の比較検討を行っている。本研究は、これまで先行事例の乏しい「濡れ性接触角の第一原理評価」を実現するための「局所構造ナノモデリング」として、汎用的な算定スキームの確立を目指している。平成29年度は典型的なベンチマークとして銅表面の撥水性に取り組み、当初の予想以上に簡単なナノモデリングによって、実験値と良く一致する結果が得られた。このスキームの一般性・汎用性については議論の余地があり、現在、検証途中であるが、当該系における接触角評価に第一原理計算を適用した先行研究事例は存在せず、実際にマクロな接触角をミクロな第一原理計算によって評価できた点は、研究計画上、大きな進展であると考えられる。本研究は、巨視的濡れ性現象の支配方程式であるヤングの式中に現れる表界面エネルギーを固液界面の局所原子配列構造のエナジェティクスから近似評価して、巨視的な濡れ性接触角の第一原理評価スキームを確立することを目的としている。今年度は、本研究の開発スキームに対するベンチマーク研究課題として、平成29年度研究課題で一定の成果が得られた「金属銅表面の濡れ性接触角評価」の結果を原著論文に取りまとめ、平成31年度中での投稿を予定している。本研究は、当該スキームの適用事例として「自己組織化単分子膜(SAM)の親水・撥水性解析」を出口課題に設定している。SAMは、その濡れ性接触角の官能基依存性について多数の実験報告がなされているため、本研究提案スキームの汎用性と妥当性を検証するための対象系としては最適である。今年度の研究課題で取り組んだ具体的なSAMとしては、基板被覆分子鎖をHS(CH2)15Xとし、官能基分子Xとしては、親水性のメチオール基(-CH2OH/接触角=10度)と撥水性のメチル基(-CH3/接触角=110度)を対象に据えていた。今年度は、当該SAM構造のモデリングに取り組んでいたが、SAMの基板表面被覆率や配向等の構造自由度を多数考慮した安定構造探索に時間を要したため、当初の研究計画通りには進まなかった。そこで、研究期間を延長して、平成31年度での実施に計画を変更した。なお、本研究課題、及び、平成27-28年度科研費・若手研究(B)(15K21023)で支援を受けて実施した濡れ性研究は、平成31-35年度科研費として採択された基盤研究(C)「分子理論・計算科学・データ科学の融合によるハマカー定数の自律型予測モデルの開発(19K05029)」へと発展し、濡れ性研究のマテリアルズ・インフォマティクス展開へと着実に進歩している。本研究課題の進捗としては、局所構造ナノモデリングの容易な典型的な金属表面を対象としているが、巨視的な濡れ性現象を微視的な第一原理電子状態計算から算定することが可能となった。得られた結果・知見を原著論文にまとめている。「局所構造ナノモデリングによる濡れ性接触角の第一原理評価スキーム」の確立を昨年度の段階で達成できたことは、研究計画上、大きな進展であったと考えられる。今年度は、本研究提案スキームの妥当性と汎用性を検証することを目的として、産業応用上の観点からも重要で、より複雑な固液界面を持つ現実系を研究対象に設定していた。