hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超音波振動援用による高性能内面ホーニング加工法の開発

1.砥石径方向に超音波振動を発現する電着CBN砥石ツールを設計・製作し、これによる焼入鋼のホーニング加工実験を行い、振幅制御に対応した寸法生成(穴径の拡大)を確認することができた。2.超音波振動ホーニングは、通常の強制切込みホーニングに比べて良好な仕上げ面性状が得られた。3.試作した超音波振動ホーニング装置により、サブミクロンの真円度が得られ、ホーニング加工として実用可能な形状精度を達成した。以上の成果をもとに、24年度以降も引き続き円筒内面の仕上げ加工としてのホーニングの高性能化を目指した研究を推進する。本研究では、特殊形状のホーニング砥石を設計・製作し、これを用いて砥石軸方向の超音波振動をこれまでに例のない半径方向のたわみ振動モードに変換する方法を見いだした。そして、この砥石半径方向の超音波振動を切込み運動として利用した小径内面加工用の新しいホーニング加工法の可能性を示すことができた。これらは加工技術の向上に資する有用な成果であり、当年度の成果は13.の研究発表(平成24年度の研究成果)に示すように、学会、研究会および技術フェアでの発表等、社会に向けての発信も行った。これら発表の中には招待講演や招待論文も含まれ、本研究が学術的、社会的にも注目を集めた結果と考えられる。以上により、本研究は成果および社会への発信、いずれの点においても概ね所期の目標を達成し、順調に進展しているとの評価を行った。研究初年度の23年度は、工作物回転型ホーニング装置による基礎実験と並行して、本開発技術の実用化を前提とした工具(砥石ツール)回転型の超音波振動ホーニング加工装置を試作、完成させることができた。この装置は、砥石半径方向に超音波振動を発現し、その振幅調整によって仕上がり内径寸法の制御を行う新しい形式のホーニング加工を提供する。23年度は、開発装置の加工性能を評価するとともに、砥石半径方向振動による寸法生成の確認と形状精度、仕上げ面性状に及ぼす砥石ツールおよび加工条件、振動特性の影響等についても2,3の知見が得られ、ホーニング加工の高性能化を目指す本研究の第1フェーズの目標を概ね達成することができた。一方、これまでの準備期間を含めた研究成果の一部について出願中の特許が公開された(特開2012-45642)。また「振動切削フォーラム2012」(平成24年4月20日/慶應義塾大学)において本研究開発の独創性および有用性について講演発表を行った。さらに、「中部大学テクノモールin中濃」(平成24年7月12日/シティホテル美濃加茂)においてシーズ研究として発表を予定している。以上のような研究の進展および社会への発信状況から判断して、本研究初年度の「研究目的」の達成度について上記の自己評価を行った。平成25年度は、本研究課題最終年度として、各種材料に対する超音波振動ホーニング加工実験を一層推進する。これによって得られた基礎的知見をもとに実用化に向けた指針を示し、結果をまとめて公表する。具体的な研究推進計画は以下の通りである。1.材料特性の違いによる加工性能の差異を寸法生成量、表面性状および砥石摩耗の観点から調査し、本ホーニング加工方法の適用範囲と高能率化のための加工条件を見いだす。2.超音波振動ホーニングが仕上げ面粗さの向上に寄与することは既に確認しているが、今後は形状精度向上のための工具開発と加工条件についても探索を行う。3.本開発技術の実用化に際して砥石は消耗部品となる。
プラズマにまつわる諸現象の数学解析

人工的につくられるプラズマは,核融合,半導体デバイス用シリコンウェハーの微細加工,空気清浄・浄水,殺菌などに広く利用されている.こうした用途では,放電を用いてプラズマを発生させ,そのプラズマが金属やシリコンなどに接触する周囲には境界層が現れる.本研究では,プラズマ境界層の形成,放電発生の基礎過程に関する数学理論の構築を目指す.プラズマの運動や放電を記述する数理モデルとして,それぞれ非線形偏微分方程式が頻繁に用いられる.これらの方程式に対して物理的に妥当な初期値境界値問題を定式化し,それらの解の挙動を解析することにより,プラズマ境界層の時間大域的な形成過程,放電が発生して持続するための電圧の閾値などを解明する.平成30年度は,放電発生の基礎過程の解析に注力した.絶縁体である空気などの気体中に,一対の電極をおき徐々に電圧を上げていくと,突然,絶縁の状態から伝導の状態にかわり大電流が流れる.これが放電であり,放電の経路に沿ってプラズマが発生する.1900年頃Townshendは,時間を離散化させるなどの大胆な簡略化の末,放電が発生し持続するための電圧の閾値(火花電圧)を導出した.近年では,Morrowが放電を記述するモデル方程式を提案し,広く数値実験に利用されている.本研究では,このMorrowの方程式を用いて,火花電圧の再導出することに成功した.さらに,放電の様子を詳しく調べるため,非自明解の分岐解析を行った.Morrow方程式による火花電圧の導出については,当初予定していた通りの結果が得られた.Morrow方程式の初期値境界値問題は,正イオンと電子の密度が零となる自明な定常解を持つ.Morrow方程式の解が,時間経過とともに自明定常解に収束すれば放電は持続せず,逆に収束しなければ放電が持続すると定義できる.Townshend理論では,放電が発生し持続するために必要な電圧を火花電圧とよぶ.これに従えば,電圧をパラメータとしてみて自明定常解が時間的に安定から不安定へと変化する臨界電圧を,Morrow方程式の火花電圧と定めるのが妥当だろう.平成30年度は,この火花電圧を求めることに成功した.さらに研究を発展させ,火花電圧付近において,非自明な定常解が分岐することも示した.また非自明解の大域的分岐図も得ることができた.具体的には,非自明解は電子・イオン密度が発散する,または歪火花電圧において自明解に戻るかの二択になることを証明した.令和元年度は、プラズマ境界層(シース)の形成の解析に注力する.シースは定常的な境界層と観測されるため,数学的には時間的に安定な定常解であると理解できる.これまでに代表者は半空間上でEuler-Poisson方程式に定常解が存在するための必要十分条件を導き,さらにプラズマ物理学で提案されているBohm条件下で定常解の安定性を証明している.一方,シースへ至る境界層の発展過程は明らかにされていない.その解明への第一歩として,Han-Kwan等はDebye長が十分小さい場合に,EP方程式の時間局所解は外部解と内部解の和によって近似できることを示したが,EP方程式の初期値を外部解と内部解の和で過剰に近似している.この仮定は,初期時刻において境界層が既に形成されていることを意味する.本研究では,初期値を外部解と内部解の和(近似解)で近似せず, Debye長が小さい場合に,半空間におけるEP方程式の初期値境界値問題の時間大域解が近似解によって近似できることを示す.ここで,Debye長は小さな値であり,その小ささを仮定することは物理的に妥当であろう.また,内部解がシースの形成過程を表現する.人工的につくられるプラズマは,核融合,半導体デバイス用シリコンウェハーの微細加工,空気清浄・浄水,殺菌などに広く利用されている.こうした用途では,放電を用いてプラズマを発生させ,そのプラズマが金属やシリコンなどに接触する周囲には境界層が現れる.本研究では,プラズマ境界層の形成,放電発生の基礎過程に関する数学理論の構築を目指す.プラズマの運動や放電を記述する数理モデルとして,それぞれ非線形偏微分方程式が頻繁に用いられる.これらの方程式に対して物理的に妥当な初期値境界値問題を定式化し,それらの解の挙動を解析することにより,プラズマ境界層の時間大域的な形成過程,放電が発生して持続するための電圧の閾値などを解明する.平成30年度は,放電発生の基礎過程の解析に注力した.絶縁体である空気などの気体中に,一対の電極をおき徐々に電圧を上げていくと,突然,絶縁の状態から伝導の状態にかわり大電流が流れる.これが放電であり,放電の経路に沿ってプラズマが発生する.1900年頃Townshendは,時間を離散化させるなどの大胆な簡略化の末,放電が発生し持続するための電圧の閾値(火花電圧)を導出した.近年では,Morrowが放電を記述するモデル方程式を提案し,広く数値実験に利用されている.本研究では,このMorrowの方程式を用いて,火花電圧の再導出することに成功した.さらに,放電の様子を詳しく調べるため,非自明解の分岐解析を行った.Morrow方程式による火花電圧の導出については,当初予定していた通りの結果が得られた.Morrow方程式の初期値境界値問題は,正イオンと電子の密度が零となる自明な定常解を持つ.

Morrow方程式の解が,時間経過とともに自明定常解に収束すれば放電は持続せず,逆に収束しなければ放電が持続すると定義できる.Townshend理論では,放電が発生し持続するために必要な電圧を火花電圧とよぶ.これに従えば,電圧をパラメータとしてみて自明定常解が時間的に安定から不安定へと変化する臨界電圧を,Morrow方程式の火花電圧と定めるのが妥当だろう.平成30年度は,この火花電圧を求めることに成功した.さらに研究を発展させ,火花電圧付近において,非自明な定常解が分岐することも示した.また非自明解の大域的分岐図も得ることができた.具体的には,非自明解は電子・イオン密度が発散する,または歪火花電圧において自明解に戻るかの二択になることを証明した.令和元年度は、プラズマ境界層(シース)の形成の解析に注力する.シースは定常的な境界層と観測されるため,数学的には時間的に安定な定常解であると理解できる.これまでに代表者は半空間上でEuler-Poisson方程式に定常解が存在するための必要十分条件を導き,さらにプラズマ物理学で提案されているBohm条件下で定常解の安定性を証明している.一方,シースへ至る境界層の発展過程は明らかにされていない.その解明への第一歩として,Han-Kwan等はDebye長が十分小さい場合に,EP方程式の時間局所解は外部解と内部解の和によって近似できることを示したが,EP方程式の初期値を外部解と内部解の和で過剰に近似している.この仮定は,初期時刻において境界層が既に形成されていることを意味する.本研究では,初期値を外部解と内部解の和(近似解)で近似せず, Debye長が小さい場合に,半空間におけるEP方程式の初期値境界値問題の時間大域解が近似解によって近似できることを示す.ここで,Debye長は小さな値であり,その小ささを仮定することは物理的に妥当であろう.また,内部解がシースの形成過程を表現する.平成30年度は名古屋工業大学で設けている在学研究員制度により,11ヶ月間,米国へ長期出張していた.この間,米国から帰国および渡航することができず,設備,成果発表,打合せなどに計上していた経費に繰越金が生じた.この繰越金は,次年度以降の設備費・旅費とする.
流れ中におかれた回転する円筒型線状構造物の挙動予測に関する研究

本研究では流れ中において回転する円柱に働く流体力の特性を明らかにし、ドリルパイプのような流れ中において回転する円筒型線状構造物の挙動評価手法の開発を行う。研究は、円筒構造物の剛体模型及びフレキシブル模型を用いた水槽実験、並びに離散渦法と有限要素法による数値解析方法を用いて実施する。剛体模型を用いる実験からは回転による円柱に働く流体力及び流れ場の変化を計測し、フレキシブル模型を用いる実験からは回転による円筒型線状構造物の振動特性の変化を計測し、回転による付加質量の変化を調査する。東京大学生産技術研究所千葉実験所の風路付造波回流水槽において実施した剛体円柱を用いた水槽実験では、先行研究のエンドプレート付き剛体円柱を用いた実験で得られた結果と同様に、回転速度の増加に伴う抗力の減少と増加並びに揚力の増加が見られたが、揚力及び抗力の増加が比較的低い回転比(流速と円柱周速との比)で頭打ちになる結果が得られた。また端部を自由境界にすると流体力の最大値が減少する結果が得られた。これらの結果は、先行研究において円柱と一緒に回転するエンドプレートにより円柱と一緒に回転する流体の量が増加し、その結果円柱に働く流体力が大きくなった可能性を示唆している。なお、回転しない円柱で見られる自由表面の影響は円柱が回転することにより弱まり結果が得られた。円柱の回転と付加質量との関係を調査するため、東京大学生産技術研究所千葉実験所の海洋工学水槽において、フレキシブルパイプを用いた流れ中で回転する円柱の運動特性を計測する実験の準備を進め、実験システムを構築と実験手順の確認、並びに計測システムの精度検証を行った。平成30年度には主に剛体円柱を用いた水槽実験により、流れ中において回転する円柱に働く流体力の特性について研究した。東京大学生産技術研究所千葉実験所の風路付造波回流水槽において、検力計に装着した剛体円柱を水中に入れ、水面及び端部の異なる境界条件における流れ中で回転する円柱の回転トルク及び流れ方向の流体力(抗力)、流れと直角方向の流体力(揚力)を計測し、回転トルク及び流体力と流速、回転速度との関係を調査した。両端を固定境界で囲んだ円柱模型に働く流体力は、比較的低い回転比(流速と円柱周速との比)で頭打ちになり、自由境界にすると流体力の最大値が減少する結果が得られた。これらの結果は、先行研究において円柱と一緒に回転するエンドプレートにより円柱と一緒に回転する流体の量が増加した可能性を示唆している。先行研究とは異なる結果が得られたが、それによって回転が円柱に働く流体力に及ぼす影響の特性がより明確になった。平成31年以降は、東京大学生産技術研究所千葉実験所の風路付造波回流水槽において、剛体円柱を用いた水槽実験により、平成30年度の研究から新たに浮上したエンドプレートの影響についてより詳細に調べると共に、東京大学生産技術研究所千葉実験所の海洋工学水槽において、フレキシブルパイプを用いた流れ中で回転する円柱の運動特性について調査する。なお、これらの研究で得られた成果をモデル化し、渦離散法と有限要素法を用いて、流れ中で回転する円筒型線状構造物の挙動数値シミュレーション手法の開発を行う。

東京大学生産技術研究所千葉実験所の風路付造波回流水槽において、検力計に装着した剛体円柱を水中に入れ、水面及び端部の異なる境界条件における流れ中で回転する円柱の回転トルク及び流れ方向の流体力(抗力)、流れと直角方向の流体力(揚力)を計測し、回転トルク及び流体力と流速、回転速度との関係を調査した。両端を固定境界で囲んだ円柱模型に働く流体力は、比較的低い回転比(流速と円柱周速との比)で頭打ちになり、自由境界にすると流体力の最大値が減少する結果が得られた。これらの結果は、先行研究において円柱と一緒に回転するエンドプレートにより円柱と一緒に回転する流体の量が増加した可能性を示唆している。なお、回転しない円柱で見られる自由表面の影響は円柱が回転することにより弱まり結果が得られた。先行研究とは異なる結果が得られたが、それによって回転が円柱に働く流体力に及ぼす影響の特性がより明確になった。円柱の回転と付加質量との関係を調査するため、東京大学生産技術研究所千葉実験所の海洋工学水槽において、フレキシブルパイプを用いた流れ中で回転する円柱の運動特性を計測する実験の準備を進め、実験システムを構築と実験手順の確認、並びに計測システムの精度検証を行った。平成31年以降は、東京大学生産技術研究所千葉実験所の風路付造波回流水槽において、剛体円柱を用いた水槽実験により、平成30年度の研究から新たに浮上したエンドプレートの影響についてより詳細に調べると共に、東京大学生産技術研究所千葉実験所の海洋工学水槽において、フレキシブルパイプを用いた流れ中で回転する円柱の運動特性について調査する。なお、これらの研究で得られた成果をモデル化し、渦離散法と有限要素法を用いて、流れ中で回転する円筒型線状構造物の挙動数値シミュレーション手法の開発を行う。
分子血流トレーサを用いた冠微小循環調節系の時間的応答の解明

【目的】分子トレーサ法により心筋内微小循環レベルの血流分布計測に基づき、動脈血酸素分圧(PO_2)低下時の局所血流調節の時間的応答を評価する。【方法】人工換気した麻酔開胸家兎[N_2O:O_2=7:3(コントロール,n=6),8:1(低酸素灌流,n=6)]の左房内に毛細血管内皮細胞のα_2受容体と結合する血流マーカー:^3H-desmethylimipramine(^3H-DMI:30μCi)を35秒かけて投与した。心停止後、左室自由壁の心外膜から心内膜まで連続切片(0.1mm厚)を作製した。バイオイメージングアナライザ(Fujix)により血流分布に応じて毛細血管壁に取り込まれた^3H-DMIのβ線放射活性を検出し、分解能0.1×0.1mm^2で血流分布のデジタルイメージを得た。各イメージ毎に隣接する局所血流間の相関C_Aと局所血流変動係数CV(局所血流の標準偏差/平均)を求めた。分解能を順次低下させ、イメージを粗視化したときのC_A, CVも求め、局所血流調節の空間的様相を評価した。【結果と結論】コントコール、低酸素灌流時のPO_2は各々97±20mmHg,26±5mmHgであった。(p<0.001)。C_Aは低酸素灌流時に増加し(p<0.001)、この傾向は粗視化によって増大した。逆に、局所血流変動係数CVは低酸素灌流時に減少し(p<0.001)、この傾向は粗視化とともに縮小した。また、コントロール時に限って心内膜側でC_Aは高値を示した。以上より、低酸素灌流時においては、1)中枢側冠細動脈による局所血流調節が有意であること、2)血流調節による心筋微小領域血流の空間的一様化、およびコントロールにおいては、3)心内膜側において血流調節能が劣っていることが示された。【今後の課題】トレーサの投与時間を変化させ、空間的・時間的側面より冠微小循環調節を評価する。(p<0.001)。
複数のジスルフィド結合を含む組換タンパク質の高効率巻き戻し系の確立と立体構造解析

平成14年度は、ジスルフィド結合を3対含むタンパク質の巻き戻し系を確立することに成功した。平成15年度は、その巻き戻し系を用いて試料調製した抗菌ペプチド、オリクチンの立体構造をNMR法により決定した。また同時に、ジスルフィド結合を7対含むタンパク質、前胸腺刺激ホルモンの巻き戻し系の検討を進めた。前胸腺刺激ホルモンを大腸菌で発現させたところ、不溶性の封入体を形成した。通常用いられる大腸菌株BL21(DE3)Star(Invitrogen)に加え、細胞内でのジスルフィド形成が可能な大腸菌の変異株Rosetta-gami B(DE3)(Novagen)も宿主として生産を試みたが、あらゆる条件で不溶性の封入体を形成した。それゆえ、可溶化と巻き戻しについて、種々の条件検討を行った結果、6Mグアニジン塩酸塩による変性・可溶化、その後の希釈法巻き戻しによる立体構造形成により、大部分の前胸腺刺激ホルモンポリペプチド鎖が天然型と同じ二量体を形成することが明らかになった。その後、2段階のカラムクロマトグラフィーにより、この巻き戻し前胸腺刺激ホルモンを精製し、生物活性検定に供したところ、標品と同等の比活性を有した。このように、ジスルフィド結合を7対含むタンパク質、前胸腺刺激ホルモンの立体構造形成にも成功することができた。現在、この巻き戻しにより得られた前胸腺刺激ホルモンをもちいて結晶化実験を行っており、今後、X線結晶構造解析による立体構造解析を進める予定である。3個のジスルフィドを含むオリクチン(昆虫由来の抗菌ペプチド)、および、7個のジスルフィドを含むPTTH(昆虫の前胸腺刺激ホルモン)について、組換タンパク質の発現と酸化的巻き戻し実験を行った。オリクチンは、大腸菌BL21(DE3)Star(Invitrogen)を宿主とし、T7プロモータを用いて生産した。精製を簡単にするため、N末端にHis_6-タグを付加した。目的タンパク質は可溶性タンパク質として発現した。可溶画分を25度、12時間の空気酸化の後、Ni-NTAカラムに供し、His_6-オリクチンを精製した。TEVプロテアーゼでHis_6-タグを切断し、Resource Sカラムに供することで精製オリクチンを得た。^<13>C,^<15>N-標識オリクチンを上記の方法で調製し、3核3次元核磁気共鳴(NMR)スペクトルの測定、解析を行った結果、オリクチンの2次構造は、2本のαヘリックスと4本のβストランドからなることが示された。現在、3次構造を計算中であり、平成15年4月日本農芸化学会で発表する予定である。オリクチンに類似のアミノ酸配列をもつタンパク質の高次構造はまだ報告されておらず、本成果がオリクチンの抗菌活性の発現機構解析に役立つと期待している。PTTHは、通常の大腸菌BL21(DE3)Star(Invitrogen)に加え、細胞内でのジスルフィド形成が可能な大腸菌変異株Rosetta-gami(DE3)(Novagen)も宿主として生産を試みたが、あらゆる条件で不溶性の封入体を形成した。現在、封入体からの試験管内酸化的巻き戻しの条件を最適化している。また、カイコ幼虫を宿主とするバキュロウィルス発現系を用いるPTTH生産も開始した。この発現系では、カイコ体内で酸化的巻き戻しが正常に行われるため、この系を用いて組換PTTHを大量生産し、結晶化、X線結晶構造解析を進める予定である。
トリフルオロメチル基をもつ複素環を置換基とするアセチレン類の合成

1.フラン,チオフエン,Nーメチルピロ-ルのモノ(2位),ジ(2,5位)カルボン酸を合成し、四フッ化硫黄でフッ素化を行った。モノカルボン酸では,すベての複素環で開環重合がおこり,樹脂状物を与えたのみであった。ジカルボン酸では、フラン,チオフエンの場合に5ートリフルオロメチルーフラン/チオフエンー2ーカルボン酸と2,5ービス(トリフルオロメチル)フラン/チオフエンを生成した。前者をキノリン中,銅粉の存在下,加熱して脱炭酸し2ートリフルオロメチルフラン/チオフエンを得た。Nーメチルピロ-ルの場合は樹脂状物が主であった。2.トリフルオロメチル基を1ケまたは2ケ含むフランおよびチオフエンをnーブチルリチウムでリチオ体として後,1,1ージクロロー2,ージフルオロエチレンと反応させ1ーフルオロー2,2ージクロロビニル基をもつフランおよびチオフエンを得た。これらはさらにnーブチルリチウムと反応させ,ハロビニル基をエチニル基に転換させた。3.トリフルオロメチル基を含むいくつかのフランおよびチオフエン置換アセチレンについて六塩化タングステンーテトラフエニルスズ系などの触媒を用いて重合を行い,対応するポリアセチレンを得た。重合を試みたアセチレンの中で,2,5ービス(トリフルオロメチル)ー3ーエチニルフランおよびチオフエンがもっとも重合性の良いことが分った。これらのポリアセチレンは通常の有機溶媒には不溶だが,Pービス(トリフルオロメチル)ベンゼンのようなフッ素系溶媒には可溶であり,キヤスト法により薄膜をつくって気体透過性についても調べた。1.塩化アルミニウムを用いて1、2-ジフルオロテトラクロロエタンの異性化を行ない、1、1-ジフルオロテトラクロロエタンを得、次いで亜鉛による脱塩素反応により1、1-ジクロロ-2、2、2-ジフルオロエチレンを合成した。2.フラン、チオフエンの2、5-ジカルボン酸を、粘液酸の脱水環化及び2、5-ビス(クロロメチル)チオフエンの酸化によってそれぞれ合成し、これらをハステロイ製オ-トクレ-ブ中、無水フッ酸の存在下、四フッ化硫黄でフッ素化して、2、5-ビス(トリフルオロメチル)フラン及びチオフエンを得た。対応するモノカルボン酸を同様な条件下、四フッ化硫黄でフッ素化すると、開環重合してタ-ル状物を与えるのみなので、トリフルオロメチル基を2位に1ヶ含むフラン、チオフエン類は、上記ジカルボン酸を部分的にフッ素化し、生成した'5-トリフルオロメチル-2-フランカルボン酸及び-チオフエンカルボン酸を銅の存在下、キノリン中で加熱、脱炭酸して合成した。3.このようにして合成したトリフルオロメチル基を1ヶないし2ヶ含むフラン、チオフエン類をn-ブチルリチウムでリチオ体とした後、1、1-ジクロロ-2、2-ジフルオロエチレンと反応させ、1-フルオロ-2、2-ジクロロビニル基をもつ対応するフラン及びチオフエン類を得た。これらはさらにn-ブチルリチウムと反応させ、上述のハロジニル基をエチニル基に収率良く転換させることができた。1.Nーメチルピロ-ルをヘキサン中,TMEDAの存在下,ブチルリチウムと反応させて2,5ージリチオ体とした後,さらに二酸化炭素と反応させてNーメチルピロ-ルー2,5ージカルボン酸を合成した。モノカルボン酸を除くため,エタノ-ルより再結晶して精製した。

2.Nーメチルピロ-ルー2,5ージカルボン酸を,フラン,チオフエンのジカルボン酸の場合と同様にハステロイ製オ-トクレ-ブ中,無水フッ酸の存在下,四フッ化硫黄でフッ素化したが,反応条件をいろいろ変えてもすべて重合体と推定される黒褐色樹脂状物を与えるのみであった。次に四フッ化硫黄のみを用い,反応温度,時間を変え検討した結果,100°C,72時間反応させるとNーメチルー2ートリフルオロメチルピロ-ルー5ーカルボン酸フロリドまでフッ素化することができた。しかしこれ以上フッ素化を進めることができず,このトリフルオロメチルピロ-ルカルボン酸フロリドも不安定であったため,トリフルオロメチル基をもつピロ-ルのアセチレン誘導体の合成は断念した。3.平成元年度に合成したいくつかのトリフルオロメチル基を含むフラン,チオフエン置換アセチレンについて,六塩化タングステンーテトラフエニルスズ触媒系で重合を行い,2,5ービス(トリフルオロメチル)ー3ーエチニルフラン及びチオフエンがもっとも重合性の良いこと,及びこれらのポリアセチレンは通常の有機溶媒には不溶だが,Pービス(トリフルオロメチル)ベンゼンのようなフッ素系溶媒には可溶であることなどが明らかとなった。この溶液からキャスト法で膜をつくり,気体透過性についても検討した。
高性能バイオメトリクス個人認証に関する研究

平成16年度は,交付申請書の項目1.2.に対応して以下の成果を得た.1.位相限定相関法(Phase-Only Correlation : POC)の画像照合技術(画像間の位置ずれ量・回転角度計測)と指紋画像の周波数領域における特徴とを利用した高精度な指紋照合アルゴリズムを検討した.具体的には,登録されている指紋画像と入力された指紋画像との間の位置ずれと回転角度とをPOCを使って推定し,画像間の共通部分のみを取り出すことで照合精度を向上させた.また,指紋画像の周波数領域における振幅特性は楕円状に分布している.指紋パターンの情報は,ほとんどこの楕円の帯域内に含まれているので,楕円部分の周波数帯域付近を使って照合することにより,高精度な指紋照合アルゴリズムを開発した.開発した照合アルゴリズムは,複数の大規模な指紋画像データベースを用いて照合実験を行い,状態の悪い指紋画像を従来の照合アルゴリズムよりも高精度に照合できることを確認した.2.ディジタル反応拡散システム(Digital Reaction-Diffusion System : DRDS)を使って,傷ついた指紋や乾燥している指紋から採取した状態の悪い指紋画像から元の指紋パターンを復元するアルゴリズムを検討した.そして,指紋照合装置に搭載されている指紋センサを使って採取した指紋画像の画素を人工的に減少させて(サブサンプリングさせて)情報が欠落した指紋画像を作成し,DRDSを使ってこの指紋画像から元の指紋パターンを復元する実験を行い,原画像と復元画像を評価することでDRDSを使った指紋画像復元アルゴリズムの復元精度を調べた.実験結果より,指紋照合装置の一機能として有効に活用できることを確認した.また,DRDSが有する自発的な画像生成能力を利用した最短経路探索アルゴリズムを検討し,複雑な経路から正確に最短経路を求められることを確認した.平成16年度は,交付申請書の項目1.2.に対応して以下の成果を得た.1.位相限定相関法(Phase-Only Correlation : POC)の画像照合技術(画像間の位置ずれ量・回転角度計測)と指紋画像の周波数領域における特徴とを利用した高精度な指紋照合アルゴリズムを検討した.具体的には,登録されている指紋画像と入力された指紋画像との間の位置ずれと回転角度とをPOCを使って推定し,画像間の共通部分のみを取り出すことで照合精度を向上させた.また,指紋画像の周波数領域における振幅特性は楕円状に分布している.指紋パターンの情報は,ほとんどこの楕円の帯域内に含まれているので,楕円部分の周波数帯域付近を使って照合することにより,高精度な指紋照合アルゴリズムを開発した.開発した照合アルゴリズムは,複数の大規模な指紋画像データベースを用いて照合実験を行い,状態の悪い指紋画像を従来の照合アルゴリズムよりも高精度に照合できることを確認した.2.ディジタル反応拡散システム(Digital Reaction-Diffusion System : DRDS)を使って,傷ついた指紋や乾燥している指紋から採取した状態の悪い指紋画像から元の指紋パターンを復元するアルゴリズムを検討した.そして,指紋照合装置に搭載されている指紋センサを使って採取した指紋画像の画素を人工的に減少させて(サブサンプリングさせて)情報が欠落した指紋画像を作成し,DRDSを使ってこの指紋画像から元の指紋パターンを復元する実験を行い,原画像と復元画像を評価することでDRDSを使った指紋画像復元アルゴリズムの復元精度を調べた.実験結果より,指紋照合装置の一機能として有効に活用できることを確認した.また,DRDSが有する自発的な画像生成能力を利用した最短経路探索アルゴリズムを検討し,複雑な経路から正確に最短経路を求められることを確認した.
土地利用調整型まちづくり条例の開発協議過程の実態分析等を通じた実効性の評価

本研究では、「土地利用調整型まちづくり条例」として、真鶴町、穂高町、掛川市、神戸市、篠山市、湯布院町の6事例を取り上げ、これに既成市街地地区改善型街づくり条例の典型として世田谷区の事例を比較参照事例として加え、条例適用対象外小規模開発の実態を含む開発実態調査と、7自治体条例運用担当者の事例比較研究会を通じて、「土地利用調整型まちづくり条例」の実効性と制度設計・運用上の課題を分析し、以下の知見を得ることができた。1.土地利用調整型まちづくり条例において、開発の基準が明確に定められている場合、基準不適合開発の事前排除効果が大きく、届出・協議・勧告の仕組みであっても、制度移行期の特殊事例や既存不適格用途の増改築等を除けば、基準は、ほとんど遵守されていること。ただし、既成市街地型の世田谷区の場合、計画・基準が、「まちづくり計画」と「法定地区計画」との二重構造になっていることから、「まちづくり計画」の基準が行政・事業者双方において誘導基準と見なされ遵守されない事例も生じていること2.小規模開発が条例手続き対象とならない「裾切り」による「条例のがれ」現象が、共同住宅開発や店舗開発において目立ち、これらと小規模開発のコントロールが共通した課題となりつつあること3.事前確定的な基準によらない開発協議(穂高町のΔ用途の地元協議、真鶴町の「美の基準」の運用等)の場合、住民・事業者間の協議、あるいは行政担当者・事業者間の協議、といった第三者的専門家や一般市民の関与のない二者協議では、開発の個別的特性に応じた協議過程となりにくく、画一的硬直的運用に陥りやすいこと4.地区まちづくり計画の策定や、その前提となる協議会の結成は、住民の自発的活動を期待するだけでは、地区が公共事業対象地域や問題開発発生地域に限定されやすく、計画策定地区を拡げるためには行政側からの積極的な働きかけが必要であること。本年度は。研究初年度にあたるため、下記の研究を行った。1.長野県穂高町をフィールドとした開発実態および開発協議過程の実態調査・分析。得られた知見:・条例手続き対象となる開発については十分な実効性が発揮されていること。・土地利用調整計画は農振農用地個別除外のコントロールに有効であること。・アパートについては「条例のがれ」効果による小規模化が見られること。・計画と条例の明示による不適合開発の「事前排除効果」が著しいこと。・開発総量としては条例対象外の個人住宅建築等が多いため、必ずしも小規模開発によるスプロール防止効果は発揮されていないこと。・特例的開発(Δ用途)に関する地元協議は一般に許容開発(○用途)と同等に扱われていること。ただし工場、アパート等地元に好まれないものについては、同意が得られないものも存在すること。2.比較分析対象7自治体(東京都世田谷区、長野県穂高町、静岡県掛川市、大分県湯布院町、神奈川県真鶴町、兵庫県神戸市、兵庫県篠山市)の条例運用担当者の全体討論会を開催し、今後の比較研究の主要論点を検討した。なお、比較研究は平成14年度に行う予定である。本研究では「土地利用調整型まちづくり条例」として、真鶴町、穂高町、掛川市、神戸市、篠山市、湯布院町の6事例を取り上げ、これに既成市街地地区改善型街づくり条例の典型として世田谷区の事例を比較参照事例として加え、条例対象外小規模開発の実態を含む開発実態調査と、7自治体条例運用担当者の事例比較研究会を通じて、「土地利用調整型まちづくり条例」の実効性と制度設計・運用上の課題を分析し、以下の知見を得ることができた。

1)土地利用調整型まちづくり条例において、開発の基準が明確に定められている場合、基準不適合開発の事前排除効果が大きく、届出・協議・勧告の仕組みであっても、制度移行期の特殊事例や既存不適格用途の増改築等を除けば、基準は、ほとんど遵守されていること。ただし、既成市街地型の世田谷区の場合、計画・基準が、「まちづくり計画」と「法定地区計画」との二重構造になっていることから、「まちづくり計画の基準が行政・事業者双方において誘導基準とみなされ遵守されない事例も生じていること。2)小規模開発が条例手続対象とならない「裾切り」による「条例のがれ」現象が共同住宅開発や店舗開発において目立ち、これら小規模開発のコントロールが共通した課題となりつつあること。3)事前確定的な基準によらない開発協議(穂高町の△用途の地元協議、真鶴町の「美の基準」の運用等)の場合、住民・事業者間の協議あるいは行政担当者・事業者間の協議、といった第三者的専門家や一般市民の関与のない二者協議では、開発の個別的特性に応じた協議過程となりにくく、画一的硬直的運用に陥りやすいこと。4)地区まちづくり計画の策定や、その前提となる協議会の結成は、住民の自発的活動を期待するだけでは、地区が公共事業対象地域や問題開発発生地域に限定されやすく、計画策定地区を拡げるためには行政側からの積極的な働きかけが必要であること。
ウンカ類に対するイネの殺卵遺伝子の単離と機能解析

分げつ期の日本型イネにウンカ類(セジロウンカ,トビイロウンカ)が産卵すると,殺卵活性をもつ安息香酸ベンジルを含む分泌液で細胞間隙が満たされた液浸化が誘導される.その結果,卵が高率で死亡し,ウンカ類の増殖が抑制されることが明らかになっている.これまでにセジロウンカに対するイネの殺卵遺伝子Ovc(Ovicidal gene)を同定し,イネの染色体6上に位置付けた.Ovcは殺卵特性の発現に必須であり,昆虫の産下卵を殺す植物の遺伝子として初めて報告されたものである.イネの殺卵特性の遺伝的機構の解明のために,マップベースドクローニング法によるOvcの単離を試みた.日本型イネ品種「日本晴」(Ovcを保有)を遺伝的背景とし,染色体6上のOvc領域がインド型イネ品種「Kasalath」(Ovcなし)に置換した系統に「日本晴」を戻し交雑して得られた自殖F_2集団を用い,Ovcの高密度連鎖地図を作製した.その結果Ovcが約21kbの領域に存在することが明らかになり,この領域には計4個の候補遺伝子が予想された.一方,Ovcを保有する日本型イネ品種「日本晴」と「あそみのり」,ならびにOvcをもたないインド型イネ品種「Kasalath」と「IR24」におけるOvc候補領域約21kbのDNA塩基配列をそれぞれ決定した.その結果Ovcの有無を区別出来得るDNA多型が,ある領域に集中して存在することが明らかになった.この領域には遺伝子が1個予測されており,この遺伝子を最重要候補として,現在形質転換による相補性検定ならびにcDNAの決定を行っている.以上のことから,セジロウンカに対するイネの殺卵遺伝子Ovcの候補遺伝子を4個まで絞り込み,特に1個の候補遺伝子が有力であることが明らかになった.分げつ期の日本型イネにウンカ類(セジロウンカ,トビイロウンカ)が産卵すると,殺卵活性をもつ安息香酸ベンジルを含む分泌液で細胞間隙が満たされた液浸化が誘導される.その結果,卵が高率で死亡し,ウンカ類の増殖が抑制されることが明らかになっている.これまでにセジロウンカに対するイネの殺卵遺伝子0vc(Ovicidal gene)を同定し,イネの染色体6上に位置付けた.0vcは殺卵特性の発現に必須であり,昆虫の産下卵を殺す植物の遺伝子として初めて報告されたものである.イネの殺卵特性の遺伝的機構の解明のために,マップベースドクローニング法による0vcの単離を試みた.分げつ期の日本型イネにウンカ類(セジロウンカ,トビイロウンカ)が産卵すると,殺卵活性をもつ安息香酸ベンジルを含む分泌液で細胞間隙が満たされた液浸化が誘導される.その結果,卵が高率で死亡し,ウンカ類の増殖が抑制されることが明らかになっている.これまでにセジロウンカに対するイネの殺卵遺伝子Ovc(Ovicidal gene)を同定し,イネの染色体6上に位置付けた.Ovcは殺卵特性の発現に必須であり,昆虫の産下卵を殺す植物の遺伝子として初めて報告されたものである.イネの殺卵特性の遺伝的機構の解明のために,マップベースドクローニング法によるOvcの単離を試みた.日本型イネ品種「日本晴」(Ovcを保有)を遺伝的背景とし,染色体6上のOvc領域がインド型イネ品種「Kasalath」(Ovcなし)に置換した系統に「日本晴」を戻し交雑して得られた自殖F_2集団を用い,Ovcの高密度連鎖地図を作製した.その結果Ovcが約21kbの領域に存在することが明らかになり,この領域には計4個の候補遺伝子が予想された.一方,Ovcを保有する日本型イネ品種「日本晴」と「あそみのり」,ならびにOvcをもたないインド型イネ品種「Kasalath」と「IR24」におけるOvc候補領域約21kbのDNA塩基配列をそれぞれ決定した.その結果Ovcの有無を区別出来得るDNA多型が,ある領域に集中して存在することが明らかになった.この領域には遺伝子が1個予測されており,この遺伝子を最重要候補として,現在形質転換による相補性検定ならびにcDNAの決定を行っている.以上のことから,セジロウンカに対するイネの殺卵遺伝子Ovcの候補遺伝子を4個まで絞り込み,特に1個の候補遺伝子が有力であることが明らかになった.
ベイズ法を用いた経済格差の計測 - 富裕度と貧困度を中心として

今年度も一昨年度及び昨年度と同様,本研究の中心となるZenga曲線及びZenga指標に関連する文献の収集とその詳細な検討を行った.今年度に新たに着手した研究として,富裕度の研究がある.富裕度に関する文献の収集し,それらを詳細に検討することで,先行研究で既に行われていることとまだ行われていないことを整理した.特に,Aaberge and Atkinson (2014)の詳細な検討を行い,富裕度の研究とGini曲線及びZenga曲線との関連性を考察した.本研究は,富裕度を含めた不平等度のベイズ法による推定方法を開発した.富裕度の推定は,近年になって研究が行われ始めた新しい分野であり,ベイズ法によって富裕度の推定を行った文献は殆どなく,本研究の1つの貢献である.また,本研究では,わが国で馴染みの薄いZenga指標を単に紹介するだけではなく,Zenga曲線を用いて,富裕度と貧困度に基づくdispersion指標を提案した.所得分布の両裾の特徴を捉えることで,経済格差の研究への新たな分析道具を提供した.本研究の中心となるZenga曲線及びZenga指標に関連する文献を収集し,それらを詳細に検討することで,先行研究で既に行われていることとまだ行われていないことを整理した.また,Zenga曲線及びZenga指標の推定をベイズ法で行っている文献を調査したところ,パレート分布を用いた文献はあるが,より複雑な分布を用いた文献を見つけることはできなかった.パレート分布は所得分布としてはシンプルな分布であり,Zenga指標を解析的に取り扱うのも容易である.しかし,現実のデータに適合したより複雑な所得分布,例えば,二重パレート対数正規分布(double Pareto lognormal distribution)や一般化ベータ分布(generalizedbetadistrbution),を扱うには,本研究が提案するシミュレーションに基づくベイズ手法が必要となることを確認した.また,富裕度指標及び貧困度指標の文献を収集し,それらの検討を行った.所得分布として,二重パレート対数正規分布及び一般化ベータ分布をに採用し,Zenga指標をパラメトリックにベイズ推定する方法を考えた.既に,Panel Study of Income Dynamics (PSID)のデータを用いて,マルコフ連鎖モンテカルロ法でベイズ推定を行っており,論文にまとめているところである.この研究成果は次年度以降の研究の基礎となるものであり,本研究プロジェクトにとって重要な位置付けとなっている.なお,完成した論文は海外の専門誌に投稿する予定である.「研究実績の概要」にも書いた通り,交付申請書に記載した「平成28年度の研究実施計画」に沿って研究を推進しており,研究は順調に進展した.今年度も昨年度と同様,本研究の中心となるZenga曲線及びZenga指標に関連する文献の収集とその詳細な検討を行った.Zenga曲線及びZenga指標のベイズ推定では,パレート分布を用いた文献はあるが,より複雑な分布を用いた文献をない.そこで,今年度は所得分布に二重パレート対数正規分布(double Pareto lognormal distribution)を仮定し,Panel Study of Income Dynamics (PSID)のデータを用いて,Zenga曲線及びZenga指標のベイズ推定を行った.得られた結果は,「所得分布とZenga指標」というタイトルで同志社大学経済学会研究会で発表した.また,「Zenga指標についての覚書」というタイトルで北海道大学大学院経済学研究院のディスカッション・ペーパーとして発表した.また,所得分布としてk-一般化分布を用いた場合のZenga曲線及びZenga指標のベイズ推定を考察した.今年度に新たに着手した研究として,富裕度の研究がある.富裕度に関する文献の収集し,それらを詳細に検討することで,先行研究で既に行われていることとまだ行われていないことを整理した.特に,Aaberge and Atkinson (2014)の詳細な検討を行い,富裕度の研究とZenga曲線及びZenga指標との関連性を考察した.今年度に行った研究成果は,本研究プロジェクト最終年度である次年度に,論文に纏めていく考えである.なお,完成した論文は海外の専門誌に投稿する予定である.「研究実績の概要」にも書いた通り,交付申請書に記載した「平成29年度の研究実施計画」に沿って研究を推進しており,研究は順調に進展した.今年度も一昨年度及び昨年度と同様,本研究の中心となるZenga曲線及びZenga指標に関連する文献の収集とその詳細な検討を行った.今年度に新たに着手した研究として,富裕度の研究がある.富裕度に関する文献の収集し,それらを詳細に検討することで,先行研究で既に行われていることとまだ行われていないことを整理した.特に,Aaberge and Atkinson (2014)の詳細な検討を行い,富裕度の研究とGini曲線及びZenga曲線との関連性を考察した.本研究は,富裕度を含めた不平等度のベイズ法による推定方法を開発した.富裕度の推定は,近年になって研究が行われ始めた新しい分野であり,ベイズ法によって富裕度の推定を行った文献は殆どなく,本研究の1つの貢献である.また,本研究では,わが国で馴染みの薄いZenga指標を単に紹介するだけではなく,Zenga曲線を用いて,富裕度と貧困度に基づくdispersion指標を提案した.所得分布の両裾の特徴を捉えることで,経済格差の研究への新たな分析道具を提供した.交付申請書に記載した「平成29年度の研究実施計画」に沿って今後の研究を進めていく.

(a)文献・データの収集と整理:国内外で新たなデータの収集を行うとともに,収集したデータを本研究の分析に適合するように整理する.また,文献の収集も継続する.(b)富裕度及び貧困度のベイズ法による推定方法:以下の点を中心に前年度の研究を継続し,次年度に繋げる.i)Zenga曲線を用いた新たな富裕度指標及び貧困度指標を提案し,そのベイズ法による推定方法を開発する.ii)Zenga曲線を用いた新たな富裕度指標及び貧困度指標と既存の富裕度指標及び貧困度指標の比較を行う.iii)開発した手法をシミュレーションで発生させたデータに適用し,既存の研究との比較を行う.iv)前年度に引き続き,本研究で開発した手法を具体的な経済データを用いた分析に適用する.(c)研究成果の発信:得られた研究成果は,幾つかの論文にまとめ,海外の専門誌に投稿する.交付申請書に記載した「平成30年度の研究実施計画」に沿って今後の研究を進めていく.(a)開発した手法の再検討と拡張:研究期間の最終年度にあたる平成30年度には,平成28年度及び平成29年度に構築したベイズモデルの実証分析への応用に際しての問題点を検討し,その修正を行う.(b)よりフレキシブルなモデルへの拡張:申請者の過去の研究業績(2013年に発行したディスカッション・ペーパー及び2003年のJournal of Econometrics掲載論文)を参考にして,富裕度指標及び貧困度指標の推定方法をベイジアン・ノンパラメトリック法を用いた推定方法に拡張する.(c)研究成果の発信:得られた実証結果を幾つかの論文にまとめ,学会・セミナーで報告するとともに,海外の有力専門誌に投稿する.また,3年間の研究成果をまとめ,科学研究費補助金研究成果報告書を作成する.使用残額が6709円と少額なため必要な洋書の購入には不足している.そのため,次年度の交付金と合わせて使用することとした.使用残額が12630円と少額なため必要な洋書やソフトウエアの購入には不足している.そのため,次年度の交付金と合わせて使用することとした.次年度の交付金と合わせて使用する.
バイノ-ラル収音法による機械音の音源定位

私たち人間の聴覚システムは、左右の耳で音をセンシング(これを両耳収音、いわゆるバイノ-ラル収音と呼ぶ)して、その音の信号を脳で解析処理することにより、たいへん高度な聴覚能力を実現している。その多くの種類の能力の中から音源定位能力と複数音源の音の分離能力を取り上げ、これを模擬する信号解析法をコンピューター上で実現して機械音とその環境に関する音源定位問題に応用することにより、機械の静粛化と音環境問題に貢献するための基盤技術の有力なひとつの方法として発展させることが本研究の目的である。本補助金の助けにより,本年度の研究はほぼ計画通り実施できた.まずバイノ-ラル収音用のヘッドトルソシミュレータを用いて、半球全方位に関する2.5度精度での方向定位のためのデータベースの構築を行った。次に、無響室において機械的音(歯車系の騒音と音楽用トライアングルの音)の計測を行い、音源定位を試みた.その結果,ヘッドトルソの前方向については十分2.5度精度で方向定位できること,および真横と後方向についてはそれぞれ特徴ある精度で同定できることがわかった.前段階の基本的検討結果に引き続き、反響のある通常の環境下における計測・音源定位実験も行い、音の立ち上がり部分の信号を利用することにより方向定位できることがわかった.これらの検討より本研究で考案した工学的な方向定位メカニズムの有効性を確認することができた.この成果は,学会投稿論文として公表するためにまとめ上げている.次の研究段階としては,ニューラルネットワーク理論を利用してさらにシステムを完成化する予定である.私たち人間の聴覚システムは、左右の耳で音をセンシング(これを両耳収音、いわゆるバイノ-ラル収音と呼ぶ)して、その音の信号を脳で解析処理することにより、たいへん高度な聴覚能力を実現している。次に、無響室において機械的音(歯車系の騒音と音楽用トライアングルの音)の計測を行い、音源定位を試みた.その結果,ヘッドトルソの前方向については十分2.5度精度で方向定位できること,および真横と後方向についてはそれぞれ特徴ある精度で同定できることがわかった.前段階の基本的検討結果に引き続き、反響のある通常の環境下における計測・音源定位実験も行い、音の立ち上がり部分の信号を利用することにより方向定位できることがわかった.これらの検討より本研究で考案した工学的な方向定位メカニズムの有効性を確認することができた.この成果は,学会投稿論文として公表するためにまとめ上げている.次の研究段階としては,ニューラルネットワーク理論を利用してさらにシステムを完成化する予定である.
選択成長法による反りのない高品質ヘテロエピタキシャルダイヤモンド基板の作製

核発生領域を任意のパターンに制限して連続膜を形成する選択成長法はヘテロエピタキシャルダイヤモンドの高品質化に有効である.本研究ではヘテロエピタキシャルダイヤモンドの反りと配向性に着目し,反りがなく配向性の高いダイヤモンドの作製が可能となる核発生領域パターンを提案した.これまでに最も配向性の高いダイヤモンドが成長可能な格子パターンからクロスポイントを除去した新規パターンにおいて,パターンのピッチおよび核発生領域長さを変化させ,厚さ100 μm程度まで成長させたダイヤモンド自立板の反りと配向性を評価した.格子状パターンにおいてピッチを100 μmまで広げたところ,ピッチを大きくするにしたがってダイヤモンド自立板の反りが小さくなる傾向が見られたが凸側の反りがなくなることはなかった.また,配向性の指標となるX線回折におけるダイヤモンド(004) ω-rocking curve (XRC)の半値幅はピッチが大きくなるにしたがって小さくなる傾向が見られ,配向性が向上することがわかった.一方,新規のパターンではピッチ100 μmにおいて核発生領域長さを75 μmとすることで反りがほとんどなくなり,50 μmでは反りが凹側に変化した.つまり,核発生領域長さを75 μmよりやや短くすることで反りのない自立板を作製可能であることが予想される.また,XRC半値幅は核発生領域長さ50,75 μmにおいて格子パターンとほとんど変わらず,高い配向性を有していることがわかった.これらの結果から,配向性が高く,反りのないヘテロエピタキシャルダイヤモンドを実現するためのパターンを提案することができた.本年度は新たに提案したダイヤモンド核発生領域パターンにおいて,ピッチおよび核発生領域長さを変化させてヘテロエピタキシャルダイヤモンドを厚さ100 μm程度まで成長させ,その反りと配向性を評価した.ピッチと核発生領域長さが同一,つまり格子状のパターンにおいて,ピッチを大きくするにしたがってダイヤモンド自立板の反りが小さくなる傾向が見られた.また,配向性の指標となるX線回折におけるダイヤモンド(004) ω-rocking curve (XRC)の半値幅はピッチが大きくなるにしたがって小さくなる傾向が見られ,配向性が向上することがわかった.しかし,75 μmまでピッチを広げても曲率半径0.33 m程度の反りが存在していた.一方,核発生領域長さを短くし,格子のクロスポイント(交差部)を除去したパターンではピッチ50および75 μmにおいて核発生領域長さを短くするにしたがって反りが小さくなり,反りが反転することがわかった.この結果から,反りのないダイヤモンドを作製するためにはそれぞれのピッチにおいて核発生領域長さをどの程度にすればよいかの指標を得ることができた.また,XRC半値幅は核発生領域長さが短くなるほど大きくなり,結晶の配向が乱れやすくなる傾向が見られたが,ピッチに対する核発生領域長さの比率が75%程度までは大きな配向の乱れは観測されなかった.これらの結果から,ピッチを大きくし,核発生領域長さをピッチの75%程度にすることで反りがなく配向性の高いダイヤモンド自立板を作製することが可能であると考えられる.本年度は新たに提案した核発生領域パターンから成長させた厚さ100 μmのダイヤモンドにおけるパターンの設計とダイヤモンドの反りおよび配向性について系統だった結果が得られたことから,当初の計画に対しておおむね順調に進展しているといえる.今後は反りをなくすためのパターンの最適化を進めるとともに,より厚いダイヤモンドでの傾向を明らかにする必要がある.核発生領域を任意のパターンに制限して連続膜を形成する選択成長法はヘテロエピタキシャルダイヤモンドの高品質化に有効である.本研究ではヘテロエピタキシャルダイヤモンドの反りと配向性に着目し,反りがなく配向性の高いダイヤモンドの作製が可能となる核発生領域パターンを提案した.これまでに最も配向性の高いダイヤモンドが成長可能な格子パターンからクロスポイントを除去した新規パターンにおいて,パターンのピッチおよび核発生領域長さを変化させ,厚さ100 μm程度まで成長させたダイヤモンド自立板の反りと配向性を評価した.格子状パターンにおいてピッチを100 μmまで広げたところ,ピッチを大きくするにしたがってダイヤモンド自立板の反りが小さくなる傾向が見られたが凸側の反りがなくなることはなかった.また,配向性の指標となるX線回折におけるダイヤモンド(004) ω-rocking curve (XRC)の半値幅はピッチが大きくなるにしたがって小さくなる傾向が見られ,配向性が向上することがわかった.一方,新規のパターンではピッチ100 μmにおいて核発生領域長さを75 μmとすることで反りがほとんどなくなり,50 μmでは反りが凹側に変化した.つまり,核発生領域長さを75 μmよりやや短くすることで反りのない自立板を作製可能であることが予想される.また,XRC半値幅は核発生領域長さ50,75 μmにおいて格子パターンとほとんど変わらず,高い配向性を有していることがわかった.これらの結果から,配向性が高く,反りのないヘテロエピタキシャルダイヤモンドを実現するためのパターンを提案することができた.本年度は厚さ100 μmにおける系統だった結果を得ることができ,目標を達成るための指針を得ることができた.今後は実用を踏まえ,より厚いダイヤモンドにおける系統だった評価をしていく必要がある.これらの結果を踏まえ,最終的には現在直径3mmの領域で成長させているダイヤモンドを直径9mm程度に拡大し,実用的なダイヤモンド基板の試作を試みる.