hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
旧ベトナム共和国のベトナム語・１９７５年を境とする連続と非連続

ベトナム本国およびアメリカ合衆国カリフォルニア州での調査を実施した。具体的には、それぞれで60歳台以上の人々(旧ベトナム共和国で中等教育を受けた世代)、なかんずく学者・研究者およびマスコミ関係者をはじめとする知識人や宗教関係者、作家や音楽家などの表現活動を行っている人々への聞き取り調査である。また、作家や音楽家および大学関係者と意見交換会を実施し、さらに音楽や美術の発表会に参加して、研究成果の一部を発表した。さらに、州内の大学2校で現役大学生に講演した。劇的な体制転換や社会変化を反映した言語変容、そして旧体制下の言語文化を堅持したいというベトナム系住民の矜持を強く感じることができた。日常会話、メディアに表出するベトナム語に対する当事者の意識は、基礎調査を始めた5年前に比較すると格段に変化してきている。インターネット空間に多く存在する公開ならびに非公開のグループで、旧ベトナム共和国のベトナム語表現に関する議論が積極的になされたり、戦後世代の若者や最近の移民が旧ベトナム共和国の言語事情、そして個別の言語表現に関するやり取り(「この語は75年以前にも使っていたか」「これは75年以前にはどういう語で表現していたか」などの、世代間の質疑応答)が活発に行われている。反共、反政府という政治的立場のみではなく、また単なる懐古趣味でもなく、純粋な関心を集めるようになった点にも着目して、調査してきた。この成果は、カリフォルニア州および台湾における講演ならびに口頭発表で明らかにすることができた。1.現地での調査活動は順調に実施できた。2.研究テーマに興味を示す人が多くなり、メディアにインタビューを受ける回数も増えた。これに伴い、自ら進んで話をしてくれる人も出てくるようになり、その内容吟味は当然に重要ではあるが、出身地、職業、学歴などの面で多様なバックグラウンドを持つ人々をインフォーマントとして擁することができた。引き続き、「失われた国の言語」を記述するラストチャンスという危機感は共有しながらも、政治的中立を保つことができる外国人研究者という立場を大切にして、冷静に遂行していきたい。1.当初計画に即して、言語動態の多角的な観察によって、1975年4月30日を境にベトナム本国内では消えていった語彙、話法およびコミュニケーションスタイルを記録していく。2.今年度は、とりわけ文芸・メディア関係者は宗教人への聞き取りに力を入れる。文芸作品や歌謡曲の中には、今も本国で発禁措置が取られているものも少なからずあり、「消えていった」のではなく「消された」語彙や話法なども丹念に収集しておきたい。3.引き続き「研究成果を現地に還元する」基本姿勢を一貫するために、カリフォルニア州内のベトナム語エスニックメディアへの中立な立場での出演、大学での研究報告にも力を入れたい。1.平成29年度は辞書刊行、カリフォルニア在住の知識人に対する聞き取り調査、シンポジウムでの基調講演を行った。2.本研究の準備作業の一環で収集してきた、旧ベトナム共和国で使用され、現在のベトナム社会主義共和国では一般的には使用されていない語彙リストの一部を、『パスポート初級ベトナム語辞典』(白水社刊)の見出し語や解説に盛り込むことができた。これは単なる懐古趣味や復古主義ではなく、43年前まで存在した国家で日常的に使用されていた語彙の記録と保存の観点から、さらに戦後の言語状況との、いわば新旧ベトナム語の対照研究の素材としての意味を持つ。本国外に200万人以上いる在外ベトナム人とのコミュニケーションや、文献調査において利用価値が高い語群である。3.在米ベトナム系住民の文芸団体Nhan Anh Tan Van va Tieng Thoi Gianがカリフォルニア州立大学ロングビーチ校において開催したシンポジウム『言語と文化による世代間連携』において基調講演者を務めた。シンポジウムにおける演題は「旧ベトナム共和国のベトナム語我が家のベトナム語事情」であった。本シンポジウムにはカリフォルニア州南部で文芸活動を行っているベトナム系作家、歌手、画家および研究者が参加し、外国人の参加者もいた。また、アジア系住民の母語教育政策をホワイトハウスで担当している行政官も講演を行った。当日の様子は現地テレビやベトナム語日刊紙などの、いわゆるエスニックメディアで大きく取り上げられ、研究に対する認知を高めることもできた。本課題で最も重視していることがらのひとつである『研究成果の還元』の点において、インパクトある途中報告を実施することができた。これにより、研究に興味を示したり、協力を申し出てくる旧ベトナム共和国の人々が増えた。協力者の確保は深刻な課題であったので、この壁が乗り越えられるのは今後の研究活動の成否に直結する。

インターネット空間に多く存在する公開ならびに非公開のグループで、旧ベトナム共和国のベトナム語表現に関する議論が積極的になされたり、戦後世代の若者や最近の移民が旧ベトナム共和国の言語事情、そして個別の言語表現に関するやり取り(「この語は75年以前にも使っていたか」「これは75年以前にはどういう語で表現していたか」などの、世代間の質疑応答)が活発に行われている。反共、反政府という政治的立場のみではなく、また単なる懐古趣味でもなく、純粋な関心を集めるようになった点にも着目して、調査してきた。この成果は、カリフォルニア州および台湾における講演ならびに口頭発表で明らかにすることができた。1.現地での調査活動は順調に実施できた。2.研究テーマに興味を示す人が多くなり、メディアにインタビューを受ける回数も増えた。これに伴い、自ら進んで話をしてくれる人も出てくるようになり、その内容吟味は当然に重要ではあるが、出身地、職業、学歴などの面で多様なバックグラウンドを持つ人々をインフォーマントとして擁することができた。引き続き、「失われた国の言語」を記述するラストチャンスという危機感は共有しながらも、政治的中立を保つことができる外国人研究者という立場を大切にして、冷静に遂行していきたい。1.当初予定通り、ベトナム本国内での調査と、在外ベトナム人コミュニティにおける調査(バンコクおよびカリフォルニア南部)を実施する。2.ベトナム本国においては、1975年以前から言語学研究に従事している専門家との意見交換を予定している。在外ベトナム人コミュニティが保存しているベトナム語についての、本国内での認識や認知に関する調査を行う。3.カリフォルニア南部では、異世代間の言語継承をテーマにした意見交換を実施し、現地メディアに出演して、研究成果の一部を公表する予定である。1.当初計画に即して、言語動態の多角的な観察によって、1975年4月30日を境にベトナム本国内では消えていった語彙、話法およびコミュニケーションスタイルを記録していく。2.今年度は、とりわけ文芸・メディア関係者は宗教人への聞き取りに力を入れる。文芸作品や歌謡曲の中には、今も本国で発禁措置が取られているものも少なからずあり、「消えていった」のではなく「消された」語彙や話法なども丹念に収集しておきたい。3.引き続き「研究成果を現地に還元する」基本姿勢を一貫するために、カリフォルニア州内のベトナム語エスニックメディアへの中立な立場での出演、大学での研究報告にも力を入れたい。
スフェロマック・プラズマ生成における磁東増幅に関する研究

姫路工大スフェロマック実験研究では,実験装置(装置名:FACT)の建設が昭和61年10月からはじまり,昭和62年6月に電源部が,同年7月に装置本体が完成した.本装置の建設において,当該研究によってFACT装置の磁束増幅部の設計・製作を行った.引き続いて同年8月からスフェロマック・プラズマの生成実験を開始した.はじめは,既設及び増設(当該研究で購入)のコンデンサを用いて磁化同軸プラズマガンの放電によってプラズマを生成し,そのための最適運転条件をサーベイした.この実験において,真空容器内の真空状態を良好にするために放電洗浄を行い,その効果を四重極質量分析器(当該研究で分析器の制御電源を購入)を用いて残留ガスを調べた.これによって真空状態とプラズマ生成の関係を調べた.その後,ガンから噴射されたプラズマを磁束増幅(以下FAと略記する)領域へ移送し,種スフェロマック・プラズマを生成した.この実験では,従来の磁化同軸プラズマガンと異なり,内部電極がFA領域まで伸びているので,プラズマは同軸円筒の中を移動することになり,従来の場合よりプラズマ移送が難しいことが明らかになった. FA領域内ではスフェロマック生成過程では,主に多チャンネル磁気探針を用いて磁場分布を測定し,種スフェロマックの磁場配位形成過程を調べた.本方式ではFA領域に入射したプラズマをFAコイルのつくる磁場の障壁で停止させることが特徴であり,本研究の重要課題である.磁気短針による磁場分布測定から,プラズマがFA磁場によってFA領域内に停止されることが明らかになった. FA領域に種スフェロマック・プラズマが形成されると同時にFA過程が進行するが,この過程におけるプラズマ内の磁場分布の時間変化が調べられた.測定結果は, FA過程におけるプラズマ磁場の増大を示した.今後はFA過程での磁束変換を伴う緩和現象について調べる.姫路工大スフェロマック実験研究では,実験装置(装置名:FACT)の建設が昭和61年10月からはじまり,昭和62年6月に電源部が,同年7月に装置本体が完成した.本装置の建設において,当該研究によってFACT装置の磁束増幅部の設計・製作を行った.引き続いて同年8月からスフェロマック・プラズマの生成実験を開始した.はじめは,既設及び増設(当該研究で購入)のコンデンサを用いて磁化同軸プラズマガンの放電によってプラズマを生成し,そのための最適運転条件をサーベイした.この実験において,真空容器内の真空状態を良好にするために放電洗浄を行い,その効果を四重極質量分析器(当該研究で分析器の制御電源を購入)を用いて残留ガスを調べた.これによって真空状態とプラズマ生成の関係を調べた.その後,ガンから噴射されたプラズマを磁束増幅(以下FAと略記する)領域へ移送し,種スフェロマック・プラズマを生成した.この実験では,従来の磁化同軸プラズマガンと異なり,内部電極がFA領域まで伸びているので,プラズマは同軸円筒の中を移動することになり,従来の場合よりプラズマ移送が難しいことが明らかになった. FA領域内ではスフェロマック生成過程では,主に多チャンネル磁気探針を用いて磁場分布を測定し,種スフェロマックの磁場配位形成過程を調べた.本方式ではFA領域に入射したプラズマをFAコイルのつくる磁場の障壁で停止させることが特徴であり,本研究の重要課題である.磁気短針による磁場分布測定から,プラズマがFA磁場によってFA領域内に停止されることが明らかになった. FA領域に種スフェロマック・プラズマが形成されると同時にFA過程が進行するが,この過程におけるプラズマ内の磁場分布の時間変化が調べられた.測定結果は, FA過程におけるプラズマ磁場の増大を示した.今後はFA過程での磁束変換を伴う緩和現象について調べる.
パターン認識手法にもとづくタンパク質アミノ酸配列データの高次処理に関する研究

本研究はタンパク質のアミノ酸配列データとその高次構造や機能との相関解析を通じ、パターン認識の応用にもとづく配列データの高次解析手法の確立を目指すものである。筆者らは先に立体構造既知のタンパク質構造データをもとに、各種アミノ酸残基のポリペプチド鎖中でのφ-ψ配座パターンのクラスター分析を行い、各残基種ごとに25個の主要な配座パターンのクラスターを見いだすと共に、モード探索の手法を用いてそれぞれのクラスターに対応する代表配座パターンを明らかにした。本研究では、これらの配座パターンとその注目する残基の配列環境との関係を調べることを目的とし、その解析に必要なツールの一つとして特徴解析・表示システムの開発を試みた。本システムは注目するアミノ酸残基(Target amino acid residue,TA)を中心に、N-及びC-末端両方向の近接残基を考慮しながら、TA周辺の配列環境の特徴解析を行うものである。システムの基本構成としては(1)ファイル管理、(2)配列環境の特徴解析、(3)三次元構造表示の各モジュールから構成される。ファイル管理モジュールではペプチドセグメントデータがもつアミノ酸配列や二面角配座パターンクラスの帰属、PDBファイル中の二次構造帰属など様々な構造情報の一括表示やデータセットの編集などを行うとともに、他のモジュールを起動する。特徴解析モジュールでは、指定した特性値に基づき、アミノ酸の配列環境をカラーセルにより表示することが可能である。また、種々の物理化学的特性値にもとづく類似性評価の機能を含む。一方、構造表示モジュールでは主鎖の三次元構造表示を行うことができる。表示構造の回転変換や構造重ね合わせ表示の機能も含む。尚、本システムはUNIXワークステーション上でXウィンドウシステムをベースにC言語を用いて作成した。
癌のリンパ行性転移モデルを利用した組織間隙・リンパ循環間の連繋機能の評価研究

癌のリンパ行性転移モデルを利用した組織間隙・リンパ循環聞の連繋機能の評価研究を行うために、次の研究を行った。1.ラットの胸管内皮細胞の採取・培養法を確立し、その細胞生物学的特性を検討した。その結果、今回確立した培養細胞は単層敷石状の形態を示し、さらに第IIIV因子関連抗原染色陽性でアセチルLDL貪食能を有することが判明した。(論文印刷中)2.摘出ラットリンパ管の自発性ポンブ活動と筋原性張力発生機序にRho-Rho-kinaseとフォスファターゼが関与していることを検討した。すなわち選択的Rho-kinase阻害薬であるY-27632はリンパ管平滑筋の収縮抑制作用を、選択的フォスファターゼ阻害薬であるオカダ酸はリンパ管平滑筋の収縮増強作用を誘起することが判明した。(論文印刷中)3.ATPは、摘出ラットリンパ管の自発性ポンプ活動を抑制し、その作用機序に一酸化窒素とATP感受性K^+チャネルが関与していることを明らかにした。5.摘出ラットリンパ節灌流標本作製方法を確立し、蛍光顕微鏡システムを併用することによってリンパ節内の流れの可視化を可能とした。6.リンパ管壁における水溶性物質の透過性機構を定量的に評価できる実験系を確立し、リンパ管壁には水溶性物質の分子量依存性の透過性制御機構が存在することを証明した。さらに、このリンパ管壁の透過性機序にリンパ管内皮細胞が関与していることが判明した。7.Tumor necrosis factorα(TNFα)は、リンパ管壁における水溶性物質の透過性亢進を誘起することが判明した。さらにこのTNFαによるリンパ管壁透過性亢進機序にリンパ管内皮細胞の細胞骨格タンパク質であるF-actinのRho-kinase依存性再配向が関与していることを証明した。1.リンパ管自発性収縮機能に対するRho-kinaseの関与をin vitroの実験系を用いて定量的に検討した。その結果、選択的Rho-kinase阻害薬であるY-27632は、リンパ管の自発性収縮を用量依存的に抑制することが判明した。2.新たに低酸素培養方法を導入し、ラットから単離した培養リンパ管内皮細胞株を確立し、その形態学的特徴を評価した。その結果、培養ラットリンパ管内皮細胞は第VIII因子関連抗原陽性でありアセチルLDLの貪食能を有することが判明した。また、この細胞株を用いて細胞内骨格タンパク質であるF-actinの配向の検討が可能となった。3.リンパ管壁における水溶性物質の透過性機構を定量的に評価できる実験系を確立し、リンパ管壁には水溶性物質の分子量依存性の透過性制御機構の存在を証明した。4.Tumor necrosis factor α(TNFα)は、リンパ管壁における水溶性物質の透過性亢進を誘起することが判明した。さらにこのTNFαによるリンパ管壁透過性亢進機序にリンパ管内皮細胞の細胞骨格タンパク質であるF-actinのRho-kinase依存性再配向が関与していることが証明された。5.リンパ節内の微小循環動態を評価できる摘出リンパ節灌流標本と蛍光顕微鏡観察システムを構築し、このシステムの評価を行った。その結果、分子量70000のFITC-デキストランは輸入リンパ管-輸出リンパ管を介してリンパ節内を通過するが、直径約10μmのFITC-マイクロスフェアーはリンパ節内に滞在することが判明した。
痛み共感の両価性と分子・神経基盤

共感についてのこれまでの先行研究では、その多くが、ヒトの共感に関わる脳機能が示されている一方で、脳機能の背景にある神経伝達物質、特に、報酬や行動制御に関わるドーパミンの役割についての理解はほとんど進んでいない。本研究は、共感の両価性(利他性と利己性)に着目し、それらが社会行動選択に及ぼす影響とその分子・神経機構を明らかにすることを目的とした。当該年度は、共感の利己的側面の神経基盤をfMRIを用いて同定し、[11C]racloprideを用いたPETにより測定したドーパミン神経伝達機能との関連性についての検討を、健常者13名において実施した。結果、PET計測で得た線条体のD2受容体結合能が高い人ほど、fMRI課題中に、利己的な判断を行う際の線条体の活動が高いことが判明した。さらに、利己性に関して、線条体外(大脳皮質)のドーパミン神経伝達機能の役割を検討するために、[11C]FLB 457を用いたPET計測を健常者26名で実施した。利己性の指標として、マキャベリ知性の測定を行った。結果、社会性に関わる前頭葉眼窩面のD2受容体結合能が高い人ほど、マキャベリ知性が高いことが判明した。これらのfMRI研究、PET研究から、共感の利己性に、線条体及び線条体外のドーパミン神経伝達機能が関わっていることが、本研究から見出された。27年度が最終年度であるため、記入しない。他者の痛み体験を目撃すると観察者に共感が生じる。共感は援助などの向社会行動への動機づけとなるが、同時に不快感や危機察知などの負の誘発性も持っている。つまり、共感は接近と回避の両価性を持ち、その葛藤の結果、社会行動の選択が行われている可能性がある。共感の両価性が社会行動選択に及ぼす影響とその脳内機構は未知である。また、これまでの研究で、ヒトの共感に関わる脳機能が示されている一方で、脳機能の背景にある神経伝達物質(特に、報酬や行動制御に関わるドーパミン)の役割についての理解はほとんど進んでいない。本研究は、共感の両価性についての脳内メカニズムを明らかにすることを目的に、当該年度は、共感誘発課題を作成し、行動データとfMRIデータ取得を開始した。実験条件に応じて他者の心的痛みに対する共感判断が異なり、さらに、個人差が大きい結果を得た。計画通りに共感誘発課題を作成し、共感に関するデータ取得および、fMRIを用いた脳活動計測の準備を完了し、開始することができた。fMRIを用いた脳活動計測と、PETを用いたドーパミン神経伝達機能計測を完了し、共感の両価性の脳活動とドーパミン神経伝達機能との関連を解析する。得られた成果の登校準備をすすめる。
技術的知識の創造に関する地理学的研究

昨年度は特許のデータを用いた分析を行ったが,それらの位置づけについて不十分な点が残った。そのため本年度は主として,産業地理学,地域政策論,技術研究,都市論など様々な分野の成果,議論を整理し,「イノベーションの地理学」に向けての研究課題を展望した。具体的には,それらの研究群を研究手法や枠組みによって整理した後,イノベーションを産業集積論や都市論との関連から検討した。議論は,以下の三点に要約される。第一に,イノベーションの地理的考察は,特許や論文の量,引用,共著関係などの指標を用いて知識のスピルオーバーや協力的ネットワークを捉える定量的方法から,質問票調査や聞き取り調査による質的方法まで様々な手法で行われており,それぞれの長所と短所を認識し多角的な考察が必要である。第二に,セクター・イノベーション・システム論,地域のイノベーション・システム論,「生産の世界」論などを検討し,制度や組織のあり方,技術の性質,距離や領域など地理的要素という3要素の相互依存的関係を認識した上で説明のフレームワークを構築し,かつそれらを実証研究によって検証することの意義を指摘した。特に,技術の性質という視点は産業地理学におけるイノベーション論ではこれまで重視されてこなかった傾向にあり,考慮すべき要素であろう。第三に,産業集積論や都市の創造性についての議論を検討し,都市や集積をイノベーションの文脈で考える際には,空間的・社会的・文化的な近接性だけでなく,内部の多様性と外部との結合性という要素にも焦点を当てる必要性を指摘した。技術的知識の創造が地理的にいかに行われているかを考察するため,技術的知識創造の結果を示す有力な指標である特許を調査し分析した。具体的には,『特許四季報』(IPB社編)および特許公報を用いて,関西(2府4県)において主たる研究開発活動を行う機械系大企業を対象に,1999年2001年において共同で特許出願した企業・研究機関を調査した。その結果,関西の機械系大企業が他の企業・研究機関と行った共同出願に占める関西の企業・研究機関の割合は,全特許に占める関西の出願者の割合と大きな差はないことが明らかとなった。これは,筆者が大阪府の中小企業を対象に行った同様の調査とは異なる結果であり,大企業の場合は中小企業に比べ,共同発明において相手との地理的近接の重要性が小さいことを示すものと考えられる。特に従業者1,000人以上の企業においてはその傾向が顕著である。共同研究の相手となる企業は,トヨタ自動車,富士電機,関西電力,ソニー,三菱電機などであり,大学・研究機関としては,産業技術総合研究所,東北大学,地球環境産業技術研究機構が多く,それにつづくのが,物質・材料研究機構,理化学研究所などである(件数ベース)。このことからも特許において量的シェアとしては大きい大企業や大規模高等研究機関の共同研究において地理的距離の重要性というのは小さいといえよう。ただし,京都に本社を持つ精密機械・電気機械メーカーに関しては関西の相手との共同出願の比率が高く,特に非上場の中小企業や地元の大学・研究機関との共同出願が多く見られる。いわゆる「京都系ハイテク企業」は地元との共同研究ネットワークを重視していることが明らかとなった。また,共同出願相手を,機械メーカー,素材系サプライヤー,ユーザー,研究機関・事業所サービス業に分類すると,ユーザーにおいて関西地域内の比率が高かいという結果となった。
Bcl11bによる大腸がん抑制機構の解析

我々はBcl11bがマウスやヒトの新規大腸がん抑制遺伝子として機能することを明らかにし、Bcl11bは腸上皮幹細胞やTA細胞に強く発現することを示した。変異体マウスやγ線照射実験の解析からBcl11bはTA細胞の過剰な増殖や供給を抑える可能性が示唆された。Bcl11b遺伝子産物はC2H2型Zinc-fingerタンパク質であり、マウス胸腺リンパ腫のLOHマッピングから単離されたがん抑制遺伝子である。我々は大腸がんモデルマウスApc^(Min/+)とBcl11b^(+/-)のF1マウスを用いた発がん実験により、ヒト14番染色体上にある未同定の大腸がん抑制遺伝子がBcl11b遺伝子であることを強く示唆する結果を得た。本年度研究によりBcl11bタンパク質は幹細胞や増殖性の高い細胞(TA細胞)の多いCrypt周辺での発現が確認でき、出生直後のPOでも同様の発現が認められた。またPOにおいてBcl11b^(-/-)小腸上皮の分化に異常が認められたことからBcl11bは正常な腸上皮形成に必要な遺伝子であると考えられる。また、Apc^(Min/+)マウスの腫瘍部のLOH解析を行った結果、Bcl11b^(+/-)マウスではBcl11bアリルの欠如は認められなかった。このことからBcl11bは片アリル欠損のみ(Bcl11b^(+/-)でApc^(Min/+)マウスの発がんを促進していることがわかった。さらに当初の実験計画に含まれてはいないが、理研ENU変異マウスから得たBcl11b変異体マウスの解析から、Apc^<Min>変異を持たないBcl11b^(M101891/-)マウスにおいて著しい大腸の肥厚化が見られ、Apc^(Min/+)マウスにおいて腫瘍が多発する小腸においては、Bcl11bが発現する増殖性の高いcrypt領域が肥大していた。Bcl11b^(M101891/-)マウス腸管の肥厚化は消化管がんと関連する可能性高く、現在解析中である。我々は大腸がんモデルマウスApc^<Min/+>とBcl11b^<+/->のF1マウスを用いた発がん実験により、ヒト14番染色体上にある未同定の大腸がん抑制遺伝子がBcl11b遺伝子であることを強く示唆する結果を得た。初年度研究によりBcl11bタンパク質は幹細胞や増殖陸の高い細胞(TA細胞)の多いcrypt周辺での発現が確認でき、Apc^<Min/+>マウスの腫瘍LOH解析からBcl11bはハプロ不全ながん抑制遺伝子であることがわかった。またBCl11b^<M101891/->マウスにおいて著しい大腸の肥厚化が見られ、crypt領域の肥大を認めた。本年度の研究によりこのBcl11b^<M101891/->マウス腸管の肥厚化は細胞増殖の亢進をともなっており、がん化しつつある状態と考えられた。またMx-cre ; Bcl11b^<lov/KO>マウスを用いたコンディショナルKO実験ではpIC投与後数日でcryptでのBcl11b発現消失は見られたが、細胞増殖に対しては大きな影響は認められなかった。Mx-creは幹細胞に作用するとされるが、投与後長期間経った個体ではBcl11b発現の見られないcryptは存在しなかったことから、Bcl11bの両アリル消失した細胞は生存できない可能性が考えられ、現在解析を続けている。さらに、ヒトの大腸がん検体にBcl11b遺伝子の変異が複数確認され、ヒトの大腸がん抑制遺伝子としてBcl11bが機能していることが強く示唆された。Bcl11b遺伝子はマウス胸腺リンパ腫から単離されたがん抑制遺伝子であり、我々は大腸がんモデルマウスApc^<Min/+>とBcl11b^<+/->F1マウスを用いた発がん実験により、ヒト14番染色体上の未同定の大腸がん抑制遺伝子がBcl11b遺伝子であることを示す結果を得た。これまでにBcl11bタンパク質は幹細胞や増殖性の高い細胞(TA細胞)の多いcrypt周辺での発現が確認され、Apc^<Min/+>マウスの腫瘍解析からBcl11bはハプロ不全ながん抑制遺伝子であることを明らかにした。ヒトの大腸がん検体におけるBcl11b遺伝子変異についても複数確認した。またBcl11bの機能低下マウス(Bcl11b^<M101891/-)において大腸の肥厚化(crypt領域の肥大)を見いだし、この変異体マウス腸管の肥厚化は細胞増殖の亢進をともなっており、がん化しつつある状態と考えられた。またM x-cre;Bcl11b^<lox/KO>

マウスを用いたCKO実験ではpIC投与後10日でcryptでのBcl11b発現消失は見られたものの、そのcryptにおける細胞増殖に対しては大きな影響は認められなかったが、pIC投与後長期間(4ヶ月)経った個体でもBcl11b発現がほぼ消失したcrypt(ΔC/Δflox)が確認でき、crypt長の伸長が認められた。以上の結果は、腸上皮の分裂速度を考慮するとBcl11bが腸上皮間細胞に発現し、その機能が適切な腸管crypt長の維持に必要であることを示唆する。Bcl11b+/-と+/+のγ線(12Gy)照射後のcrypt-villi再生過程を比較すると、+/+では細胞増殖低下(細胞周期停止)が起きているが、+/-では増殖傾向が維持されていることがわかった。このことはBcl11bがTA細胞の過剰分裂の抑制あるいはDNA複製/修復チェックポイントに関わる可能性を示すといえる。現在、髄細胞におけるBcl11bの下流因子の確認・検証を行っている。
複合的視点からの保安処分制度の再構築についての研究

1974年の改正刑法草案において提案された保安処分制度は、激しい批判にさらされたが、時代を経て、被害者保護と安心安全社会が唱えられ、事後的な処罰よりも犯罪の事前予防に重点が置かれるようになってきた現在では、保安処分制度を再検討し、現代社会に適合した形でこれをブラッシュアップすることで持続可能な刑事政策を実現できるものと思われる。このような考え方は、わが国の刑事法に大きな影響を与えているドイツをはじめ、多くの国々で受け入れられているものであり、社会福祉国家の視点、犯罪被害者の保護の視点、犯罪予防という視点を複合的にとらえ、保安処分制度を導入する意義は非常に高いものと思われる。1ドイツの刑務所での訪問調査7月にバーデン・ヴュルテンベルク州のシュヴェービッシュ・グミュント女子刑務所を訪問し、ドイツで唯一の保安監置収容者の収容状況を見聞した。また、12月にニーダーザクセン州のフェヒタ女子刑務所も訪問し、収容状況を見聞した2国内・国外研究者へのインタビュー調査と意見交換刑事政策研究者に聞き取り調査および意見を求めた。調査項目は、現在ある保安処分的な法制度の現実、刑罰論との関係、社会復帰促進の理念と自由の拘束の在り方である。とくに海外の研究者との交流では、主に学術的にはテュービンゲン大学大学ハーヴァーカンプ教授、刑事実務については連邦刑事研究所デセカー教授と意見交換を行った。3海外での保安処分に関する実態調査ドイツでは、電子監視が2000年よりヘッセン州で試験的に導入され、また、2010年9月よりバーデン・ヴュルテンベルク州でも正式運用が開始された。しかし、現在では、電子監視はヘッセン州で継続されているにとどまる。また、2009年12月の欧州人権裁判所の判決を受け、2011年に保安監置に関する規定も改正された。そこでは国民を犯罪から守る基本法上の国家の責務と、欧州人権条約で要請される犯罪者の人権の均衡をどのようにとるかが焦点となっている。4国際研究会の主催2月に研究会を実施し、テュービンゲン大学大学ハーヴァーカンプ教授が講演「ドイツ連邦共和国における保安処分の現状」を実施し、参加者らと議論と意見交換を行った。なお、当日の講演は、現在、公表に向けて準備中である。国内での刑務所の視察が十分実施できなかったが、代わりに多くのドイツの刑務所を視察することができた。海外ではドイツの状況を中心に研究対象とし、その他の国々について十分検討が行われたわけではなかった。しかし、ドイツを中心に据えていれば、全体像が概観できるため、長いスパンで見れば、効率的に研究が進められている。国内・国外研究者へのインタビュー調査と意見交換としては、現在ある保安処分的な法制度の現実、刑罰論との関係、社会復帰促進の理念と自由の拘束の在り方等を中心に、刑事政策研究者に聞き取り調査および意見を求めた。海外での保安処分に関する実態調査に関しては、まずフィンランドについて、同国でも保安処分制度は実施されているようであるが、不明な点が多かったので、12月にヘルシンキ大学とラップランド大学を訪れ、簡単なインタビューを行い、予備調査を行った。また、7月にはドイツ・アウグスブルク大学での保安監置に関するシンポジウムに参加し、情報を交換した。さらに5月、7月、9月にはドイツの刑事施設を訪問し、実態調査を行うことができた。なお、トルコについては9月にシンポジウムを予定していたが、6月に政情が不安定になり、報告者が出国できなくなり、中止せざるを得なかった。研究会等での報告2月に北海道大学刑事法研究会で「ドイツにおける社会治療の現状」と題する報告を行い、フィードバックを行った。また、11月に犯罪社会学会で「ドイツにおける被虐待児への対応と虐待者である親との関係について」と題する報告を行った。成果論文として、被害者教育に関する論文、ドイツでの母子処遇に関する論文、反社会的な団体およびその構成員に対する刑法の対応に関する論文、危険な犯罪者に対する処遇に関する論文(原稿提出済)、ドイツでの女子処遇に関する論文の翻訳、ドイツでの保安処分に関する論文の翻訳を公表した。1日本の刑事施設での調査が実施できていない。2トルコでの刑事政策についてのシンポジウムを9月に予定していたが、研究者の出国がトルコ政府により禁止され、開催が不可能になった。また、こちらからの訪問調査も治安の悪化に伴い実施不可能となっている。国内・国外研究者へのインタビュー調査と意見交換としては、現在ある保安処分的な法制度の現実、刑罰論との関係、社会復帰促進の理念と自由の拘束の在り方等を中心に、刑事実体法研究者、刑事政策研究者に聞き取り調査および意見を求めた。海外での保安処分に関する実態調査に関しては、ドイツについて、7月にケルン大学を訪れ、インタビュー調査と意見交換を行い、その際、ドイツの刑務所を視察調査および施設スタッフと意見交換した。国内での実態調査については、6月に沖縄少年院および沖縄女子少年院を、9月に札幌刑務所を視察し、施設スタッフと意見交換した。とくに、札幌刑務所では処遇としての特別改善指導がどのように行われているかを重点的に調査した。

このような考え方は、わが国の刑事法に大きな影響を与えているドイツをはじめ、多くの国々で受け入れられているものであり、社会福祉国家の視点、犯罪被害者の保護の視点、犯罪予防という視点を複合的にとらえ、保安処分制度を導入する意義は非常に高いものと思われる。1国内の刑事施設の調査受刑者の持つ危険性の除去のための教育についての経験を教育担当者にインタビュー調査し、行為者の持つ危険性の克服という課題をどのように解決すべきかを検討する。2国内・国外研究者へのインタビュー調査と意見交換刑事政策研究者に聞き取り調査および意見を求める。調査項目は、現在ある保安処分的な法制度の現実、刑罰論との関係、社会復帰促進の理念と自由の拘束の在り方である。3海外での保安処分に関する実態調査(フィンランド、トルコ)フィンランド、トルコにおいても保安処分制度は実施されているが、不明な点が多く、両国とも交流のある研究者がおり、彼らを通じて情報の収集をする。4研究会等での報告9月にトルコ人研究者を招いて研究会を実施し、意見交換を行う。1日本の刑務所での調査を実施する。調査項目は、改善指導の実施状況の調査に重点を置く。これについてはすでに札幌管区の担当者とコンタクトを取っている。2フィンランドについては本年度中にもう一度訪問調査を行う。3トルコでの実施調査については現在検討中であるが、実施可能であるかは不明確である。刑事法ドイツ出張に関しては、旅費を安く抑えたため、効率よく実施することができた。また、トルコにも出張する予定であったが、治安状況悪化のため、出張予定を取りやめた。今年度、トルコ人研究者を日本に招聘し、研究会を実施する。
デッドエンド遺伝子を使ったニワトリ始原生殖細胞の発生メカニズムの解明

本研究では,Cdaz1,CdhおよびCvh遺伝子のcDNA情報から特異的抗体を作製して,生殖細胞の発生・分化に伴う変化を免疫組織化学的に解析した。15胚日齢と30日齢の精巣および卵巣をサンプルとしたウエスタンブロッティングでは,抗CDH抗体および抗CVH抗体のいずれの場合もシングルバンドとして検出された。これに対して,抗CDAZL抗体は両精巣と15胚日齢の卵巣でシングルバンドが検出されたが,30日齢の卵巣ではバンドは検出されなかった。いずれの抗体も高い特異性を示したが,ステージによってはDAZLタンパク質の発現が減少していることが考えられた。そこで、生殖隆起に到達する前のPGCと上記の性腺サンプルを用いて二重免疫組織化学を行った。PGCではこれら生殖細胞系列のタンパク質は全て陽性反応を示した。発生が進んだ7および15胚日齢では,精巣および卵巣はすべての抗体に陽性反応を示し,さらに30日齢の精巣でもすべての抗体に陽性反応を示した。これに対して,30日齢の卵巣では多くの卵毋細胞が抗CVHおよび抗CDH抗体に陽性反応を示したが,卵毋細胞の約25%がCVH陰性であった。興味あることに,抗CDAZL抗体に対して卵毋細胞は殆どが陰性であった。さらに成熟精巣ではいずれのタンパク質も陽性であったが,CDAZL陽性細胞やCVH陽性細胞と比較すると,CDH陽性細胞がより精細管の基底膜側に分布していることが認められた。生殖系列特異的タンパク質は細胞内局在が異なるだけではなく,配偶子形成に伴って著しい発現の変化が見られることが明らかとなった。これらタンパク質のうち最も長く発現を持続するのがCVHであり,精毋細胞や卵毋細胞など配偶子形成の後半まで発現が認められた。また,CDHは卵毋細胞で発現が認められたが,CVH陽性の精毋細胞ではCDHは発現せず雌雄の相違が示唆される。これに対して,減数分裂に関与すると考えられているCDAZLは卵毋細胞での発現が消失する一方で,CVH陽性である精毋細胞では発現が認められたことから,雌雄間の発現時期の相違に注目される。少なくとも,CDAZLおよびCVHは精子形成期の減数分裂後半までmRNAの核から細胞質への移送に必要であることが示唆される。世界に先駆けてクローニングしたニワトリdead end遺伝子cDNAより特異的な抗体を作製するために、大腸菌でリコンブナントDEAD ENDタンパク質を作製し、アッフィニテイークロマトで精製した。これを家ウサギに免疫してポリクローナル抗体を得た。特異性をさらに上げるために、DEAD ENDタンパク質のアッフィニテイー精製により、抗体の精製を進め、その結果特性の優れた抗体を得ることに成功した。免疫組織化学的方法により、生殖細胞の染色を行ったところ、stage X時での始原生殖細胞、血流中の始原生殖細胞、その後の界テージの全ての生殖細胞が抗体に陽性反応を示した。興味あることは、全ての時期の生殖細胞において、核のみが陽性であることから、このDEAD ENDタンパク質は生殖細胞でのみ発現する核タンパク質であると結論された。しかも陽性反応を示すのは、精原細胞および卵原細胞までであり、それ以降の細胞(精母細胞や卵母細胞など)ではDEAD ENDタンパク質は検出きれなかった。すなわち、精子や卵子ではDEAD ENDタンパク質は欠損していることを示している。体細胞分裂を示す生殖細胞ではdead end遺伝子は発現することを初めて明らかにした。このことは生殖細胞の発生と生存にdead end遺伝子が深く関わっていることが示唆される(以上の結果は、Biology of Reproductionに投稿中)。一方、dead end遺伝子の転写開始点5'上流の塩基配列は、公開されているGenBankを最大限に活用し、約1万baseの塩基配列を取得し、既知の制御配列の探索を進めている。ニワトリdead end遺伝子cDNAより特異的な抗体作製と同様に、始原生殖細胞で発現する因子(DAZL,NANOG)についても抗体の作製を試みた。大腸菌でリコンブナントタンパク質を作製し,アッフィニテイークロマトで精製した。特異性をさらに上げるために、アッフィニテイー精製により、抗体の精製を進め、その結果特性の優れた抗体を得ることに成功した。免疫組織化学的方法により、DAZLについて生殖細胞の染色を行ったところ、stage Xでの始原生殖細胞、その後のステージの全ての生殖細胞が抗体に陽性反応を示した。比較のために、抗CVH抗体によるCVE分布を調べると、ほとんど同一の場所が染色したため、DAZLとCVHの分布は細胞質であることが判明した。核タンパク質であるDEAD ENDタンパク質とはその機能が異なることが考えられる。一方、始原生殖細胞で発現する因子をOne-Cell Subtraction Cloningで探索すると、興味あることに神経細胞で発現するNENF (XM_419430)が検出された。このことは始原生殖細胞が外胚葉由来の神経細胞と同じ起源であることを強く示唆するものである。stage Xの以降に血流を循環する中胚葉由来とされる血球細胞とは、その起源がことなることを示すものである。以前に行ったCVH遺伝子のIn-situ Hybridizationの結果と比較すると、血管が形成されていないステージでCDH陽性細胞がすでに存在することから、少なくとも始原生殖細胞の起源は血球細胞とは異なることが示唆される。

本研究では,Cdaz1,CdhおよびCvh遺伝子のcDNA情報から特異的抗体を作製して,生殖細胞の発生・分化に伴う変化を免疫組織化学的に解析した。15胚日齢と30日齢の精巣および卵巣をサンプルとしたウエスタンブロッティングでは,抗CDH抗体および抗CVH抗体のいずれの場合もシングルバンドとして検出された。これに対して,抗CDAZL抗体は両精巣と15胚日齢の卵巣でシングルバンドが検出されたが,30日齢の卵巣ではバンドは検出されなかった。いずれの抗体も高い特異性を示したが,ステージによってはDAZLタンパク質の発現が減少していることが考えられた。そこで、生殖隆起に到達する前のPGCと上記の性腺サンプルを用いて二重免疫組織化学を行った。PGCではこれら生殖細胞系列のタンパク質は全て陽性反応を示した。発生が進んだ7および15胚日齢では,精巣および卵巣はすべての抗体に陽性反応を示し,さらに30日齢の精巣でもすべての抗体に陽性反応を示した。これに対して,30日齢の卵巣では多くの卵毋細胞が抗CVHおよび抗CDH抗体に陽性反応を示したが,卵毋細胞の約25%がCVH陰性であった。興味あることに,抗CDAZL抗体に対して卵毋細胞は殆どが陰性であった。さらに成熟精巣ではいずれのタンパク質も陽性であったが,CDAZL陽性細胞やCVH陽性細胞と比較すると,CDH陽性細胞がより精細管の基底膜側に分布していることが認められた。生殖系列特異的タンパク質は細胞内局在が異なるだけではなく,配偶子形成に伴って著しい発現の変化が見られることが明らかとなった。これらタンパク質のうち最も長く発現を持続するのがCVHであり,精毋細胞や卵毋細胞など配偶子形成の後半まで発現が認められた。また,CDHは卵毋細胞で発現が認められたが,CVH陽性の精毋細胞ではCDHは発現せず雌雄の相違が示唆される。これに対して,減数分裂に関与すると考えられているCDAZLは卵毋細胞での発現が消失する一方で,CVH陽性である精毋細胞では発現が認められたことから,雌雄間の発現時期の相違に注目される。少なくとも,CDAZLおよびCVHは精子形成期の減数分裂後半までmRNAの核から細胞質への移送に必要であることが示唆される。
ヘリカルTHz波による二次元電子系局所励起効果の解明

本研究では、研究期間を通じて開発したベクトル整形ねじれ偏光パルス光を発生させる手法を用いて、(1)ヘリウム温度中においたGaAs/AlGaAs変調ドープ量子井戸試料の局所励起効果の物理的機構の解明、(2)遷移金属ダイカルコゲナイドMoS2の局所励起効果に関する研究を進めた。GaAs/AlGaAs変調ドープ量子井戸ホールバー試料にベクトル整形ねじれ偏光パルス光を斜め入射し、ホールバー端子間に誘起される偏光回転方向に同期した電圧を複数のホールバー端子間のペアについて調べ研究を進めた。電場包絡線のTHz回転の向きの反転による検出信号の符号の反転、偏光方位角回転振動数に対する信号の依存性等の結果は、試料の端を流れる“エッジ"電流と試料の中央部でも観測される“バルク"電流からなるモデルで理解されることがわかった。試料の中央部でも観測される“バルク"電流は、主に伝導電子帯サブバンドのドレッセルハウスおよびラシュバスピン軌道相互作用に起因する波数に線形に依存する項から生じる円偏光ガルバノ効果によって説明されることが明らかにされた。このベクトル整形ねじれ偏光パルス光を照射する二次元電子系試料として、遷移金属ダイカルコゲナイドMoS2をチャネルに用い、その上下を六方晶窒化ボロン(h-BN)で挟みキャリア散乱を低減した電解効果トランジスタの局所励起効果に関する研究を進めた。光パルスを用いた光励起強度変調下での信号を観測し、チャネル内ソースドレイン間の光電流信号の空間分布が明らかにされた。これはソースドレイン間のポテンシャル分布を考慮したモデルにより説明された。遷移金属ダイカルコゲナイドMoS2は、パルス光励起下ではスピンの選択的励起の関わる現象を調べるための材料として有効であることがわかった。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本研究の目的は外部から完全にコントロールされた光の強度、偏光および位相情報を二次元電子系の軌道角運動量とスピンへ転写し新たな量子状態の制御手法を確立することである。最近開発された近赤外フェムト秒パルスからベクトル波形整形ねじれ偏光パルスを発生させる手法を用いて、試料にヘリカルTHz波を局所照射するシステムを開発する。本年度は、ベクトル波形整形ねじれ偏光パルスの局所励起のためのシステムを筑波大学にて新たに開発した。既設のフェムト秒モード同期チタンサファイアレーザからのパルス光を透過型回折格子で分散させたのち、本年度導入した液晶空間光変調器に入射して垂直面に対して+45°、ー45°の二つの直交する偏光の位相を各波長成分に対して独立に制御するセットアップを構築した。分散されたパルス光は再度透過型回折格子を透過させて元のビームに戻した。このパルス光をマルチチャンネル光検出器付きの分光器でモニタして各偏光、周波数成分の位相差をそれぞれ較正し、二次分散と遅延をコンピュータによって制御により補正を行うシステムを構築した。ベクトル波形整形後のパルス光の時間軸における包絡線波形の評価のために偏光分割相互相関法を用いた。ポンプ光とプローブ光との間の和周波発生を用いた相互相関を任意偏光角度に対してとるためのセットアップと、顕微鏡対物レンズを用いた局所光励起のためのセットアップを構築した。以上のセットアップを用いて周波数チャープと偏光の乱れを解消することを試みた。さらに、光照射を行う対象となる二次元電子系としてGaAs単一ヘテロ接合試料、および遷移金属ダイカルコゲナイド試料を作製し、その電気的特性と光照射効果の評価を行った。本年度は、ベクトル波形整形ねじれ偏光パルスの局所励起のためのシステムを新たに開発し、光照射を行う対象となる二次元電子系の作製に着手することであった。実際1)既設のフェムト秒モード同期チタンサファイアレーザからのパルス光を透過型回折格子で分散させたのち、本年度導入した液晶空間光変調器に入射して二つの直交する偏光の位相を各波長成分に対して独立に制御するセットアップを構築し、顕微鏡対物レンズを用いた局所励起のためのシステムを構築した。2)光照射を行う対象となる二次元電子系としてGaAs単一ヘテロ接合試料、および遷移金属ダイカルコゲナイド試料を作製し、その電気特性と光照射効果の評価を行った。そのために、(1)ベクトル波形整形ねじれ偏光パルス・円偏向THz電磁波を極低温中で局所照射する手法を新規に開発し、(2) GaAsヘテロ接合中、もしくはMoS2等の遷移金属ダイカルコゲナイド中の二次元電子系試料を作製し、(3)その局所照射効果を空間マッピングして、時間反転対称性の破れに起因する新規な光-物質相の研究を行う。本年度は、液晶空間光変調器に入射して二つの直交する偏光の位相を各波長成分に対して独立に制御するセットアップを用い、顕微鏡対物レンズ等で加わる周波数チャープと偏向の乱れを解消するために、多光子パルス内干渉法を用いて、フェムト秒パルス中のスペクトル位相を評価し、光パルスの二次分散と一次分散補正を行った。電子密度を可変のGaAsヘテロ接合ホールバー試料を作製し、ゲート電圧と電子密度の関係を得た。ベクトル波形整形ねじれ偏光パルスをGaAsヘテロ接合

ホールバー試料に照射し、光起電圧の励起波長依存性を調べ、バンドギャップ以下の非共鳴励起下の誘導ラマン過程による信号に着目して研究を実施した。光起電圧が入射パルスエネルギーに対して線形な領域に対して、光起電圧の励起パルス二次分散量依存性を調べ、パルス幅が長い程、大きな光起電圧を観測した。さらに、このパルス光のTHz帯の回転周波数に依存して変化する光起電圧を観測した。この信号の起源については現時点では不明であり、さらに測定データを積み重ねる必要がある。平成28年度には、(1)前年度に構築したベクトル波形整形ねじれ偏光パルスの局所励起のためのシステムについて、多光子パルス内干渉法を用いてフェムト秒パルス中のスペクトル位相を評価して、光パルスの二次分散と一次分散補正を空間位相変調器により行った点、(2)新たに作製した電子密度を可変のGaAsヘテロ接合ホールバー試料を用いて、(3)誘導ラマン過程による信号を観測し、パルス光のTHz帯の回転周波数に依存して変化する光起電圧を観測した点において、概ね当初計画通りに進んでいると判断される。平成29年度において、前年度までに開発したベクトル整形ねじれ偏光パルス光を発生させる手法を用いて、(1)ヘリウム温度中においたGaAs/AlGaAs変調ドープ量子井戸試料の局所励起効果、(2)遷移金属ダイカルコゲナイドMoS2の作製と光照射効果に関する研究を進めた。本研究に適した構造をもつGaAs/AlGaAs変調ドープ量子井戸ホールバー試料を作製した。この試料にベクトル整形ねじれ偏光パルス光を斜め入射し、ホールバー端子間に誘起される偏光回転方向に同期した電圧を検出した。その結果、光パルスの二次分散量、偏光方位角回転振動数、回転の向きに依存した光起電力を観測した。電場包絡線のTHz回転の向きの反転による検出信号の符号の反転が観測された。さらにホールバー上の光照射位置に依存して検出信号の符号の反転が観測された。以上の結果は試料の端を流れる“エッジ"電流と試料の中央部でも観測される“バルク"電流からなるモデルで理解された。このベクトル整形ねじれ偏光パルス光を照射する二次元電子系試料として、遷移金属ダイカルコゲナイドMoS2をチャネルに用いた電解効果トランジスタを作製した。MoS2薄膜チャネルと絶縁膜の間の界面ラフネス散乱、SiO2絶縁膜中の固定電荷等による散乱等の影響を低減するために、六方晶窒化ボロン(h-BN)でMoS2薄膜チャネルの上下を挟んだ構造を作製した。その結果、ヘリカル電磁場局所照射測定に供することの可能な線形領域においてヒステリシスがほぼゼロの特性が得られた。本年度、THz帯のベクトル整形ねじれ偏光パルスをホールバー試料に照射した際に、偏光方位角回転振動数とその回転の向きに依存した“エッジ"電流“の観測に成功したことは、無磁場下での量子ホール状態の観測、ひいては光照射による物質の量子相状態の動的制御のための重要なステップである。現時点では得られた結果の物理的な機構の詳細は明確ではなく、さらに研究を進めそれを明らかにしていく必要がある。以上の点により、概ね計画通りに進んでいると判断される。本研究では、研究期間を通じて開発したベクトル整形ねじれ偏光パルス光を発生させる手法を用いて、(1)ヘリウム温度中においたGaAs/AlGaAs
ヘテロ接合型の光触媒用・半導体複合材料の創生

光触媒技術は、日本の研究が先進する分野であり水から水素、及び酸素を生製するクリーンエネルギー創出技術である。現状は希少金属の酸化物において太陽光のうち400nm以下の紫外領域(約4%)の波長帯域の活用に留まっている。一方、鉄シリサイド半導体(β-FeSi2)はその禁制帯幅は0.80eVと狭いこと、及び光吸収係数が1eVで1E5 /cmと大きいことから太陽光スペクトルの84%の波長帯域が活用できることが期待される。本報告ではβ-FeSi2とワイドギャップ半導体のSiCとが接合した半導体複合粒子を創生し可視光照射による水分解からの水素精製を報告する。光触媒効果による太陽光を用いた水分解からの水素製造は、その高効率化に向けて可視光応答性が課題となっている。これに対して本研究は、鉄シリサイド半導体の持つ化学的安定性、0.80eVと狭い禁制帯幅、赤外光領域でも1E5(/cm)以上と大きな光吸収係数を持つことに着目し、「鉄(Fe)とシリコン(Si)で構成されるナローギャップ半導体の鉄シリサイド半導体(β-FeSi2)」と「ワイドバンドギャップの炭化ケイ素(SiC)あるいは酸化物光触媒材料」との接合複合粒子を創生し、赤外領域まで光応答可能な半導体・複合材料を提案し、水素変換効率の高い接合構造への指針を明らかにすることを目的としている。有機金属気層成長法を用いて、炭化ケイ素(SiC)やチタン酸ストロンチウム(SrTiO3)、マグネシア(MgO)スピネル(MgAl2O3)酸化物基板上への鉄シリサイド半導体ナノ粒子の成長検討を行い、金層を導入することで50200nmのナノ粒子形成を実現した。フォトルミネッセンス発光特性評価より高結晶品質を有す鉄シリサイド半導体ナノ粒子の合成を確認した。SiC粉末に予め金を担持し、有機金属気層成長法にて表面に鉄シリサイド半導体ナノ粒子が分散された複合粒子作製を実現した。SiCおよび酸化物上に高結晶品質を有す鉄シリサイド半導体ナノ粒子の合成の作製法方法を確立し、次年度に光触媒効果による水素生成速度の評価を系統的に調べる目処を立てた。この課題に対して本研究では、鉄シリサイド半導体(β-FeSi2)の持つ化学的安定性、0.80eVと狭い禁制帯幅、赤外光領域においても1E5(/cm)以上と大きな光吸収係数を持つことに着目し、「鉄(Fe)とシリコン(Si)で構成されるナローギャップ半導体の鉄シリサイド半導体(β-FeSi2)」と「ワイドバンドギャップの炭化ケイ素(SiC)あるいは酸化物光触媒材料」との接合複合粒子を創生し、赤外領域まで光応答可能な半導体・複合材料を提案し、水素変換効率の高い接合構造への指針を明らかにすることを目的としている。昨年度の成果に基づき、有機金属気層成長法を用いて、炭化ケイ素(SiC)、及びルチル型酸化チタン粉末表面への鉄シリサイド半導体ナノ粒子の成長検討を行った。鉄シリサイドの気相成長前に、予め金(Au)を導入することによって、ワイドギャップ半導体粒子表面に分散した鉄シリサイドのナノ粒子が形成され、半導体によるナノ複合粒子を実現した。この金の堆積量によって、鉄シリサイド粒子のサイズが制御可能であることが明らかとなった。金層は鉄シリサイドとワイドギャップ半導体との界面に導入され、良好なヘテロ界面を形成していることが確認された。さらに、これらナノ複合粒子をアルコール水溶液中に懸濁し紫外光、可視光、及び近赤外光の照射下によって光触媒効果による水の半分解反応に起因した水素の発生が確認された。炭化ケイ素(SiC)、及びルチル型酸化チタン(TiO2)粉末表面に鉄シリサイド半導体ナノ粒子が分散担持されたナノ複合粒子形成を有機金属気相成長法により実現した。成長前に金層を導入することで、接合面に数nmの金層が導入されたヘテロ界面が実現された。このAu層導入により、鉄シリサイド・ナノ粒子内で生成する光励起キャリアの電子を効率的に水分解反応による水素生成に用いることが実現された。これら半導体ナノ複合粒子をアルコール水溶液中に懸濁し紫外光、可視光、及び近赤外光の照射によって光触媒効果による水の半分解反応に起因した水素の発生が確認された。さらに鉄シリサイド半導体の複合構造検討の中で、鉄シリサイドのフォトルミネッセンス室温発光が予想外に確認された。予め金層を導入した粒径150nmの炭化ケイ素(SiC)、及び酸化チタン粉末表面に有機金属気層成長法を用いて、鉄シリサイド半導体ナノ粒子の成長検討を行った。