hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
電場励起による発光中心へのエネルギー還移と発光中心の結晶学的研究

本研究は電場励起による発光現象について,励起エネルギーがどのような経路で発光中心に移るか,発光中心の結晶学的構造がどのような場合に発光が強くなるかを正確に把握し,電場励起による発光効率の向上を図ることを目的とするものである.本年度はまずZmSeにレアアースをドープした蛍光体において,レアアースの入る位置とコドーパントを入れた時のレアアース周辺の対称性をZnSe:Euは單純にZnと置換していること, ZnSe:TmについてはLiをコードパントとした場合Tm^<3+>が4個のSeに囲まれた格子間位置に入り,第二近接位置の6個のZnのうち4個がLiで置換された結晶学的構造をとり,この時の発光はTmのみの場合と比べて数百倍の強度を示すことを再確認した.このようなレアアース複合中心がZnSe母体内の電子-正孔の再結合中心となり,この際放出されるエネルギーがレアアースの4f電子系に共鳴伝達されるために発光強度が飛躍的に増大すると考えている.さらに我々はBausch and Lomb高分散写真分光器を整備して光励起による微細発光スペクトルを測定し, ZnS:Tmにおいても試料作成条件による差異の大きいことを観察した.次にTbをトープしたLaPO_4:Ce, Tb蛍光体にて,燐酸基の一部を硼酸基で置換するか又はThを添加することによって,発光強度の温度特性が大巾に改善され, 20°Cから350°Cの高温まで強度がほゞ一定になることを見出し,電場発光への適用を考えている.さらに我々はEB法によりZnS:Tb=重絶縁構造薄膜ELセルの試作を行い,その発光強度のTb濃度及び膜原依存性などの基本的な測定を行った.またMOCVD並びにECRプラズマCVD法によりELセルを試作すべく装置の試作中である.本研究は電場励起による発光現象について,励起エネルギーがどのような経路で発光中心に移るか,発光中心の結晶学的構造がどのような場合に発光が強くなるかを正確に把握し,電場励起による発光効率の向上を図ることを目的とするものである.本年度はまずZmSeにレアアースをドープした蛍光体において,レアアースの入る位置とコドーパントを入れた時のレアアース周辺の対称性をZnSe:Euは單純にZnと置換していること, ZnSe:TmについてはLiをコードパントとした場合Tm^<3+>が4個のSeに囲まれた格子間位置に入り,第二近接位置の6個のZnのうち4個がLiで置換された結晶学的構造をとり,この時の発光はTmのみの場合と比べて数百倍の強度を示すことを再確認した.このようなレアアース複合中心がZnSe母体内の電子-正孔の再結合中心となり,この際放出されるエネルギーがレアアースの4f電子系に共鳴伝達されるために発光強度が飛躍的に増大すると考えている.さらに我々はBausch and Lomb高分散写真分光器を整備して光励起による微細発光スペクトルを測定し, ZnS:Tmにおいても試料作成条件による差異の大きいことを観察した.次にTbをトープしたLaPO_4:Ce, Tb蛍光体にて,燐酸基の一部を硼酸基で置換するか又はThを添加することによって,発光強度の温度特性が大巾に改善され, 20°Cから350°Cの高温まで強度がほゞ一定になることを見出し,電場発光への適用を考えている.さらに我々はEB法によりZnS:Tb=重絶縁構造薄膜ELセルの試作を行い,その発光強度のTb濃度及び膜原依存性などの基本的な測定を行った.またMOCVD並びにECRプラズマCVD法によりELセルを試作すべく装置の試作中である.
共乾施設の計画・運営・管理のための支援システムの開発

本研究は、ライスセンタやカントリエレベータなどの、いわゆる共乾施設について、その計画・運営・管理のための総合的な支援システムの開発を目的とするものである。本年度は3ケ年計画の最終年度であり、以下のような研究成果を得た。1.シミュレーションモデルの検証:前年度までに得られた実態調査を基に、シミュレーションモデルを構築し、試行を行なった。さらに、本年度の調査データを付加して適応精度の向上に努めた。この結果、荷受工程のシミュレーションモデルとして、アーラン分布で近似してよいこと、また、ポアソン分布による待ち行列理論を適用してよいことなど明らかとなった。基本的には、実測値と計算値はよく一致するといえたので、本研究の支援システムの軸としての体系化が可能となった。2.支援システムの体系化構想の検討:上記で得られたシミュレーションモデルをシステムとして構築するための検討を行なった。すなわち、過去のデータ蓄積により、当該年の荷受予測を基本として、その年の作付条件、天候条件などの要因と利用予約申込から、荷受期間の数量予測や荷受待ち時間予測を行うことが可能であると考えられた。これらは共乾施設と生産農家との間で通信回線を利用することで予測精度も向上し、即応性のあるものとなる。このようなシステムは、現在共乾施設での重要な問題となっている多くの懸案を解消することが期待される。3.研究成果のとりまとめ:以上を含め、研究期間に得られた成果をとりまとめた。本研究は,ライスセンタやカントリ-エレベ-タなど,いわゆる共乾施設について,その計画・運営・管理のための総合的な支援システムの開発を目的とするものである。本年度は3ケ年計画の第1年目にあたり,以下のような研究成果を得た。1.課題の基礎検討と問題の所在:既存共乾施設の実態調査に基づき,問題点の整理を行なった。その結果,共乾施設は複雑なシステムで構成され,極めて多岐に亘る問題点が存在するが,当面は(1)荷受工程の合理化,(2)経営分析に基づく利用料金の最適化の2項目に焦点をしぼって検討することがよいものと判断された。2.基本システムの検討:前項の結果により,新たに開発する支援システムの基本的構成とO^^ーS(オペレ-ティングシステム)の構成について検討し,各々のサブシステムの構築に着手した。3.共乾施設の運用に関するデ-タ収集:本システムの基本となるシミュレ-ションモデルのために,既存の共乾施設について,荷受状況に関するデ-タ,および経営収支に関するデ-タを収集した。現在,これらの分析を既往の数学モデルにより表現することを試みている。4.運用シミュレ-タの開発:共乾施設の各種機械・設備をパソコン上で構築し,前項の数学モデルにより表現される実デ-タとの連動を図るべく,その基礎となるグラフィック化を進めている。なお,当初の研究計画では共乾施設の全システムを包活的に対象としたが,本年度得られた知見と反省から,次年度以降については上記のように問題をしぼって更に詳細な分析とプログラム化を進める計画である。本研究は,ライスセンタやカントリエレベ-タなどの,いわゆる共乾施設について,その計画・運営・管理のための総合的な支援システムの開発を目的とするものである。本年度は3ヶ年計画の2年目であり,以下のような研究成果を得た。1.籾の荷受工程の分析:共乾施設の運用で最も重要な荷受作業について,実在するカントリエレベ-タにおいて実態調査を行ない,統計分析を実施した。主な分析項目は,(1)荷口変動,(2)荷受重量,(3)荷受籾水分についてである。2.シミュレ-ションモデルの検討:上記の結果に基づいて,シミュレ-ションを構築するためのモデルを作成した。すなわち,荷口変動と荷受重量については,ア-ラン分布で近似可能であることが明らかにすることができた。ア-ラン分布の位相値を2と仮定し,変動確率密度分布を求めたところ,実際の度数分布とほぼ近似した結果を得ることができた。

3.荷受工程についての待ち行列理論の応用:待ち行列理論を荷受工程に適用し,荷受口数および到着時間間隔モデルをポアソン分布で表現することができた。これに基づき,サ-ビス時間モデルならびにサ-ビス窓口モデルを設定し,分析を行なった。この結果,荷口の平均到着時間間隔が3.9分より大であれば荷受工程の待ち行列は安定した状態で進行することが明らかとなった。4.荷受工程のシミュレ-ションモデルの策定:以上の得られた結果を応用し,シミュレ-ションモデルの策定を行なった。このモデルの検証を,現在分析中である。本研究は,ライスセンタやカントリエレベータなどの,いわゆる共乾施設について,その計画・運営・管理のための総合的な支援システムの開発を目的とするものである。本年度は3ヶ年計画の最終年度であり,以下のような研究成果を得た。1.シミュレーションモデルの検証:前年度までに得られた実態調査を基に,シミュレーションモデルを構築し,試行を行なった。さらに,本年度の調査データを付加して適応精度の向上に努めた。この結果,荷受工程のシミュレーションモデルとして,アーラン分布で近似してよいこと,また,ポアソン分布による待ち行列理論を適用してよいことなどが明らかとなった。基本的には,実測値と計算値はよく一致するといえたので,本研究の支援システムの軸としての体系化が可能となった。2.支援システムの体系化構想の検証:上記で得られたシミュレーションモデルをシステムとして構築するための検討を行なった。すなわち,過去のデータ蓄積により,当該年の荷受予測を基本として,その年の作付条件,天候条件などの要因と利用予約申込みから,荷受期間の数量予測や荷受待ち時間予測を行うことが可能であると考えられた。これらは共乾施設と生産農家との間で通信回線を利用することで予測精度も向上し,即応性のあるものとなる。このようなシステムは,現在共乾施設での重要な問題となっている多くの懸案を解消することが期待される。3.研究成果のとりまとめ:以上を含め,研究期間に得られた成果をとりまとめた。
古細菌細胞膜脂質の分子レベル放射性炭素分析に基づく海洋ＤＯＣ炭素循環の実態解明

海洋古細菌による化学合成独立栄養代謝の実態を定量的に把握するため、太平洋駿河湾の水塊を対象に、現場培養装置による古細菌の増殖速度の実測ならび同水塊から採取した古細菌脂質バイオマーカーの同位体分析を行った。現場培養による増殖速度の計測値から、化学独立栄養古細菌群集による有機炭素生産量を試算したところ、1.5-4.6Gt C/yrの有機炭素生産量と見積もられた。また自然レベルの14C同位体をトレーサーとして、古細菌脂質の14C同位体分析を行った。14C同位体の結果と現場のバイオマス量の試算から、水深400mにおける古細菌の約半分が、化学独立栄養古細菌群集であることがわかった。本研究は、(A)研究試料の採取、(B)分析方法の検討・確立、(C)微生物バイオマス(rRNA、細胞膜脂質分子)と群集構造組成,DOC,DICの自然レベル放射性炭素の測定と、表層海水に生息する微生物の炭素源(fresh carbonかold carbon)とその代謝(従属・独立栄養)の実態解明(D)実試料における極微量AMS14C測定、E)14Cによる微生物利用DOC炭素量の試算をもとに、微生物バイオマスが炭素循環に果たす役割について定量的な検討を行うものとする。今年度は試料採取を行う予定だったが、試料採取で使用する装置の故障などがあり、サンプリングは来年度に持ち越すこととなった。その代わりに脂質抽出条件の検討および微生物代謝、特に化学合成独立栄養形態での代謝について明らかにする目的で実験を進めた。海洋中深層へのアクセスが容易で漁船による現場海洋調査が可能になっている静岡県焼津市沖の駿河湾において現地調査を行った際に採取した海水濾過フィルター試料を用いて、アンモニア酸化古細菌およびアンモニア酸化細菌の持つ機能遺伝子(amoA遺伝子)、および尿素分解菌の持つ機能遺伝子(ureC遺伝子)の存在量を定量PCRで解析し、それぞれの分布特性に関する情報を得た。自然レベル14Cをトレーサーに用いて、海洋微生物群集(特に古細菌)による海洋溶存態有機炭素(DOC)の利用特性および海洋炭素循環における役割について、海洋古細菌・微生物バイオマスのターンオーバータイムの実測とボックスモデルから、海洋微生物が関わる海洋DOC炭素サイクルの実態について検討を行った。DOC炭素の抽出のための装置の改良が遅れており、実試料のデータ取得に遅延が生じている海洋古細菌による化学合成独立栄養代謝の実態を定量的に把握するため、太平洋駿河湾の水塊を対象に、現場培養装置による古細菌の増殖速度の実測ならび同水塊から採取した古細菌脂質バイオマーカーの同位体分析を行った。試料採取装置の故障もあり、新規の試料採取は行えなかったが、来年度早急に対応を進める予定である。しかし、本研究の実施においては、先行研究等で採取された試料を有することから、本研究の実施への影響は最小限にとどめることができるものと思われる。新たに海水の大量濾過を実施し、採取する海水1万Lから微生物バイオマスについて分子レベル14C測定を行い、海水DOC, DICの14C分析を行う。また大量濾過フィルター試料の脂質抽出を行い、GC/MS、LC/Mの結果と併せて、古細菌、微生物の代謝情報を得る。生物地球化学28年度が最終年度であるため、記入しない。昨年度同様、微生物脂質の抽出条件について、各種機器分析を駆使しながら検討を行う。特に脂質の大量抽出精製にかかる実験操作について検討を行う予定である。また、微生物の群衆組成、現場培養などから得られる知見や最終目的である微生物の代謝情報を駆使した微生物バイオマスの炭素固定量の試算に向けた計算方法および必要名パラメーターの検証なども同時に実施していく予定である。放射性炭素測定に関連して、当初使用を予定していた研究代表者所属機関現有の装置の故障により、測定を持ち越すことになったため。また、分析の遅延等により、サンプリングの実施も遅れたため。28年度が最終年度であるため、記入しない。今年度は、使用機器の故障などによりサンプリング調査を延期したこと、および分析に関連する消耗品の購入費用が少額になったことによる。放射性炭素測定に関連して、そのための試料前処理に関わる消耗品の購入に充てる予定である。またサンプリングのための旅費に使用する予定である。これらの経費については、来年度において、サンプリング経費、脂質抽出に関連した機器の整備および分析消耗品代などで使用するものである。
フラストレートした超伝導セラミクス系の秩序構造と揺らぎ

本研究は、隣接グレイン間にπ型とo型の両種の弱接合が形成され、相互作用のネットワークにフラストレーションが生じるセラミクス超伝導体について、グレイン間の超伝導波動関数の位相相関による相転移と秩序構造を実験的に探求する目的で実施された。このためには、結晶の構造欠陥が少ない高温超伝導化合物について、微小のグレインが弱くつながった特殊な焼結体を試料とすることが要求される。そこでまず、サイトレイト・パイロリシス法で得た前駆体を低温焼成してYBa_2Cu_4O_8セラミクスを合成する手法が研究され、再現性を向上させる改良が行なわれた。この新しい合成技術を用いて、775°Cの温度での焼結時間を加減することで、YBa_2Cu_4O_8の純度を保ちつつ接合の強度だけを系統的に変化させた試料系が得られた。焼結時間を4段階に変えた試料系について、交流法による線型・非線型磁気応答を調べたところ、いずれの試料についても、グレイン間秩序化の効果として、YBa_2Cu_4O_8結晶のT_c(【approximately equal】80K)よりも十分低温側で応答波形の顕著な非線型効果が見られた。これらの3倍高調波磁化の温度変化は、比較的短時間焼結の試料では、グレイン間秩序化温度での発散的なピークと、その低温側で超伝導ドメイン形成に由来すると思われる異常を示す。焼結時間を長くすると、ドメインによる効果が低減し、高温側のピークが先鋭化して、低温側の異常は相対的に消失する。200h焼結の試料について、高次高調波磁化の級数で求めた精確な非線型磁化率X_2は、磁場振幅条件によらず、特定の臨界点をもつ一定の関数形を示し、高温側から臨界点に向かって、指数が約-2.7の冪乗型の負発散を形成する。この発散現象は、有限サイズ効果から離れた、d波超伝導セラミクスのグレイン間秩序化の本来的な臨界現象であることが解明された。本研究は、酸化物超伝導体のグレインの集合が、π型およびo型弱接合のためにフラストレートした相互作用系として秩序化しているときの、新しい磁気的・電気的特性を見出すことを目的としている。このためには、グレインサイズが極微小で、かつグレイン内のピニング効果等による磁気特性が無視できるような超伝導セラミクス試料を準備することが必要である。そこで、研究初年度にあたる本年度は、上記要件を満たす最良の試料系と考えられている低温焼結によるYBa_2Cu_4O_8セラミクスの合成手法を確立することに集中的に取り組んだ。酸素欠損をもたない80K級の超伝導体であるYBa_2Cu_4O_8(124相)は、通常は高圧酸素雰囲気下で合成されるが、原料混合物の反応性が非常に高くなるような工夫をすれば、常圧下の比較的低温で合成することも可能である。本研究では、湿式法の一つであるサイトレイトパイロリシス法を用いて、組成元素がミクロスケールで混合した反応活性な前駆物質をつくり、これを980°C付近で焼成することで、純粋な単相でありかつグレインの成長が十分抑制されたYBa_2Cu_4O_8セラミクスを得ることを試みた。反応や焼成の条件を様々に変えて試験合成した試料に対してX線回折による評価を行った結果、以下のことが明らかになった。

まず、サイトレイトパイロリシス法の反応が適切に達成されても、酸素を導入した炉内の坩堝中で焼成した場合は、様々な挟雑反応が起きて123相およびCuO,BaCuO_2,YCu_2O_5等の不純物相が生じ得る。一方、石英カラム中に前駆物質を入れ、これに純酸素を通過させながら仮焼する方式をとると、多少の幅を持たせた焼結条件によっても、ほとんど完全な124相が生成する。発案された後者の方法によって、サイトレイトパイロリシス法と低温焼結法を組み合わせて、再現性よく高純度の124相セラミクス試料を得ることができるようになった。本研究は、グレイン間のπ,o型弱接合の混在によるフラストレーション効果が期待されるセラミクス超伝導体について、新奇な磁気的・電気的特性を見出すことを目指し着手された。この実験的な研究にあたっては、微小グレインが弱く均質的につながった焼結体試料を準備することが必要である。昨年度の研究により、湿式法の一つであるサイトレイト・パイロリシス法で得た活性前駆体を低温焼成することで合成したYBa_2Cu_4O_8セラミクスが目的に叶う試料系になること判明した。そこで本年度は、この合成の最適条件を追求し、最終的にμSR測定に供し得る磁性不純物相を含まない高品位試料を得ることを試みた。YBa_2Cu_4O_8は、通常は高圧酸素中で合成されるが、800°C以下では常圧酸素中の平衡相と考えられる。しかし、低温になるほど反応に長時間を要するので、反応温度と時間の最適条件を実験的に見出すことが重要になる。先ず、780°Cの焼成中、反応の各時間段階ごとにX線分析を行ったところ、初期10h程度でBaCO_3,Y_2Cu_2O_5,CuOの各相の生成が認められた。このうちBaCO_3とY_2Cu_2O_5は過渡的な生成相であり焼成開始20h以降消失するのに対し、CuO量は極めてゆっくり分解し、十分な反応達成のためには60h以上を要することが分かった。また以上より、反応達成の評価には、20h以上の焼成の後のCuO量に着目すればいいことが確認された。焼成温度を変え試験を行ったところ、残存CuO量が最小になるのは780785°Cの狭い温度条件に限られることが明らかになった。以上の知見に基づき、高品質のYBa_2Cu_4O_8セラミクスが合成された。磁気測定の結果、序化の臨界温度は20Kであり、その近傍で非線型磁化率の特異点的な温度変化が見出された。μSRスペクトルは40K以下に緩和率の弱い異常を示したが、この起源は今後の検討課題とされた。本研究は、グレイン間のπ,o型弱接合の混在によるフラストレーション効果が期待されるセラミクス超伝導体について、新しい相転移現象を見出すことを目指して実施された。その実験研究にあたっては、比較的均一な微小サイズのグレインが弱くつながった焼結体試料を合成し、かつその接合エネルギーを系統的に変えた試料系を準備する必要がある。そこで、研究の前半では、サイトレイト・パイロリシス法を使った低温焼結によるYBa_2Cu_4O_8セラミクスの合成条件を調べた。その結果、酸素中780°Cの仮焼を70時間以上行うことで、不純物相のほとんどないYBa_2Cu_4O_8が生成すること、さらにその生成物を660-785°Cの温度範囲で焼結すると、純度を保ちつつグレイン接合強度を変えたセラミクス試料が得られることが明らかになった。2つの試料についてdc磁化測定を実施した結果、グレイン間の秩序化温度がそれぞれ20Kおよび49Kであることが確認された。これらの試料につき、非線型磁化率の観測・分析を行ったところ、グレイン間秩序化温度近傍における磁化の高調波成分の起源には、異なる2種類の寄与があることが示唆された。より低温側に現れる符号変化を伴う変化の形は個々の試料に依存する。
超原子価ヨウ素を活用する新規分子内転位反応の開発研究

三価の超原子価アレニルヨウ素化合物は全く未知の新しい化合物である。我々はプロパルギルシランと超原子価有機ヨウ素(III)化合物との反応により、アレニルヨウ素(III)化合物の発生に初めて成功するとともに、新しいタイプのクライゼン転位反応が進行することを見出した。アリ-ルヨ-ジナンをBF_3の存在下にプロパルギルシランと処理すると、反応は-20°Cで進行し、オルト位にプルパルギル基が導入されたヨ-ドベンゼンが高収率で生成した。本反応の特徴として次の事項をあげることができる。1)三価ヨウ素原子は常に一価のヨウ素原子に還元される。2)プロパルギル化は高位置選択的にオルト位で進行する。3)プロパルギルシランのケイ素原子付け根の炭素原子上でCーC結合が形成される。4)低温(-20°C)で反応が速やかに進行する。プロパルギルシランのS_E2'型反応により、超原子価アレニルヨウ素化合物がまず生成する。次いで、その分子内[3,3]シグマトロピ-転位によりオルト位へ位置選択的にプロパルギル基が導入された後、引き続く還元的脱離によってオルト位プルパルギル化が完結するという反応機構が上記反応の特徴から示唆される。超原子価アレニルヨウ素化合物の反応が分子内転位であることを交差実験により証明した。通常のクライゼン転位反応では、150ー250°Cでの加熱が必要であるが、この還元的ヨ-ド(III)クライゼン転位反応は低温で進行する。反応の律速段階はアレニルヨウ素合物の[3,3]シグマトロピ-転位であると思われるが、CーI(III)結合の結合解離エネルギ-が小さいこと、また、切断されるCーI(III)結合が芳香環π電子と相互作用し得るアピカル結合であることなどが、このシグマトロピ-転位の活性化自由エネルギ-を小さくしている原因であると考えられる。
密度形式の電子遷移理論を用いた有機EL発光材料の開発

遷移双極子モーメントや振電相互作用、スピン軌道相互作用は輻射遷移(蛍光、りん光)ならびに無輻射遷移(内部転換、項間交差、電子移動)の速度と関係するため、その基礎的な理解は発光材料の発光効率や電荷輸送材料の電荷輸送特性、ホスト材料の励起子輸送特性を理解する上で重要である。前年度までの研究によって、複数分子系における遷移双極子モーメントならびに振電相互作用定数を計算し、その起源を可視化する手法を開発した。これによって、遷移双極子モーメントおよび振電相互作用における構造活性相関を視覚化して統一的に理解できるようになった。今年度は、この手法を分子内および分子間で生じるスピン軌道相互作用を取り扱えるように拡張した。スピン軌道相互作用の2電子演算子部分は、有効核電荷を導入することで1電子演算子に置き換えられる。この場合、スピン軌道相互作用の起源は、3次元空間における位置座標の関数ρとVの積ρ×Vとして表現できる。ρには電子波動関数の情報が、Vには原子核が作るクーロンポテンシャルの情報が含まれる。ρとVを3次元の立体画像として視覚化すれば、スピン軌道相互作用の起源を直感的に理解できるようになる。スピン軌道相互作用を示す分子としてよく知られているベンゾフェノン、2-ヨードナフタレンおよび熱活性型遅延蛍光を示す分子に対して本手法を適用し、スピン軌道相互作用の起源と電子状態の関係を明らかにした。本研究によって、遷移双極子モーメント、振電相互作用およびスピン軌道相互作用の起源はすべて3次元の立体画像として視覚化して理解できるようになった。このことは、分子が示す輻射・無輻射遷移における構造活性相関が、複雑な数式を使わずに直感的に理解できるようになったことを意味する。分子の諸性質における構造活性相関を直感的に理解し、分子設計に活用するための手段として、本手法は有用であると考えている。低分子有機材料の特性を理解する上で重要な諸性質として、分子間で生じる遷移双極子モーメントや振電相互作用、スピン軌道相互作用があげられる。これらの諸性質は材料の示す輻射遷移(蛍光、りん光)ならびに無輻射遷移(内部転換、項間交差、電子移動)の速度と関係するため、その基礎的な理解は発光材料の発光効率や電荷輸送材料の電荷輸送特性、ホスト材料の励起子輸送特性を理解する上で重要である。しかしながら、一般に、量子化学に基づいて分子の諸性質を計算する数式は複雑であり、理論を専門としない研究者にとって、諸性質の起源を直感的に理解することは難しい。そこで、本研究では、複雑な数式を3次元の立体画像として視覚化することで、分子の諸性質を直感的に理解できる量子化学計算プログラム(Density 77)の開発に取り組んだ。このプログラムを使用すれば、複雑な数式を使わずとも材料の諸性質を直感的に理解することが可能である。今年度は2分子系の遷移双極子モーメントならびに振電相互作用定数を計算するためのモジュールを開発し、テストジョブとしてテトラセン2分子からなる粒子系について計算を実行した。また、これらの諸性質の起源をcubeファイル形式で出力させ、可視化ソフトウェアに読み込ませることで、3次元の立体画像として視覚化できることを確認した。視覚化した立体画像を見ることで、遷移双極子モーメントの大きさ(光子の放出のしやすさ)と振電相互作用定数の大きさ(熱失活のしやすさ)の起源を直感的に理解できることがわかった。上記の一連の手続きは、PC上のタイピングとクリック操作によって容易に実行でき、複雑な数式を必要としない。本研究で開発したプログラムは分子の諸性質を直感的に理解し、分子設計に活用するための手段として有用であると考えている。本年度に実施した研究によって、実際の有機デバイスに使用されているようなサイズの低分子有機材料について、分子間で生じる遷移双極子モーメントや振電相互作用といった諸性質を計算できる量子化学計算プログラム(Density 77)の開発に成功した。また、Density 77を使用して得られた計算結果を3次元可視化ソフトウェアに読み込ませることで、諸性質の物理的起源を視覚化して理解できるようになった。研究はおおむね順調に進展しているといえる。

スピン軌道相互作用を示す分子としてよく知られているベンゾフェノン、2-ヨードナフタレンおよび熱活性型遅延蛍光を示す分子に対して本手法を適用し、スピン軌道相互作用の起源と電子状態の関係を明らかにした。本研究によって、遷移双極子モーメント、振電相互作用およびスピン軌道相互作用の起源はすべて3次元の立体画像として視覚化して理解できるようになった。このことは、分子が示す輻射・無輻射遷移における構造活性相関が、複雑な数式を使わずに直感的に理解できるようになったことを意味する。分子の諸性質における構造活性相関を直感的に理解し、分子設計に活用するための手段として、本手法は有用であると考えている。低分子有機材料の特性を理解するための重要な諸性質として、分子間で生じる遷移双極子モーメントや振電相互作用の他にも、項間交差の原因となるスピン軌道相互作用や励起子の移動を引き起こす蛍光共鳴エネルギー移動、デクスター型のエネルギー移動があげられる。今後、これらの諸性質を扱えるよう、プログラムを発展させていく予定である。理由:論文の英文校正費用ならびに投稿料を次年度に繰り越しをしたため、次年度使用額が生じた。使用計画:論文の英文校正費用ならびに投稿料として使用する予定である。
博物館・美術館教育における足場掛け:学習者中心教育のための館内・外のメディア支援

本研究は、博物館学習における効果的な学習支援の学習支援モデルを構築し、その効果を検証することを目的とした。本研究では、提案する学習支援モデルとして、自立的な解釈の前提となる、展示のテーマ、見るポイント、作品間の関連性をあらかじめ学習させることによって、展示室での自立的な展示解釈を支援するCognitive Orientation of Museum(COM)モデルを構築した。その効果検証のため、千葉県立美術館の常設展「浅井忠とバルビゾン派」をテーマにし、COMモデルの教授過程にのっとったCOM教材を開発し、実際の美術館において美術鑑賞初心者を対象に効果検証実験を実施した。その結果、COM教材を利用すると、教材利用後は展示鑑賞の見るポイントが絞れ、さらに鑑賞体験を重視する傾向が生まれることが明らかになった。また教材利用後、鑑賞体験を行うと、展示室滞在時間が延び、独自の解釈が増え、鑑賞後は満足感が高まり、再来館への動機付けが高まることが分かった。COMモデルにのっとったCOM教材が事前学習に効果的なことが明らかになったので、次に館内支援と連動させる館内外における連携的学習支援システムを開発した。館内外における連携的学習支援システムは国文学研究資料館の特別展「源氏物語-千年の輝き-」をテーマにし、ウェブベースのCOM事前学習教材とPDAベースの館内ナビゲーション教材を開発した。その後、実際の資料館において国文学資料に詳しくない初心者を対象に効果検証実験を行った。COM教材と連動させる館内ナビゲーション教材は、事前のCOM教材で学習した内容の中で、利用者の興味に従いテーマを選択すると、解説する展示、紹介順、解説内容が変化する仕組みになっている。実験で本システムを利用してもらった結果、館内ナビゲーション教材は展示鑑賞中の行動に沿って開発しなければならないという課題が見つかった。コネクション鑑賞を支援するWed事前学習教材の開発と評価19年度は学習者が自分の興味にそって美術作品についての知識を得て、その知識を次の作品鑑賞につなげていけるようなInteractiveなWebページを、千葉県立美術館の常設展「浅井忠とバルビゾン派」をテーマにして開発した。その際、Webページは個々の作品の意味ではなく、作品全体に共通する上位概念とそれに連動した絵の見方を学べる仕組みにし、展示全体を理解できる学習教材にした。そして作品鑑賞前に展示の上位概念を理解し、作品の見方をあらかじめ学習しておく仕組みをCognitive Orientation of Museum(COM)と名付けた。COM教材の評価のために、千葉県立美術館を実験場所とし、教材の評価実験を行った。教材評価には、現在多くの美術館で採用されている一つの作品に一つの解説がつくデータベース型の解説教材との比較によって行った。その結果、COM教材利用群の方がデータベース型教材利用群よりも作品の見方をよく理解しているという結果になった。また作品の見方を理解したCOM教材利用群はデータベース型教材利用群に比べ1.5倍も長く作品を鑑賞し、さらに鑑賞後、作品鑑賞体験への満足度が高く、美術鑑賞体験への動機付けも高まったことが明らかになった。そこでCOM教材が利用者の美術館学習体験にどう効果を与えたかを分析してみた。COMを利用した鑑賞者はまず絵の見方を理解し、考えながら絵を見ようとする。そうすると実物の作品から新しい発見があり、予め学習していた知識以上のものを実物鑑賞体験から得ていることが分かった。その結果、学習者の体験の満足度が高まり、体験への動機づけにもなったのではないかと考えられる。
免疫異常動物における骨形成因子による骨誘導:骨代謝におけるサイトカインの役割

本研究の目的は、BMPによる骨形成における種々のサイトカインの役割を検討するために、遺伝的にサイトカイン異常を有することが知られているループスマウスにBMPを注射し、それぞれのループスマウスのサイトカイン異常を規定する遺伝的背景とBMPによる骨形成との関連性について検討することである。材料および方法:C3H/+/+、MRL/+/+、C3H/1pr、MRL/1pr、B6/1pr、およびC3H/g1d系マウスの大腿部筋組織内に、牛骨由来のcrude BMPを注射、BMPによる異所性骨形成が認められた大腿部組織を摘出、それぞれの標本の軟X線写真を撮影、写真上で骨形成部をトレースし、画像解析装置を用いて骨形成部の面積を算出、それぞれのマウスの骨形成量を比較するとともに、通法に従って組織切片を作製、組織形態学的に検討した。結果および考察:C3H/+/+に比較し、C3H/g1d、C3H/1pr、およびMRL/+/+のいずれにおいても有意にBMPによる骨形成の促進が認められ、C3H/g1dとC3H/1prおよびC3H/g1dとMRL/+/+とを比較した場合、いずれにおいてもC3H/g1dに有意な骨形成の促進が認められた。以上より、g1d、1pr,およびMRL背景遺伝子はいずれもBMPによる骨形成を促進し、特にg1d遺伝子が1prおよびMRL背景遺伝子に比較し強い骨形成促進能を有することが明らかとなった。これまでに遺伝子に規定された骨代謝異常の例としてはM-CSFの産生が欠損している大理石マウスが知られているが、今回得られた結果は、g1dや1pr遺伝子を有するマウスが骨形成におけるサイトカインの役割を検討する上で、極めて有用な研究モデルと成り得ることを示唆しているものと思われる。本研究の目的は、骨形成因子(BMP)による骨形成におよぼす生体内環境について検討することである。これまで我々は、種々の免疫異常を誘発することが知られている1pr遺伝子を有するMRL/Mpー1pr/1pr系マウス(MRL/1pr)、1pr遺伝子を有していないということ以外MRL/1prと遺伝的背景が同じMRL/Mpー+/+系マウス(MRL/n)、MRL系マウスと組織適合抗原のハプロタイプが同じであるが免疫異常を発症せずMRL系マウスと異なったbackground遺伝子を有するC3H/HeJ系マウス(C3H/HeJ)、およびC3H/HeJに1pr遺伝子を組み込んだC3H/HeJー1pr/1pr系マウス(C3H/1pr)の骨格筋組織内にBMPを注射し、それぞれの遺伝的背景を有するマウスにおいて、BMPによる骨形成にどのような違いが認められるかを検討してきた。当初の予備実験の結果においては、MRL/1prにおいてBMPによる骨形成が促進される傾向が示唆された。しかし、最近おこなった多数の上記マウスを用いた実験結果では、1pr遺伝子よりはむしろMRL系マウスのbackground遺伝子がBMPによる骨形成に影響を及ぼすことが統計学的に示された。現在、MRL系マウスのbackground遺伝子がBMPによる骨形成にどのような機序で影響を与えているのかを検討するため、上記マウスの脾細胞における種々のサイトカインの産生について、Northern blot法等で検討するとともに、血中カルシウム濃度の変動、腎機能との関連性等についても検討中である。

本研究の目的は、BMPによる骨形成における種々のサイトカインの役割を検討するために、遺伝的にサイトカイン異常を有することが知られているループスマウスにBMPを注射し、それぞれのループスマウスのサイトカイン異常を規定する遺伝的背景とBMPによる骨形成との関連性について検討することである。本年度の課題は、BMPによる骨形成量の定量化の方法の開発であったが、以下の方法を用いることにより解決することができた。すなわち、BMPによる異所性骨形成が認められた組織を摘出、それぞれの標本の軟X線写真を撮影、写真上で骨形成部をトレースし、画像解析装置を用いて骨形成部の面積を算出した。本年度の研究では以下の結果が得られた。すなわち、C3H/+/+に比較し、C3H/gld、C3H/lpr、およびMRL/+/+のいずれにおいても有意にBMPによる骨形成の促進が認められ、C3H/gldとC3H/lprおよびC3H/gldとMRL/+/+とを比較した場合、いずれにおいてもC3H/gldに有意な骨形成の促進が認められた。以上より、gld、lpr、およびMRL背景遺伝子いずれもBMPによる骨形成を促進し、特にgld遺伝子がlprおよびMRL背景遺伝子に比較し強い骨形成促進能を有することが明らかとなった。なお、異所性の骨形成部に認められる細胞の同定、およびループスマウスのサイトカイン異常と骨形成との直接的な関連については現在検討中である。
髄膜脳炎を惹起するB. mandrillarisの 国内棲息状況と感染経路の解明

本研究課題は、ヒトの生活環境下に存在することが示唆されているB. mandrillarisの日本における棲息状況、遺伝学的・形態学的分類、純培養と動物への感染実験、さらに早期発見や治療への基礎検討を行う計画である。日本全国の土壌を採取し、培養と土壌DNAにおけるPCRを実施したところ、青森県土壌から1株のB. mandrillarisを日本で始めて分離した。豪雪地帯のような寒冷な地域においても、B. mandrillaris性のアメーバ性髄膜脳炎に罹患するリスクがあることを明らかにした。自由生活性のアメーバは我々の生活環境下に存在し、土壌、海水、室内などの多様な環境下から分離され世界中で報告されている。これら自然環境下に棲息する自由生活性アメーバの多くは長い間非病原性であると考えられてきた。しかし近年、ヒトに感染し髄膜脳炎、皮膚アメーバ症、アカントアメーバ性角膜炎などを惹起する自由生活性アメーバが確認され、中でもBalamuthia mandrillarisによるアメーバ性肉芽腫性脳炎の報告が増加している。本アメーバの感染源や感染経路は土壌との接触と言われているが、国内の調査報告は皆無である。初年度、我々は青森県土壌を複数個所で採取し、DNA抽出によるスクリーニングを行った。スクリーニングでは約50%の土壌にBalamuthia遺伝子の確認がなされた。またスクリーニングの結果に関わらず土壌の培養も行い、現在10検体以上のLeptmixed Amoebaを分離している。単離に至ったLeptmixed Amoebaは、16srRNA遺伝子解析を行った。その結果、1種のLeptmixed AmoebaがB. mandrillarisであることとを確認し、国内で初めてB. mandrillarisが土壌環境に生息していることを明らかにした。次年度は、生息特性や分布域を明らかにするため、調査地域を拡大し大規模調査を継続する。Leptmixed Amoebaの種の同定を行うために、アメーバの単離は必要不可欠である。そのため採取した土壌は培養後に、複数回から数十回の培地移植を繰り返す。B. mandrillarisの世代時間は24時間以上とも言われており、その他の土壌由来細菌真菌類に培地が次々と汚染される。そのために、初年度は単離と種の同定に時間を要した。本研究計画は髄膜脳炎を引き起こす自由生活性アメーバの国内生息状況を明らかにする試みである。H27年度に引き続き、国内の様々な気候を示す地域から土壌を採取した。これらの土壌は培養し、10日間の培養の後、寒天上に出現した大型アメーバを切り出し法により分離した。分離に至った大型アメーバは、バラムチア特異的PCRによって遺伝子検査を実施し、現在のところ3種でバラムチア遺伝子が認められている。今後、長鎖での遺伝子シークエンスにより種の同定を実施し、Genebankへの登録を実施する。これら土壌環境下から分離したバラムチアは、いずれも青森県内土壌からの分離株である。これまで世界各国の環境下バラムチア分離報告は、米国カルフォルニアやイラン、メキシコなど温暖な気候に位置する地域で報告されており、また臨床報告も同地域に集中してきた。そのため、地域的な偏りを持つ感染症のように捉えられてきたが、本研究で北日本のような寒冷な地域においても本アメーバが生息することが明らかになり、アメーバ性髄膜脳炎に罹患するリスクは気候や地域差に影響されないと考えられる。土壌を用いたPCRでは、約20%の土壌でバラムチア遺伝子が検出されており、世界各国で報告されるバラムチア陽性率と国内陽性率はほぼ同程度であることが分かってきた。しかしながら、当研究室で実施する土壌のDNA抽出方法は、PCR感度が低いという問題を抱えている。現在、DNA抽出効率を高め、さらに感度を改善するため、複数のプロトコルを作成し感度検証を実施している。今後効率よい分離培養、種の同定を行っていくうえで、より高純度にDNA精製する技術が求められる。H29年度は、分離培養とともに環境DNAを用いたPCR検出を継続し、日本国内のバラムチア生息状況を明らかにしていく。バラムチアの分離には土壌の培養が必須であるが、継代培養によってバラムチアのPCR反応が認められなくなる問題が発生した。培養技術が現在もなお確立されていない本アメーバの分離培養は困難であるが、現在、単離確立を上げるため、培養方法を変更し継続実験を行っている。また土壌PCRの感度の問題もあり、より高純度の生成法を確立する必要がある。こちらも現在改善し、反応感度の改善を認めている。本研究は、人に致死的な髄膜脳炎を引き起こす自由生活性アメーバを国内土壌環境中から分離し、生息域を明らかにする研究である。H29年度は、これまで環境下から分離したB. mandrillarisと思われる株および土壌をターゲットにしたPCRにて得たPCR産物に対し、遺伝子シークエンスを実施し、いくつかのサンプルから既報のB. mandrillarisと同じ遺伝情報を得た。得られた遺伝情報は、臨床株および環境株と99%の高い相同性を示しており、日本国内で分離されるB. mandrillarisも遺伝的変異度は少なく、種の保存性が高いことがうかがえた。現在、土壌由来B. mandrillarisの純粋培養を目指しているが、環境由来株は多量の細菌により汚染され、混在する細菌は広域抗生剤への耐性があり、今後は、純粋培養へ向けた検討が必要である。

B. mandrillarisが生息していることが明らかとなった土壌を用いた、土壌養分および土性解析では、アメーバの生息する土壌は均等な粒径を持ち、また電気伝導率の高い土壌の性質を示した。国際土性ヒストグラムにプロットすると、Clay lorm,lorm土壌に分布し、B. mandrillaris未出現土壌と比較し、豊富な養分を持つ特性があることが明らかとなった。これは、栄養分豊富な農耕地土壌の土性と類似する性質を持っており、B. mandrillarisによる髄膜脳炎患者が1次産業従事者に多い理由を裏付ける結果となった。現在、B. mandrillarisがどのような養分を好み栄養源としているのかは明らかではないことから、今後土壌に含まれる養分を解析しB. mandrillarisの環境下における生態を解明していく。本研究課題は、ヒトの生活環境下に存在することが示唆されているB. mandrillarisの日本における棲息状況、遺伝学的・形態学的分類、純培養と動物への感染実験、さらに早期発見や治療への基礎検討を行う計画である。日本全国の土壌を採取し、培養と土壌DNAにおけるPCRを実施したところ、青森県土壌から1株のB. mandrillarisを日本で始めて分離した。豪雪地帯のような寒冷な地域においても、B. mandrillaris性のアメーバ性髄膜脳炎に罹患するリスクがあることを明らかにした。現在土壌の採取は東北地方を中心に行っている。採取した土壌は、土壌DNAによるスクリーニングと培養法を併用し、B. mandrillarisの生息調査を継続する。また今後は土壌培養で、真菌細菌の汚染に関わらず、培養寒天上で有意なLeptmixid amoebaの培養が可能となったとき、Balamuthia 16s rRNA領域を用いたPCRを実施し、アメーバのクローニング前に種の同定を進める。この処理を実施することで培養効率を改善する。また、寒冷な地域である青森県でB. mandrillarisが分離されたことから、より寒冷な気候を持つ北海道の土壌の解析を重点的に行う予定である。土壌DNAのPCR感度の改善を行い、広域の疫学調査が完了した後、成果は国内外学会にて報告する予定である。また、単離培養に至った環境分離バラムチアは、16s rRNA領域の解析を実施し、既報株との比較検証を実施する。公衆衛生学土壌採取地域を東北に限定したため、旅費使用額が初年度抑えられたため。土壌DNAを用いたPCR感度に問題があり、土壌解析の大幅な遅れの原因になっている。また、単離したアメーバの培養にも困難であることが分かってきた。環境株は、臨床株の培養法が適さずすぐに死滅してしまった。今後は培養とPCR感度について検証を必要とする。次年度は、東北以外の土壌採取へ向かうため旅費として使用予定である。これまで、土壌DNAの抽出には本研究室は開発プロトコルを用いて実施してきた。今後は、各種キットを変更しDNAを抽出する予定である。また、成果は論文投稿など国内外に発信する。したがって、次年度使用額は試薬購入費や論文校正費用などに充てる。
タウ蛋白異常疾患脳におけるタウの代謝・処理過程の研究

本研究の目的は、タウのリソゾーム系の代謝機構を明らかにするとともに、それらの異常とタウの蓄積との関連性を検討することである。ヒト神経芽細胞腫由来の細胞株(IMR32、NB-1)及びラット胎児脳からの初代培養より得たアストロサイトを用い、それらをロイペプチン(100μg/ml)存在下で培養後固定し、抗タウ抗体を用いて免疫組織化学染色及び免疫電顕法を施行した。さらに、細胞を1%SDS及びプロテアーゼ阻害剤を含んだTris bufferでホモジナイズし、遠心後の上清を用いてイムノブロットを行った。対照として、アプロチニン(100μg/ml)投与群及び薬剤非投与群についても同様の処理を行った。ロイペプチンによるリソゾーム阻害は、アミロイド前駆体蛋白(APP)の蓄積を指標とし、その染色にはR37を用いた。IMR32、NB-1、初代培養アストロサイトのいずれにおいても、ロイペプチン投与により、APPの顆粒状の細胞内蓄積像が観察された。アストロサイトでは、細胞質内に多数の空胞が観察された。アストロサイトの抗タウ抗体による免疫染色では、A0024、T46、PHF-1の免疫反応性が増強しており、タウは細胞質内で顆粒状に染色された。免疫電顕では、細胞質内においてリポピグメントの増加とともにタウ陽性の顆粒状構造物が多数観察された。これらの変化は、アプロチニン投与群及び薬剤非投与群では観察されなかった。細胞懸濁液のイムノブロットでは、ロイペプチン投与群において、対照群と比較して60及び53kdの全長ダウに比して40kd以下のタウ断片の割合が増加していた。その原因としては、リソゾーム阻害によってタウの分解が阻害されたことによりその中間産物が増加した、あるいはリソゾーム阻害に伴ってupregulateされる他のプロテアーゼによる分解機構が働いた可能性等が考えられた。IMR32とNB-1では、いずれの群においてもタウの免疫反応性に明らかな違いは認められなかった。以上より、少なくともアストロサイトにおいて、リソゾーム阻害によりタウの細胞内蓄積が生じる可能性が示唆された。
非線形波動方程式とDissipation効果

代表者中尾は、主として三つのテーマについて新しい研究成果をあげた。一つは領域の境界の一部を含む部分領域でのみ効果的という局在化した摩擦項で、かつ、退化的または非線形であるような項を持つ波動方程式に対して解のエネルギーの減衰度を精密に評価したものである。これは、波の伝播の基本性質と解のある種の正則性を考慮にいれて、「NAKAO」の方法を適用して導くことができたものである。二つ目は強いdissipationをもつ非線形波動方程式に対して、外力データが小さいという条件なしで局期解および反周期解の存在を証明したものである。データが小さいときはすでに知られていたがその条件を除くことが出来たのである。これらの解は単なる弱解でなく、いわゆる強解になっているのも特徴である。三つ目は、平均曲率型非線形放物形方程式に対して、微分ノルムに関したある種の平滑化効果および指数的減衰を小原(八代高専)とともに証明したものである。平均曲率型では、主要項が弱いのでこれまでそのような結果は知られていなかった。他に、Navier-Stokes方程式について、非有界領域においてdissipation効果を利用して周期解の存在を小菌(名大多元数理)とととも証明した。分担者加藤は、やはりdissipation効果を利用して、有界領域において、Navier-Stokes方程式の周期解を証明した。外力がある種のcriticalな空間に入る場合を含んでいるところが特徴である。分担者浜地は、抽象的な力学系な理論の構築をすすめるとともに、その複雑系への応用を考察した。非線形偏微分方程式への応用は今後の課題である。
ヘリウム表面における新奇量子現象―マヨラナ状態の検証

2次元電子やイオンを用いて、ヘリウム表面に特有な量子現象の研究を行った。超流動^3He-B相表面近傍では、マヨラナ表面状態と、電子を取り囲む気泡(電子泡)の周囲に形成される準束縛状態が混合することで、電子泡の散乱断面積が増大し、バルク中よりも移動度が減少する一方で、深さ依存性を示さないという性質が、最近の理論計算により説明された。これが実験結果と定量的に一致することにより、超流動^3He-B相の自由表面のマヨラナ状態を検証した。本研究は、国際的に高く評価されている2次元電子系やイオン系を用いたヘリウム表面に特有な量子現象の研究によって、これまでに得られた知見の中で特に重要なものについて、集中的に研究を深化させることにより、これまでの研究を集大成することを目的とする。具体的には以下の項目について重点的に研究を行う。1超流動ヘリウム3自由表面に存在することが理論的に予言された表面束縛状態のマヨラナ性を理想的な条件のもとで検証すること。それに関連した、超流動ヘリウム3の持つ自発的対称性の破れに起因する顕著な量子現象のさらなる探求を行う。バリウムイオンの液体ヘリウム中レーザー分光の手法を確立し、光ポンピングによるスピン偏極とその緩和時間測定への応用を実現する。この手法を超流動ヘリウム3表面に適用することでマヨラナ状態を検証する。2ヘリウム表面上2次元電子系で我々が発見した、表面準位間のマイクロ波励起に伴う磁気伝導度消失現象の機構解明と、ヘリウム表面上の単電子輸送を組み合わせる。これによって、表面状態の量子ダイナミクスを研究すると同時に、そこで得られた知見を量子ビット作成へと応用する。今年度は、1についてバリウムイオンの液体ヘリウム中への導入と、そのレーザー励起と発光を試みた。事前の予想したほど簡単には実現できなかったが、レーザーアブレーションと高周波放電を組み合わせることで、液体ヘリウム中に導入したバリウムイオンからの発光を確認することに成功した。また従来からのイオンの輸送現象の測定は、順調に進捗した2の項目については、取り立てた成果は得られていないが、主に人的資源の問題がネックとなっている。早期に研究実施体制を再構築することが喫緊の課題である。本研究は、国際的評価の高い、2次元電子系やイオン系を用いたヘリウム表面に特有な量子現象の研〓よって、これまでに得られた知見の中で特に重要なものについて、集中的に研究を深化させることにより、〓までの研究を集大成することを目的とする。1超流動ヘリウム3自由表面に存在することが理論的に予言された表面束縛状態のマヨラナ性を理想〓条件のもとで検証すること。それに関連した、超流動ヘリウム3の持つ自発的対称性の破れに起因する〓量子現象のさらなる探求を行う。バリウムイオンの液体ヘリウム中レーザー分光の手法を確立し、光ポン〓グによるスピン偏極とその緩和時間測定への応用を実現する。この手法を超流動ヘリウム3表面に適用〓とでマヨラナ状態を検証する。2ヘリウム表面上2次元電子系で我々が発見した、表面準位間のマイクロ波励起に伴う磁気伝導度消失〓の機構解明と、ヘリウム表面上の単電子輸送を組み合わせる。これによって、表面状態の量子ダイナミク〓研究すると同時に、そこで得られた知見を量子ビット作成へと応用する。1について今年度は、昨年度に引き続きバリウムイオンの液体ヘリウム表面に捕獲し、そのレーザー励〓光を試みた。予想以上に困難で、試行を続けている。表面に捕獲した電荷から発する光のうち直接の散乱〓が強く、バリウムイオンからの発光を確認することにいたっていない。アブレーションによって帯電したナノ〓ターが多数生成されていることを示唆している。一方で、このクラスターが巨視的な構造へと成長する興味〓現象が観測された。2について、冷凍機の故障など予想外に要因により、マイクロ波励起に伴う異常磁気〓効果の実験に遅れが出た一方、少数電子制御の実験において、一列に整列した電子の結晶化が観測さ〓など、大きな進展があった。1超流動ヘリウム3自由表面に存在が予言されている表面束縛状態のマヨラナ性を理想的な条件のもとで検証する。これに関連した、超流動ヘリウム3の自発的対称性の破れに起因する顕著な量子現象を探求する。2ヘリウム表面上2次元電子系の、表面準位間のマイクロ波励起に伴う磁気伝導度消失現象の機構解明と、ヘリウム表面上の単電子輸送を組み合わせる。本年度は、1については、バリウムイオンの液体ヘリウム中レーザー分光の手法を確立するために、レーザーアブレーションによる液体ヘリウム中での金属イオンの生成を試みた。また、レーザー分光の専門的知識と技量をもつ人材の探索を行い、今後の研究基盤の確立に努めた。イオンの輸送現象の研究では、超流動ヘリウム3-Aのカイラリティを初めて示す現象の検出に成功した。2については、当該テーマを担当していた研究員が前年度に転出したことを受けて、実施体制の整備に努めている。