hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
AlGaN系半導体を用いた真空チャンネルトランジスタに関する研究

本研究は、従来実現されていないテラヘルツ帯の電磁波の発生を可能とする真空チャンネルトランジスタの開発を目的とする。テラヘルツ波は高速無線通信やイメージング、医療の分析など多くの応用が期待される。しかし数THzの高出力電磁波発生には課題が多い。窒化物半導体であるAlGaNは負の電子親和力を有しており、低駆動電圧が期待される。AlGaN半導体を用いた真空チャンネルトランジスタを新たに提案した。AlGaN半導体の基礎物性や電子放出機構を系統的に調べ、そのデータベースよるデバイス最適構造設計を行うことで、真空チャンネルトランジスタを実現し、低電圧駆動(低消費電力)を実証することが計画であった。今年度の研究実績としてAlGaN半導体を用いた真空チャンネルトランジスタの低電圧駆動でのデバイス動作を確認した。AlGaN系半導体の負の電子親和力を示すバンド構造、電子放出機構や基礎物性を系統的な実験によって調べ、デバイス設計のためのパラメータが得られたため、このデータベースを用いて真空チャンネルトランジスタのデバイス最適構造設計に取り組んだ。エミッタ部がAlGaN半導体で形成されたデバイスとなる。MOCVD法によりGaN基板上にAlGaN膜の成長を行った。そしてエミッターに使用可能な高品質のAlGaN結晶が実現できた。その後、AlGaN膜をドライエッチング加工し、エミッターとコレクターを対面するように形成した。その後、AlGaN膜上にゲート絶縁膜とゲート電極を形成した。これによりAlGaNエミッターを用いた真空チャンネルトランジスタを形成し、低駆動電圧を実現した。またAlGaNに形成したカーボンナノチューブ電極の効果も確認した。さらにデバイスシミュレーションによるプロセス設計ならびに最適構造設計も行った。28年度の研究実績は以下の通りである。本研究の最終目標であるAlGaN系半導体を用いた真空チャネルトランジスタを実現するために、まずAlGaN系半導体の負の電子親和力を示すバンド構造などの基礎物性を明らかにした。正の電子親和力を有する半導体の場合、伝導帯端に存在する電子を真空中に取り出すためには、エネルギー障壁が存在するため、障壁を超えることのできるエネルギーを電子に与えなければならない。一方、AlGaN系半導体では負の電子親和力が期待される。負の電子親和力を有するAlGaN系半導体の場合は、表面の伝導帯端に存在する電子にとってエネルギー障壁が存在しないので、電子は容易に真空中に放出されることとなる。半導体表面に存在する電子を真空に取り出すための余分なエネルギーを必要としない。28年度はこの原理を検証するため、AlGaN系半導体の負の電子親和力を示すバンド構造をUPS(Ultraviolet Photoelectron Spectroscopy)を用いた系統的な実験によって明確にした。これによってデバイス最適設計のための基礎物性データベースを構築した。次にAlGaN系半導体の電子伝導の機構を明らかにした。実際のデバイス構造においては、電子が放出される半導体の表面層に電子を導いてやる必要がある。しかしこの負の電子親和力を有したAlGaN系半導体は一般に平衡状態において伝導帯に電子は存在していない。したがって、電子放出が容易なAlGaN系半導体の表面層に効率的に電子を供給する必要がある。そこで伝導帯に注入された電子の伝導機構を明確にした。またさらに電子放出の効率向上のためカーボンナノチューブの接合を検討し、その接合における電子伝導を明らかにした。更にそれらの成果を集大成し、まだ特性は理想的ではないものの真空チャネルトランジスタの初期動作の確認を行った。おおむね順調である理由として29年度の計画である最適デバイス設計に必須とされる基礎物性パラメータの明確化ができたことにある。次の通り28年度の具体的進捗があるためである。1UPS(Ultraviolet Photoelectron Spectroscopy)を用いてAlGaN系半導体の負の電子親和力を示すバンド構造など基礎物性を明らかにした。2AlGaN系半導体の電子伝導と機構を明らかにした。3電子伝導の結晶方位依存性を明らかにした。4電子放出の効率向上のためカーボンナノチューブの接合を検討し、その電子伝導を明らかにした。5まだ特性は理想的ではないものの真空チャネルトランジスタの初期動作の確認を行った。以上の五つの研究成果によって、次の段階としての特性向上に向けた真空チャネルトランジスタの最適構造設計を実施する基礎が仕上がったことにある。

その後、AlGaN膜をドライエッチング加工し、エミッターとコレクターを対面するように形成した。その後、AlGaN膜上にゲート絶縁膜とゲート電極を形成した。これによりAlGaNエミッターを用いた真空チャンネルトランジスタを形成し、低駆動電圧を実現した。またAlGaNに形成したカーボンナノチューブ電極の効果も確認した。さらにデバイスシミュレーションによるプロセス設計ならびに最適構造設計も行った。29年度計画:AlGaN系半導体を用いた真空チャネルトランジスタのデバイス最適構造設計計画通り28年度は、AlGaN系半導体の負の電子親和力を示すバンド構造、電子伝導機構などの基礎物性を系統的な実験によって調べ、デバイス設計のためのパラメータが得られた。そこで次の段階として、このデータベースを用いて真空チャネルトランジスタのデバイス最適構造設計を行う。本研究が目指す真空チャネルトランジスタのデバイス構造の例としては、特許の基礎出願で明示する通りエミッタがAlGaN系半導体で形成されたデバイスとなる。特許で示すように作製方法の提案としてはm面GaN基板上にAlGaN膜を成長する。その後、AlN膜をドライエッチング加工し、エミッターとコレクターをc軸方向に沿って対面するように形成する。その後、SiO2/Si基板に貼り合わせし、AlGaNエミッターとコレクター上にゲート絶縁膜とゲート電極を形成する。最後にGaN基板をエッチングすることによりSi基板にデバイスを転写する。これによりAlGaNエミッターを用いた真空チャネルトランジスタが形成される。このデバイス特性は上述のように作製されたプロセス条件や構造に強く依存する。すなわちデバイス特性の向上には、プロセス設計ならびにデバイス構造設計が不可欠である。そのため実験的に検証を行うと同時にデバイスシミュレーションも用いてプロセス設計ならびに最適構造設計を行う。これによって最適なプロセス、デバイス構造を得て、デバイス特性の向上を実現する。名城大学におけるAlGaN系半導体結晶成長の条件最適化に時間を要し、真空チャネルトランジスタに適用可能な結晶の作製に遅れが生じたため。急遽28年度の実験は別のリソース(山口大学、大陽日酸、産総研)を使って行った。現在は名城大学におけるAlGaN系半導体結晶成長の条件最適化がほぼ完了しており、真空チャネルトランジスタに適用可能な結晶の作製を実施予定。
気道平滑筋の収縮・弛緩機構の解明:β遮断薬とRhoキナーゼ経路の関係

β遮断薬のランジオロールは高濃度で濃度依存性にラット気管平滑筋を収縮させた。ランジオロールによる気道平滑筋の収縮には、ムスカリン様M3受容体、セロトニン受容体、またはL型カルシウムチャンネルを介したイノシトールリン脂質代謝の関与ではなく、Rhoキナーゼ経路の関与が示唆される。選択的ベータ1遮断薬であるランジオロールは、瀕脈性不整脈、高血圧、急性の心筋虚血などの治療に用いられているが、気道平滑筋に対する作用は十分解明されていはいない。一方、Rhoキナーゼ阻害薬のファスジルは平滑筋のRhoキナーゼを阻害することにより平滑筋を弛緩させる。今回、ラットを用い、ランジオロールの気管平滑筋に対する作用とその作用に対するファスジルの影響について調べた。方法:雄性ウイスターラット(250-350g)30匹を対象とした。気管を幅3mmのリングに切断し、酸素95%二酸化炭素5%で通気したK-H液中で1.0gの静止張力を与えたのち、(1)ランジオロールを0から1000microMまで段階的に投与し張力を測定した。(2)最大下のランジオロール(700microM)を投与し、その後、イソプロテレノール、ファスジル、4-DAMP(ムスカリンM_3受容体拮抗薬)、ニカルジピンまたはクロマカリムを段階的に0から100microM投与し張力を測定した。結果:ランジオロールは高濃度で濃度依存性にラット気管平滑筋を収縮させた。ランジオロールによる収縮は、イソプロテレノール、ファスジルによって完全に抑制されたのに対して、クロマカリムでは最大60%の低下、4-DAMPとニカルジピンでは抑制されなかった。結論:ランジオロールによる気道平滑筋の収縮には、一部はRhoキナーゼ経路の関与が示唆される。Rhoキナーゼを阻害し、ミオシンボスファターゼの活性抑制を解除し、その結果ミオシン軽鎖のリン酸化を減少させることにより平滑筋を弛緩させるRhoキナーゼ阻害薬のファスジルは、クモ膜下出血後の脳血管攣縮抑制薬として臨床使用されているが、ファスジルの気道平滑筋に対する作用についての報告はすくない。今回、副交感神経終末部からアセチルコリン(ACh)を放出させるElectrical fieldstimulation(EFS)を用い、ラット気管平滑筋におけるEFS誘発性収縮に対するファスジルの影響について検討した。方法:雄性ウイスターラット(250-350g)15匹を対象とした。気管を幅3mmのリングに切断し、酸素95%二酸化炭素5%で通気したK-H液中で1.0gの静止張力を与えたのち、(1)AChを0から1000μMまで段階的に投与し張力を測定し、ED_<50>を決定した。(2)ED_<50>のAChと同程度の収縮を起こすEFSに対してファスジルまたはイソプロテレノールを0から1000μMまで前投与し、張力を測定した。結果:頻回の25HzのEFSによっても収縮は変化しなかった。25HzのEFS誘発性収縮はイソプロテレノールによる前投与によって抑制されなかったが、ファスジルによって濃度依存性に抑制された。この時のID_<50>は57.54μMであった。結論:ラット気管平滑筋において、EFS誘発性収縮はファスジルの前投与によって濃度依存性に抑制されたことから、ファスジルは迷走神経緊張亢進による気道平滑筋収縮を抑制することが示唆される。方法動物実験委員会の承諾を得た後、雄性ウイスターラット(250-350g)17匹を対象とした。気管を幅3mmのリングに切断し、酸素95%二酸化炭素5%で通気したK-H液中で1.0gの静止張力を与えたのち、(1)連続EFS(25V,2ms)を2、5、10、15、20、25Hzと5分間隔で加えた時の持続性収縮の変化(2)最大収縮の約50%にあたる5Hzの連続EFS時の収縮持続時間(3)5Hz連続EFS誘発性収縮に対するテトロドトキシン(TTX)、4-DAMP(ムスカリ性M_3受容体拮抗薬)の影響(4)ファスジル存在下での5Hz連続EFS誘発性収縮に対するセボフルレン(1.5MAC)の影響について調べた。結果はANOVAを用いP<0.05を有意のある差とした。結果(1)持続性収縮は刺激頻度依存性に増加した。(2)収縮は180分以上続き、180分の時点では約30%の低下であった。(3)収縮は0.1μMのTTX、0.03μMの4-DAMPによってほぼ完全に抑制された。(4)1μMファスジルは5Hz連続EFS誘発性収縮に対するセボフルレンの弛緩作用を強めた。結論低頻度の連続性電気刺激は迷走神経を介して著明な気道平滑筋の収縮をおこし、この収縮は長時間持続することから、持続する喘息発作には迷走神経の機能亢進が関与しているかもしれない。
PAFの脳内機能-PAFアセチルハイドロラーゼによる制御機構の解析-

細胞内Ib型PAF acetylhydrorase(PAF-AH)は調節サブユニットと想定されるαと2つの活性サブユニットβ、γ計3つのサブユニットからなるヘテロトリマ-型酵素である。また、生体内にはαサブユニットが結合していないヘテロダイマー(β、γ)のIa型PAF-AHも存在する。ヒトにおけるαサブユニットの欠損がMiller-Dieker症候群(脳回が形成されない病態)を引き起こすことから、PAF-AHが脳神経系の形態形成に関与していることが示唆されている。生体内で3つのサブユニットタンパクの発現量を特異的抗体により調べたところ、その比は成体各臓器間で大きく異なっていた。in vitroにおいてβ、γサブユニットを単独で発現させた場合にホモダイマー構造をとることから、実際このようなホモダイマーが生体内に存在する可能性が示唆された。これらのサブユニットの様々な組み合わせにより生じるアイソフォームについて、機能的な差異、各サブユニット間のアセンブル機構を明らかにすることを目的として、各サブユニットのcDNA組み換えバキュロウイルスを作製し、1つの細胞に複数の組み換えバキュロウイルスを感染させることにより、様々な複合体をin vitroでつくらせる系を確立した。この系によりαとγを発現させて場合には、γを発現させた場合と比較して顕著にPAF-AH活性が低いことが観察された。また、ラットの発生過程においてγサブユニットの発現に変動があることも示されたことから、サブユニットの組み合わせによって、酵素活性発現、さらには多様な生理機能の発現が調節されている可能性が示唆された。
生体の不均一構造を考慮した近赤外光組織酸素モニタの開発と筋代謝の定量評価

本研究は,筋組織酸素濃度計測における皮下脂肪層の影響を系統的に解析し,その影響を除去し得る絶対値計測可能な近赤外分光(NIRS)組織酸素モニタを開発して,本装置の最も効果的な適用分野と考えられるスポーツ医学の分野で,その有効性を実証することを目的とした.1.時間分解法を用いたin vivo計測と多層モンテカルロシミュレーションにより,組織の不均一性を考慮して,筋および脂肪層の平均的な光学特性(吸収係数,散乱係数)を決定した.2.光拡散理論を適用し,吸光度変化と吸収係数の非直線的関係をも考慮した組織酸素濃度算出式を理論的に導出し,その具体的な係数を上記光学特性から決定した.3.脂肪層の影響で近赤外分光法の測定感度が大きく減少するので,測定感度を脂肪厚で補正することにより,均質な系を仮定した上記理論式に適用可能な補正式を決定した.また,安静時の筋酸素消費量を磁気共鳴スペクトル法と試作装置で計測・比較し,補正法の妥当性を確認した.4.NIRSの運動能力の評価法として,トップレベルの選手(ノルディック複合ナショナルチーム,13名)を対象に測定を実施し,高地トレーニングにより筋組織酸素濃度回復速度が6日後で11%,11日後で20%程度増加することを見出した.5.NIRSの筋代謝の評価法として,筋収縮・弛緩に伴う血液量変化から局所的血液酸素飽和度を,筋収縮時の酸素濃度低下率から局所的筋酸素消費量を測定する手法を考案し,1収縮ごとに酸素飽和度と酸素消費量を推定できることを検証した.6.当初の計画を進展させ,200チャネルの受光系を有する組織酸素濃度画像化システムを試作し,膝屈曲・伸展運動時の大腿部各筋の酸素化・脱酸素化ヘモグロビン量,血液量の時空間変化をイメージングすることに成功した.本研究は,筋組織酸素濃度計測における皮下脂肪層の影響を系統的に解析し,その影響を除去し得る絶対値計測可能な近赤外分光(NIRS)組織酸素モニタを開発して,本装置の最も効果的な適用分野と考えられるスポーツ医学の分野で,その有効性を実証することを目的とした.1.時間分解法を用いたin vivo計測と多層モンテカルロシミュレーションにより,組織の不均一性を考慮して,筋および脂肪層の平均的な光学特性(吸収係数,散乱係数)を決定した.2.光拡散理論を適用し,吸光度変化と吸収係数の非直線的関係をも考慮した組織酸素濃度算出式を理論的に導出し,その具体的な係数を上記光学特性から決定した.3.脂肪層の影響で近赤外分光法の測定感度が大きく減少するので,測定感度を脂肪厚で補正することにより,均質な系を仮定した上記理論式に適用可能な補正式を決定した.また,安静時の筋酸素消費量を磁気共鳴スペクトル法と試作装置で計測・比較し,補正法の妥当性を確認した.4.NIRSの運動能力の評価法として,トップレベルの選手(ノルディック複合ナショナルチーム,13名)を対象に測定を実施し,高地トレーニングにより筋組織酸素濃度回復速度が6日後で11%,11日後で20%程度増加することを見出した.5.NIRSの筋代謝の評価法として,筋収縮・弛緩に伴う血液量変化から局所的血液酸素飽和度を,筋収縮時の酸素濃度低下率から局所的筋酸素消費量を測定する手法を考案し,1収縮ごとに酸素飽和度と酸素消費量を推定できることを検証した.6.当初の計画を進展させ,200チャネルの受光系を有する組織酸素濃度画像化システムを試作し,膝屈曲・伸展運動時の大腿部各筋の酸素化・脱酸素化ヘモグロビン量,血液量の時空間変化をイメージングすることに成功した.生体の不均質構造を考慮した定量的な近赤外光組織酸素計測法の実現のために,以下の検討を行った.・脂肪層による筋組織測定感度低下の補正法:前腕及び大腿を対象とした2種の実測とモンテカルロシミュレーションを行い,両者がよく一致することを確認した上で,シミュレーション結果から脂肪厚と測定感度の関係を表す実験式を求め,それを補正曲線として用いる補正法を考察した.あらかじめ脂肪厚を測定しておき,測定値に補正係数を乗ずる簡便な手法であるため,リアルタイムで脂肪層の影響補正が可能となった.・ファントム実験による酸素濃度算出式の検討:各研究グループにより異なる酸素濃度算出式は,定量化において大きな問題点となってきているため,筋組織を模擬したファントム(Intralipid溶液に血液を希釈)を用いて理論的・実験的検討を行った.光拡散理論より酸素濃度算出式を導出し,その妥当性をファントム実験で検証した結果,血液による吸収係数変化が±25%以内であれば、理論式とよく適合(誤差±15%以内)することが示された.・補正法を適用した定量計測法の妥当性の検証:装置は大型ではあるが優れた代謝計測法である磁気共鳴スペクトル法(MRS)を用いて,開発した補正法の有効性を検証した.被験者10名について阻血試験を行い,近赤外分光法とMRSにより前腕の筋酸素消費量を計測した.近赤外分光法の測定値に対して我々の開発した補正法を適用し脂肪層の影響補正を行うことにより,MRSの測定値と良い相関(r=0.75)が認められ(補正前:r=-0.26),本手法の有効性が確認された.生体の不均一構造を考慮した定量的な近赤外光組織酸素濃度計測法に関し,本年度は以下の成果を得た.1.運動選手を対象とした筋代謝の評価

ノルディック複合ナショナルチームの選手(13名)を対象に高地トレーニング(2700m)の効果を近赤外組織酸素計測で評価し,運動負荷後の酸素濃度回復速度が高地トレーニング開始後,6日目で約16%,11日目で約20%上昇していることを見いだした.3名を除くと,血中ヘモグロビン濃度と酸素濃度回復速度が比較的よく相関しており,高地トレーニングによるヘモグロビン濃度の増加が回復速度の上昇に関与している可能性が示唆された.2.筋組織酸素濃度画像化システムの開発と評価当初の計画をさらに進展させ,200チャネルの受光系を有する組織酸素濃度画像化システムの試作を行った.大腿部にプローブを配置し,膝伸展・屈曲運動時の筋組織酸素濃度分布の画像化を試みたところ,伸展・屈曲運動に対応した筋の使い分けや運動後のhyperemiaを明瞭に画像化することができ,筋組織酸素濃度を時空間パターンとして捉える手法が筋代謝評価の有力な手段となり得ることを検証できた.3.不均一構造を考慮した筋組織光学特性の決定開発中の計測法の精度・誤差を検討するために,皮膚層や脂肪層の影響を考慮した筋組織光学特性の決定を試みた.ピコ秒パルスレーザとストリークカメラを用いた時間分解法およびモンテカルロシミュレーションにより,ヒト筋組織を対象に等価散乱係数と吸収係数を求めたところ,脂肪層の影響を考慮した場合としない場合では筋の等価散乱係数が大きく異なることを明らかにすることができた.1.脂肪層の影響を考慮した筋光学特性の測定と筋組織酸素濃度算出式の決定筋組織酸素濃度算出式の係数決定に必要な筋組織の平均的光学特性(吸収係数,散乱係数)を,時間分解法による実測波形と多層モンテカルロシミュレーションの結果を比較することにより,脂肪層の影響を考慮して測定した.筋の散乱係数は従来の報告値の約半分であること,性差はあるものの,部位差,個人差は認められず,安静時の筋光学特性は,ほぼ一定としてよいことを明らかにした.これより, in vivo計測に適用できる筋組織酸素濃度算出式の係数を最終的に決定することができた.2.筋組織酸素濃度のイメージングに関する検討当初の計画を進展させ, 200チャンネルの受光系を有する組織酸素濃度画像化システムを試作し,膝屈曲・伸展運動時の大腿部各筋の酸素化・脱酸素化ヘモグロビン量,血液量の時空間変化をイメージングすることに成功した.3.筋運動時の筋代謝の時間応答に関する測定と解析運動能力や筋代謝の評価法として,前年度までに筋運動に伴う組織酸素濃度の低下量,運動終了直後の組織酸素濃度回復速度,安静時の酸素消費量を検討した.本年度は,さらに,筋収縮・弛緩に伴う血液量変化から組織灌流血液の局所的酸素飽和度を,筋収縮時の酸素濃度低下率から局所的筋酸素消費量を測定する手法を検討した.等尺性運動時の測定を行った結果, 1収縮ごとに酸素飽和度と酸素消費量を推定できる可能性を見出した.特に,運動時の筋酸素消費量の時間変化をほぼ実時間で推定できる本手法は,筋代謝の新たな評価手段として極めて有用であることが示された.
テルル化亜鉛ホキエピタキシヤル膜の有機金属化学気相法による成長と成長機構の解明

ジメチル亜鉛(DMZn)、ジエチルテルル(DETe)を原料としたテルル化亜鉛の有機金属化学気相成長系の反応機構を明らかにすることを目的として、四重極質量分析計および紫外光吸収測定装置を用いたガス分析のその場測定を試みた。本年度の成果は以下の通りである。1.四重極質量分析計によるガス分析(1)水素をキャリアガスとした場合、DMZn、DETeの熱分解は、それぞれ350°C、400°Cから始まる。一方、ヘリウムをキャリアガスとした場合、これらの分解は、水素に比べて約50°C高くなる。従って、DETeがDMZnより熱的に安定であること、水素が反応に大きく関与すること等が結論できた。(2)反応生成物が同定でき、その分圧の大小関係は次のようになっていた。水素の場合、メタン>エタン>>プロパン、nーブタンであり、ヘリウムの場合、メタン、プロパン>>nーブタンであった。2.紫外光吸収測定装置によるガス分析(3)DETeの熱分解特性を明らかにし、1.の結果に基づいてモデルを立て、この特性に適用し分解エンタルピーを求めた。分解エンタルピーの値は、成長特性から得られた活性化エネルギーと良く一致していた。このことから、成長はDETeの熱分解特性に支配されることが結論できた。(4)モデルは、成長条件を変えた場合にも実験値と良く一致することが分かり、非常に有用であると結論できた。
初等教育における水および生物関連の環境教育教材と指導法の開発

1環境を総合的にとらえるための環境教育教材の開発総合的な学習の時間が創設され,そのカリキュラムの一つとして「環境教育」が注目されている.これを実践する上で大切なことは,環境教育は,自然だけを対象とするのではなく,その地域の人間の活動と環境とのかかわりを総合的に理解することである.(1)自然環境調査-地域の自然に関心をもち,生活とのつながりを実感するために,水質調査を選んだ.特に,水質と水生生物との関連を総合的に解明していくため,化学的水質調査と生物学的水質調査を同時に行った.(2)環境教育教材の工夫-児童生徒が,自分自身を取り巻く環境事象をより総合的にとらえることができるようにするため,地域の自然や文化,人々の生活について地域の学習施設等を利用した教材の工夫を行った.2今年度の調査研究今年度は,上記1の研究目的・方法にそって,大阪府内の石川流域と屋久島の調査研究を実施した.(1)石川流域-石川流域は,上流域と中流域の水質調査が容易にでき,滝畑民俗資料館やふれあい考古館などの学習施設が利用し易い.このことを活用して,総合的に,楽しみながら環境を学習できる教材を開発できた.(2)屋久島-世界自然遺産「屋久島」の自然は,日本の自然環境の縮図のようなもので,環境教育教材のモデルケースと位置づけた.多くの河川の水質調査などと同時に,歴史的,民俗的な教育資源を探り,屋久島の自然と人々の生活とのかかわり合いを調べる手掛かりを見つけることができるなど,意義ある成果が得られた.(3)ソフトウェアの開発-水生生物の同定を行うことができる検索ツール「かげろう」を開発した.1環境を総合的にとらえるための環境教育教材の開発総合的な学習の時間が創設され,そのカリキュラムの一つとして「環境教育」が注目されている.これを実践する上で大切なことは,環境教育は,自然だけを対象とするのではなく,その地域の人間の活動と環境とのかかわりを総合的に理解することである.(1)自然環境調査-地域の自然に関心をもち,生活とのつながりを実感するために,水質調査を選んだ.特に,水質と水生生物との関連を総合的に解明していくため,化学的水質調査と生物学的水質調査を同時に行った.(2)環境教育教材の工夫-児童生徒が,自分自身を取り巻く環境事象をより総合的にとらえることができるようにするため,地域の自然や文化,人々の生活について地域の学習施設等を利用した教材の工夫を行った.2今年度の調査研究今年度は,上記1の研究目的・方法にそって,大阪府内の石川流域と屋久島の調査研究を実施した.(1)石川流域-石川流域は,上流域と中流域の水質調査が容易にでき,滝畑民俗資料館やふれあい考古館などの学習施設が利用し易い.このことを活用して,総合的に,楽しみながら環境を学習できる教材を開発できた.(2)屋久島-世界自然遺産「屋久島」の自然は,日本の自然環境の縮図のようなもので,環境教育教材のモデルケースと位置づけた.多くの河川の水質調査などと同時に,歴史的,民俗的な教育資源を探り,屋久島の自然と人々の生活とのかかわり合いを調べる手掛かりを見つけることができるなど,意義ある成果が得られた.(3)ソフトウェアの開発-水生生物の同定を行うことができる検索ツール「かげろう」を開発した.
水波面計測装置の開発

研究期間3年間における本研究課題で得られた知見は次のとおりである。(1)移動している座標系と画像計測のために固定されている座標系との時刻を同期させる必要がある為、小水槽曵航台車の速度及び動揺周期の精度を向上させ、その周期時刻をもとに移動物体の動揺姿勢と波との相互関係(位相関係)を特定できるようになった。これにより動揺する物体の作り出す非定常波動場の計測が格段に楽になり多くの実験を効率よく実施できるようになった。(2)小水槽中を動揺しながら航走する船舶が造り出す非定常波動場の計測をする為に透明な壁面上の水変動をビデオ装置を使い計測した。この計測されたものは一つの線上すなわち一つの壁面上のデータであるので解析手法を駆使することによってその線上の任意の点における波面の上下運動の振幅と位相を一処に求めるシステムを完成させた。従来の一点でのみの計測から線上で計測できるものにしたもので大きな技術的進歩である。(3)製作された装置によって従来計測することが難しかった極めて大きな波傾斜を持つ波-集中異常波-の時間的、空間的計測が可能になっった。(4)本システムを利用して動揺しながら規則波中を進行する船舶の船首近傍の船体と波面の相対変化を実験的に求めることに成功した。従来の非線型理論の弱点を克服し新しい既論的枠組を作るのに貢献することになった。(5)上記の技術的開発によって言わゆる非定常波動場及び定常波動場のビデオ撮影による波の振幅関数を求める実験的、解析的システムが完成した。水面に発生する波を点でなく面として計測する時に必要な計測技術及びその装置に関し,今年度は次の知見を得ることができた。1.基本的な装置の概略は,水面下から光を水面に向け発光し,水面上平行に設置されたスクリーン上に写し出された光の濃淡を写真にとり,それをフーリェ変換,解析することにより波振幅を求めようとするものである。2.この原理の確認のために透明波板を用いた計測を行い本計測原理が水波面の計測に適用可能なることが判明した。3.これらの装置の中でスクリーンの性能が非常に大切であり,その材質についても注意を払うことが必要なることが判り,次年度の大切な課題となった。4.この原理の非定常波(一定速度で前進しながら動揺している物体の作り出す波)の計測への拡張について検討を進めることができた。研究期間2年目の今年度は、次の知見を得ることができた。1.前年度の成果を非定常な波動場の水面計測へと拡張するため、既設の小水槽の側壁に波動面を計測できるようなスクリーン面を設置し、水面の映像計測を行い、それを画像処理し、既存の計測システムで計測された量と比較し、正しい波の振幅及び形状を計測できる事を確認した。2.移動している座標系と画像計測のために固定されている座標系との時刻を同期させる必要があるため、小水槽曳航台車の速度及び動揺周期の精度を向上させ、その同期時刻をもとに移動物体の動揺姿勢と波との相互関係(位相関係)を特定できるようになった。このことにより動揺する物体の作り出す非定常波動場の計測が格段に楽になり、多くの実験を効率よく実施できるようになった。3.製作された装置によって従来計測することが難しかった極めて大きな波傾斜を持った波-集中異常波-の時間的、空間的な計測が可能になった。次年度、これらの成果に立却し、動揺物体(主に船舶)と、それによって造られる非定常波動場の関係を詳細に調査することが可能になった。小水槽中を動揺しながら航走する船舶が造り出す非定常波動場の計測をする為に透明な壁面上の水変動をビデオ装置を使い計測した。

この計測されたものは1つのライン上、すなわち一つの壁面上のデータであるので、解析手法を屈指することによってそのライン上の任意の点における波面の上下運動の振幅と位相を一処に求めるシステムを完成させた。従来の一点でのみの計測からライン上で計測出来るものにしたもので、大きな技術的進歩である。一方、動揺しないで一定速度で前進する船が造り出す波動場は前者と異なり、定常波動場であるから計測は容易である、水面上に置いた透明アクリル板をスクリーンとして面的に任意の点における波高分布を求めることが出来るようになった。前者は非定常波動場であるがそれ故に一つのライン上での計測しか成功していない。が後者と結合することによって非定常波動場の面的計測も近い将来、可能なものとなると考えられる。上記の技術開発によって言わゆる非定常波動場及び定常波動場のビデオ撮影による波の振幅関数を求める実験的解析的システムが完成した。これは求められた波の振幅関数の精度を飛躍的に向上させるものである。
成体神経幹細胞の休眠状態を制御する細胞内分解機構の解明

大人の脳の神経幹細胞はほとんどが細胞周期を停止した「休眠状態(静止状態)」にあり、増殖・分化して新しくニューロンを産生する「活性化状態」のものはごくわずかである。しかし、「休眠状態」を制御する基本的な細胞内分子メカニズムは、ほとんど分かっていない。申請者はこれまでの研究から、以下の現象を明らかにした。1.休眠状態の神経幹細胞では、リソソーム機能の昂進が起こっていること、2.リソソームは活性化したシグナル伝達因子をより積極的に消去して休眠状態を維持していること、さらに、3.リソソーム阻害剤処理により活性化状態に変化することを見いだした。これらの知見をさらに発展させ、細胞内分解系による成体神経幹細胞の制御機構について、分子・個体レベルで明らかにする事が本研究課題の目的である。平成29年度は、以下の解析を行った。1,リソソーム阻害剤による活性化型への変換機構の解析:申請者らが行ったリソソーム阻害剤処理後のトランスクリプトーム解析の結果から、活性化・不活性化されているシグナル伝達経路を抽出し、阻害剤処理、シグナル因子の過剰発現等による解析を行った。また、リソソーム機能に関連する細胞内経路の阻害剤による検討を行った(投稿準備中)。2,成体神経幹細胞特異的ノックアウトマウスの解析:リソソーム生合成に関わる転写因子の成体脳における神経幹細胞特異的ノックアウトマウスを作成し、幹細胞の維持状況、活性化・休眠状態、神経分化を解析した(投稿準備中)。ノックアウト神経幹細胞での解析も行った(投稿準備中)。計画通りに研究が進行している。申請書における計画通りに進行する。旅費が計画より少なかったため。
１次元細孔中の液体３Ｈｅを用いた朝永‐ラッティンジャー液体の研究

本研究課題ではまず,1次元3Heの量子的性質の出現の有無を調べるために,孔径2.8nmの細孔中に導入した3HeのNMR測定を行った.3Heの導入量を増やすにつれて,まず細孔内壁に第1層固相が形成され,その内側に非晶質固相,さらにその内側に液相が現れることが分かった.この液相において,約300mKより低温で磁化がキュリー則よりも小さくなる現象が観測された.この原因として液体3Heが縮退を始め,量子的な状態が出現していることが考えられ,過去に観測された比熱の縮退による温度変化とも整合する.得られた結果は,今後1次元系特有の磁気的性質を探求していくうえで,重要な足がかりとなることが期待される.本研究課題『1次元細孔中の液体3Heを用いた朝永-ラッティンジャー(TL)液体の研究』の目的は,細孔中3Heの比熱・帯磁率を測定し,バルクの液体3Heの振る舞いと比較することにより,1次元3Heの性質を明らかにすることである.初年度に1次元性が顕著になる孔径を調べるために行っていた1次元細孔中液体4Heの実験において,超流動性とTL液体との関連を示唆する重要な実験結果が得られた.そこで,2年目の平成24年度は,3Heの実験準備と並行して,4Heの超流動の研究を行った.超流動の周波数依存を複数の圧力において測定し,加圧するにつれて周波数依存が大きくなることを明らかにした.この周波数依存から実験的にラッティンジャーパラメータを求めた.その圧力依存は理論的予想と定性的に一致し,TL液体が細孔中で実現している可能性を示している.液体Heの系でTL液体を示唆する実験結果が得られたのは初めてで,早急にその性質を詳細に明らかにする必要がある.特にハードコア相互作用が重要な系において,原子の何倍程度の孔径でTL液体が現れるのか,また孔径によってその性質がどのように変化するのかに,理論面から興味が持たれ,モンテカルロ計算などが行われはじめている.そこで,動的超流動の孔径依存を調べるための実験準備を始めている.3Heに関しては,4HeでTL液体実現を示唆する結果が得られている孔径2.8nmの試料を用いて,NMR測定系の構築を行った.さらに,マグネットを取り付けるために希釈冷凍機の改造を行った.平成25年度に測定を開始する予定である.本研究課題『1次元細孔中の液体3Heを用いた朝永-ラッティンジャー(TL)液体の研究』の目的は,細孔中3Heの比熱・帯磁率を測定,バルクの液体3Heの振る舞いと比較することにより,1次元3Heの性質を明らかにすることである.2年目の平成24年度に,ボーズ系である1次元細孔中液体4Heの超流動応答において,TL液体との関連を示唆する重要な実験結果が得られた.平成25年度は実験結果の解析をさらに進めた.その結果,超流動応答の周波数依存がTL液体に基づいた理論的予想と合うことを明らかにし,Physical Review B誌において発表した.1次元フェルミ系の性質を明らかにする上で,異なる統計に従うボーズ系の振る舞いは,比較対象として非常に重要である.そこで,1次元細孔中4Heの超流動応答の研究を,より多様な条件下(不純物として微量の3Heを導入した系や,飽和蒸気圧以下の低圧領域における薄膜状態)において進め,その結果は日本物理学会で発表した.一方,フェルミ系である3Heに関しては,孔径2.8nmの試料を用いてNMR測定系を完成させ,測定を開始した.1次元細孔中では,3Heの導入量を増やすにつれて,3Heはまず固層を形成し,その内側に液層を形成する.固層においては、最低温度(50mK)までキュリー則に従う磁化が観測された.3Heの量をさらに増やしていくと,約100mKより低温で,磁化がキュリー則よりも小さい値に収束するような振る舞いが観測された.この原因として,液層の3Heが縮退を始め,量子的な状態が出現していることが考えられる.得られた実験結果は,今後1次元3Heの性質を探求していくうえで重要な足がかりとなることが期待される.本研究課題ではまず,1次元3Heの量子的性質の出現の有無を調べるために,孔径2.8nmの細孔中に導入した3HeのNMR測定を行った.3Heの導入量を増やすにつれて,まず細孔内壁に第1層固相が形成され,その内側に非晶質固相,さらにその内側に液相が現れることが分かった.この液相において,約300mKより低温で磁化がキュリー則よりも小さくなる現象が観測された.この原因として液体3Heが縮退を始め,量子的な状態が出現していることが考えられ,過去に観測された比熱の縮退による温度変化とも整合する.得られた結果は,今後1次元系特有の磁気的性質を探求していくうえで,重要な足がかりとなることが期待される.本研究課題『1次元細孔中の液体3Heを用いた朝永-ラッティンジャー(TL)液体の研究』の目的は,細孔中3Heの比熱・帯磁率を測定し,バルクの液体3Heの振る舞いと比較することにより,1次元3Heの性質を明らかにすることである。その目的のため,具体的には、二つの実験的研究,1.比熱(有効質量)測定,2.帯磁率(反対称ランダウパラメータ)測定を計画している。

初年度である平成23年度は、1.比熱,及び2.帯磁率測定の準備を行うとともに,TL液体の研究をおこなうのに最適な孔径を探るため超流動の孔径依存性を調べることを計画していた.1.比熱に関しては,測定試料-冷凍機間の熱流をより高精度に制御するために低温部で作動するバルブの設計を行い、現在製作中である.2.帯磁率については測定系の設計を終えた段階で,24年度に製作を行う予定である.超流動の孔径依存については,孔径3.5,2.5 nm両方のねじれ振子測定系を新たに製作し,3.5 nmについての測定を行った.その結果,3.5 nmより大きい孔径では,超流動の抑制はバルク超流動のサイズ効果で説明され,次元性の効果は明瞭には現れないこと,一方,2.8 nm以下では急速に超流動の抑制が加速し,1次元特有の量子揺らぎが強くなっていることが明らかとなった.24年度に孔径2.5 nmの測定を行い,量子揺らぎがより顕著に表れる孔径を探る予定である.また、今年度,細孔中4HeにTL液体モデルを適用した計算により,超流動的応答が観測周波数依を示すという理論的予測がなされた.そこで,孔径2.8 nmについて連成ねじれ振子を用いて2周波数による超流動の観測を行った.その結果,大きな周波数依存を観測し,初めて1次元超流動の動的応答の特徴を実験的にとらえることに成功した.同時に,比較対象としてフェルミ粒子である3He系の研究の重要性がさらに明瞭になった.1次元細孔中4Heの超流動の周波数依存においてTL液体を示唆するような振舞が観測されたことから,複数の圧力下において周波数依存の測定を行い,加圧により周波数依存が強まることを明らかにした.その振る舞いはTL液体モデルを基にした理論の予想と定性的に一致した.これは,液体Heの系でTL液体実現を示唆する初めての実験事実であり,非常に重要な知見である.その詳細を明らかにすべく,動的超流動の孔径依存を測定するための準備も進めている.3He系においては,比熱測定のために測定試料-希釈冷凍機間の熱流をより高精度に制御するためにコールドバルブの開発を行ってきたが,まだ低温での動作まで至っていない.今後は,熱流の制御の代わりに,測温や比熱の測定法などの改良により必要な感度を達成することも検討する必要がある.また,帯磁率測定については,低温部の測定系の構築を行った.磁場の均一度は十分なものが得られている,また,マグネットを取り付けるための冷凍機の改造も終えた.総合的に見て,おおむね順調に進んでいる.1.比熱についてはまだ測定に入っておらず、やや遅れているが,2.帯磁率測定の準備は順調に進んでいる.一方,細孔中4Heの超流動の測定からは,1次元超流動性とTL液体との関係について非常に重要な知見が得られつつある.総合的に見て本研究は順調に進展していると考えられる.1次元細孔中の超流動とTL液体との関係を示唆する重要な結果が出ているので,25年度も3Heの実験と並行して4Heの超流動の実験も推し進めていく必要がある.4Heの系については,TL液体が実現する孔径領域を明らかにするため,4Heの動的超流動の孔径依存の実験を行う.3Heの系については,孔径2.8 nmの試料を用いて,帯磁率及び比熱の測定を行う.4Heの超流動の結果やカーボンナノチューブにおける緩和現象の実験研究から,TL液体の特徴は緩和時間の観測周波数や温度に対するべき異常として現れる可能性がある.
真骨魚類の淡水・海水適応を担うイオン輸送体の解析

真骨魚ゲノムには千を超える膜輸送体(輸送体、チャネル、ポンプ)がコードされている。それらの中にはエラ、腸、腎臓の上皮組織に発現し淡水や海水環境における浸透圧適応や体液ホメオスタシスを担う輸送体が含まれるが、in vitroにおける活性解析が詳細になされていないものが多い。本研究では、新骨魚類の淡水・海水適応に関わる重要なイオン輸送体の活性を電気生理学的な手法により明らかにすることで腎臓やエラの新たな分子機構を明らかにし、魚類生理学の教科書を正確に更新することを目指す。真骨魚ゲノムに含まれる千を超えるイオン輸送体、イオンチャネル、イオンポンプ遺伝子の中から、エラ・腸・腎臓の上皮組織で発現する重要遺伝子をこれまでの研究により特定した。それら遺伝子がコードするタンパク質の機能を分子・細胞レベルで解析し、魚類の淡水・海水適応を担う上皮輸送機構を明らかにすることが本研究の狙いである。アフリカツメガエル卵母細胞(以下,卵母細胞と表記)を用いたタンパク質発現系と、細胞膜上に発現されたタンパク質の電気生理学的手法による活性解析の結果、本年度は以下の研究成果を得た。1.吸収型Cs+輸送体の同定。淡水魚の上皮組織に発現するイオン輸送体の中から、環境水中のCs+を吸収する活性が期待される遺伝子を特定した。翻訳領域全長を含むcRNAを卵母細胞に注入してタンパク質を発現させてその活性を電気生理学的手法により解析したところ、培地へのCs+添加に伴った細胞内イオン濃度変化を観察することに成功した。培地のK+濃度を増加させたときも同様の変化を観察した。これらの結果は得られたタンパク質がCs+, K+輸送体として機能する事を示唆している。2.排出型Mg2+輸送体の活性解析。腎臓で発現し、かつ広塩性フグを淡水から海水に移行したときにその発現が増加する遺伝子として、Mg2+輸送体ファミリーをコードするCnnm3遺伝子を同定した。Cnnm3の活性を解析するため、Mg2+選択性微小電極を作製し、電気生理学的な手法によるMg2+輸送体の活性解析法を開発した。得られた方法によりCnnm3を発現させた卵母細胞の細胞内の遊離Mg2+を測定しcontrolと比較したところ、Cnnm3を発現させた卵母細胞では優位に細胞内遊離Mg2+濃度が減少していた。この結果はCnnm3が細胞膜を介したMg2+排出に関与することを示している。【1】新規Cl-輸送活性の同定:ショウジョウバエの高塩濃度耐性に係るイオン輸送体との比較解析から、Slc9b1の新たな活性を見出すことに偶然成功した。Slc9ファミリーは陽イオン交換輸送体のファミリーとして知られ、Slc9b1もNa+/H+交換輸送体だと信じられてきた。アフリカツメガエル卵母細胞の発現系を用いた電気生理学的な活性解析からショウジョウバエSlc9b1は強力なH+-Cl-共輸送体である事、かつNa+/H+交換輸送活性を持たない事が初めて明らかとなった(PNAS 112:11720-5, 2015)。これは予想外の全く新しい知見であり、魚類・哺乳動物のSlc9ファミリーの中にもCl-代謝を担うCl-輸送体が存在する可能性を示唆し、興味深い。魚類・哺乳動物の輸送上皮細胞に発現する様々なSlc9ファミリーの発現ベクターを構築し、Cl-輸送体の特定を急いでいる。【2】Mg2+排出機構の解析:海水魚腎臓ではSO42-やCa2+が管腔側細胞膜(apical膜)から直接尿中に排出されるのと対照的に,Mg2+は細胞内液胞に一度蓄えられてから尿中に開口放出される可能性が議論されている。この経路を詳細に解析するために、排出型Mg2+輸送体の候補であるSlc41ファミリーやCnnm (cyclin M)ファミリーの卵母細胞における発現系を新たに構築し、Mg2+電極やICP-MSを用いた活性解析手法の新規開発を試みた。また本年度はtwo-electrode voltage clamp(2電極電圧クランプ)装置を新たに導入し、イオンチャネルや起電性イオン輸送体の解析技術を充実させた。蛍光Mg2+指示薬を用いた海水魚腎尿細管のlivecell imagingに成功し、Mg2+分泌細胞は他の細胞よりも高い細胞内遊離Mg2+を有することを見出した。学内の昇任・移動に伴いより広いスペースを研究に使用できるようになったことから、実験装置の充実を図った。新規にtwo-electrode voltage clamp装置を導入し、これまでのイオン選択性電極法と組み合わせることでより詳細なイオン輸送体の活性解析が可能となった。本年度はイオン輸送体の活性解析を優先的に行い、一部の実験ではH+-Cl-共輸送活性の発見など、予想を上回る成果も得ている。今後、様々な陽イオン(Na+, K+, NH4+, Mg2+, H+)や陰イオン(Cl-, SO42-, B(OH)4-)輸送体、及びイオン輸送体複合体(メタボロン、トランスポートソーム)のより詳細な解析が可能となった事は意義深い。本プロジェクトの関連テーマはゲノム支援に採択され、次世代シークエンサーを用いた発現解析も同時に進めている。その結果から新たな仮説の提案を試みたい。メダカやゼブラフィッシュなど小型魚類を用いた解析技術の導入も進めている。【1】細胞表面型Na+/Mg2+交換

輸送体の活性解析:海水は約50 mMものMg2+を含むため、海水魚は常にMg2+過剰摂取の危機に曝されている。体液Mg2+の恒常性を維持するために海水魚は腎尿細管を介して尿中にMg2+を活発に分泌・濃縮して排出する。これまでの研究から、海水魚腎臓ではMg2+輸送体のSlc41a1が近位尿細管細胞の細胞内小胞に、Cnnm3が同細胞の細胞膜に局在することを見出していた。これらは共にNa+/Mg2+交換輸送体としてMg2+排出を担うと考えられているが、その活性をin vitroで測定することがこれまで困難であった。今回Mg2+選択性微小電極を用いた実験手法を詳細に条件検討し、メフグCnnmのNa+/Mg2+交換輸送活性を検出することに初めて成功した。海水魚によるMg2+の腎排出機構を説明する上で重要な知見となった。【2】陽イオン交換輸送体ファミリーの新機能の探索:ショウジョウバエの高塩濃度耐性を担うイオン輸送体の比較解析から、Slc9b1が強力なHCl共輸送体である事を2015年に報告した。Slc9は陽イオン交換輸送体として知られるが、他にもCl-輸送体が存在する可能性が示唆されたため、様々なSlc9ファミリーのCl-輸送活性を検討した。現時点でCl-輸送体として機能するSlc9ファミリーは魚類・哺乳動物からは見つかっておらず、今後も探索を継続する。小胞グルタミン酸トランスポーターの細胞膜上での新機能を解析する国際共同研究に参加し、Slc17a7が細胞膜上のNa+/H+交換輸送体として機能することを明らかにした(J Physiol 595:805-824, 2017)。また淡水魚エラに発現するSlc9ファミリーの電気生理学による解析からK+/H+交換輸送体が同定され、淡水中のK+吸収を担う可能性が示唆された。真骨魚ゲノムには千を超える膜輸送体(輸送体、チャネル、ポンプ)がコードされている。それらの中にはエラ、腸、腎臓の上皮組織に発現し淡水や海水環境における浸透圧適応や体液ホメオスタシスを担う輸送体が含まれるが、in vitroにおける活性解析が詳細になされていないものが多い。本研究では、新骨魚類の淡水・海水適応に関わる重要なイオン輸送体の活性を電気生理学的な手法により明らかにすることで腎臓やエラの新たな分子機構を明らかにし、魚類生理学の教科書を正確に更新することを目指す。1.吸収型Cs+輸送体の同定。淡水魚のエラや腸は体液の恒常性維持に必要なイオンを吸収するが、K+やCs+の吸収メカニズムは明らかでない。候補となるタンパク質を発現させた卵母細胞の解析から、培地中のK+やCs+により誘起された細胞内イオン濃度変化として、K+, Cs+輸送活性を明瞭に検出することができた。このことは現在解析している候補タンパク質が吸収型K+, Cs+輸送体であることを示唆しており、期待通りの結果となった(未発表)。同時に現在用いているアフリカツメガエル卵母細胞の発現系と電気生理学的手法による活性解析はCs+輸送体の活性検出やその解析に非常に有効であることが示された。2.排出型Mg2+輸送体の活性解析。細胞が細胞質から細胞外にMg2+を汲み出す仕組みは生理学上の重要なquestionであり、世界の様々な研究グループが分子機序の解明を目指している。我々は(i)海水に53 mMものマグネシウムが含まれること、(ii)
面発光レーザへの混晶薄膜光・量子デバイスの積層集積

本研究は、2次元アレー化や他の光素子との積層集積化が可能である面発光半導体レーザの高性能化及びこのレーザを基調とした光集積回路の実現を目的として行なったもであり、以下の研究成果を得た。1.面発光レーザ用DHウェハの膜厚制御性や成長表面の平坦性を向上するために、GaAlAs/GaAs系有機金属気相成長装置の設計・製作を行ない、成長温度、【V】族・【III】族比等の成長条件を明かにし、厚膜活性層を有した面発光レーザ用DHウェハを成長し、フォトルミネッセンスやストライプレーザのしきい値電流密度等の測定からその特性評価を行なった。その結果、しきい値電流密度3.6KA/【Cm^2】μmという従来の液相成長法によるものと同等以上の良質なDHウェハを得、面発光レーザへの応用の見通しを得た。2.計算機制御された液相成長炉および有機金属気相成長炉を用いて、面発光レーザ用反射鏡として、GaInAsP/InP及びAlAs/GaAs混晶の1/4波長厚さの半導体多層膜の形成法を確立した。(1)液相成長法による50層のGaInAsP/InP半導体多層膜を形成し、波長1.4μmで81%反射率を得た。(2)有機金属気相成長法により30層のGaAs/AlAsの半導体多層膜を形成し、波長1.05μmで最大96%の反射率を得た。3.上記のGaInAsP/InP多層膜反射鏡を実際に面発光レーザに応用し、77Kの低温ではあるが、発振に成功した。