hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
イオン濃度と電極をあらわに考慮した酸化還元反応の理論的研究

前年までの研究に引き続き、界面近傍の溶媒和構造を記述する理論の開発に取り組んだ。この理論は、界面固有の特徴である異方性を捉えるために、界面に対して垂直および水平な二つの方向の溶媒和構造を記述する。この開発した新規理論(2D-RISM理論)をモデル系に適用したところ、水和構造及び印加電位による水の配向の変化を記述することに成功した。この成果は国際学会において発表され、また国際誌に出版され高く評価されている。さらに、2D-RISM理論を拡張し、固液界面における溶媒和ダイナミクスを記述する理論を開発した。この理論は、分子性液体の拡散方程式であるSite-siteSmoluchowski-Vlasov(SSSV)方程式と線形応答理論に立脚したSurrogate Hamiltonianを用いる方法である。SSSV方程式は短時間(<100fs)領域の記述には適さないが、時間変化を解析的に扱っているために長時間領域の記述に有効である。また、Surrogate Hamiltonianを用いているために、無限時間経過後は終状態の解に帰着する。以上二点から、開発した理論は長時間領域の計算に極めて有効である。短時間領域の計算に適した分子シミュレーション法と相補的な特徴を有しており、界面近傍の分子理論を展開するに有用な手法であるといえる。この手法をモデル系に適用し、瞬間的に固体を帯電させた場合の水和構造の変化を計算した。その結果、第一水和圏の水の配向の変化並びに、その変化に追随する第二水和圏の構造変化を記述することに成功した。この成果を国際学会にて発表し、高い評価を得ている。掲げた計画の達成に向けて、電極反応系を構成する要素を記述するための理論的手法の開発、並びにその適用をこれまで行ってきた。水中でのイオン化ポテンシャルについての研究により、溶液内での電子状態に関する新規理解を得ることに成功し、この成果は国際誌にて現在印刷準備中である。そして2D-RISM理論の開発により、界面近傍の溶媒和構造を記述することに成功し、国際的に高い評価を得た。さらに、2D-RISM理論を拡張することで、界面近傍での溶媒和ダイナミクスの記述することに成功を収めた。以上の点から、おおむね順調に研究が進行したと考えている。電極と濃度をあらわに考慮して電極反応の機構を解明することを目標として、これまで研究を行ってきた。その結果、溶液内での電子状態や濃度依存性・界面近傍での溶媒和に関する分子レベルの知見を得ることに成功した。これらの電極反応系を構成する要素に対する知見は、その機構の解明に貢献するものであると考えている。しかしながら、これまで電極の電子状態については考慮してこなかった。電極と溶質間の相互作用は量子化学的なものであるため、電極の電子状態を記述することも、電極反応の理解のために必要である。従って今後、電極の電子状態に着目し研究を行うことを計画している。それから得られた知見と、これまでの研究から得られた知見を統合することで、電極反応を包括的に把握することができると考えている。濃度とは自由エネルギーを支配する重要な因子であり、化学反応を理解するにあたりその役割を解明することは不可欠である。Debye-Huckel理論は濃度依存性を記述する最も代表的なものである。だが、この理論では単原子分子からなる電解質の濃度依存性すら十分に説明できない。そこで、自由エネルギーを構成する重要な要素であるエントロピーに注目した。Paulaitisらにより得られた式を拡張し、濃度をあらわに考慮した溶媒和構造と並進エントロピーの関係式を導出した。溶媒和構造はRISM理論により計算し、それと得られた式を用いて、並進エントロピーの濃度依存性を算出した。得られた結果は自由エネルギーの濃度依存性とも対応していた。Debye-Huckel理論では説明できなかった、溶質分子のサイズに対する依存性、濃度増加に伴う不安定化について、分子論的知見を得ることに成功した。このことは、エントロピーのみならず、自由エネルギーの濃度依存性について、新たな知見を得たという点で意義深い。次に、エタノールアミンによる二酸化炭素の化学吸着反応の機構を検討した。この反応は気相中では進行しない事が理論的に示されており、水和が重要な役割を果たしていると考えられる。一方、化学反応を記述するのは電子状態変化である。従って、溶媒和が電子状態に如何なる役割を及ぼすのかを解明することはこの反応を真に報解する上で不可欠である。そこで、溶媒の分子性を考慮しつつ、溶質の電子状態を扱うことが出来るRISM-SCF-SEDD法を用いてこの反応を検討した。その結果、反応に伴う水和構造の変化が一連の自由エネルギー変化を支配していること、それに伴う電子状態変化を水和が促進していることを明らかにした。この結果は溶液内化学反応の本質を解明する糸口となるものであるという点で意義深いといえる。本年度はまず、酸化還元電位を決定づける物理量であるイオン化ポテンシャルについての理論的研究を行った。近年、水中でのイオン化ポテンシャル及びそのスペクトル幅についての実験値が報告された。水中でのイオン化ポテンシャルは真空中とは大きく異なること、溶媒和によりスペクトル幅が広がることが明らかとなった。そこで、液体の積分方程式理論であるRISM方程式と電子状態計算を組み合わせた方法であるRISM-SCF-SEDD法を用いてイオン化における溶媒和の役割について検討を行った。その結果、垂直イオン化において溶媒の電子分極が重要な役割をしていること、及びスペクトル幅が線形応答の枠組みで記述できることが明らかとなった。

ついで界面における溶媒和を記述するための理論開発を行った。実験や理論計算から、固液界面での溶媒和について、分子レベルの相互作用の重要性が示唆されている。RISM方程式をもちいた分子液体を含む系についての研究は多く行われているが、固液界面の溶媒和についての研究は少ない。そこで、固液界直近傍での溶媒和を記述するために円筒座標系を導入し、角度方向を平均化することで、界面に垂直な方向と水平な方向の2次元(2D)の溶媒和構造を記述する2D-RISM理論の構築をした。さらにPolymer RISM方程式の枠組みと2D-RISM理論の枠組みを融合することで、固液界面の溶媒和構造を記述する新規RISM理論を開発した。これにより界面近傍での溶媒和についての静的性質について分子論的に記述することが可能となった。次に固液界面における溶媒和の動的性質を調べるために分子性液体の拡散方程式であるSSSV方程式と線形応答理論に立脚したSurrogate Hamiltonianを用いて固液界面における溶媒和構造の時間発展を記述する方程式を開発した。前年までの研究に引き続き、界面近傍の溶媒和構造を記述する理論の開発に取り組んだ。この理論は、界面固有の特徴である異方性を捉えるために、界面に対して垂直および水平な二つの方向の溶媒和構造を記述する。この開発した新規理論(2D-RISM理論)をモデル系に適用したところ、水和構造及び印加電位による水の配向の変化を記述することに成功した。この成果は国際学会において発表され、また国際誌に出版され高く評価されている。さらに、2D-RISM理論を拡張し、固液界面における溶媒和ダイナミクスを記述する理論を開発した。この理論は、分子性液体の拡散方程式であるSite-siteSmoluchowski-Vlasov(SSSV)方程式と線形応答理論に立脚したSurrogate Hamiltonianを用いる方法である。SSSV方程式は短時間(<100fs)領域の記述には適さないが、時間変化を解析的に扱っているために長時間領域の記述に有効である。また、Surrogate Hamiltonianを用いているために、無限時間経過後は終状態の解に帰着する。以上二点から、開発した理論は長時間領域の計算に極めて有効である。短時間領域の計算に適した分子シミュレーション法と相補的な特徴を有しており、界面近傍の分子理論を展開するに有用な手法であるといえる。この手法をモデル系に適用し、瞬間的に固体を帯電させた場合の水和構造の変化を計算した。その結果、第一水和圏の水の配向の変化並びに、その変化に追随する第二水和圏の構造変化を記述することに成功した。この成果を国際学会にて発表し、高い評価を得ている。掲げた計画の達成に向けて、電極反応系を構成する要素を記述するための理論的手法の開発、並びにその適用をこれまで行ってきた。水中でのイオン化ポテンシャルについての研究により、溶液内での電子状態に関する新規理解を得ることに成功し、この成果は国際誌にて現在印刷準備中である。
モーションキャプチャを利用した舞踊動作のアーカイブ化と数量化舞踊研究

本研究は,舞踊における身体動作の計測と保存のためのアーカイブ技術,およびそのデータに対する数量的解析を行うことを目的としている.ここでは,デジタル画像処理技術で身体動作を精密に計測できる光学式モーションキャプチャ・システムを利用して,舞踊の身体動作データを取得する.キャプチャして得た各種の舞踊動作データを保存し,これを各種の解析や情報処理において活用する。さらに,動作データは解析や処理の研究に使うだけでなく,CGなどでコンテンツとして作成し,教育や広報活動の素材としても利用する.また,新しい芸術表現の可能性を探るものとして,これらのCGによる舞踊動作の表示を,仮想現実感(バーチャルリアリティ:VR)の環境下で活用することも視野に入れて研究活動を行ってきた.解析の結果や,CG・VRでの表現は,舞踊研究者,舞踊家,芸能研究者など,いわゆる文系の研究分担者へフィードバックし,さらに高度で,よい解析結果や,新しい表現の創出を心がけてきた.このように,このプロジェクトの研究は,単に理が文を支えるということだけではなく,文一理の間で情報を巡回させることにより,より深い成果を得るという形を重視してきた.期間内に対象とした舞踊は,日本舞踊と能楽が中心であったが,そのほかにも,アフリカの民族舞踊なども扱った.また,舞踊の種類には限定されないが,一般的に,舞踊という身体表現,あるいは日常動作をも含む身体動作に共通の動作解析手法,たとえば動作のセグメンテーション,動作や動作者の識別,身体動作の類似検索などの手法についても研究を行った.舞踊動作の質を評価する試みとして,舞踊の中の特徴的動作の抽出やラバン動作解析の手法による,動作の評価を行った.さらに,筋電図などの生体情報とモーションキャプチャによる動作データとの同時計測を可能にし,これらに基づいて熟練者と初心者の違いについて明らかにした.本研究は,舞踊における身体動作の計測と保存のためのアーカイブ技術,およびそのデータに対する数量的解析を行うことを目的としている.ここでは,デジタル画像処理技術で身体動作を精密に計測できる光学式モーションキャプチャ・システムを利用して,舞踊の身体動作データを取得する.キャプチャして得た各種の舞踊動作データを保存し,これを各種の解析や情報処理において活用する。さらに,動作データは解析や処理の研究に使うだけでなく,CGなどでコンテンツとして作成し,教育や広報活動の素材としても利用する.また,新しい芸術表現の可能性を探るものとして,これらのCGによる舞踊動作の表示を,仮想現実感(バーチャルリアリティ:VR)の環境下で活用することも視野に入れて研究活動を行ってきた.解析の結果や,CG・VRでの表現は,舞踊研究者,舞踊家,芸能研究者など,いわゆる文系の研究分担者へフィードバックし,さらに高度で,よい解析結果や,新しい表現の創出を心がけてきた.このように,このプロジェクトの研究は,単に理が文を支えるということだけではなく,文一理の間で情報を巡回させることにより,より深い成果を得るという形を重視してきた.期間内に対象とした舞踊は,日本舞踊と能楽が中心であったが,そのほかにも,アフリカの民族舞踊なども扱った.また,舞踊の種類には限定されないが,一般的に,舞踊という身体表現,あるいは日常動作をも含む身体動作に共通の動作解析手法,たとえば動作のセグメンテーション,動作や動作者の識別,身体動作の類似検索などの手法についても研究を行った.舞踊動作の質を評価する試みとして,舞踊の中の特徴的動作の抽出やラバン動作解析の手法による,動作の評価を行った.さらに,筋電図などの生体情報とモーションキャプチャによる動作データとの同時計測を可能にし,これらに基づいて熟練者と初心者の違いについて明らかにした.(1)モーションキャプチャデータを元にして,舞踊の熟練度の判定,舞踊動作の特定を行うための特徴量としてどのようなものが適切かについて研究した.ここではおもに日本舞踊の「オクり」動作を対象とした.実験によって,設定した特徴量により舞踊者の識別が可能であることが分かった.(2)舞踊における特徴的な姿勢や動作を抽出するための試みを行った.ここでは,Laban Movement Analysis (LMA)の考え方を利用してLMA特徴量を定義し,この特徴量の時間的変動のパターンから,対象動作の性質を判定する.基本となるLMA特徴量を提案し実験により試みた.(3)キャプチャした動作を再現するための環境として利用することを目的として,西本願寺の国宝能舞台のCG再現とその立体視環境の整備を行った.(4)複合現実感技術を利用して舞踊における身体動作を学習・訓練するためのシステムを試作し評価を行った.本システムは身体動作の学習に有用であることが分かった.(5)舞踊譜Labanotationをモーションデータから自動生成する試みを行った.舞踊者の「正面」方向を決定するための考え方を精査し,基本的な記譜システムを開発した.基本的な動作は記述できることが分かった.(6)Labanotation譜面の対話的な入力・編集と動作表示のためのシステムLabanEditor2を開発した.本システムでは,XMLの文法に基づくLabanotationの記述法としてLabanXMLを利用し,記述の標準化を狙った.また,入力した舞踊譜は即座にその対応する動作を3次元CGで表示することができる.(7)モーションキャプチャを用いて舞踊動作の感性評価を行った.ここでは,動作データから動作の物理パラメータを抽出し,これと,この動作を観察して得られた心理評価の結果との回帰を求めることにより,動作と印象との関連性を明らかにした.昨年度に引き続き以下の課題について研究を行い成果を発表した。1.舞踊動作のセグメンテーションの手法について検討した。ここでは、身体各部の速度の変化パターンと身体運動方向の変化パターン、身体が形作る空間の体積の変動パターンの3種類の情報をもとに、ひとまとまりの動作として区切る区分点を抽出した。

この結果を、人間が目で見て判断した場合の結果と比較して評価した。この結果、これらの情報が使えることを確認した。2.舞踊における特徴的な姿勢や動作を抽出するための情報抽出の手法のひとつとして、Laban Movement Analysis(LMA)の考え方を利用した。すなわちモーションキャプチャデータに対してLMA特徴量を定義し、この特徴量の時間的変動のパターンから、対象動作の性質を判定する。基本となるLMA特徴量を提案し実験により試みた。3.仮想現実感技術を利用してCGによる仮想的演者とモーションキャプチャ装置をつけた実際の演者とが、コラボレーションを行うシステムの構築を目指して、そのためのいくつかの要素技術について検討した。4.遠隔にある2地点でそれぞれ舞踊動作のリアルタイムモーションキャプチャを行い、ネットワークにより相互にデータを交換することにより、ダンスコラボレーションを行うためのシステムの基本部分の検討を行った。それぞれの身体動作は、大型立体視表示装置により、立体的な3次元CGアニメーションとして表示することができる。ストリートダンスのコラボレーションを試み評価を行った。5.モーションキャプチャでは、人体の動きに関する「見え」の部分のみ記録できるが、さらに舞踊者の意図や動作をするための努力などの、「見えを生む内面」の部分を解析するための研究に着手した。具体的には、人体の動作を引き起こす筋肉の動き示す筋電図(EMG)の情報をモーションキャプチャと同時に計測し記録することを可能にした。また、舞踊者の視線方向の動きも同時計測することを試みた。最終年度の18年度は以下の課題について研究を行い成果を発表した.1.舞踊動作のセグメンテーションの手法について引き続き検討した.身体各部の速度の変化パターンと身体運動方向の変化パターン,身体が形作る空間の体積の変動パターンの3種類の情報をもとに,ひとまとまりの動作として区切る区分点を抽出した.この結果を,人間が目で見て判断した場合の結果と比較して評価した.2.地唄舞に特徴的に見られるといわれている上半身の「らせん状」の動作について数値的解析を行った.手首,肘,肩の関節にらせん状の回転動作が見られることが分かった.3.仮想現実感技術を利用してCGによる仮想的演者と簡易モーションキャプチャ装置をつけた実際の演者とが,コラボレーションを行うシステムの構築を行った.手足めみにつけた磁気センサーにより演者の動作を判断し,それに基づいて,仮想的演者の動作を切り替え,コラボレーションができることを確認した.4.遠隔にある2地点でそれぞれ舞踊動作のモーションキャプチャを行い,ネットワークにより相互にデータを交換することにより,ダンスコラボレーションを行うためのシステムの構築を行った.
エキゾティックなクォーク・ハドロン多体系の理論的研究

3つの主要分野A.ハドロン分光B.ハドロン物質C.ハイパー核分光における理論研究者を有機的に組織し、SPing-8やJ-PARCなどの実験施設における実験研究との連携、および若手研究者の育成を主要な目標として、研究を推進した。その結果、ペンタクォークを含むエキゾティックハドロンの構造と相互作用、K中間子原子核、有限密度QCDの相構造、ハイパー核のガンマ線分光によるハイペロンの相互作用、格子QCDによるバリオン間力の計算、ダブルハイパー核の構造の研究などの分野で顕著な進展があった。本研究は、特定領域研究「ストレンジネスで探るクォーク多体系」の物理における理論研究者を集約することにより、この特定領域研究をリードすることを目的としている。本年度は、3つの研究の柱をたて、それらの実現を目指してきた。(1)ハドロン分光:2003年のペンタクオークの発見以来新しい観点からの研究が活発に行われている。東工大、東大、阪大、京大、奈良女子大、高エネルギー加速器研究機構のグループの研究で、エキゾティックバリオンとメソンの質量と構造の量子色力学(QCD)に基く解析が精力的に行われた。特に、観測で決まっていない量子数の予言や、幅の狭い理由の解明などが注目される結果である。(2)ハドロン物質:有限密度のハドロン物質の性質をその内部でのハドロンの性質の変化を中心に研究している。K中間子原子核の構造、分光の研究は理論と実験の緊密な連携により、新しい発展を見せている。さらに、奈良女子大、阪大グループではη、η'、Θ核の生成などの新しい提案をした。J-PARCの実験でこれらの状態の発見され、カイラル対称性の回復を解明する重要な手がかりとなる事が期待される。また、高密度でのQCDのカラー超伝導相のダイナミクスやその周辺でのソフトモードの解明などが東大、東工大、京大、北大、高エネルギー加速器研究機構などのグループで進められた。(3)ハイパー核分光:Λ、ΣおよびダブルΛハイパー核の構造の研究は、ハイペロンと核子の相互作用を原子核の構造を用いて解明する重要な研究である。奈良女子大、京大、大阪電通大グループでは、核力の模型を用いてハイパー核の精密準位計算を行い、実験と比較してきた。J-PARCでの実験結果と比較すべき理論的予言がどんどん生まれている。東工大、大阪電通大のグループではダブルΛハイパー核探索に必要な弱崩壊の分岐比や、弱崩壊における強い相互作用の影響に関する研究も進んだ。本年度の最大の成果として、各分担者を組織委員とし、本研究課題を主要テーマとする滞在型の湯川記念国際シンポジウム(YKIS)"New Frontiers in QCD -Exotic Hadrons and Hadronic Matter-"(11月20日12月8日)が京都大学基礎物理学研究所において行われた。3週間に亙って数十名の外国人を含む150人近くが参加して、分担者もこの会議の構成に加わると共に研究成果をそれぞれ発表し、熱い議論を行った。また、3月には、これまでの研究成果をまとめ今後の課題を集約する研究会を主催し、若手研究者を含む50名以上が参加した。また、本年度は、ポスドク4名を東工大、阪大、東大、KEK、京大に配置し、この研究分野の若手養成に資した。主な研究成果は以下の通りである。(1)ハドロン分光:東工大、東大、阪大、京大、奈良女子大、高エネルギー加速器研究機構のグループの研究で、エキゾティックハドロンの質量と構造の量子色力学に基く解析を継続して行った。ペンタクォークの実験的な発見が一段落した現時点では、生成機構と断面積の理解が重要であることを指摘した。通常のメソン、バリオンにおけるエキゾティック状態の果たす役割の研究も進んだ。(2)ハドロン物質:K中間子原子核の束縛エネルギーや構造、崩壊幅などの諸量に関して、従来の解析への批判も含めて広く議論を行った。また、東大、東工大、京大、北大、高エネルギー加速器研究機構などのグループでは高密度でのカラー超伝導など新しい相の理解を進めた。奈良女子大、阪大グループではη、η'核相互作用の研究も進めた。(3)ハイパー核分光:ストレンジネス-2の一般的核力やダブルΛあるいはΞハイパー核の構造、生成反応の研究を奈良女子大、京大、大阪電通大グループで進めた。J-PARCでのDay-1実験での結果とすぐ比較できる理論的予言がどんどん生まれている。本年度は関連する国際会議として、学術会議等の主催で「第23回原子核物理学国際会議(INPC2007)」を6月3日-8日に東京にて開催した。本研究代表者がプログラム委員長を務め、分担者ほぼ全員が参加して盛大に会議が行われた。また、昨年度に引き続き学部4年生、修士課程大学院生を対象とする「サマースクール」を開催した。

若手の養成の一環として、ポスドク4名を東工大、大阪電通大学、京都大学基礎物理学研究所、奈良女子大学に配置し、研究の活性化、後継者の養成に努めた。主な研究成果は以下の通りである。(1)ハドロン分光:東工大、東大、阪大、京大、奈良女子大、高エネルギー加速器研究機構のグループの研究で、ハドロンの励起状態のQCDおよびカイラル有効理論に基づく解析で成果を挙げた。さらにBelleグループにより新しく発見されたエキゾティックなチャーム状態の解明を進めた。(2)ハドロン物質:K束縛原子核を初め、様々なエキゾティック原子核の生成、構造の理論的予言を行い、JPARCでの実験の提案を進めた。また、京大、北大グループは高密度ハドロン物質の相図、性質の解明に取り組んだ。(3)ハイパー核分光:ハイペロン核子相互作用など一般化された核力の格子QCDによる第一原理計算に着手し、目覚ましい進展を見せた。ストレンジネス-2の一般的核力やダブルΛあるいはΞハイパー核の構造、生成反応の研究を奈良女子大、京大、大阪電通大グループで進めた。J-PARCでのDay-1実験での結果とすぐ比較できる理論的予言がどんどん生まれている。過去3年間に引き続き学部4年生、修士課程大学院生を主な対象とする「エキゾティック原子核実践講座・サマースクール」を開催し、20名以上の学生の教育にあたった。また、若手の養成の一環として、ポスドク5名を、東京工業大学、大阪電気通信大学、京都大学基礎物理学研究所、奈良女子大学に配置し、研究の活性化、後継者の養成に努めた。理論主導の研究会を計画、実施し、実験グループも交えて有効な議論を行った。これらの成果をWEBページとして公開するなどし、研究成果の伝達につとめた。(2)ハドロン物質:K束縛原子核を中心にハドロン分子的な状態の生成、構造に関する研究が進んだ。対応するJPARCでの実験計画の検討を進めた。(3)ハイパー核分光:ハイペロン核子相互作用など一般化された核力の格子QCDによる第一原理計算を推進、テンソル力の解明などで目覚ましい進展を見せた。ストレンジネス-2の一般的核力やダブル∧あるいは〓ハイパー核の構造、生成反応の研究を奈良女子大、京大、大阪電通大グループで進めた。JPARCでのDay-1実験後の研究計画に関する理論的な予言等を進めた。最終年度にあたり、学部4年生、修士課程大学院生を主な対象とする「エキゾティック原子核実践講座・サマースクール」を開催し、20名以上の学生の参加を得た。このサマースクールは好評だったため、その中の講演は、Webページに掲載、また、その講義ノートをまとめて、原子核研究誌特集号2巻として出版し、各大学での教育のために配布下。
アジアにおける日系進出企業によるビジネス・エコシステム形成戦略

新興国への日本企業の進出戦略を研究するにあたって、1まず今日の経営学研究において主流とは言えないが重要な研究成果を示し、確立しているフィールド調査の手法を用いる。2次に、自社のコア事業に注力しながら、同時に制度的に未完成なホスト国の制度整備にも注力する日本企業の活動を分析するために、制度と取引費用という伝統的な視点と、GAFAなどプラットフォームビジネスの展開と共に現れているビジネス・エコシステム形成の視点とを融合している。これによって伝統的な取引費用分析をベースとする「非市場戦略」によって、日本企業が実行している「ビジネスの環境形成」という新興国ビジネス戦略を解明している。
π共役系高分子ナノ結晶の構造制御と可視光応答型有機光触媒の創出

π共役系高分子は可視域に鮮やかな吸収を示すとともに、無機材料に比べて光吸収係数が大きいという長所を持つ。結晶として用いることが出来れば、対応するアモルファス材料と比較して、荷電キャリアの失活を抑制した可視光エネルギー変換が期待される。しかし、π共役系高分子材料はアモルファスか低結晶状態で用いられることが多く、これは高分子の結晶化にエントロピー的不利を伴うことが原因である。一方、我々はπ共役系高分子であるポリジアセチレン(PDA)をナノ結晶化する技術(再沈法)を独自に開発し、PDAナノ結晶が光触媒活性を示す知見を得てきた。そこで本申請研究では、ジアセチレン(DA)ナノ結晶における構造相転移型固相重合反応を対象に、相転移ダイナミクスのサイズ効果を解明することでナノ結晶の内部構造を最適化するとともに、ポリジアセチレンナノ結晶の可視光応答型光触媒能(色素退色能と水素発生能)との構造相関を明らかにして、有機ナノ結晶の内部構造と機能との相関の解明とバルク結晶を凌駕する有機光触媒の創出を目指した。初年度は、DAナノキューブ(NC)とナノファイバー(NF)について、固相重合によって伸長する励起子吸収の時間変化を追跡することで、構造相転移型固相重合挙動のサイズ効果を検討した。その結果、両者の重合挙動には明確な相違が観測された。そこで、助触媒として銀ナノ結晶を担持したAg-PDA NCの水分散液にローダミンB(RhB)を加え、カラーフィルターを装着したキセノンランプによる光照射下でRhBの退色実験を行った。可視光照射下におけるRhBの吸光度の減少速度は、PDA < Ag-PDAの順に大きくなった。さらに光触媒活性の波長依存性は、PDA結晶の光伝導特性だけでなく銀ナノ粒子の局在型表面プラズモン共鳴とも一致していることから、銀ナノ粒子が増感剤としての役割を担っていることも明らかとなった。初年度は、サイズ・形状制御されたナノキューブ(NC)とナノファイバー(NF)を作製し、紫外線照射によって誘起される構造相転移型固相重合ダイナミクスのサイズ効果を調査するとともに、助触媒として銀ナノ結晶を担持したAg-PDA NCを用いてローダミンB(RhB)の光退色実験を行った。具体的には、(1)構造相転移型固相重合ダイナミクスのサイズ効果固相重合によって伸長する励起子吸収の時間変化を追跡することで、構造相転移型固相重合ダイナミクスのサイズ効果を検討した。その結果、NCでは少しずつ重合が進行するのに対し、NFでは相転移的に重合が進行することが分かるとともに、PDA NFの励起子吸収ピークは対応するバルク結晶より先鋭化し、長波長側に観測された。PDAバルク結晶では側鎖間の相互作用が強すぎることで主鎖が歪んでいるものの、ナノファイバーでは結晶格子が相対的に柔らかくなったことで(比表面積の増大や側鎖間の相互作用が弱まったことで)、固相重合に伴う歪みの蓄積/解放挙動が変化するとともに、主鎖のπ共役系が安定化されたと考えられる。(2)光退色実験はじめに、助触媒として銀ナノ結晶を担持したAg-PDA NCを作製した。再沈法で作製したPDAナノ結晶水分散液に硝酸銀水溶液とアンモニア水を添加したところ、可視光照射下でのみ分散液は緑色に変色し、銀ナノ粒子がPDAナノ結晶表面に還元・析出したことを電子顕微鏡観察で確認した。この反応は固相重合していないDAナノ結晶(無色)では全く進行せず、PDAのエネルギー準位や銀錯イオンの酸化還元準位などを比較することで、反応メカニズムを可視光応答型光触媒還元と結論づけた。さらに、水分散液にRhBを添加し、光退色実験を行った結果、可視光照射下におけるRhBの吸光度の減少速度は、TiO2 (P25) < PDA < Ag-PDAの順に大きくなった。次年度は初年度に引き続き、PDAナノ結晶を用いたローダミンB(RhB)の光退色実験に注力する。初年度にDAナノ結晶の構造相転移型固相重合ダイナミクスおよびPDAナノ結晶の光消失スペクトルに結晶サイズ・形状依存性が認められたことから、特に光触媒能のサイズ・形状依存性を明らかにするとともに、助触媒の担持量の最適化を行う。また、PDAナノ結晶水分散液に白金塩および犠牲剤を添加して、カラーフィルターを装着したキセノンランプを用いて所定の波長の光を照射し、水素発生実験を行う予定である。以上により、PDAナノ結晶の可視光応答型光触媒能(色素退色能と水素発生能)との構造相関を明らかにすることで、有機ナノ結晶の内部構造と機能との相関の解明とバルク結晶を凌駕する有機光触媒の創出を目指す。

そこで本申請研究では、ジアセチレン(DA)ナノ結晶における構造相転移型固相重合反応を対象に、相転移ダイナミクスのサイズ効果を解明することでナノ結晶の内部構造を最適化するとともに、ポリジアセチレンナノ結晶の可視光応答型光触媒能(色素退色能と水素発生能)との構造相関を明らかにして、有機ナノ結晶の内部構造と機能との相関の解明とバルク結晶を凌駕する有機光触媒の創出を目指した。初年度は、DAナノキューブ(NC)とナノファイバー(NF)について、固相重合によって伸長する励起子吸収の時間変化を追跡することで、構造相転移型固相重合挙動のサイズ効果を検討した。その結果、両者の重合挙動には明確な相違が観測された。そこで、助触媒として銀ナノ結晶を担持したAg-PDA NCの水分散液にローダミンB(RhB)を加え、カラーフィルターを装着したキセノンランプによる光照射下でRhBの退色実験を行った。可視光照射下におけるRhBの吸光度の減少速度は、PDA < Ag-PDAの順に大きくなった。さらに光触媒活性の波長依存性は、PDA結晶の光伝導特性だけでなく銀ナノ粒子の局在型表面プラズモン共鳴とも一致していることから、銀ナノ粒子が増感剤としての役割を担っていることも明らかとなった。初年度は、サイズ・形状制御されたナノキューブ(NC)とナノファイバー(NF)を作製し、紫外線照射によって誘起される構造相転移型固相重合ダイナミクスのサイズ効果を調査するとともに、助触媒として銀ナノ結晶を担持したAg-PDA NCを用いてローダミンB(RhB)の光退色実験を行った。具体的には、(1)構造相転移型固相重合ダイナミクスのサイズ効果固相重合によって伸長する励起子吸収の時間変化を追跡することで、構造相転移型固相重合ダイナミクスのサイズ効果を検討した。その結果、NCでは少しずつ重合が進行するのに対し、NFでは相転移的に重合が進行することが分かるとともに、PDA NFの励起子吸収ピークは対応するバルク結晶より先鋭化し、長波長側に観測された。PDAバルク結晶では側鎖間の相互作用が強すぎることで主鎖が歪んでいるものの、ナノファイバーでは結晶格子が相対的に柔らかくなったことで(比表面積の増大や側鎖間の相互作用が弱まったことで)、固相重合に伴う歪みの蓄積/解放挙動が変化するとともに、主鎖のπ共役系が安定化されたと考えられる。(2)光退色実験はじめに、助触媒として銀ナノ結晶を担持したAg-PDA NCを作製した。再沈法で作製したPDAナノ結晶水分散液に硝酸銀水溶液とアンモニア水を添加したところ、可視光照射下でのみ分散液は緑色に変色し、銀ナノ粒子がPDAナノ結晶表面に還元・析出したことを電子顕微鏡観察で確認した。この反応は固相重合していないDAナノ結晶(無色)では全く進行せず、PDAのエネルギー準位や銀錯イオンの酸化還元準位などを比較することで、反応メカニズムを可視光応答型光触媒還元と結論づけた。さらに、水分散液にRhBを添加し、光退色実験を行った結果、可視光照射下におけるRhBの吸光度の減少速度は、TiO2 (P25) < PDA < Ag-PDAの順に大きくなった。次年度は初年度に引き続き、PDAナノ結晶を用いたローダミンB(RhB)の光退色実験に注力する。初年度にDAナノ結晶の構造相転移型固相重合ダイナミクスおよびPDAナノ結晶の光消失スペクトルに結晶サイズ・形状依存性が認められたことから、特に光触媒能のサイズ・形状依存性を明らかにするとともに、助触媒の担持量の最適化を行う。また、PDAナノ結晶水分散液に白金塩および犠牲剤を添加して、カラーフィルターを装着したキセノンランプを用いて所定の波長の光を照射し、水素発生実験を行う予定である。
マイクロ波同軸変換方式による高効率反応性熱プラズマの発生法及び特性評価

新しいマイクロ波プラズマ発生装置として、矩形導波管モードから同軸モードに変換する立体回路素子とプラズマ発生用電極とからなり、誘導的にプラズマを発生・維持するマイクロ波プラズマジェットトーチを開発した。本プラズマの発生及び安定性は、トーチの形状や発生ガスの組成に強く影響されるため、トーチの電極部及びガス導入部の形状を検討し、半径方向・接線方向にガスを独立に導入し、ガスの流量及び組成を制御することにより、プラズマを安定に発生することを可能とした。また、このプラズマの評価として、紫外可視領域のプラズマ発光分光分析により、また、基板上の気相種を二段階の差動排気により四重極質量分析装置に導き質量分析を、ダイヤモンドの堆積中にin-situに行った。発光分光の結果、Ar及びHの発光は殆ど観測されず、このプラズマではH_2分子の解離が少ないと推測される。また、C_2、CHの発光強度はプラズマ中でほぼ一定で、基板近傍で急激に弱くなった。即ち、基板近傍約10mmの範囲に境界層が存在する。また、C_2の振動温度はほぼ平衡状態にあり、およそ5000Kであった。プラズマが局所的熱平衡にあれば、5000KではH_2の解離が充分に起こりH原子の発光が検出されるはずである。従って、このプラズマ全体は熱平衡状態にはないと考えられる。マイクロ波入力により、Ar強度で規格化された質量スペクトルには殆ど変化がなく、基板上に入射する気相種は入力に依存しないことが判明した。また、原料の約40%がC_2H_2に変換し、原料にCH_4及びC_2H_2のいずれを用いた場合にも、ダイヤモンドが堆積し、3%以上のC/H_2比では堆積物は晶癖を示さなくなり、C系気相種の質量スペクトルの総和は原料に対して不足する。堆積量より過大な、この不足分は、排気ガスと伴に失われたアモルファス炭素に相当すると思われる。
内発的復興を視野に入れた災害ボランティアコーディネーションシステムの構築

本研究は、平成27年9月関東・東北豪雨災害の被災地を中心として、災害時支援とその後の復興支援に焦点をあてて、被災地域の内発的復興を視野に入れたボランティアコーディネーションやまちづくりの機能強化に寄与する実践的な研究を目的としている。平成30年度は研究会を12回開き、研究の進め方および成果発表について検討を行った。(1)鹿沼市社会福祉協議会より提供を受けた災害ボランティアセンターの活動データをもとに災害時のボランティア活動に関わる業務内容の分析および必要時間の推定及びボランティアニーズの時系列的マッピングを行った。(2)災害時ボランティアコーディネーションにおける中間支援組織の役割に注目し、栃木県内の中間支援組織の災害時の活動及び県内の連携に向けた課題の抽出を行った。とくに県全域を活動範囲とする復興支援組織と自治体区域を活動範囲とする市民活動の中間支援組織との連携をスムーズに行うための仕組みが不十分であることが明らかとなった。(3)内発的復興を視野に入れた地域の防災力の強靭化の過程を明らかにするために、県内自治体および町内会の調査を行った。また地域防災力向上のために防災コミュニティづくりにとりくんでいる台湾の現地調査を行った結果と比較することにより地域の防災力の強靭化の要素について検討した。年度当初に立てた研究計画では、平成30年度に成果報告を行えるよう、研究成果をまとめることに着手する予定であったが、災害時のボランティアコーディネーションにおけるハブの重要性を鑑み、栃木県内の中間支援組織など、県内を広く対象とした調査を行う必要性が生じたため、本年度も引き続き調査を行った。また、地域防災力向上のコミュニティづくりに取り組んでいる台湾との比較により、内発的復興に関わる人材育成など新たに検討を要する点が明らかになってきたため、研究成果のとりまとめが不十分であった。次年度は延長後の最終年度にあたるため、今までの研究をまとめ県内外に広く公表していく。とくに以下の二点についての成果をまとめていきたい。(1)災害ボランティア活動およびそのコーディネーションが地域防災力強化につながっているかについて栃木県内の多自治体の比較等で明らかにする。(2)災害ボランティアセンターの有効なマネジメントや内発的復興に向けた災害ボランティアコーディネーションの進め方を市民にもわかりやすくまとめていく本研究は、災害時支援とその後の復興支援に焦点をあてて、被災地域の内発的復興を視野に入れたボランティアコーディネーションやまちづくりの機能強化に寄与する実践的な研究を目的とする研究である。その中でもとくに、平成27年9月の関東・東北豪雨による被災地域を主たる研究地域とするものである。平成28年度は平成27年9月の関東・東北豪雨による被災地域をフィールドとして次のような研究を開始した。(1)鹿沼市社会福祉協議会の協力により、災害ボランティアセンター活動当時のデータの提供を受け、災害ボランティアセンターにおけるボランティアコーディネーションのデータ分析を始めた。また鹿沼市社会福祉協議会の豪雨災害を経ての災害ボランティアセンター運営マニュアル改定検討会にオブザーバーとして参加し、災害時のボランティア活動及び災害ボランティアセンター運営の振り返り過程についての参与観察を行った。(2)災害時ボランティアコーディネーションにおける地元町内会・自治会および中間支援組織の役割を検討するため栃木県内の豪雨災害に関係する地域の町内会・自治会および中間支援組織のヒヤリング調査を始めた。(3)災害時のボランティア支援に関して大学生を対象とした実践的なボランティア養成研修を鹿沼市社会福祉協議会と連携して行い、その実効性について検討した。また研究会を3回開き、研究の進め方について検討するとともに平成26年8月水害の被災地である丹波市の災害後のボランティアコーディネーションについて講師を招聘しての学習会を開催した。採択決定が平成28年10月だったため、初年度の研究開始は平成28年後半になってしまった。未採択でも、進めていた部分はあったが、大半が10月からの開始となってしまったため、進捗に影響があった。本研究は、災害時支援とその後の復興支援に焦点をあてて、被災地域の内発的復興を視野に入れたボランティアコーディネーションやまちづくりの機能強化に寄与する実践的な研究を目的とする研究である。平成29年度は以下のような調査研究を行うとともに研究会を6回開き、研究の進め方について検討を行った。(1)鹿沼市社会福祉協議会の協力により、災害ボランティアセンター活動当時のデータの提供を受け、災害ボランティアセンターにおけるボランティアコーディネーションのデータ分析を行った。(2)災害時ボランティアコーディネーションにおける地元町内会・自治会および中間支援組織の役割を検討するため栃木県内の豪雨災害に関係する地域の町内会・自治会および中間支援組織のヒヤリング調査を行った。鹿沼市の中間支援組織を分析対象としてその成果を論文にまとめた。また被災地域の内発的復興における日本の独自性を明らかにするため、台湾における地域防災システムに関する現地調査を行った。(3)災害時のボランティア支援に関して鹿沼市社会福祉協議会が行った災害ボランティアセンター設置訓練に学生が参加し、改定された設置マニュアルの妥当性について検討した。(4)地域における内発的復興を視野に入れたボランティアコーディネーションやまちづくりの機能強化を視野に入れた地域住民向け公開講座の開催のためその内容を検討するとともに、受講の効果を測定した。年度当初に立てた研究計画としては(1)平成28年度に入手したデータの分析を進めるとともに、町内会、自治会、NPOに対する聞き取り調査を進める、(2)県内関係機関等と連携し、栃木県の災害ボランティアに関する仕組みづくりに資する研究成果の発表を行っていく、

(3)災害の種類および地域性の違いが災害ボランティアや復興過程に与える影響を検討するため、東日本大震災、熊本地震、海外などについてケーススタディを行う、(4)平成27年度豪雨災害時の災害ボランティアセンター運営のデータ分析を行うもとにボランティアセンターの業務分析や今後に向けた有効なマネジメントに向けた検討を行うの四点であったが、このうち、(1)(4)についてはデータの分析を行うことができ、(3)のデータ収集も計画的に行うことができた。(2)の研究成果の発表や(4)の有効なマネジメントに向けた検討は成果が十分に出ているとは言い難いが、おおむね計画通り進められている。本研究は、平成27年9月関東・東北豪雨災害の被災地を中心として、災害時支援とその後の復興支援に焦点をあてて、被災地域の内発的復興を視野に入れたボランティアコーディネーションやまちづくりの機能強化に寄与する実践的な研究を目的としている。平成30年度は研究会を12回開き、研究の進め方および成果発表について検討を行った。(1)鹿沼市社会福祉協議会より提供を受けた災害ボランティアセンターの活動データをもとに災害時のボランティア活動に関わる業務内容の分析および必要時間の推定及びボランティアニーズの時系列的マッピングを行った。(2)災害時ボランティアコーディネーションにおける中間支援組織の役割に注目し、栃木県内の中間支援組織の災害時の活動及び県内の連携に向けた課題の抽出を行った。とくに県全域を活動範囲とする復興支援組織と自治体区域を活動範囲とする市民活動の中間支援組織との連携をスムーズに行うための仕組みが不十分であることが明らかとなった。(3)内発的復興を視野に入れた地域の防災力の強靭化の過程を明らかにするために、県内自治体および町内会の調査を行った。また地域防災力向上のために防災コミュニティづくりにとりくんでいる台湾の現地調査を行った結果と比較することにより地域の防災力の強靭化の要素について検討した。年度当初に立てた研究計画では、平成30年度に成果報告を行えるよう、研究成果をまとめることに着手する予定であったが、災害時のボランティアコーディネーションにおけるハブの重要性を鑑み、栃木県内の中間支援組織など、県内を広く対象とした調査を行う必要性が生じたため、本年度も引き続き調査を行った。また、地域防災力向上のコミュニティづくりに取り組んでいる台湾との比較により、内発的復興に関わる人材育成など新たに検討を要する点が明らかになってきたため、研究成果のとりまとめが不十分であった。平成29年度は、平成28年度に入手したデータの分析を進めるとともに、町内会、自治会、NPOに対する聞き取り調査を進める。また県内関係機関等と連携し、栃木県の災害ボランティアに関する仕組みづくりに資する研究成果の発表を行っていく。
英語におけるリズムパターンの生成モデルと音声言語指導法

今回の研究では、まず日本人英語学習者を対象にし、長期にわたる留学のような言語環境がない状況で・英語のリズムパターンの習得がどの程度可能であるかを検討した。被験者を・米語母語話者(成人)と日本人英語学習者(海外滞在経験のない大学生)とし、生成実験を実施した。被験者の日本人大学生について、英語音声学に基づく発音訓練を4ヶ月間実施し、学習効果を継続して定期的に録音、録画した。また、異なる指導法の効果を計測するため、会話を中心に指導するクラスを受講する学習者も用意した。実験資料は、ストレスを担う内容語と弱形として生成される機能語の生成パターンを観測するための実験文と短い談話とした。日本人被験者の英語能力を英語訓練開始時と訓練終了時の2回、TOEICにより測定した。音声資料に関して、母語話者と日本人学習者のリズムパターン生成テータを比較・分析した。具体的には、弱形の生成パターンとストレスを担う内容語の生成パターンを観測・分析した。音声分析ソフトを用い、音声波形、スペクトログラム、イントネーションカーブを作成し、習得の順序、速度、完成度を測定した。さらに日本人英語学習者と米語母語話者の小学生における持続時間制御の習得過程を観測し、米語成人話者の制御パターンと比較するため、生成実験を実施した。この実験の被験者は米語成人話者10名、米語母語話者の小学校3年生8名、日本人英語学習者8名であった。ISI内でストレスのない音節が加わった場合の持続時間の増加率は、3つの被験者グループにおいて異なっていることが観測された。また、ストレスを担う母音の平均持続時間についても、被験者グループて差違が観測された。2音節目が"the"であるか、"up"であるかによって、母音の平均持続時間に大きな違いが観測された。特に日本人学習者の母音持続時間において、2音節目の単語の影響が顕著であった。今回の研究では、まず日本人英語学習者を対象にし、長期にわたる留学のような言語環境がない状況で、英語のリズムパターンの習得がどの程度可能であるかを検討した。先行研究で効果が示唆された音声言語指導法による学習効果を継続的に測定し、習得の順序、速度、完成度を検討した。特にストレスに関連する持続時間制御に焦点をあて、ストレスを担う内容語と弱形として生成される機能語の持続時間制御を観測した。被験者を、米語母語話者(成人)と日本人英語学習者(海外滞在経験のない大学生)とし、生成実験を実施した。被験者の日本人大学生について、英語音声学・音声言語科学に基づく発音訓練を4ヶ月間実施し、学習効果を継続して定期的に録音、録画した。英語のリズムパターン生成の習得過程を観測した。日本人被験者の英語能力を英語発音訓練開始時と訓練終了時の2回、TOEICにより測定した。ビデオ収録を2回実施、1回目は、発音訓練実施前、2回目は発音訓練終了後に実施した。また、音声収録を毎月実施した。音声資料に関して、母語話者と日本人学習者のリズムパターン生成データを比較・分析した。特に、ストレスに関連する持続時間制御の習得を検討した。本研究の目的は、英語の母語習得と第二言語習得において、ISIと音節数の観点から持続時間制御の習得を観測することである。

日本人英語学習者と米語母語話者の小学生における持続時間制御の習得過程を観測し、米語成人話者の制御パターンと比較するため、生成実験を実施した。音声資料に関して、音声分析ソフトを用い、音声波形とスペクトログラムを作成し、習得過程を観測した。この実験の被験者は米語成人話者10名、米語母語話者の小学校3年生8名、日本人英語学習者8名であった。日本人被験者は、海外滞在経験のない大学1年生で、英語能力はTOEICにおいて平均が433点(380465点:リスニングセクション平均245点、リーディングセクション平均188点)であった。米語母語話者はすべて、カリフォルニア出身者であった。ISIを構成する音節の数に関わりなく、ISIの平均持続時間は米語成人母語話者が一番短く、次いで日本人学習者、そして米語母語話者の小学生の持続時間が一番長かった。ストレスのない音節がISI内に加えられるにしたがって、3つの被験者グループにおいて持続時間の差違が広がった。ISI内でストレスのない音節が加わった場合の持続時間の増加率は、3つの被験者グループにおいて異なっていることが観測された。米語母語話者の小学生における増加率が一番高く、次いで、日本人学習者、そして米語成人母語話者が一番低い増加率を示した。また、ストレスを担う母音の平均持続時間についても、被験者グループで差違が観測された。ISIの平均持続時間において観測された2音節目の単語の影響が、ストレスを担う母音の平均持続時間においても観測された。具体的には、2音節目が"the"であるか、"up"であるかによって、母音の平均持続時間に大きな違いが観測された。特に日本人学習者の母音持続時間において、2音節目の単語の影響が顕著であった。
多極子が織りなす新奇超伝導状態の探索と解明

本課題では、多極子秩序に誘起される新奇超伝導状態に関する普遍的な性質を探索することを目的としている。前年度は、高次磁気多極子と共存する超伝導の研究から発展して、群論を用いた結晶対称性に守られる超伝導ノードの包括的な分類を行った。その結果をまとめた論文が今年度4月に出版されたため、宣伝として2件の口頭発表、2件のポスター発表を行った。今年度はさらに、結晶対称性に守られたノードが波動関数のトポロジーを使って特徴付けられるかという問題にも興味をもち、ブリルアンゾーン内の(a)鏡映(映進)面と(b)回転(螺旋)軸に注目して研究を行った。結果として、いずれの場合にも前年度に発見したあらゆる「結晶対称性に保護された超伝導ノード」は全て0次元トポロジカル数を用いて特徴付けられることを明らかにした。(a)に関しては、特に偶パリティ超伝導体の場合には鏡映面上の線ノードが1次元のトポロジカル数によっても守られていることが分かり、このトポロジカル数に対応したMajorana端状態の存在を数値計算によって明らかにした。この成果をまとめた論文はPhysical Review B誌で出版されている。(b)については、回転軸上のノードを守るトポロジカル数の同定に加え、超伝導体のもつ大域的な対称性からそのノードの形状についても明らかにし、物質提案としてSrPtAsやUPt3などいくつかの超伝導体に対する議論も行った。この結果については2件の口頭発表、2件のポスター発表を行い、成果をまとめた論文はPhysical Review B誌で出版されている。本年度は、電子とスピンに加えて、軌道・副格子などの要素を持つ大自由度電子系の超伝導ギャップ構造に関する理論研究を行った。特に、ミクロな電子の自由度を包括的に記述する「多極子」と系のマクロな性質を表す「対称性」の両面から調査を行った。対称性による超伝導秩序変数の分類は既に存在したが、電子のミクロな自由度を正確に考慮できておらず、実際に現れるギャップ構造と相違が生じるケースがいくつか知られていた。今回はその分類理論を電子系のミクロな対称性に拡張し、さらにトポロジカル相の理論と組み合わせることで、物質の対称性と超伝導ギャップ構造の間にある普遍的な相関を明らかにすることができた。これらの結果については複数の発表を行い、2本の論文を出版することができた。このように、ミクロな多極子とマクロな対称性という切り口から相補的にアプローチを行うことで、個別論になりがちであった大自由度系の超伝導研究に対し、一つの包括的な理解を与えることができたと考える。また、今回得られた超伝導ギャップ構造の分類表は、今後の超伝導研究において実験結果から超伝導対称性を決する際に広く活用されることが期待される。これまで、主に多極子秩序によって対称性が破れた相に注目することで、FFLO超伝導や非自明ギャップ構造など、様々な新奇超伝導現象が現れることを明らかにしてきた。一方で、反強磁性揺らぎによるd波超伝導など、多極子は秩序せずともその揺らぎによって非従来型超伝導を引き起こす場合があることがいくつかの例で知られている。そこで今後はこのような物理に注目し、「様々な電気・磁気多極子秩序の揺らぎによって誘起される超伝導」の性質を調査する。特に、奇パリティ多極子の揺らぎについては先行研究がほとんど存在しない未開拓な領域であるので、このような多極子も対象とした包括的な研究を行う。具体的な研究方法として、まずはこれまでの経験を活かし、対称性の議論だけから多極子揺らぎによってどんな新奇な性質が期待されるかを予測する。次に、現実の物質を想定した模型を構築し、多極子感受率を取り込んだEliashberg方程式の数値解析を用いることで、現れる超伝導状態の詳細な議論を行う。また、良い候補物質があれば第一原理計算を用いてより精密な模型の構築を行う。上記の一連の解析を通して、多極子揺らぎによるトポロジカル超伝導実現の可能性についても検討する。まずは特に、(多極子秩序と共存する状態を含む)あらゆる超伝導状態を対称性の観点から捉え直すことが重要と考え、群論による超伝導ギャップの分類学に注目した。近年、空間群を用いて厳密な分類を行うことで、これまで多く行われてきた点群の議論では見えてこなかった非自明なギャップ構造が現れる場合があることが明らかにされてきている。そこで本年度は、主として以下の3つの研究を行った。(1)非共型Sr2IrO4における磁気多極子誘起エキゾチック超伝導の提案(2)非共型対称性に保護された超伝導ラインノードの完全な分類(3)Bloch状態の角運動量に依存する超伝導ポイントノードの発見(1)に関しては、奇パリティ磁気四極子秩序と共存することでFFLO超伝導が磁場なしで起こるということ示した。一方、偶パリティ磁気八極子秩序と共存する超伝導においては、空間群の議論を用いることで、非共型対称性によって非自明な超伝導ラインノードが生じることが明らかになった。これらについては、4件の口頭発表、4件のポスター発表を行い、結果をまとめた論文はPhysical ReviewLetters誌で出版された。上記の磁気八極子状態における非自明な超伝導ラインノードの存在を示したことが(2)の研究に進展した。