hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
拡張一次元π電子系を有する共有結合チューブ分子の合成と機能解明

本研究課題は、共有結合チューブ分子-ゲスト分子間の特異的パイ空間における相互作用解明を最終目標として設定し、合目的的分子設計に則った新奇な拡張一次元パイ電子系を有する共有結合チューブ分子の合成を計画した。当該年度では、芳香族ジイミド類の中で最小単位であるピロメリットジイミドが直交する二つの反応点を有することに着目して適切な構造修飾を行い、1)大環状構造における一次元パイ電子系の構築、及び2)ピロメリットジイミドを基盤としたパイ電子系化合物の特異な自己凝集力の発現、を達成した。以下にその概要を説明する。まず、先に開発したピロメリットジイミドを基盤とした大環状化合物に一次元パイ電子系を導入して光・電気化学的機能発現を検討した。大環状構造への一次元パイ電子系の導入、すなわち空孔の構築は標的共有結合チューブ分子を開発する上で必須の克服課題である。環化縮合反応とパラジウム触媒を用いたカップリング反応で一次元パイ電子系の構築に成功し、各種測定及び理論計算で当該分子の基礎物性を明らかにした。次に、開発した合成ルートを非環状ピロメリットジイミド誘導体の合成に適用し、n型半導体特性を有する新奇パイ電子系化合物の開発を試みた。合成したパイ共役系ピロメジットジイミド誘導体はパイ電子系の導入に伴って蛍光特性を発現するだけでなく、特異な自己凝集力を有することを詳細なX線構造解析及び理論計算によって明らかにした。本特性は、新奇有機トランジスタ材料開発へのパイ共役系ピロメリットジイミド誘導体の有用性を示唆するものである。本研究課題は、共有結合チューブ分子-ゲスト分子間の相互作用解明に適した新奇な拡張一次元パイ電子系を有する共有結合チューブ分子の創製を目標としており、当該年度では電子受容性化合物群として知られる芳香族ジイミド類の中で最小単位であるピロメリットジイミドの構造修飾性に着目して分子設計を行い、1)電荷移動相互作用に基づくホスト能を有する大環状化合物の合成と特異なホスト能発現、及び2)大環状構造への一次元π電子系の構築を達成した。以下にその概要を述べる。NH-π相互作用は、タンパクの二次構造等を決定する重要な相互作用として認識されているにもかかわらず未解明の部分が多く残っており、特にπ-π相互作用の場合とは対照的にクラスター形成の直接観測例は無かった。今回開発したホスト能を有する大環状化合物とアニリンから形成される包接結晶のX戦構造解析を行うことで、自己相補的なNH-π相互作用に基づく環状のアニリン三量体構造を直接観測することに成功し、NH-π相互作用による芳香族クラスター形成を初めて立証した。大環状構造への一次元π電子系導入は、標的共有結合チューブ分子を合成する上で必須の克服課題であるだけでなく、光・電気的機能発現を行う上でも極めて重要である。そこで、ピロメリットジイミドの構造修飾性を利用した一次元π電子系を有する大環状及び非環状化合物の開発を行い、構造と諸物性を明らかにした。すなわち、結晶構造解析と理論計算を精査することによって、一次元π電子系を有するピロメリットジイミド骨格間には固体状態で特異な静電的相互作用が発現することを見出し、有機電子材料として有望であることを立証した。
複合スピン系における新しい量子相転移－多極子の視点から－

複数のスピンが基本単位となる複雑な磁性体(複合スピン系)では、これまでと異なった理論が必要である。そこで、そのような部分を基本単位として捉え、複雑なスピン構造を形状因子に反映させることで、それをあたかも一つの原子のように取り扱える方法を考案した。この形状因子は複合スピンがもつ多極子の性質を反映しており、この理論を具体的な磁性体に適用して中性子散乱を定量的に解析できる理論を提出した。また、磁性イオンが置かれている環境によって、スピンに依存する電気分極が発生する場合がある。この点についても考察し、具体的な磁性体において、スピンによる四極子が存在し、その間に相互作用が働いていることを明らかにした。平成24年度の実績として、以下の内容の論文を3編出版した。(1)圧力下におけるTlCuCl3のラマン散乱の測定結果を解析し、スピン二量体系の圧力誘起量子相転移にともなう縦揺らぎスピン波モードが、ラマン散乱によって観測されていることを検証した。また、ラマン散乱強度のピーク幅から、圧力の上昇によって、縦揺らぎスピン波モードの寿命が短くなること(ピーク幅が増加すること)を見出した。この結果は、縦モードの励起が横モードの二つの励起に崩壊プロセスによって理解できることを示した。(2)スピン三量体系の量子相転移を明らかにするため、具体的な典型物質として、実験が進んでいる(C5H11NO2)2・3CuCl2・2H2Oを取り上げ研究をおこなった。その結果、非弾性中性子散乱について、スピン三量体の形状因子を導入することで、実験結果を定量的に解析できる理論を構築した。また、磁気励起の各モードが、三量体内部のどのようなスピン揺らぎに対応しているかについても解明した。さらに、磁場誘起量子相転移は、三量体内部の磁気構造をともなった、三量体複合スピンを反映したボーズ粒子による、ボーズ・アインシュタイン凝縮として理解できることを示した。(3)平成23年度におこなった、スピン二量体・一量体系のマルチフェロイクスの研究を発展させ、スピンが誘発する電気分極の効果を、三重量子ドット系において理論的に調べた。その結果、三重量子ドットにリード線を近づけた場合、近藤効果によって三重量子ドット内に電荷再配置がおこり、電気分極が誘発されることを明らかにした。Ba2CoGe2O7は強い容易面型の異方性を有するS=3/2の系である。低温で磁気秩序とマルチフェロイクス性を示すため、注目されている物質である。磁性をもつCoイオンはOイオンによる四面体の中心に位置し、Oイオンとの混成によって電気分極を誘起する。点群で考察すると、D2dの環境ではスピンの2階のテンソル(四極子演算子)が電気分極と等価になる(見分けがつかない)ため、電気分極が四極子で表現される。単結晶を用いた最新の実験結果では、容易面内に非常に弱い異方性の存在が発見された。実験結果を解析すると、四極子間相互作用が原因であると理解できることがわかった。また、非弾性中性子散乱の結果も定量的に再現できることがわかった。このように、量子スピン系物質において、スピンによる四極子(ネマティック)相互作用が存在することを確認した。この成果は、実験グループとの共同研究として発表された。上記のような物質で、スピンが整数の場合には状況が異なる。具体的には、圧力で制御された量子臨界点が存在し、量子相転移によってマルチフェロイクス性が誘起される。また、量子臨界点近傍の秩序相では、秩序化した磁気モーメントの伸び縮みに対応した振幅モードが観測可能である。この励起は秩序の大きさの揺らぎに対応し、ヒッグスモードと呼ばれている。このヒッグスモードは非弾性中性子散乱によって観測できるが、光の電場成分によるエレクトロマグノン励起としても観測可能であることがわかり、理論の論文として発表した。また、より一般的に、対称的なスピン依存性が起源の電気分極の場合、振幅モード(ヒッグスモード)はエレクトロマグノン励起として出現可能であることがわかった。初年度においては、複合スピン系の例として、強く結合したスピンダイマーとモノマーの系について研究をおこなった。具体的には、Cu3Mo2O9を典型的な物質として取り上げ、拡張されたスピン波理論を用いて磁気励起を調べた。その結果、磁気励起はダイマーとモノマーが強く結合してできた励起モードとして表現でき、中性子散乱の実験結果をうまく再現できることがわかった。さらに、実験ではまだ観測されていない励起モードが存在することも明らかになった。また、磁場を加えることによって、磁気励起には特徴的な分裂が起こることもわかった。

実験によってそれらを観測することができれば、Cu3Mo2O9が典型的なダイマー・モノマー系であることを示すことができるため、今後の実験的な研究の進展が期待されている。Cu3Mo2O9では、磁気秩序にともなって電気分極が発生することが、上智大学の実験グループによって報告されている。この原因については、Bulaevskiiらが提案した機構に基づくのではないかと、実験グループによって指摘されている。拡張されたスピン波理論を用いて、この点についても調べた。その結果、ダイマー・モノマー系に磁場を加えた際に起こる特徴的な磁場誘起量子相転移にともなって、電気分極が大きく変化することがわかった。この点を実験で観測することができれば、Bulaevskiiらの機構が実現されていることを、具体的な物質で初めて示すことができるため、我々の研究によって予測されている、磁場誘起量子相転移に関する今後の実験の進展が期待される。平成24年度には、(1)スピン二量体系の圧力誘起量子相転移における光応答と、(2)スピン三量体系の量子相転移と磁気励起について、実験結果を定量的に解析できる理論を構築する研究計画であった。(1)の計画については、連携研究者の上智大学の実験グループと協力して、TlCuCl3の圧力誘起量子相転移にともなう縦モードの磁気励起が、圧力下のラマン散乱によって観測されていることを検証し、論文として報告した。(2)の計画については、スピン三量体の典型物質として(C5H11NO2)2・3CuCl2・2H2Oをとりあげ、量子相転移と磁気励起について、計画どおり研究協力者の大学院生(修士課程)と共同で研究をおこない、その成果を論文として出版した。さらに、平成23年度の研究を発展させて、当初の研究計画にない研究も推進した。具体的には、平成23年度におこなったスピン二量体・一量体の研究で用いた新規なマルチフェロイクスの機構を応用して、近藤効果が誘発する電気分極の研究を、三重量子ドットでおこなった。この研究は、マルチフェロイクスの新規な機構をナノテクノロジー分野へ応用した最初の研究として、日本物理学科欧文誌(JPSJ)のEditor's Choiceに選出され、研究を応用することによって、スピン電荷制御の新技術の創製が期待されている。このように、上記のような研究成果が得られているため、本研究はおおむね順調に進展していると判断される。スピンモノマー系が通常の磁性を引き起こすことは良く知られている。また、スピンダイマー系では磁気モーメントが消失し、磁場誘起の秩序が起きることが知られている。一方、この両者が強く結合した系の磁性について、磁気励起を含めた量子相転移の理論的な研究は、これまで詳しい報告がされていなかった。我々は、初年度において、強く結合したダイマー・モノマー系の量子相転移と磁気励起を詳しく調べ、上記の点を明らかにした。これは計画書で予定されていた研究であり、それを順調に進めることができたと考えている。平成25年度は研究の最終年度にあたる。これまでの成果を発展させ、量子スピン系における量子相転移を多極子の視点から解明し、研究目的を達成する。具体的には、マルチフェロイクス物質として注目されているBa2CoGe2O7に着目する。磁性を担うCoイオンがS=3/2をもち、双極子モーメントに加えて、スピンが四極子モーメントをもつ特徴がある。
転写因子のクロストークおよびクロマチンリモデリングによるTreg分化機構の解明

IκB-ζを欠損したT細胞におけるTregの分化誘導能について、試験管内でのTGF-β刺激によるTregの分化誘導を試みた。興味深い事に、TGF-β刺激のみでは、IκB-ζ欠損T細胞のTreg分化誘導能は若干劣っているものの、IFN-γなどの中和抗体を共に加えることで、野生型マウス由来のT細胞と同定度までTreg分化誘導が認められた。本結果から、Tregの分化誘導そのものにIκB-ζは関与していない事が推察され、サイトカインIFN-γの抑制を介したヘルパーT細胞の分化バランス(Th1/Treg)が重要である事が推察された。さらに、IκB-ζを強制発現させたT細胞を用いてIFN-γ産生の影響について検討した所、IFN-γの産生は顕著に低下している事を発見した。IκB-ζによるIFN-γの産生抑制については、IκB-ζの活性中心を持たないIκB-ζ(D)と呼ばれるアイソフォームを使用するときには認められなくなる事が明らかとなってきた。次に、申請者はIκB-ζ欠損T細胞を用いたヒストンアセチル化のクロマチン免疫沈降報をおこなった所、IFN-γプロモーターと呼ばれる遺伝子発現制御領域のヒストンアセチル化状態が顕著に低下している(クロマチン構造が閉じている)事が明らかとなった。このIFN-γプロモーターリポーターをクローニングし、IκB-ζの過剰発現を試みた所、IFN-γプロモーター活性は顕著に減少する事を突き止めた。IκB-ζ欠損T細胞におけるTGF-β刺激そのものに異常がないかを確認するため、TGF-β刺激により30分以内に核内へと移行するSmad2/3のリン酸化レベルを比較した。すると、IκB-ζ欠損T細胞においても、野生型T細胞と同定度までSmad2/3のリン酸化が認められた事から、TGF-β刺激そのものの伝達には問題ない事が示唆された。26年度が最終年度であるため、記入しない。核内IκB-ζによる免疫恒常性維持について、免疫恒常性維持を司るTregに着目し研究を開始した。本研究を遂行するにあたり、1T細胞におけるIκB-ζの発現は、TGF-β刺激により誘導されるという基礎データを取得していた事、また2TGF-βはTregの分化誘導および免疫抑制能の獲得にも重要であることが報告されている事(JEM 2003 198:1875-86など)から、申請者はTGF-β誘導性のIκB-ζが、Tregの分化誘導および免疫抑制能にも重要であると推察した。本年度は、Tregの免疫抑制能について研究を遂行した。T細胞特異的IκB-ζ欠損(cKO)マウスは、生後3週間において、末梢リンパ組織におけるT細胞の顕著な活性化が認められた事から、Tregの免疫抑制能が低下していると推察した。cKOマウスよりTregを精製し、マウス炎症大腸炎モデルに移入する事で、炎症応答の抑制能を評価した。野生型マウス由来のTregを移入すると、炎症が完全に制御される事を確認したが、ckOマウス由来のTregでは、大腸炎の抑制が認められなかった。興味深い事に、新たに作成したTreg特異的IκB-ζ欠損マウスでは、生後3週間から6か月以上の個体をつぶさに観察したが、末梢リンパ組織におけるT細胞の顕著な活性化は認められず、免疫恒常性も保たれている事が明らかとなった。つまりIκB-ζは、Tregの分化誘導過程において、その免疫抑制能の獲得に重要であり、ひとたびTregに分化誘導してしまうと、IκB-ζは免疫抑制能に関与しない事が示唆された。さらにIκB-ζは、Tregの安定性(Tregが、他のヘルパーT細胞に分化せず、Tregとして生体内で維持されているかどうか)についても、関与していない事が明らかとなってきた。このIFN-γプロモーターリポーターをクローニングし、IκB-

ζの過剰発現を試みた所、IFN-γプロモーター活性は顕著に減少する事を突き止めた。IκB-ζ欠損T細胞におけるTGF-β刺激そのものに異常がないかを確認するため、TGF-β刺激により30分以内に核内へと移行するSmad2/3のリン酸化レベルを比較した。すると、IκB-ζ欠損T細胞においても、野生型T細胞と同定度までSmad2/3のリン酸化が認められた事から、TGF-β刺激そのものの伝達には問題ない事が示唆された。26年度が最終年度であるため、記入しない。当初の想定とは異なる事象が明らかとなってきたものの、研究そのものは順調に進行していた。しかし本年9月に、連携研究者である牟田達史(教授)が他界された事で、講座の整理や新しい連携研究者の確保を余技なくされた事で、研究が遅れてしまった。次年度の研究計画は、本年度とはまったく別物であることから、両者を平衡して研究を推し進める事で、迅速な研究推進を目指す。次年度は、特にTGF-β誘導性のIκB-ζについて、1T細胞におけるTregの分化誘導にどのような影響を与えているか、また、2IκB-ζが欠損する事で、TGF-β刺激そのものにどのような影響を与えているか、についてを明らかとしたい。
南アジアの産業発展と日系企業のグローバル生産ネットワーク

本研究は、インドについては研究代表者の佐藤が航空機産業、分担者の上野がエアコン産業、上池が製薬産業、絵所が自転車産業、宇根が繊維産業、西尾・佐藤がフィンテック、上野・佐藤が自動車産業、研究協力者の下門が酪農業を、バングラデシュについては長田が縫製産業に関する論文を公刊あるいはディスカッションペーパー(DP)を執筆している。インドの産業発展については、かなり幅広く研究を深めることができたのが、2018年度の研究実績の第1の特徴として指摘できる。さらに、本研究の最大の収穫は、インド製薬産業の発展史を緻密な分析で明らかにした上池あつ子『模倣と革新のインド製薬産業史』(ミネルヴァ書房)の公刊である。本書では、国際価値連鎖(GVC)を方法論として、インド製薬産業の発展史を包括的に記述しているだけではなく、インドに進出している日系製薬企業の分析もなされている。こうした南アジアにおける特定産業に関するモノグラフを公刊できたことが、本研究の実績の第2の特徴である。また、第3の特徴として、インド進出日系企業の経済行動については、新新貿易理論(New New Trade Theory)をベースにした理論的・実証的分析を行ったNishiyama, Fujimoro and Sato論文をDPとして公刊し、定評ある海外学術雑誌への投稿準備を行ったことも特記しておきたい。上記の研究のほかに、中国・ロシア・インドの比較経済分析を行った連携研究者の福味の共著論文や佐藤・福味論文、インドの産業構造変化と経済成長を分析した佐藤の共著論文などがある。日系企業のGVCにかかわる研究としては、上記のNishiyama et.al論文のほか、ポーランドを対象とした安保の共著英語論文、タイを対象にした三嶋論文、日本企業における外国人労働力を対象とした長田論文が公刊された。2018年度については、定評ある海外学術雑誌に公刊された論文は1本しか存在しないが(Thorbecke and Kato)、2017年度中に執筆した代表の佐藤と研究協力者の古田の共著論文が海外学術雑誌へ投稿中、新新貿易理論をベースにしたNishiyama, Fujimori and Sato論文については年度中にディスカッションペーパーとして公開し投稿準備を済ませた(2019年4月に、定評ある海外学術雑誌に投稿した)。このほかにも、佐藤・古田の新しい英語共著論文が完成間際で翌年度中には投稿可能である。また、代表の佐藤以外の分担者においても、投稿可能な英語論文が完成間際である。さらに、代表の佐藤、上池と長田を中心にして合計5本の英語論文を書き終え、海外学術雑誌への特集号への投稿準備を行っている。査読プロセスがあり、特集号が実現できるかどうかは未定であるが、本研究が積極的に定評ある学術雑誌への投稿を準備していることを強調しておきたい。また、インド産業を約70業種にわたって概説している『インド業界マップ』という一般書の準備をほぼ終え、代表の佐藤と分担研究者の上野の編著として2019年度中に公刊することを予定している。インド産業に関する複数の専門的な研究に加えて(佐藤・西尾のインドのフィンテック研究が大阪銀行協会から平成30年度大銀協フォーラム研究支援の特別賞受賞が与えられたことも付記しておく)、インド製薬産業のモノグラフを公刊することができた。以上のような実績から、現在までの研究の進捗状況はおおむね順調に進展していると結論付けた。南アジアの産業発展に関する研究をインドを中心にして引き続き継続する。また、代表の佐藤は、分担者の加藤、鎌田、西山や研究協力者の古田、藤森などと新新貿易理論に関する理論と実証分析につき共同研究を深め、日系企業のグローバル生産ネットワークの解明につなげたい。南アジア周辺国への現地調査であるが、インドとパキスタンの間のテロとテロに対する報復措置やスリランカでの大規模テロ事件などで、パキスタンとスリランカへの渡航は見合わせざるをえない状況になってしまった。本研究にとっっては、予想外のことであった。2019年度以降は、インドに加えて、バングラデシュを中心にして現地調査を行うことにしたい。これまで分担研究者の安保の方法論にもとづく「ハイブリットモデル」を利用して、日本的生産経営システムの導入度合いをインド進出日系企業について調査し、データを蓄積してきた。本研究の今後の方針として、蓄積したデータを用いた総括を2019年度以降に本格的に実施したいと考えている。代表のわたしは、日本的生産経営システムの海外移転を評価するハイブリットモデルにもとづく現地調査をインド西部地域で実施することができた。調査を行った8社についての会社記録を作成し、インドにおけるハイブリット調査のデータベースを拡充することができた。また、分担研究者と連携研究者は、バングラデシュ・インドのコルカタの繊維産業調査、インド・アーメダバードとスーラットの繊維産業・共同組合調査、インド・デリー首都圏の繊維産業・自動車産業調査などを行うことができた。研究開始年に相応しいパイロット的な調査を複数実施できたことを特記しておきたい。研究業績としては、代表のわたしは、『商工中金』にインド進出日系中小企業の実態(2013-14年調査)を分析した論文と『経済志林』に経済産業省個票データを利用して19952014年度までのインド進出日系企業の動向を分析した論文を公表できた。これら2つの論文によって、インド進出日系企業の歴史的推移とその特徴を明らかにし、本共同研究の土台を構築することができた。また、分担研究者や連携研究者は、国際価値連鎖(GVC)分野においてインドのタイヤ産業や製薬産業に関して複数の論文を執筆し、新新貿易理論に関する理論的・実証的研究も複数本公表している(そのうちの1本はQuarterly Review of Economics and Financeに掲載された)。

また、新しい政治経済学(NPE)分野ではインドの地主の政治力に関する実証的な研究が公表された。このほか、経営学分野では『国際ビジネス研究』にインドを事例とした新興国戦略に関する論文が掲載されたこと、地域研究分野ではインドのEconomic and Political Weeklyに縫製産業におけるコミュニティの機能を分析した論文が掲載されたことを特筆したい。当初計画ではスリランカでのハイブリット調査を実施することを目的としていたが、諸般の事情でそれを実施できなかった。しかしながら、そのかわり、インド西部地域に立地している8企業でハイブリット調査を実施することができた。また、バングラデシュやインドの各地で繊維産業・自動車産業・共同組合調査などを実現することができた。こうした一連の海外調査によって、次年度以降の現地調査に向けての課題が整理できた。研究業績としては、インド進出日系企業の動向に関する論文が2本掲載された(『商工中金』と『経済志林』に掲載された佐藤論文)。また、共同研究者たちは、国際価値連鎖(GVC)分野、新新貿易理論の分野、新しい政治経済学(NPE)分野において、複数の論文を執筆することができた(海外査読雑誌として、そのうちの1本がQuarterly Review of Economics and Financeに掲載された)。さらに、内外の査読誌には、インドを事例とした新興国戦略に関する研究とインド縫製産業におけるコミュニティの機能を分析した研究の2本の論文が掲載された(前者は『国際ビジネス研究』、後者はEconomic and Political Weeklyに掲載された)。また、複数回にわたる研究会やセミナーの開催を通じて、共同研究メンバー間の問題関心や研究教育に関する共通認識を醸成し、地理情報システム(GIS)などの分析手法などの共同学習なども行った。さらに、インド産業やインド企業の概要を的確に説明する概説書の準備を、共同研究者たちと開始し、執筆内容と執筆方針についての合意がなされた。本研究は、インドについては研究代表者の佐藤が航空機産業、分担者の上野がエアコン産業、上池が製薬産業、絵所が自転車産業、宇根が繊維産業、西尾・佐藤がフィンテック、上野・佐藤が自動車産業、研究協力者の下門が酪農業を、バングラデシュについては長田が縫製産業に関する論文を公刊あるいはディスカッションペーパー(DP)を執筆している。インドの産業発展については、かなり幅広く研究を深めることができたのが、2018年度の研究実績の第1の特徴として指摘できる。さらに、本研究の最大の収穫は、インド製薬産業の発展史を緻密な分析で明らかにした上池あつ子『模倣と革新のインド製薬産業史』(ミネルヴァ書房)の公刊である。本書では、国際価値連鎖(GVC)を方法論として、インド製薬産業の発展史を包括的に記述しているだけではなく、インドに進出している日系製薬企業の分析もなされている。
Si-Ge系スーパーアトム構造のセルフアライン集積による光・電子物性制御

Ge-Si系スーパーアトムを活性層に用いて、室温・低電圧で駆動できる極薄の高効率・高速エレクトロルミネッセンス(EL)デバイスを目指し、最終年度では、ドットフローティングゲート型LEDを試作した。具体的には、熱酸化によりp-Si(100)基板上に10nmの酸化膜を形成した後、イオン注入によりソース・ドレインを形成し、その後、SiH4およびGeH4を用いた減圧化学気相堆積法(LPCVD)によりGeコアSiシェル量子ドットを高密度・一括形成した。GeコアSi量子ドット形成後、リモート酸素プラズマ支援LPCVDによりブロッキング酸化膜を形成した後、マスクレス露光装置、エッチング装置、スパッタ装置を用いてAl電極を形成した。形成した試料のAFM表面形状像から、GeコアSi量子ドットが面密度2×10^11cm-2(平均Geコア高さ:3.3nm)で形成されていることを確認した。矩形波電圧を印加して基板裏面からEL測定を行った結果、電圧振幅±2.0V以上で1.08eV近傍に発光ピークが認められ、電圧振幅の増大に伴いEL強度が増大することを明らかにした。この結果は、電子と正孔がドットの量子準位に交互注入され、量子準位間での電子ー正孔再結合に起因する発光であると考えられる。さらには、SiシェルへのBデルタドーピングした場合、真性およびB添加GeコアSi量子ドットの室温フォトルミネッセンススペクトルには、いずれも0.620.86eVにGeコアの量子準位間での電子ー正孔再結合に起因した発光が認めら、PL積分強度は、下地SiドットのみにBデルタドーピングした場合、真正ドットに比べ2.2倍に増大し、さらに下地SiドットとSiキャップ両方にB添加した場合には、3倍に増大することも明らかにした。本研究で得られた成果を広く公開するため、2019年3月23日に市民公開講座を開催した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。初年度は、GeH4-LPCVDの精密制御によりGeコアサイズの異なるコア/シェルドットを形成し、コアサイズが発光特性に及ぼす影響を評価した。具体的には、p-Si(100)基板上に850°Cで膜厚2nmのSiO2膜を形成し、希釈HF処理後、SiH4ガスのLPCVDによりSi量子ドットを高密度・一括形成した。その後、GeH4ガスのLPCVDによりSi量子ドット上にGeを選択成長した。引き続き、SiH4-LPCVDにより、GeをSiで被覆することでGeコア/Siシェル量子ドットを形成した。その後、He希釈1%O2のリモートプラズマにより2nmのラジカル酸化膜をドット表面に室温で形成した。尚、GeH4-LPCVDにおいて、堆積時間を変化させることで異なるサイズのGeコアを形成した。GeH4-LPCVD前後のAFM表面形状像を測定した結果、堆積時間に依らずドットの面密度に変化が認められないことから、予め形成したSi量子ドット上へGeが選択成長したことを確認できる。また、Ge堆積後のドット高さは、Si量子ドットに比べ、堆積時間2.5分および3分において、それぞれ2nmおよび6nm増加した。Geコア上に、Siキャップを形成した後に測定したコアサイズ6nmのコア/シェルドットのPLスペクトルには、0.60.8eVにブロードなスペクトルが観測された。一方、コアサイズ2nmのコア/シェルドットでは、コアサイズ6nmのPLに比べ80meV高エネルギー側にシフトしたPLスペクトルが観測された。これらの結果は、GeコアSi量子ドットからのPLは、Geコアの量子準位間の発光再結合であることを示し、Geコアサイズの縮小による発光エネルギーのシフトは、量子化エネルギーの増加と界面組成ミキシング層の顕在化として解釈できる。本年度の目標は、ドットサイズ(コアサイズ、シェル厚み)、形成条件を系統的に変化させ、電子状態、歪を評価するとともに、発光波長、発光効率に及ぼす影響を調べることであり、十分に達成できていると言える。平成28年度は、下記2項目の研究を推進した。1. GeコアSi量子ドット積層構造の発光特性p-Si(100)基板上に高密度GeコアSi量子ドットの2層積層構造を形成し、上部および下部電極としてAlを蒸着形成した後、室温ELを基板裏面から測定した結果、0.60.8eVのブロードなPLスペクトルが観測され、ドット層数の倍増によりPL積分強度が2倍に増加することがわかった。また、GeコアSi量子ドット2層積層構造において、順方向パルス電圧を印加して室温ELを測定した結果、印加電圧3Vにおいて、0.85eV近傍に明瞭な発光ピークが認められ、印加電圧の増大に伴いEL強度が増大することが分かった。これらの結果は、順方向バイアス印加によりAl上部電極からドットへの電子注入とp-Si(100)基板からGeコアへの正孔注入が同時に起こることにより、Geコアの量子準位間で電子ー正孔対が発光再結合したとして説明できる。2. Si細線構造への高密度Si量子ドット形成と発光特性p-Si(100)基板にEBリソグラフィおよびドライエッチングを用いてライン&スペース構造形成後、熱酸化したSi細線構造へGeコアSi量子ドットを高密度形成し、細線方向の劈開面からの室温EL特性を評価した結果、4V以上の順方向パルス電圧印加で0.75eV近傍に室温ELが認められた。また、印加電圧の増大に伴い、EL強度は増加するものの、発光のエネルギー位置に変化は認められなかった。

これらの結果は、順方向バイアス4V以上印加することで、Al上部電極からドットへの電子注入とp-Si(100)基板からGeコアへの正孔注入が同時に起こることにより、Geコアの量子準位間で電子ー正孔対が発光再結合し、発光再結合により生じた光がSi細線構造内を伝搬した結果として説明できる。研究開始2年度目において既に、コア/シェル量子ドット三次元自己整合集積構造をシリコンラインパターンに結合させ、EL強度の増幅および発光スペクトルの狭帯化を実現していることから、一部においては当初の目標を超える研究の進展があり、予定以上の成果が得られている。本年度は、p-Si(100)基板上に高密度GeコアSi量子ドット3層積層構造を形成し、ハロゲンランプ照射下において、矩形波電圧(500kHz, duty ratio:50%)を印加し、室温でエレクトロルミネッセンス(EL)特性を評価した。形成したGeコアSi量子ドット3層積層構造からは、0.650.87eVにブロードなPLスペクトルが認められ、単層ドットと同様に4成分(Comp.1:0.71, Comp.2: 0.75eV, Comp.3:0.79eV, Comp.4:0.83eV)でピーク分離できる。ELスペクトルでは、電圧振幅±1.0Vで0.75eV近傍に発光ピークが認められ、電圧振幅の増大に伴いEL強度は増大し、高エネルギー側の増大がより顕著であった。また、得られたELスペクトルはPLと同様に4成分でピーク分離でき、印加電圧の増加による各成分のピークエネルギー位置の変化は認められなかった。高周波C-V測定(1MHz)を可視光照射下において行った場合、反転容量が蓄積容量まで増加することから、光照射により上部電極周辺で光生成された電子が電極下の反転層に供給され、電極周辺部がキャリアの供給源となることが確認できる。従って、これらの結果は、可視光照射下におけるGeコアSi量子ドットのELにおいては、p-Si(100)基板において光生成された電子と正孔がドットの量子準位に交互注入され、量子準位間での電子ー正孔再結合に起因する発光が顕在化することで解釈できる。さらには、矩形波電圧印加において、電子注入となる負バイアス値(VN)を-4Vで一定として正バイアス値(VP)依存性を調べた結果、VNが一定の場合、0<VP<2Vでは正孔注入律速のため、VP印加時において主に発光し、VP>3Vでは、電子注入律速となるため、VN印加での発光が支配的となることが分かった。本年度は、申請者らが提案したSi-Ge系スーパーアトム(コア/シェル量子ドット)を高密度に三次元集積構造を形成し、電流注入型発光デバイスを実証するとともに、キャリア再結合ダイナミックスを精査した。また、不純物元素を導入したコア/シェル量子ドットを形成し、電子状態および直接遷移型への価電子状態変調による高輝度発光への指針を得ていることから、おおむね順調に進展していると言える。最終年度は、これまでに得られた成果を結集し、極薄シリコン酸化膜上に二次元規則配列したドット上に自己整合的にドットを積層(縦積み)させて3次元自己集積構造を形成することで、ドットサイズの均一化とドット間トンネル結合の強化を行い、キャリア注入効率の増加と発光波長の狭帯化を実現し、高効率発光素子の開発を目指す。
炎症性腸疾患を対象としたアドレノメデュリン療法の開発における補完研究

本研究は、アドレノメデュリン(AM)を用いた炎症性腸疾患の新規治療方法の開発研究における補完的研究であり、1腸炎モデル動物に対するAM皮下投与の有効性の検討(基礎研究)、2AM療法の再燃予防・寛解維持効果に関する検討(基礎研究)、3消化器疾患(炎症性疾患、悪性疾患)患者におけるAMの病理学的意義(基礎・臨床研究)、4腸炎関連腫瘍モデル動物に対するAM投与の影響(基礎研究)、5クローン病患者に対するAM療法の治療効果に関する検討(臨床研究)の5つの研究を計画した。【結果】1、2:DSS誘導型腸炎マウスに対しAM 1μgを毎日1回1週間皮下投与した結果、腸炎が抑制され、c-fos発現増加、杯細胞の回復、Klf4の発現増強が認められ、AMがc-fosの発現を促進し、抗炎症作用に働くと同時に、杯細胞の誘導を促すことにより粘膜修復にも有効であることが示唆された。次に、60kDa-PEG化ヒトAM(60k-PEGhAM)が皮下投与後約10日間有効血中濃度を保つ事を確認した。60k-PEGhAMはDSS腸炎マウスに対する単回皮下注射にて抗大腸炎効果を示すことが確認された。PEG化hAM皮下投与を用いた臨床応用が期待できる。3炎症性腸疾患患者88名のAM血中濃度を測定した。健診受診者を対照群とし、AM濃度と臨床背景の関係を検討したところ、IBD群のAM濃度は対照群に比し有意に高値であった。また、臨床活動性が高い(重症)ほどAM濃度が高い傾向が認められた。血中AM濃度はIBD患者における新たなバイオマーカーになりうる可能性が示唆された。4本研究に関しては、人的・経済的理由により研究が進められなかった。5インフリキシマブ療法二次無効を示すクローン病患者に対するAM投与の著効例を経験した。本結果をもとに、2018年4月よりクローン病を対象とするAM療法の医師主導治験が開始できた。【基礎研究:】DSS誘導型腸炎モデルを用い、AM 1μg/mouseを毎日1回1週間投与した結果、浮腫、細胞浸潤、粘膜崩壊が顕著に抑制された。また、c-fosの発現増加、粘液を産生する杯細胞の回復、及びその細胞分化を促す転写因子であるKlf4の発現増強が示された。これらの結果は、AMがc-fosの発現を促進し、抗炎症作用に働くと同時に、杯細胞の誘導を促すことにより粘膜修復にも有効であることを示している。60kDa-PEG化ヒトアドレノメデュリン(60k-PEGhAM)は皮下投与された際に約10日間有効血中濃度を保つ事を確認した。また同60k-PEGhAMはDSS化学性大腸炎モデルマウスにおいて、単回皮下注射にて抗大腸炎効果を示すことを確認した。アドレノメデュリンはペプチドであるため生体内での分解が速く、潰瘍性大腸炎患者に対する臨床応用の際に持続静注する必要があった。今回の知見により、60k-PEGhAMの単回皮下投与が臨床上の煩雑さを解消する可能性があった。【臨床研究】消化器内科入院患者におけるAM血中濃度測定を継続した。平成29年度は379名のtotal AMおよびmature AMの血中濃度を測定した。平成30年度は平成28年度の432名と合わせた811名の患者における背景疾患や炎症状況との関連性を評価する。

また、「クローン病に対するAMの有効性」に関して日本大腸肛門病学会総会において報告した(別記)。潰瘍性大腸炎を対象とした医師主導治験に引き続き、クローン病を対象とするAM療法の医師主導治験にも着手し、2018年3月に治験届を提出した。基礎研究に関しては、腸炎モデル動物に対するヒトAMおよびPEG化ヒトAMの投与研究が行われ、データ解析まで進行中である。腸炎関連発癌モデルに対しては平成29年度には進まなかったが、平成30年度に開始する予定である。臨床研究に関しても、800を超える症例データが得られ、2018年度に臨床データを含めたデータ解析を行う。クローン病患者に対する検討は、2017年度で医師主導治験として治験届が受理された。基礎研究である、「腸炎モデル動物に対するAM皮下投与の有効性の検討」、「AM療法の再燃予防・寛解維持効果に関する検討」、「腸炎関連腫瘍モデル動物に対するAM投与の影響」の3領域に関しては引き続き共同研究者である稲垣、三木によって進められる。臨床研究である、「消化器疾患(炎症性疾患、悪性疾患)患者におけるAMの病理学的意義」、「クローン病患者に対するAM療法の治療効果に関する検討」に関しては芦塚により進められる。いずれの領域もデータ解析が進行中であり、平成30年度には論文化を予定している。
生物学における情報概念の科学哲学的分析―目的意味論を中心に―

我々がやりとりしている情報と非人間的な生物情報の間の最も重要な違いは、生物情報の意味が明確な意図を持った主体によって与えられていないことである。それに対し通常の情報の場合は、意味や意義の源は我々人間である。例えば、遺伝情報は4種類の塩基の配列により伝達されると考えられているが、塩基配列に意味を与えているのが意図を持った主体であるとは考えにくい。目的意味論に訴えることで生物情報の意味内容は自然選択によって決定されていると解釈し、上の問題を解決することは原理的には可能である。だがこのとき、情報概念の使用は生物学の研究を遂行する際に本当に役に立っているのかという疑問が生じる。例えば、分子生物学者は遺伝情報を運ぶとされるDNAの因果的なふるまいを明らかにすることに専ら従事しているが、現象の因果系列は情報概念を使わずとも追うことができる。このとき、情報は説明項ではない。情報が説明項たりえないとき、本当に情報概念は生物学に必要なのだろうか。この問題は当初意識されていなかったが、非常に根深いものであると考えた。よって、22年度には生物学における因果的・機械論的説明について研究した。その過程で、科学における因果的説明の役割を考える際には、実験の役割について考察しなければならないと考えるに至った。そのため23年度は、科学における実験の役割を重視する対象実在論(entity reahsm)を主に研究した。今日、対象実在論の意義は十分に評価されているとは言いがたく、実験の役割は軽視されがちである。日本科学哲学会年次大会では、電子などの微視的対象の実在性の根拠は、ある側面においては机など日常的な対象の実在性の根拠と同じものであるということを、対象実在論や発達心理学に依拠しながら論じた。情報概念と因果的説明との関係という、当初予想していなかったが非常に根深い問題が生じている。因果的説明をめぐる問題に対する研究は一定のペースで進んでいるが、情報概念との関係を明らかにできる段階には至っていない。本年度は、発生生物学における生物情報を中心に研究を行った.現在、発生現象の様々な側面は、分子メカニズムの同定により説明されている。発生は因果的に説明されているのだ。しかし、因果的な説明には情報概念は必要とされない、情報は物理的なシグナルを介して伝達される。因果的説明は物質としてのシグナルと他の対象の間の物理的な相互作用を記述するものであるが、情報は物理的相互作用のレベルにはないのである.よって、発生が因果的に説明しつくされるなら、発生生物学に情報概念は不要である。私は発生生物学における重要概念の一つである「位置情報」の分析を行うことで、この問題に取り組んだ。まず、情報概念を使った説明は、情報伝達の物理的基盤についての因果的説明と整合的でなければならない。また、私は情報概念が生物学に必要なものなら、情報による説明は因果的説明とは異なる説明との利点を持たなければならないと考える、生物学における情報概念の役割を考える際に、因果的説明の分析は必須なのだ。私は2010年度科学基礎論学会、2010年度三田皆学会哲学・倫理学部門例会において、発生生物学における因果的な説明についての分析を行った。これらを下敷きに、2010年度日本科学哲学会では位置情報概念の分析を行った。位置情報は、モルフォゲンと総称される分子により伝達されると考えられている。私はまずこのモルフォゲンの機能を考えた。そして、Millikanの目的意味論に従えば、モルフォゲンの機能は位置情報の伝達であると考えられることが分かった。さらに、モルフォゲンの役割を説明項にして発生を説明するとき、位置情報概念が必要であることも明らかになった。この研究により、生物情報の中でも重要な概念の一つである位置情報概念は目的意味論によって適切に理解されることや、この概念の果たす役割などが明らかになった。

日本科学哲学会年次大会では、電子などの微視的対象の実在性の根拠は、ある側面においては机など日常的な対象の実在性の根拠と同じものであるということを、対象実在論や発達心理学に依拠しながら論じた。情報概念と因果的説明との関係という、当初予想していなかったが非常に根深い問題が生じている。因果的説明をめぐる問題に対する研究は一定のペースで進んでいるが、情報概念との関係を明らかにできる段階には至っていない。
過去の地球温暖期における東アジアの気候安定性

日本海の海底堆積物に含まれる風成塵の供給源を調べた結果、酸素同位体ステージ1、5において、風成塵供給源が数千年スケールで繰り返し変動していることがわかった。この結果は、風成塵を運搬する偏西風ジェットの季節進行が、数千年毎に変動していたこと示唆する。偏西風の季節進行の変化は、アジア夏季モンスーンの降雨の緯度分布を変化させた可能性が高く、温暖期における東アジアの気候変動を空間的に理解する上で重要な知見が得られた。本研究では,東アジア縁辺海,北太平洋において南北トランセクトで採取されたコアを用いて,コアに含まれる風成塵の供給源と粒径およびそれらの空間分布を検証し,またその時系列変化を復元することで,過去の温暖期における偏西風主軸の変動を調べる。本研究で用いるピストンコア試料は,日本海で採取されたコア試料(MD01-2407,KR07-12PC-5/8etc),北太平洋の南北トランセクトで採取されたコア試料(MR00K05 PL-1, PL-2, MR01K02 PL-1, MR02K03 PL-1, PL-3 etc)である。具体的な研究計画を以下に示す。(1)間氷期(MIS1, 5, 11)における偏西風変動の復元日本海の堆積物に含まれるシルトサイズ(>4μm)の陸源砕屑物は,そのほとんどが風成塵によって構成されていることが過去の研究で明らかになっている(Nagashimaetal., 2007)。そこでMIS1,5,11に相当するシルトサイズの陸源砕屑物について粒度分析を行う。更にシルトサイズの石英について,電子スピン共鳴(ESR)の測定および結晶化度の測定(XRD分析を用いる)を行い,中国の砂漠の値(Sunetal., 2007)と比較して風成塵の供給源を推定する。風成塵の粒径や供給源が南北でどのように変わるのかを調べ,偏西風の主軸の位置を推定する。北太平洋のコアについても,風成塵が卓越する粒子サイズを調べた後,同様のプロセスから,偏西風の主軸の位置を復元する。2)間氷期における東アジアの気候安定性/不安定性の検証偏西風の主軸の位置とアジア夏季モンスーンの降雨帯とは密接な関係がある。そこで,過去の間氷期における偏西風主軸の位置とその変動を基に,偏西風・アジアモンスーンで特徴づけられる東アジアの気候安定性について議論する。過去の地球温暖期(MIS1,5e,11)に日本近海に運ばれた風成塵の粒径・供給源を復元し,当時の偏西風主軸の位置やその変動を調べ,温暖期における東アジア上空の偏西風の挙動とその安定性を検証することが本研究の主旨である。そこで初年度は,風成塵供給源候補地における石英特性の検討,海底堆積物試料の入手および予察的な分析を行った。1,試料の入手平成19年度の「かいれい」航海に非乗船研究員として参加し,日本海中部で採取された海底堆積物(KR07-12,PC5&8)を入手した。今後この試料と,平成13年のIMAGES航海において日本海南部隠岐堆から採取されたMD01-2407コア試料,平成17年のかいれい航海において日本海盆北部から採取されたPC-2コア試料とを組み合わせて,偏西風の緯度方向の変動を追う。一方,当初予定していた北太平洋のODPコアの入手は,火山噴出物等の影響がなく年代コントロールが確定しているコアの選別が困難であったため,来年度以降に持ち越された。2,風成塵供給源候補地の特性の検討中国の砂漠・レス試料の一部を用いて,これまで供給源地域の差別化に利用されてきた石英のESR信号(E_1'中心)強度に加え,石英中の酸素空孔の形成過程を反映するE_1'中心のピーク形や,石英中の不純物量を反映するESR信号などが供給源候補地の差別化に有効かどうかの検討を始めた。予察的な段階だが,E_1'中心のピーク形も供給源候補地の差別化に有効である可能性が示された。3,日本海試料の予察的分析MD01-2407コアおよび同一地点で採取されたDGC6グラピティコアのMIS1に相当する試料について,ESR分析,XRD分析,粒度分析を予察的に行った。その結果,MIS1において,数千年毎に偏西風主軸の位置が変動したことを示唆する結果が得られた。この結果は,温暖期における東アジアの気候安定性/不安定性を検証する上で重要である。来年度以降は,緯度トランセクトコア試料を利用し,他の温暖期についても偏西風主軸の位置やその変動について詳しく調べる予定である。

東アジア縁辺海および北太平洋において、南北トランセクトで採取された海底堆積物に含まれる風成塵の供給源と粒径、およびそれらの時・空間分布を検証し、過去の温暖期における偏西風主軸・蛇行度の変動を調べ、温暖期における東アジアの気候安定性を検証することが本研究の目的である。そこで当該研究課題の2年目となる平成20年度は、日本海の中部および南西部から採取された海底コア試料(KR07-12-PC-8,KR02-06-DGC6)を用いて、最終氷期最盛期から現在に至るまで、主に後氷期(過去約1万年前現在の温暖期)における偏西風軸の変動を検証した。1.日本海南北トランセクトコアを用いた分析日本海の2地点で採取されたピストンコア試料の過去3万年間に相当する層準から、約200年間隔でサブサンプリングを行い、分析に用いた。日本海に堆積する砕屑物のシルトサイズ(>4μm)粒子はそのほとんどが風成塵であることが示されていることから(Nagashima et al.,2007)、各試料について薬品処理および沈降法を用いてシルトサイズの陸源砕屑物粒子を抽出し、石英の電子スピン共鳴(ESR)分析、粉末X線回折(XRD)分析を行った。2.分析結果ESR/XRD分析の結果から、風成塵の主な供給源が最終氷期から後氷期にかけて、モンゴル南部のゴビ砂漠からタクラマカン砂漠へと移行したことが示された。次に、南北トランセクトコアでの風成塵供給源の違いを基に、偏西風主軸の動きを詳しく検証したところ、約2万5千年前から1万年前にかけて偏西風軸が北上し、更に後氷期において、およそ2千年の周期で偏西風軸が南北にシフトしていた可能性が示された。この結果は、氷期と間氷期との間で東アジアの気候システムが大きく変化したこと、また氷期に比べ気候が安定していたと考えられている間氷期(温暖期)においても、準周期的な東アジアの気候変動が起こっていたことを示唆する。来年度以降は更に過去に遡り、約12万年前の間氷期について、偏西風の変動を検証する予定である。東アジア縁辺海および北太平洋において、南北トランセクトで採取された海底堆積物に含まれる風成塵の粒径の測定と供給源の推定を行い、過去の温暖期における偏西風主軸・蛇行度の変動を調べ、東アジアの気候安定性を検証することが本研究の目的である。本年度は、太平洋で採取されたコアのコアトップ試料の分析と、日本海の中部および南西部から採取されたコアのMIS 5に相当する試料の分析を行った。北太平洋のコア試料は、分析に必要な量を確保するため、当初の予定であったODPコアではなくみらい航海で採取されたコア試料(MR00K05 PL-1,PL-2,MR01K02 PL-1,MR02K03 PL-1,PL-3)を用いた。1.太平洋コアを用いた分析北太平洋から緯度トランセクトで採取されたコアのコアトップ試料を用いて、試料中に含まれる様々なサイズの石英の電子スピン共鳴(ESR)分析、XRD分析を行い、風成塵がどのサイズフラクションに含まれているのか検証を行った。その結果、0-4μmのESR信号強度が他のフラクションに比べて高く、風成塵を多く含むことを分かった。そこで、今後は過去の温暖期に相当する試料について0-4μmの粒子を抽出して分析を進める。2.日本海南北トランセクトコアを用いた分析コア試料に含まれる石英について、ESR-XRD分析を行い、その値から、MIS 5に飛来した風成塵の供給源の推定とその変動を明らかにした。その結果、MIS 5における風成塵の供給源は、タクラマカン砂漠とゴビ砂漠の間で数千年毎に変動することが示された。この結果は、過去の温暖期であるMIS 5において、偏西風ジェットの軸が南北にシフトしたことを示唆する。これまでの研究で明らかになった、後氷期に繰り返した偏西風ジェットの北上イベントと同様のイベントが、MIS 5にも起こっていた可能性が高い。
混合型H^2/H∞推定理論に関する研究

混合型H^2/H∞推定理論の中心課題は混合型H^2/H∞推定器の構成法を確立することである.本研究では,与えられたH∞ノルム評価性能を満足する推定器(H∞推定器)の中でH^2ノルム評価(2乗推定誤差評価)が最も優れたものを混合型H^2/H∞推定器と定義した.まず与えられた性能をもつH∞推定器の全てを特徴づける問題を検討し,縮小写像をパラメータとする一つの解答を与えた.次に,このH∞推定器の集合の中から最小のH^2ノルム評価法をもつ推定器を求める問題(混合型H^2/H∞推定問題)を議論した.混合型H^2/H∞推定問題に対してはある特別な場合に最適解を得ている.その解はオールパス特性をもち,典型的なH∞推定器の性質をもった解であることはわかったが,その物理的な意義についてはまだ明確にはなっていない.一般には,混合型H^2/H∞推定問題は一種の特異最適値問題であり,解決困難な問題であることが判明した.そこで,H^2ノルム評価の代わりに,その一つの上界となる指数関数型のH^2ノルム評価を導入し,この評価を最小にするH∞推定器を求める問題を検討した.この問題に対しては,十分に一般的な形で,しかも容易に構成できる形で解を得ることができた.またその解の特徴を明らかにすることもできた.得られたH^2/H∞推定器の性能,特徴を具体例で検証するために,離散時間型の解を導き,アクティブビジョンによる推定問題に適用した.カルマンフィルターとの比較を通して,H^2/H∞推定器がロバスト性の面で優れていることを示した.混合型H^2/H∞推定理論の中心課題は混合型H^2/H∞推定器の構成法を確立することである.本研究では,与えられたH∞ノルム評価性能を満足する推定器(H∞推定器)の中でH^2ノルム評価(2乗推定誤差評価)が最も優れたものを混合型H^2/H∞推定器と定義した.まず与えられた性能をもつH∞推定器の全てを特徴づける問題を検討し,縮小写像をパラメータとする一つの解答を与えた.次に,このH∞推定器の集合の中から最小のH^2ノルム評価法をもつ推定器を求める問題(混合型H^2/H∞推定問題)を議論した.混合型H^2/H∞推定問題に対してはある特別な場合に最適解を得ている.その解はオールパス特性をもち,典型的なH∞推定器の性質をもった解であることはわかったが,その物理的な意義についてはまだ明確にはなっていない.一般には,混合型H^2/H∞推定問題は一種の特異最適値問題であり,解決困難な問題であることが判明した.そこで,H^2ノルム評価の代わりに,その一つの上界となる指数関数型のH^2ノルム評価を導入し,この評価を最小にするH∞推定器を求める問題を検討した.この問題に対しては,十分に一般的な形で,しかも容易に構成できる形で解を得ることができた.またその解の特徴を明らかにすることもできた.得られたH^2/H∞推定器の性能,特徴を具体例で検証するために,離散時間型の解を導き,アクティブビジョンによる推定問題に適用した.カルマンフィルターとの比較を通して,H^2/H∞推定器がロバスト性の面で優れていることを示した.