hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
非線形変数変換を用いた積分型固有値解法による固有値解析技術の開発

本研究課題では、非線形変数変換に基づく問題の非線形化による積分型固有値解法であるSS法の高性能化手法の開発のため、以下の項目について明らかにする。1)非線形変数変換による固有値解析のための理論基盤、2)数値計算における提案手法の理論的正当化、3)実アプリケーションへの適用と性能の実証。そのため、SS法の指定領域に応じて、対象とする固有値問題の固有値分布を緩和することができるような固有値の非線形変数変換の理論基盤について解明する。また、非線形変数変換によってフィルタ特性が向上することを理論的に明らかにし、非線形変数変換に基づき線形問題を敢えて非線形化する提案法が精度良く真の固有値を近似できることを示す。ナノマテリアルシミュレーション、および原子核シミュレーション等の実問題に対して従来法との性能を比較することで提案手法の優位性を示す。本年度は、本手法で帰着させる非線形固有値問題に対して複素モーメントを用いた固有値解法の理論解析とArnoldi型の解法の構築を進めた。また、解法において必要とされる線形方程式の解法について、複数右辺ベクトルを持つシフト線形方程式に対する多項式前処理の有効性の検証や反復線形ソルバを用いた性能検証を行った。本手法の適用対象の一つである特異値分解や低ランク近似の応用として想定される次元削減法や非負値行列分解についても解法の開発やそのデータ解析や深層学習への応用について研究を進めた。非線形変数変換後に現れる固有値問題に対して効果的なパラメータを求めるため、確率的固有値分布推定法についての検討を進めた。本年度は、本課題が対象とする複素モーメント型の非線形固有値問題の解法の理論解析と性能向上に取り組むとともに、解法注で現れる複数右辺を持つ線形方程式のブロック形の解法の性能評価など、解法の基盤部分について進捗が得られた。また、課題の一つである実応用に向けた解法の改善のため、特異値分解や低ランク近似が現れる応用についても適用を進めることが出来た。線形固有値問題に対して非線形変数変換を適用し非線形固有値問題に帰着させことで下位法の精度向上を行う本課題の特徴を十分に活用するため、引き続き理論基盤の構築を進める。また、実用化のために求められる解法の各種パラメータの効果的な推定法の開発にも取り組んでいく計画である。
無機有機複合体による生物機能の高次制御

1.無機化学者、有機化学者、物理化学者と薬学者の強力な連携のもとにdブロック元素化学のハイパーイノベーション(超新機軸)を拓くことを目的として研究を行った。2.新規大環状ヘテロ二核錯体の構造、物性、機能を調べた(大川)。光エネルギー変換用ポルフィリン類を開発した(大倉)。銅イオン中心における分子状酸素の活性化とアルカンの水酸化反応機構を解明した(伊東、福住)。電極被覆有機高分子膜に分散した亜鉛ポルフィリンが光電気化学的にプロトンを還元して水素を発生することを見いだした(金子)。錯体の集合化により生体との類似性を見いだした(木下)。新規オキソ架橋Ru,Os,Re複核錯体によるルイス酸付加と共役した酸化還元挙動を明かにした(佐々木)。硫黄架橋錯体のアミン配位子からの水素イオン解離を見いだした(柴原)。遷移金属スルフィド錯体およびその複合体を構築した(巽)。プロトン濃度変化によるエネルギー変換を行った(田中)。細胞内のZn^<2+>をバイオイメージングとして捉える蛍光プローブ試薬を開発した(長野)。Mn(III)ポルフィリン二重体の過酸酸化による四価二核錯体への定量的変換と酸素発生錯体との関連を解明した(成田)。高度好塩菌フェレドキシンの遺伝子クローニングに成功した(中村)。選択的二量化反応触媒として二核Co錯体を開発した(久枝)。銅(II)-TACH錯体によるDNAの高速・高選択的な加水分解を行った(藤井)。非ヘム鉄錯体を用いた酸素化酸素類似機能発現を行った(船引)。白金(III)の二核錯体を触媒としてオレフィンをジオールに酸化する方法を開発した(松本)。遷移金属-超分子レドックスシステムを設計合成した(平尾)。糖質を変換する三核Mn錯体を開発した(矢野、棚瀬)。加水分解酵素のZn中心と同じ配列を持つペプチドとZnイオンの相互作用を検討した。(山村)。人工ペルオキシゲナーゼの合成に成功した(渡辺)。(山村)。
動物のヒトへのなつき行動における遺伝子・神経回路および行動学的基盤の解明

動物家畜化は人類の生活に大きな役割を果たしてきた。これまでの研究で、野生マウス由来の集団から動物家畜化に重要な指標の一つである能動的従順性について選択交配することで、遺伝的にヒトになついたマウス集団を新たにつくりだすことに成功した。そこで本研究では、ヒトになついたマウスを活用して、社会性と能動的従順性との関連を明らかにすると共に、能動的従順性に関わる神経回路を明らかにする。次に、見つかった脳領域における発現遺伝子の網羅的解析を行い、発現遺伝子と社会性との関連がみられるか解析する。最後に、遺伝子改変マウスにより、能動的従順性と社会性との関連をより直接的に解析する。
近接場アンテナとパルス磁界によるハイブリッド記録の基礎特性

近接場利用微小光スポットによる局所的温度上昇を充分生かし、かつヘッドの作製が容易な光スポットに比べ磁界勾配の小さなヘッドによる磁界を加える方式を検討した。シミュレーション解析により、近接場アンテナと記録媒体構造との対応を調べ、光強度分布に加え温度上昇解析も行った。さらに、記録媒体を試作し、近接場アンテナを記録媒体状に直接積層し、媒体とアンテナのギャップを精度良く制御して熱アシストの効果を解析する新たな実験手法を提案・実証した。記録密度1平方インチ当り1テラビット(1Tb/in2)以上の情報記録技術の一つとして光・磁気ハイブリッド記録があげられる。本研究では,近接場利用微小光スポットによる局所的温度上昇を充分生かし、かつヘッドの作製が容易な光スポットに比べ範囲の広い磁界すなわち磁界勾配の小さなヘッドによる磁界を加える方式を検討し,光・磁気ハイブリッド記録方式の基盤を明確にすることを目的としている。以下に本年度に得られた成果を示す。1.FDTD法による近接場光強度解析結果を基に,記録媒体上における温度上昇を有限要素法を用いたシミュレーションにより解析した。記録媒体形状が孤立円柱形状の場合には,媒体部分のみが選択的に加熱されることを明らかとし,その結果,連続薄膜形状の場合に比べ,周辺部との高い温度勾配を形成可能であることを明らかにした。また、孤立円柱形状媒体を基板材料上に作製した場合と基板中に半分埋没させて作製した場合とでは、基板上に作製した場合のほうが高温まで昇温可能であることを明らかにした。今後,降温時間の短縮のための媒体構造およびアンテナー孤立円柱媒体の相対位置による記録への影響を明確にする必要がある。2.収束イオンビーム加工装置(FIB)を用いて,近接場光形成に必要なプラズモンアンテナ電極を作製した。FIB装置の加工条件の最適化を行うことにより,FDTDシミュレーションにより得られている表面プラズモンの共鳴条件に適したアンテナ長さ実現と選択的加熱領域の縮小のためのアンテナ先端部曲率半径のさらなる縮小に成功した。記録密度1平方インチ当り1テラビット(1Tb/in^2)以上の情報記録装置の一つとして光・磁気ハイブリッド記録があるが、主として光ヘッドに磁気ヘッドを混在させる困難さから待望されながらも、未だに実用化の目処を得るに至っていない。本研究では、現状を打破するため、近接場利用微小光スポットによる局所的温度上昇を充分活かし、かつヘッドの作製が容易な光スポットに比べ範囲の広い磁界すなわち磁界勾配の小さなヘッドによる磁界を加える方式を検討する。以下に、本研究で得られた成果を示す。1.FDTD法による近接場光の電界強度解析結果を基に、記録媒体の温度の昇降温過程と空間分布を熱拡散方程式に基づくシミュレーションにより解析した。孤立円柱形状の記録媒体を用いる場合について、アンテナ先端部形状、孤立粒子配列、及び、アンテナと孤立微粒子の相対位置関係について詳細に解析を行った。アンテナ先端部と粒子とが重畳する場合には、アンテナ-粒子間における電界増強効果及び加熱効果が著しく増大することを明らかにし、粒子配列及びアンテナ先端部構造、ポジショニングにより周辺部の加熱を抑制可能であることを示した。このことは、熱アシスト記録方式の実現とその記録密度の向上に対して貢献する。2.ICPエッチング法を用いることによる埋設型構造を有する耐消耗性の高いプラズモンアンテナ構造の作製、及び、電子線リソグラフィ法を用いたリフトオフ法による近接場光形成に必要なプラズモンアンテナの作製を行った。本検討は、熱アシスト磁気記録方式の実現に貢献する。3.4回対称性を有する近接場光発生アンテナを用いることにより、入射光の波長以下の局所領域に円偏光を形成可能であることを示した。本結果は磁極を用いずに光のみを用いて局所領域の磁化を反転させる新たな記録方式の実現に貢献する。1Tb/in^2以上の超高記録密度情報記録技術の一つとして光・磁気ハイブリッド記録があげられる。本研究では,近接場微小光スポットによる局所的な温度上昇を活用し,光による熱勾配に比べ磁界勾配の小さなヘッドにより磁界を加える方式を検討し,光・磁気ハイブリッド記録方式の墓盤を明確にすることを目的としている。1)プラズモン共鳴を利用した近接場光ヘッドの作製同時に大量の近接場光アンテナを作製可能な電子線リソグラフィを用いたリフトオフ法により,最小で長手方向長さ320nm,先端曲率半径28nmのアンテナの作製に成功した。2)近接場光加熱における熱伝導解析記録媒体を局所加熱する際の記録ヘッドの温度上昇を熱伝導シミュレーションにより解析し,ヘッドの温度上昇が孤立微粒子媒体の温度上昇よりも十分に低いことを示した。3)ハイブリッド記録用の高K_u薄膜の検討HDDに用いられる垂直媒体を基にハイブリッド記録に適する媒体の検討を行った。積層構造を用いることで材料組成を変化させた媒体を作製し,記録実証実験が可能なCoPtCr-SiO_2基媒体の作製に成功した。4)低磁界勾配の磁界ヘッドによる高K_u媒体への記録

実験近接場光アンテナを,誘電体Si_3N_4層を介して上記CoPtCr-SiO_2記録媒体上に直接作製する構造を採用することにより,ハイブリッド記録実験を実現した。一方向に磁化させた試料の磁化方向と逆方向に外部磁界を付与した状況下で,アンテナの有無に関わらず試料表面全域に光を照射し,磁区を磁気力顕微鏡で観察した。その結果,アンテナ周辺部においてのみ磁化を反転させることに成功した。記録された磁区形状をアンテナ形状及びアンテナ媒体間距離が既知の状況で評価可能であることが示され,今後のハイブリッド磁気記録のヘッド設計に大いに貢献する成果が得られた。
フォトニックテクスタイルの受光効率改善に関する研究

第一は、光スラブ導波路に散乱層を設けたモデル及び外部形状を変形させたモデルにおける側面入射光に対する受光効率の改善と構造最適化である。第二は、性能改善のための円筒光ファイバをベースとした集光器モデルの提案であり、構造条件の最適化から、数mで1%-10%程度の効率を得た。次に光ファイバの柔軟性を活かす用例として直径が数mの円形状の無指向性光受光器が可能なことを提示した。さらに、別な応用例として光源を内蔵する光プローブ構造を提案し、光ファイバ周囲に分布する物体検出の可能性を示した。最後に光プローブをナノサイズとした導波路構造とその伝搬評価を行い、高効率な伝達効率が得られる構造を提案した。光スラブ導波路や光ファイバの上/側面を光入出力のインターフェースとする新しい形態の集光器もしくは光受光器を実現することが目的であり、そのために導波路の構造提案を行い、集光機能等の評価を実施した。特にスラブ導波路よりも高い集光効率が期待できる光ファイバに着目し、クラッドの一部に散乱層を付与させる構造を新規提案し、光線追跡法により評価を実施した。散乱層の付与により、光ファイバの長さ方向に対する集光効率はスラブ形状に比べ、1桁程度改善され、1mm外径の光ファイバで集光に有効に寄与する長さが1m程度に拡大できることが分かり、同時に散乱層の配置条件に応じて径方向に鋭い、受光の指向性を有することが確認された。これは光ファイバセンサへの利用が期待できる特徴の1つである。上記結果に基づき、短尺で細径の光ファイバプローブへの応用について検討を進めた。本提案では1mmφで長さ50mmの形状で片側端面内に発光素子及び面受光素子を備え、クラッドの一部にMie散乱層を設ける構造を採用した。光源からの光は光ファイバ側面から指向性を持って発光され、プローブ周囲に物体が分布している場合、その物体面で反射された一部の光は再びプローブ側面を通じて散乱過程を経て受光器に到達する。この受光パワーをモニタすることで周囲に分布する物体計測が可能となる。シミュレーション結果の一例として、光ファイバプローブ周囲20mm程度までに位置する被測定物体に対して0.01%ー10%の受光効率での光検出が認められた。さらに、空間的に分布する物体を測定するため、光ファイバ内の散乱層をスパイラル形状に構成することにより、長さ方向の物体分布の測定が2mmの空間分解能で達成できることが検証された。本手法に関しては、S/Nの改善及び長さ方向に対する受光効率平坦化などが主な課題となる。H26年度は主に2つの実績があり、1つは昨年度からの課題解決であり、光ファイバ長手方向の集光特性の平坦化の実現である。従来、1mm径程度の細径光ファイバで構成された集光器においては集光率が長さの拡大に応じて劣化し、1m長程度以上では十分な感度が得られない課題があったが、散乱層構造を長手方向に指数分布化すること等により、5m長程度の長さに亘り、1桁程度内の受光効率の平坦化が実現できた。例えば、この光ファイバを用いて円形の光受信機を構築すると、軸周りに回転させることで周囲方向全360度からの入射光に対する大面積光受信機が形成できることを示した。もう1つの実績は、ナノサイズの光プローブ構造の提案である。従来、比較的大型の1mm径程度の光ファイバを用いた集光器や光プローブを提案してきたが、逆にナノサイズの微細な光ファイバを用いた新たな光プローブ構造についても検討を進めた。この場合は、側面入射ではなく端面入射相当であるが、特殊な高屈折率差導波路構造を微細な光プローブに適用することで走査型近接場顕微鏡等に用いられる金属針形のナノサイズ光プローブと同等の性能が得られることを示した。スロット導波路と呼ばれる光導波路ではSiのような高屈折率部に挟まれたナノメートルサイズのSiO2のような低屈折なコア部を有しており、中央のコア部に光パワーが効果的に閉じ込められる。この原理を光プローブに適用することで例えば波長(1550nm)の入射光に対して回折限界を超える50100 nmという微細な光スポットが容易に形成され、さらに受光器機能も光プローブ内に組み込むことでプローブ先端周辺の近接場領域におかれた微小な金属物体が50 nm程度の空間分解能で観測できることをシミュレーション解析により実証した。以上の成果は学術論文2誌、国内会議1件(予定)で報告される。H27年度は、以下2つの計画を遂行した。1つ目は従来線上の光ファイバ集光器の受講特性改善に向けた研究であり、今期は新たな改善策として、光ファイバ内に分布させる散乱体形状を従来の球状ではなく直方体や扁平円盤形状とすることによる散乱効率改善に取り組んだ。散乱時に明瞭な角度依存性を与えることで入射光の取り込み効率を向上させつつ、導波路伝搬を抑制させる狙いで、基本モデルの作成と散乱効率シミュレーションを行ったが、データの信頼性が不十分で外部発表にまで至らなかった。昨年度着手したもう一方のミクロな導波路構造の研究では、5件に及ぶ対外発表成果を結実させた。本研究は、ナノサイズの構造の異なる光導波路に着目し、基本的な光結合特性を評価したものである。

このようなミクロサイズの光導波路は光集積回路の基本技術となる。具体的には、高い光閉じ込め率が得られる高屈折率コントラスト構造を有する誘電体光スロット導波路とプラズモニックメタルギャップ導波路の結合問題をシミュレーション評価した。両導波路は有効な光閉じ込め領域サイズが同等であり、高い結合性が期待できるが、これまで評価されてきていなかった。従来の単純なスラブ導波路構造とメタルギャップ導波路との接合に比べ、僅かであるが結合効率の改善が確認でき、誘電体スロット導波路の微細導波路への適用性が示された。年度後半期には、メタルギャップ導波路自体の応用性を調べるために基本的なT型形状の2入力1出力の光結合器の評価を実施し、入力光の相対位相により出力光パワーへの結合効率がほぼ0%100%にわたり制御できることを見出した。この特性を生かすことで一例として光コヒーレント受信器などにおいて用いられる光90度ハイブリッド結合器が簡易に実現できることをシミュレーションにより実証した。以上の成果は、本年度、学術論文2誌、国内会議2件、書籍1件として掲載済である。第一は、光スラブ導波路に散乱層を設けたモデル及び外部形状を変形させたモデルにおける側面入射光に対する受光効率の改善と構造最適化である。第二は、性能改善のための円筒光ファイバをベースとした集光器モデルの提案であり、構造条件の最適化から、数mで1%-10%程度の効率を得た。次に光ファイバの柔軟性を活かす用例として直径が数mの円形状の無指向性光受光器が可能なことを提示した。さらに、別な応用例として光源を内蔵する光プローブ構造を提案し、光ファイバ周囲に分布する物体検出の可能性を示した。最後に光プローブをナノサイズとした導波路構造とその伝搬評価を行い、高効率な伝達効率が得られる構造を提案した。昨年度の課題解決に加え、当初計画からの新たな展開としてナノ領域の導波路構造と利用法の提案、評価が達成できた点から達成度は100%相当と考える。前半は、前年度からの課題であった光ファイバにおける集光率の長さ特性改善に取り組んだ。手法として、光ファイバクラッド中の散乱部構造と光ファイバの屈折率プロファイルに着目し、散乱部の粒子数密度分布を一定分布から指数関数分布に変化させること、屈折率をステップから2乗分布のグレーデッドに代えることを軸に光線追跡による分析を進め、集光率の比較検討を行ったところ、指数分布の適用により、5m長程度までの光ファイバにおいて長手方向の集光効率を0.10.01%程度内で1桁以内の変動に留めることが確認できた。これら結果より、単なる長い直線状の光検出器だけではなく、光ファイバを円形状に構成し、その円を回転させることで周囲360度の全方位に対する直径3m程度の大型の光検出器が実現できることまでを示した。後半は、これまでのマクロな捉え方ではなく、散乱、回折等のミクロな導波路構造に起因した集光特性の分析を進め、一部実験検証に着手する予定であったが、ミクロな分析を進める過程でナノサイズ領域における興味深い導波路構造のアイデアが得られたため、光プローブに応用する光ナノ導波路構造を主に検討した。これは走査型近接場顕微鏡などに適用される技術の1つである。具体的にはナノサイズコアを有する誘電体スロット導波路構造を光プローブに適用することで、通常のメタルコートの光プローブと同等以上の伝達効率を持ち、従来構造に比べて極めて簡易な構造にもかかわらず50 nm程度の空間分解能が達成できることがFDTD法のシミュレーションにより確認出来た。得られた結果は予定通り学術雑誌に投稿し採録済みである。工学
超低摩擦発現条件の解明

異種金属同士を摩擦させたときに、それぞれの原子間距離の差が大きいほど摩擦係数が低くなるという仮説を立て、高真空中、微小荷重下の摩擦実験により、検証を行った。Si基板に対してAg, Al, Au, Cu, Ni, Pb, Pd, Taの金属ピンを、PtまたはAuをスパッタ蒸着した基板に対して、Ag, Cu, Niピンを摩擦させたところ、上述の仮説を裏付ける結果が得られた。また、原子間相互作用が摩擦に影響を与えていることを摩擦異方性により確認した。自然酸化膜に覆われた単結晶シリコンに対して複数種類の多結晶金属を摩擦させ、原子間隔と摩擦係数の関係を検討した。金属の原子間隔を横軸にとり、摩擦係数をプロットすると、原子間隔が3Åに近づくにつれて、摩擦係数が増加していく傾向が認められた。シリコン自然酸化膜中でのシリコンの原子間距離が3.1Å(文献値)付近にあることから、金属の原子間隔がシリコンの原子間隔に近いほど、摩擦係数が高くなることが明らかになった。この結果は、本研究の計画時に立てた「異種金属間の摩擦係数は、それぞれの金属の格子定数の差に支配されている」という仮説に矛盾することなく、その妥当性さらに強固なものにしたことになる。つづいて、本研究で採用している摩擦条件において、格子間の相互作用が摩擦係数に影響を与えていることを確認するために、単結晶シリコン基板に対して、単結晶の金属ピンを摩擦させた。そのさい、シリコン基板を回転させることで、相対的な結晶方位を変化させることを試みた。その結果、シリコンの(111)面に対して、金の(111)面を摩擦させると、60度周期で摩擦係数が5倍程増減し、格子間の相互作用が摩擦に影響を与えていることを確認した。これは、金属を含む異種材料の摩擦で、格子間相互作用によって摩擦力の異方性が発現することを確認した最初の実験である。また、この結果から、上で述べた「摩擦係数の原子間隔」仮説の妥当性の検証が、より確実なものになったことになる。異種の金属を組み合わせて、マイクロニュートンオーダーの微小荷重下、高真空環境で摩擦させると、摩擦されるそれぞれの材料の格子定数の差が小さいほど摩擦係数が高く、逆に格子定数の差が大きいほど摩擦係数が低くなる傾向が確認された。この知見を利用し、実際の機械の乾燥摩擦を下げるために、より高い荷重下における摩擦特性を明らかにすることを目的として、摩擦試験装置の開発に取り組んだ。ニュートンオーダーの荷重を負荷し、同程度かそれ以下の摩擦力を測定できるように、歪みゲージによって荷重や摩擦力を検出する構造とした。摩擦駆動には、サンプルや力計測機構を組み込んだ真空チャンバーの外側に設置したリニアアクチュエータを用い、ベローズを介してアクチュエータの運動を真空中に伝える構造とした。その際、剛性を向上させ、真空に排気したときに大気圧によってアクチュエータに過度なスラスト荷重が作用しないように、リニアアクチュエータの反対側にもリニアガイドとベローズを設置した。真空排気には、ターボ分子ポンプとドライ真空ポンプを組合せることにより、ポンプ作動油による汚染を防いでいる。ところで、低摩擦を示す材料を摩擦面に用いるときに、表面に低摩擦材料の薄膜を形成する方法が一般的である。しかしながら、その場合、薄膜が摩耗してしまうために、長期間にわたって安定して低摩擦を得ることが難しい。そこで、周期的な傾斜構造の組合せによる表面構造を用いることで、摩擦中に表面に軟質金属薄膜を自己修復的に形成する方法について検討を行った。これらの結果により、超低摩擦を示す材料の組合せが明らかになったとき、それを実用的な摩擦面に応用することが容易になった。前年度までに、自然酸化膜に覆われた単結晶シリコン基板に対して複数種類の多結晶金属を摩擦させ、原子間隔と摩擦係数の関係を検討した。金属の原子間隔を横軸にとり、摩擦係数をプロットすると、シリコン酸化膜中のシリコンの原子間隔である3.1Aに近づくにつれて、摩擦係数が増加する傾向が確認された。その結果を踏まえ、今年度は、単結晶シリコン基板の自然酸化膜をアルカリによるエッチングと、真空中でのArイオンスパッタによって除去した。その基板に対して、Ag, Al, Au, Cu, Ni, Pb, Pd, Taの各多結晶金属ピンを摩擦させたところ、シリコン結晶の原子間隔である2.35Aに近づくにつれて、摩擦係数が増加していく傾向が認められた。これらの2つの結果を比較することによって、摩擦される材料間の原子間隔が近い組合せほど、摩擦係数が高くなる傾向にあることが確認された。したがって、超低摩擦発現条件の一つは、「格子定数の差が大きな材料同士を組み合わせることである」が明らかになった。さらに、本研究で実証された知見を応用して、実用的な超低摩擦面を実現するために、摩擦中に表面に軟質金属薄膜を自己修復的に形成する表面構造を利用して、大気中及び真空中での摩擦特性に関する検討を行った。

CrとAgの多層膜の断面がサブミクロンスケールで交互に表面に現れる基板を用いて、多層膜の方向と垂直に摩擦させたところ、真空中で0.1程度の摩擦係数が得られた。この結果により、本課題によって得られた知見を効果的に実用化する道筋が示されたことになる。また、同時に解決していくべき問題とその解決の方向性についても重要な知見が得られた。
新規近赤外長残光蛍光体の開発と生体イメージングへの応用

2018年度はLaAlO3組成のペロブスカイト結晶中のCr3+またはCe3+イオンからの励起3dや5dエネルギー準位からの持続的エネルギー移動を利用することにより,Ho3+イオン(波長1.2 um)とEr3+イオン(1.5 um)の4fー4f電子遷移に基づく近赤外長残光を実現することに成功した.これらの発光波長は,生体窓における第2窓(1.0-1.35 μm)と第3窓(1.5-1.8 μm)に相当しているため,1.0μmを超える長波長による,高分解能で深部観察可能なインヴィヴォイメージングの可能性を切り開く成果である.長残光蛍光体に関する我々(代表者田部と特別研究員Xuの)2名連名による招待総説論文がJournal of Luminescence, 205 (2019) 581-620.(Elsevier出版)に出版された.とりわけ,最近我々が開発した,波長1000 nmを超える長波長域における長残光蛍光を初めて紹介した.その成果とはガーネット結晶中におけるNd3+イオン(1.06 μm)とEr3+イオン(1.53 μm)の長残光蛍光であり,可視域で残光性能を示すCe3+イオンからの持続的エネルギー移動を巧みに利用することにより,発光中心として原子価3価が極めて安定で,光イオン化が起こらない,Nd3+,Er3+両イオンにおいて,近赤外波長域で長残光を実現したという成果である.2018年度の成果に基づき,2019年度は二つのテーマを推進する予定である.近赤外長残光を示す蛍光体組成で,ガーネット,ペロブスカイトナノ結晶を合成し,粒径分布やゼータ電位を含む,ナノ粒子の微細構造を調査,また試料の蛍光,励起,反射率スペクトル,蛍光寿命の温度依存性,残光減衰曲線を測定する.ナノ蛍光プローブを用いて,共同研究チームと共同でマウスを用いた第2,第3生体窓波長でのインヴィヴォイメージング実験を行い,細胞耐性,毒性と併せ,生体プローブとしての実用性を評価する.2018年度はLaAlO3組成のペロブスカイト結晶中のCr3+またはCe3+イオンからの励起3dや5dエネルギー準位からの持続的エネルギー移動を利用することにより,Ho3+イオン(波長1.2 um)とEr3+イオン(1.5 um)の4fー4f電子遷移に基づく近赤外長残光を実現することに成功した.これらの発光波長は,生体窓における第2窓(1.0-1.35 μm)と第3窓(1.5-1.8 μm)に相当しているため,1.0μmを超える長波長による,高分解能で深部観察可能なインヴィヴォイメージングの可能性を切り開く成果である.長残光蛍光体に関する我々(代表者田部と特別研究員Xuの)2名連名による招待総説論文がJournal of Luminescence, 205 (2019) 581-620.(Elsevier出版)に出版された.とりわけ,最近我々が開発した,波長1000 nmを超える長波長域における長残光蛍光を初めて紹介した.その成果とはガーネット結晶中におけるNd3+イオン(1.06 μm)とEr3+イオン(1.53 μm)の長残光蛍光であり,可視域で残光性能を示すCe3+イオンからの持続的エネルギー移動を巧みに利用することにより,発光中心として原子価3価が極めて安定で,光イオン化が起こらない,Nd3+,Er3+両イオンにおいて,近赤外波長域で長残光を実現したという成果である.2018年度の成果に基づき,2019年度は二つのテーマを推進する予定である.近赤外長残光を示す蛍光体組成で,ガーネット,ペロブスカイトナノ結晶を合成し,粒径分布やゼータ電位を含む,ナノ粒子の微細構造を調査,また試料の蛍光,励起,反射率スペクトル,蛍光寿命の温度依存性,残光減衰曲線を測定する.ナノ蛍光プローブを用いて,共同研究チームと共同でマウスを用いた第2,第3生体窓波長でのインヴィヴォイメージング実験を行い,細胞耐性,毒性と併せ,生体プローブとしての実用性を評価する.
ＬＨＣ時代における重いクォークの精密物理

LHC実験で粒子の性質を精密測定するためのweight function法を提唱した。特徴は、(1)粒子の崩壊先に含まれるレプトンのエネルギー分布だけを用い、hadronizationモデルやジェットに関する不定性などの影響が少ない、(2)理想的には粒子の速度分布に依存しないため、パートン分布関数やinitial-stateradiationの不定性の影響が小さい。まずヒッグス粒子の質量決定への応用可能性を示した。現在、トップクォークの質量決定法を開発している。また、高次輻射補正計算のためのアルゴリズムを開発した。これを用いて重いクォーコニウムのスペクトルに対する3次補正計算を完成させた。前年度に引き続き、ヒッグス粒子のWW崩壊モードを用いて新しく開発したレプトンエネルギー分布を使う方法によって、ヒッグス質量の再構成のシミュレーション解析を行なった。既にこの方法ではjetエネルギースケールの不定性や、parton-distribution functionに起因する不定性を小さく抑えられる事を示していたが、今年度のヒッグス粒子と思われる粒子の発見を受けて、現実的なヒッグス質量(約125GeV)の場合に、Gluon-Fusion及びVector-Boson-Fusionからシミュレーション解析によって、期待通り系統誤差を小さく抑えられることを確かめた。一方、統計誤差が大きく、そちらが支配的であることが分かった。(これは現実のヒッグス質量に大きく依存する。)現在、開発した解析手法の詳細を詰め、本論文としてまとめているところである。また、同様の方法を用いたトップクォークの質量測定について、予備的なシミュレーション解析と、理論的な考察を進めた。現段階の考察から、原理的にはLHC実験において高精度のトップクォークMSbar質量を測定することが可能であると推定される。また、クォーコニウムスペクトルの精密計算も進めている。昨年度から引き続き開発してきた、高次輻射補正計算に現れる新しい多重和の解析的評価法を論文としてまとめ発表した。同時に、この計算法を実装した強力かつ汎用性の高いソフトウェア「和」を開発・リリースした。この方法を用いて、一般のクォーコニウムスペクトルのNext-to-next-to-next-to-leading order(NNNLO)補正の計算を開始した。現在、計算の半分以上は終わった。見通しとしては、大きな困難なく計算を完成させることが出来そうである。その結果、チャームクォーク及びボトムクォークのMSbar質量の精密決定が可能となる。前年度に引き続き、LHC実験でトップのMSbar質量を高精度測定するための方法を開発・発展した。その原理的基盤は、2011年に開発したweight function法で、次の特徴を持つ:(1)レプトンエネルギー分布だけを用いる。ジェットの情報を使わないので、hadronizationモデルへの依存性や、ジェット再構成に関する不定性などの影響が(ほとんど)ない、(2)理想的にはトップクォークの速度分布に依存しないため、パートン分布関数(PDF)やinitial-stateradiationの不定性の影響が小さく抑えられる。即ち、理想的極限でhadronizationやPDFなどのモデルの介在無しに、実験値と摂動QCDの計算結果の直接比較からトップのMSbar質量を得ることができる方法となっている。主要なイベントセレクションカットの影響を含めたシミュレーション解析を行ない、100fb^-1での統計誤差が約0.5GeVとの推定値を得た。また、主要な系統誤差について評価を行ない、最大のものでも1.5 GeV程度という結果を得た。この結果、実用化に向けて大きく前進したと考えている。(現在はLOの解析である。)Weight function法はジェットの影響が小さいため、ジェットに関する不定性の影響は抑制される。カットの中で最も影響が大きいものはレプトンPTカットであるが、レプトンPT分布を精度よく摂動計算できるため、カットの効果の信頼性の高い評価が可能である。低エネルギーレプトンイベントをMCで生成して補い、かつその不定性が小さいことを示すという方法を採用した。また重いクォーコニウムのスペクトルに対する3次補正計算を完成させた。現在、これを元にb,cクォークのMSbar質量の高精度決定の解析を行なっている。現在スイスのCERN研究所では高エネルギーフロンティアのLHC実験が行なわれており、まもなくヒッグス粒子の発見が期待されるなど、目覚ましい成果を上げつつある。今年度の私の研究では、LHC実験で粒子の諸性質を高精度で測定するための新しい観測量を考案し、提唱した。また、ヒッグス粒子の質量の測定にこの方法が応用できることを示した。LHC実験は陽子陽子衝突型実験であるために、粒子の諸性質を高精度で測定するには困難がある。主にその要因は(1)素粒子レベルでの始状態の衝突の重心系が分からない。またパートン分布関数の不定性が大きい。(2)終状態にジェットが含まれる場合、そのエネルギー運動量を精度良く測定することが難しい。

(3)しばしば終状態には直接測定不能な運動量欠損が含まれ、それの間接的な再構成を精度良く行うことは難しい、などである。そこで本研究では、終状態に含まれるレプトンのエネルギー分布のみから、親粒子の速度に依らずに親粒子の性質を測定する新しい方法を開発した。そしてモンテカルロシミュレーション解析によって、ヒッグス粒子の質量測定にこの方法を応用でき、57%程度の測定誤差で質量を決定できると推定されることを示した。特に、系統誤差を小さく抑えることが可能であることを示した。また、LHCにおけるクォーコニウムの物理に必要な高次輻射補正の解析的計算法を開発した。微分方程式と積分の簡約化法との組み合わせにより、これまで評価が困難であった複雑なループ積分を、逐次的に評価していく方法を開発した。ヒッグス粒子の質量測定法の開発は元々の計画の範囲を超えた成果であった。ただしその応用は、現実のヒッグスの質量に大きく依存し、(昨年度の一時期に予測されたように)もし150GeV近傍であったならば、真に重要な測定法となったのであるが、残念ながら現在は125GeV近傍であることが推定され、この場合統計誤差が支配的となるため、系統誤差を小さくするという新しく開発した方法の長所が生かされない。その意味で、当初計画以上の成果は見込めない。一方、トップクォークの質量測定に関しては、当初の目標に向かって研究を進めている。予備的な解析では大きな困難は見つかっていないため、当初の計画通りと考えてよいだろう。一方、クォーコニウムスペクトルの高次補正計算も順調に進んでいる。当初の研究計画では、親粒子(特にトップクォーク)の速度依存性を小さく抑えながら親粒子の質量を測定するための方法を考案する、ということであった。今年度の私の研究では、(原理的には)親粒子の速度に全く依存しないオブザーバブルを一般的に構成することに成功した。しかもそのようなオブザーバブルは無限個存在し、かつ具体的に構成できることを示した。このようなオブザーバブルの存在は以前は知られておらず、概念的に新しい。また、開発した測定方法は、トップクォークに限らず親粒子の偏極の効果が無視できる場合の一般の粒子に適用できる、或いは、質量以外の物理量の測定に適用できるなど、当初の研究計画を含みつつ、より広い範囲に適用可能である。そのため、現状ではLHC実験の最も重要なターゲットであるヒッグス粒子の性質の解明にも応用できる。これらの状況は、当初の計画の目標を有意に凌ぐと言える。また高次輻射補正計算の進捗状況については、概ね当初の計画通りと言える。Mellin-Barnes法が上手く行かなかったという状況が生じたが、代替手段として微分方程式と積分の簡約化法を組み合わせるという方法を開発し、これまで順調に計算が進んでいる。
スピン偏極した重陽子によるプラズマ追加熱のための基礎研究

1.超低温型(30K)の原子線型偏極イオン源の完成;原子線を超低温に冷却したAccomodatorつきの解離器で発生させたのち,電子偏極用の六極永久磁石により電子スピン+1/2のもののみを選択する.第一と第二六極磁石の間に弱磁場合高周波遷移器を,また第二六極磁石の直後に強磁場遷移器を設置することにより核偏極した原子線を作り出す.後者の静磁場の強さを変化させることにより(2)→(6)または(3)→(5)遷移を引きおこさせ,任意の状態のスピン(ベクトルおよびテンソル偏極)を作り出すようにした.更に原子線をイオン化するイオン化器の改良を行い,重陽子イオンを20KeVより150KeVまで安定に加速し,ターゲット上に数mmφのスポットを得るようにビーム輸送系の設計と製作を行った.本装置の特徴である超低温型の偏極イオン源の性能試験を行うため,解離器内に0.8Torrの水素ガスを流し, Accomodatorを60Kまで液体Heにより冷却し, 5%の窒素ガスを混合させて更に30Kまで冷却をつづけた. 30Kで六極磁石の透過率は最大になるように設計してあるので,ヘリウム冷却系の制御により30Kの状態に1時間保持し,本装置が設計通り作動していることを確認した.原子線の検出は三酸化モリブデンの原子による環元作用を利用した.次に非偏極重陽子によるD・D反応の予備実験を行った.2.偏極重陽子反応に於ては即来相反する理論があるが,何れも大きな近似や仮定に基づいていることがわかった.我々はrealisticな核力を用いた,チャンネル結合法による計算を開始した.この手法は偏極重陽子反応に於ても極めて有効であると考えられる.現在D,T.^3He,^4Heの内部状態を解くことを試みており実行可能な計算コードを開発中である.3.スピン偏極の効果をみるためには,スピンの方向を任意に回転させるWien Filterが必要で来年度設置を予定している理論的には前述の方法による計算を行い実験値との比黒を行う予定である.1.超低温型(30K)の原子線型偏極イオン源の完成;原子線を超低温に冷却したAccomodatorつきの解離器で発生させたのち,電子偏極用の六極永久磁石により電子スピン+1/2のもののみを選択する.第一と第二六極磁石の間に弱磁場合高周波遷移器を,また第二六極磁石の直後に強磁場遷移器を設置することにより核偏極した原子線を作り出す.後者の静磁場の強さを変化させることにより(2)→(6)または(3)→(5)遷移を引きおこさせ,任意の状態のスピン(ベクトルおよびテンソル偏極)を作り出すようにした.更に原子線をイオン化するイオン化器の改良を行い,重陽子イオンを20KeVより150KeVまで安定に加速し,ターゲット上に数mmφのスポットを得るようにビーム輸送系の設計と製作を行った.本装置の特徴である超低温型の偏極イオン源の性能試験を行うため,解離器内に0.8Torrの水素ガスを流し, Accomodatorを60Kまで液体Heにより冷却し, 5%の窒素ガスを混合させて更に30Kまで冷却をつづけた. 30Kで六極磁石の透過率は最大になるように設計してあるので,ヘリウム冷却系の制御により30Kの状態に1時間保持し,本装置が設計通り作動していることを確認した.原子線の検出は三酸化モリブデンの原子による環元作用を利用した.次に非偏極重陽子によるD・D反応の予備実験を行った.2.偏極重陽子反応に於ては即来相反する理論があるが,何れも大きな近似や仮定に基づいていることがわかった.我々はrealisticな核力を用いた,チャンネル結合法による計算を開始した.この手法は偏極重陽子反応に於ても極めて有効であると考えられる.現在D,T.^3He,^4Heの内部状態を解くことを試みており実行可能な計算コードを開発中である.3.スピン偏極の効果をみるためには,スピンの方向を任意に回転させるWien Filterが必要で来年度設置を予定している理論的には前述の方法による計算を行い実験値との比黒を行う予定である.
難治性固形癌予後改善に資する間質バリアを克服するための新規放射免疫療法戦略の開発

抗体を利用した放射免疫療法(Radioimmunotherapy, RIT)は,血液癌での臨床での有用性は示されているが,固形癌での有用性は,動物モデルのみで,臨床では未だ示されていない。この大きな原因のひとつは,血液癌と違い,固形癌では間質が非常に多く,薬剤到達を阻む間質バリアが存在するが,これを克服するRIT戦略が描けていないからである。そこで,固形癌に有効な新しいRIT戦略の確立を目的として研究を実施した。今年度は,癌間質を標的とする抗体を放射性標識し,その性能評価を5種類の固形癌モデル腫瘍を形成させたマウスで実施した。これら5種類の固形癌モデルは癌間質やそれを誘導する生体分子の発現が異なる。放射性標識抗体を投与し,SPECT/CTイメージングおよび体内動態試験を実施した結果,癌間質が豊富な固形癌モデルに高集積することが明らかとなった。また癌間質形成に関わる分子の発現に相関することも明らかとした。癌間質が豊富な固形癌モデル腫瘍に高集積することは蛍光標識抗体でも実証した。治療用放射性核種に変えて抗体を投与した場合,腫瘍に40Gyを照射できると推定された。この癌間質が豊富な固形癌モデルはRITを始めとする各種抗癌治療に抵抗性を示すことも別実験で明らかにしており,難治性固形癌モデルとして有用と考えられる。今後はこの癌間質が豊富な固形癌モデルを利用して研究を継続するが妥当と考えられた。また,治療効果を早期画像診断するために有効なPETプローブの検討も実施した。治療効果を腫瘍体積だけでなく,その増殖能によっても評価できることが明らかとなった。癌間質が豊富な固形癌モデルに高集積する抗体を見い出すことに成功するなど,計画通りに進捗しているため。今年度に見出した抗体を利用して新たな治療オプションの効果を検証していく予定である。
アルカンを用いる芳香族化合物の触媒的アルキル化反応

ベンゼン環にアルキル基を導入する反応は有機化学のもっとも基本的反応のひとつであるが、従来はアルキル化剤として有機ハロゲン化物が用いられてきた。また、芳香族化合物についても、炭化水素それ自身よりも、芳香族ハロゲン化物が利用されていることが多い。本研究の目的は、炭化水素を用いて芳香族化合物を直接アルキル化する新しい触媒反応を開発するものである。即ち、芳香族C-H結合と脂肪族C-H結合の間で、水素を発生させながら結合形成する新しい触媒反応である。このような反応は知られておらず、学術的に極めてチャレンジングであるとともに、工業的にも極めて意義が大きい。従来の芳香族アルキル化反応ではハロゲン化水素またはハロゲン化金属塩の副生が避けられない。アルカンをアルキル化剤に利用できればより経済的であるのみならず、副生成物を生じないクリーンな合成プロセスを提供できることになる。芳香族化合物のシクロアルキル化が塩化ガリウム触媒を用いて進行することを見いだし、この反応を完成した。例えば、ナフタレンとデカリンの混合物(モル比1 : 2)に触媒量の塩化ガリウムを加え、80°Cで12時間加熱すると、TON10程度の収率で3-位でナフチル化されたデカリンが得られる。この反応は連続した三級水素を有するデカリンや1、2-ジメチルシクロヘキサンで高いTONを与えることがわかった。また反応機構は、脂肪族炭化水素のC-H結合が活性化されてカチオン種が生成し、これが芳香族親電子置換を起こすことを明らかにした。特にシクロヘキサン類のエクアトリアル三級水素が活性化されやすい。
建設的な「諦める」を促進する臨床心理学的支援プログラムの開発

本研究では、建設的な「諦める」を促進するための臨床心理学的支援プログラムを開発し、スマートフォンアプリケーションの形で実装、効果研究を行なった。諦めることに関連する予測不可能なストーリーを体験させるという本プログラムは諦めることが有意味であるという認知を促進させ、挫折であるという認知を抑制すること、精神的健康を高めることがデータ分析から示唆された。これらの成果は諦めることに焦点を当てたメンタルヘルス支援実践・研究に寄与すると考えられる。「建設的な「諦める」を促進する臨床心理学的支援プログラムの開発」という本研究の目的に基づき、以下の研究を行った。1過去の諦め体験に対する意味づけを測定する尺度の標準化およびセルフチェック・ツールの開発:菅沼(未公刊、博士論文)で作成された特定の諦め体験に対する意味づけ尺度に関して、20代60代の幅広い発達段階の人々にインターネット上で質問紙調査を行った。確認的因子分析や信頼性分析、相関分析の結果、本尺度が高い信頼性・妥当性を有していることを明らかにした。それらの結果に基づき、過去の諦め体験に対する意味づけに関する自身の傾向について簡便に把握できるよう、下位尺度得点による分類とフィードバックを考案した。2諦めること一般への認知と過去の諦め体験に対する意味づけに働きかけるセルフワーク開発:多様な諦め体験を収集し、分類するため心理学の知見がある協力者に協力してもらい、KJ法とテキストマイニングを用いて既存の自由記述データから「諦める」の分類を行った。その結果を基に、菅沼(2015)で考案したワークを発展させ、性別と発達段階に応じたストーリーを体験する新しい形のワークを考案した。これは過去・現在・未来といった時間軸の中に諦めることを位置づけ、その時々における人生の選択を擬似的に体験することで、フィードバックと共に諦めることについて体験的に学ぶものとなっている。3臨床心理学的支援プログラムの考案:上記のセルフチェックとワークを統合し、諦めることに関してより俯瞰的な見方ができるような仕組みを考案、全体をプログラムとして構築した。同時に、セルフヘルプ・プログラムであることを考慮し、既存のwebアプリケーションの効果の分析を行いつつ、利用者のモチベーションを高める仕組みや説明の流れ、デザイン、データベース構造について、実装の実務者と打ち合わせを重ねた。当初の研究計画をほぼそのまま踏襲する形で実施しており、実績は着実に積み重なっている。成果報告についても、研究を進めていく中で実施した分析を学会発表の形で発表し、他研究者との交流を基に発展させ、最終的に論文の形でまとめる予定である。既に関連する諸学会での報告が確定しており、それぞれについて簡単な概略を示す。1.過去の諦めた体験に関する意味づけに関連して、未練が残った群の諦めた理由について質的な分析を加えて分類したもの(日本発達心理学会第27回大会(2016)において発表予定(採択済))2.諦めることに着目した簡易的なwebアプリケーションの効果として、諦めること一般に対する認知のうち、有意味性認知の向上、挫折認知の低下があることをアプリ使用データにより示したもの(第31回国際心理学会議(ICP2016)において発表予定(採択済))3諦めることに着目した簡易的なwebアプリケーションの効果として、諦めること一般への認知についてアプリ使用前後の質的な変化を検討したもの(第31回国際心理学会議(ICP2016)において発表予定(採択済))今年度はまず、昨年度作成したプログラムをスマートフォンアプリケーションの形で実装した。申請者が開発してきた簡易的なアプリケーションを発展させることで、これまでの利用者にも使用可能な形となっていた。次に、プログラムの実施と効果検討を行なった。開発したアプリケーションをメンタルヘルス支援プログラムとしてスマートフォン上で実施し、健常群を対象にその効果を検討した。アプリケーション内に組み込んだセルフチェックおよび精神的健康等を測定する尺度をプログラム実施前後に行い、得られたデータを統計的に分析することでメンタルヘルス支援プログラムとしての効果の検討を行った。またその際にプログラム実施群(webアプリケーション利用群)と統制群(webアプリケーション非利用群)を設けることで、本プログラムによるメンタルヘルス支援の効果についてより厳密な検討を行うこととした。アプリ内の利用データを分析したところ、プログラム実施群においては利用前後で有意味性認知が有意に向上し、挫折認知が有意に低下しており、諦めることに対する認知が適応的な方向に変化していることが示唆された。一方、統制群のデータでは利用前後の得点に有意差はなかった。また、過去の諦め体験に対する意味づけに関しては利用群・統制群ともに有意差は見られなかった。これらの結果、今回新しく開発したwebアプリケーションが一定のメンタルヘルス支援効果を有していることが示されたと言える。課題として、特定に意味づけに関した効果は示唆されなかったことから、本プログラムを発展させ、諦めに関連してより踏み込んだ介入法を検討していく必要があると考えられる。「建設的な「諦める」を促進する臨床心理学的支援プログラムの開発」という本研究の目的に基づき、平成27年度に引き続き研究を行う。1 webアプリケーションの改修と発展:平成27年度に作成したプログラムのwebアプリケーション化を行う。その際、申請者が開発してきた簡易的なwebアプリケーションを改修・発展させることで、これまでの利用者にも使用可能な形とする。実装および改修は外部の開発会社に委託を行う。

2プログラムの実施と効果検討:1において開発したwebアプリケーションを臨床心理学的なプログラムとしてweb上で実施し、その効果を検討する。webアプリケーション内に組み込んだセルフチェックおよび精神的健康を測定する尺度をプログラム実施前後に行い、得られたデータを統計的に分析することで心理援助プログラムとしての効果の検討を行う。その際にはプログラム実施群(webアプリケーション利用群)と統制群(webアプリケーション非利用群)を設けることで本プログラムによる心理援助の効果についてより厳密な検討を行うこととする。また、セルフチェックにおける分類およびフィードバックの妥当性についてもアンケートにより検討する。対象は健常群とする。その後分析を行い、可能であれば臨床群を対象とした調査を行う。28年度が最終年度であるため、記入しない。臨床心理学28年度が最終年度であるため、記入しない。
新規不斉触媒の設計に基づくエポキシド開環反応の開発と実践的有機合成への展開

光学活性ガリウム-リチウム-ビナフトール錯体(GaLB)を用いるエポキシドのフェノール類による不斉開環反応の収率面の改善を目的として、ビナフトールに代わる不斉配位子のデザイン、合成を行った。ビナフトールの4,4'-位、6,6'-位あるいは7,7'-位にアルキル置換基を導入した数種の配位子を合成し、それらをジリチウム塩とした後に塩化ガリウムと反応させることにより、ガリウム-リチウム異種金属含有錯体を調製した。残念ながら、それらはいずれも上記GaLBより高い触媒活性は示さなかった。次に、配位子の電子密度を下げれば、錯体のブレンステッド塩基性が向上し反応性の改善が可能になると考えた。そこで、ビナフトールを白金触媒下水素添加し、5,5',6,6',7,7',8,8'-オクタヒドロビナフトールを合成した。本配位子をジナトリウム塩とした後に塩化ガリウムと反応させることにより調製した新規ガリウム錯体(GaSO)はGaLBに比して非常に高い触媒活性を有することが明かとなった。シクロヘキセンオキシドと4-メトキシフェノールの反応においては、反応時間がこれまでの約15分の1に短縮され、化学収率もGaLBの場合の50%から75%にまで改善することに成功した。GaLB触媒下では全く反応の進行しなかった鎖状のエポキシドの開環反応も70%を越える良好な収率で進行した。GaSOは不斉誘起能に関してはGaLBにいくらか劣るため、GaSO錯体を基盤としてさらに高活性、高立体選択的な錯体触媒の開発に現在取り組んでいる。また、本触媒的不斉開環反応によって光学活性体として得られたピロリジン誘導体を出発原料として数工程で文献既知の合成中間体へと誘導し、医薬アニソマイシンの初の触媒的不斉形式合成を達成した。