hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
窒素官能基を持つオレフィンの光環化による複素環化合物の新規合成法の開発

α位にジメチルアミノエチル基を持つスチレン誘導体をヘキサン中、低圧水銀灯を用いて光照射したところ、メチル基からオレフィン炭素への分子内水素移動を経由した環化反応がおこり、ピロリジン誘導体が好収率で得られた。この光反応はジメチルアミノ基を他のジアルキルアミノ基に換えても同様に進行し、またベンゼン環に置換基を導入しても収率に大きな差はないので、これらの複素環化合物の合成法として有用であると考えられる。ただし窒素上のアルキル基がエチル基やベンジル基の場合、生成物は立体異性体の混合物となり、反応の立体選択性はあまり高くない。この光反応の効率は無極性のヘキサン中で最も高く、THF中では10分の1程度となり、アセトニトリル中では著しく低かった。これらのアミノ基を持つスチレン誘導体のケイ光スペクトルにおいては、スチレン部分からのケイ光の他にこれより長波長領域に巾広い発光が見られ、励起錯体が生成している事がわかる。この励起錯体が光反応に関与しているか否かを明らかにするため、光反応とケイ光の消光についてのSternーVolmerプロットをおこなったところ、光反応の消光定数は励起錯体からの発光の消光定数とは一致せず、励起一重項(S_1)状態からの発光のそれと一致した。この結果から励起錯体は反応に関与しておらず、光反応は励起一重項から直接進行している事が明らかになった。これはスチルベンと三級アミンとの光付加反応が励起錯体からのプロトン移動を経由して進行するのと著しく異なっており、反応機構的にも興味深い。
クラスターマップを用いたBayesianブラインド等化器の開発

前年度の研究では、Bayesian等化器のセンターが受信信号のクラスターであることを利用し、各入力信号系列に対する受信信号系列が異なる、すなわち、独立な受信信号コンステレーションチャンネルに対し、等化器の次数と遅延等のパラメータにより決められたクラスターマップとラベルなしクラスターをマッチさせる新しいブラインド等化器の設計方法を提案した。しかしながら、提案手法の基礎となる教師なしクラスター学習方法の計算負荷は、主に推定されるクラスターの個数と次数に依存し、チャンネル次数の大きなチャンネルに対してはクラスター個数と次数の大きさが実用化に向けての大きな障害となっていた。本年度では、クラスターマップの更なる調査が行われ、2次クラスターから高次クラスターの構成方法を提案した。提案手法は、判定帰還型Bayesain等化器と接合され、低い計算負荷を持つブラインドBayesian判定帰還型等化器となる。一方、重複な受信信号コンステレーションチャンネルの場合には、元チャンネル出力にポストフィルタを付加し、等価な独立な受信信号コンステレーションチャンネルに変形するという方法を考慮したが、取り扱いが困難であることが判明した。従って、受信ダイバーシチの手法を取り入れ、すなわち、各サブチャンネルの出力を線形接合し、重複な受信信号コンステレーションチャンネルを独立な受信信号コンステレーションチャンネルに変形させることの可能性を明らかにした。また、チャンネルが既知の条件下では、判定帰還型Bayesain等化器に適した線形接合器の設計方法が可能であることを示し、その有効性を計算機シミュレーションにより実証した。最後、受信信号コンステレーションが重複か独立かを判定する有効な方法まだ解明されておらず、今後の研究で行いたいと考えている。デジタル通信システムにおいては、送信信号がチャンネルの周波数特性により符号間干渉を受ける。通常これに対応するのはトレーニング信号を用いた適応等化器である。しかし、これは伝送スループットの低下を招くため、近年、トレーニング信号を用いることなく等化器設計を行うブラインド等化器が注目される。一方、等化器は逆フィルタリング問題およびベイズ理論による判別問題の観点から設計することができ、判別問題の観点からの等化器設計では、チャンネル同定を行わず送信信号を復元し得ることから、判別問題観点からのBayesian等化器が注目されている。本研究では、Bayesian等化器のセンターが受信信号ベクトルの特徴により決定されることから、同特徴を利用した新たなブラインドBayesian等化器の設計方法を提案した。提案法では、先ず受信信号の相関関数からチャンネルの長さを求め、等化器の次数と遅延を決定する。それにより等化器の内部構造を表すクラスターマップが作られる。次に、教師なしクラスター学習方法を用いることにより、受信信号からラベルなし受信信号クラスターを抽出する。これらのクラスターと先に得られたクラスターマップを整合させるという新しい概念で、等化器を設計する。同時に、独立な受信信号コンステレーションチャンネルに対する受信信号クラスター同士間の関係を探し出す。その関係に基づいて、複雑なコスト関数を計算せず、簡単な並べ替え操作だけで整合させる有効な方法を提案した。更に、教師なしクラスター学習方法の負荷を軽減させるため、受信信号の二次元クラスターから多次元クラスターを求める方法も提案した。最後に、フィードバック状態を利用する、ブラインドBayesian判定帰還型等化器も設計した。なお,提案手法の有効性について計算機シミュレーションとDSP実験により検証した.前年度の研究では、Bayesian等化器のセンターが受信信号のクラスターであることを利用し、各入力信号系列に対する受信信号系列が異なる、すなわち、独立な受信信号コンステレーションチャンネルに対し、等化器の次数と遅延等のパラメータにより決められたクラスターマップとラベルなしクラスターをマッチさせる新しいブラインド等化器の設計方法を提案した。
次期加速器用Ｎｂ３Ａｌ高磁場超伝導磁石の開発

CERN-LHCのアップグレードなど次期加速器を目指したNb3Al高磁場超伝導磁石の開発を行った。具体的には長尺Nb3Al超伝導線材の製造技術の開発、Jc特性向上を目指した基礎研究、更にはNb3Al鞍型コイルの製作・試験を目標として研究を進めた。その結果、単長数百mのNb3Al線材を製作する事ができた。また、Jc特性に影響を与える製造パラメータに関する有益な情報も得られた。線材の製作が予定より遅れたため鞍型コイルの製作は出来なかったが、その代替としてNb3SnとNb3Alのレーストラックコイルからなるサブスケール磁石の冷却励磁試験を行い、これらコイルの各種特性データを得た。Nb3Al高磁場超伝導磁石用の大電流Nb3Alケーブルの検討・開発を進めた。その具体的内容は以下の通りである。1)本研究の最終年度に試作を予定しているミラー型四極磁石の検討を米国フェルミ加速器研究所の担当者と協力して行い、そこで必要となる超伝導ケーブルの仕様(0.7φx28本のラザフォードケーブル)を固めた。2)ケーブル製作に必要となるNb3Al素線径が、従来の線材製作で経験のある寸法より細くなったため、Nb3Al線の細線化方法の検討・開発を所有のNb3Al線材を用いて進めた。試験線材をダイス加工により徐々に細線化して、安定化銅の付着性、線材断面の変化(銅比の変化)、電流密度の変化などを詳細に調べた。その結果、開発を進めてきた線材の安定化銅はダイス伸線に耐える付着強度を有すること、また、伸線による超伝導特性の劣化も生じないことが明らかとなった。これにより、従来の線材製作の主要工程を変えることなく、銅安定化されたNb3Al線材を細線化する方法が決まり、ミラー型四極磁石用Nb3Alケーブルの製作の目処がたった。3)Nb3Al線材の製伶性の向上を目指した研究では、フィラメント間の密着性改善を目的に、シングルフィラメントの六角ダイス成形工程を導入した前駆体製作を試みたが、その結果は芳しくなかった。従来の製作法による前駆体線材断面の顕微鏡観察で随所にみられた六角フィラメント形状の乱れやTaバリアー厚の不均一が、前駆体伸線工程での断線を引き起こすのではないかという推測に基づくものであったが、断線が多発し、この工程の導入により線材断線を防ぐことは出来ないことが明らかとなった。断線多発の原因については、現在、調査中である。無断線製造技術は、将来の実用機磁石では必要不可欠なものであるため、今後も開発努力を続ける必要がある。高磁場超伝導磁石用の大電流Nb3Alケーブルの製作を目指してNb3Al線材の開発・製作を進めた。1)試作を予定しているミラー型四極磁石用のNb3Al線材の製作のため、昨年度試みた六角シングルフィラメント法による前駆体製作をあきらめ、従来から行ってきた製作法に戻し、線材製作を進めたが、前駆体製造段階での伸線トラブルや安定化銅付着装置のトラブル発生によりケーブル製作を行うに十分な線材を確保出来なかった。然し乍ら、これらの経験から次回の線材製作に有益な知識(伸線工程におけるカセットローラダイスの使用方法や銅イオンプレーテイング工程でより強固な付着強度を得る方法など)を得ることが出来た。2)Nb3Al線材の電流密度改善を目指した研究では、2回急熱急冷法による線材製作を行い、その線材の特性研究を行った。電流特性の向上には至っていないが、Nb3Al線材の電流密度特性に影響を与える因子の解明を目指して、線材の微視的構造の調査研究を進めている。また、この研究の中で、線材の電流密度の磁場依存性を調べるため大電流のIc測定が出来るサンプルホールダーを開発した。3)Nb3Al前駆体線材の製作性向上を目指した研究として、銅マトリックス線材の開発を進めた。この線材の製作性は非常に良くほとんど無断線で前駆体線材が製作出来ることが分かったが、電流密度特性の改善が必要であることが明らかとなった。4)鞍型コイル磁石の設計確認として、米国フェルミ国立加速器研究所が製作したNb3Sn磁石の設計情報を基にNb3Al磁石の磁場計算を行った。コイル電流密度とコイル内最大磁場などの関係がわかり、鞍型コイル磁石の試験案を検討する準備が整いつつある。Nb3Al高磁場超伝導磁石の開発を目標にNb3Al線材の開発およびコイル試験を行った。具体的内容は以下のようである。1)先年度に引き続き、長尺前駆体線材の製作法の開発を目指して種々の断面構成を持つ線材試作を進めた。

試作を予定していたミラー型四極磁石用線材の試作では、製作過程での断線を完全に抑えることは出来なかったが、約1.2 kmの線材(線径0.7 mmの安定化銅付き線材)を製作することができた。また、Nbマトリックス線材でフィラメント間結合を抑制する新たな断面構成を持つ線材試作では、無断線で前駆体製作ができた。研究期間終了間際であったため、詳細な超伝導特性を評価するまでには至らなかったが、今後に期待の持てる結果であった。2)Nb3Al線材の磁化特性改善の試みでは、フィラメント間のNbバリアに新たな元素を導入する試みを行った。加工性が良く、前駆体製作過程での断線は生じず、今後に期待を持たせるものとなった。3)電流特性向上を目指した研究では、急熱急冷処理前のフィラメント内Al厚が電流特性にどのような影響を与えるかについて研究を行い、高電流密度を得るためのAl厚に関する指針を得た。4)長尺素線の製作が当初スケジュールより大幅に遅れたため米国Fermilabにおけるミラー型四極磁石用コイルの試作スケジュールの調整ができず、Nb3Al鞍型コイルの試作は出来なかった。代替として、高エネ研において以前から準備を進めていたNb3AlとNb3Snのレーストラックコイルを組み合わせた磁石の冷却・励磁試験を行なった。電源容量の制限によりNb3Alラザフォードケーブルの特性限界までの励磁は叶わなかったが、無事Nb3Alコイルの励磁に成功し、今後のNb3Al磁石開発に有益な知見を得ることができた。26年度が最終年度であるため、記入しない。低温・超伝導工学、加速器工学26年度が最終年度であるため、記入しない。高磁場Nb3Al超伝導磁石用の大電流ケーブルの開発で必要となる線材の細線化技術の検討・開発は順調に進んだ。長尺線材製造技術の開発では、素材であるTa箔の純度や機械特性のコントロールが十分でなかったためか、製造過程における断線を抑えることが出来なかった。然し乍ら、本研究の目的であるミラー型磁石の試作に必要となる程度のケーブル製作は、長尺線材製造技術が未熟でも、細線化技術を確立することが出来たので、問題なく行える見込みである。高磁場Nb3Al超伝導磁石用の大電流ケーブルの開発で必要となる線材の製作を進めたが、前駆体製造時の伸線工程におけるダイス条件設定トラブル及び安定化銅付着工程での予期せぬトラブルによりケーブル製作に必要な線材長を確保することができず、ケーブル試作を断念した。次年度は、これらの経験を基に万全の対策を施し、再度ケーブル試作に必要となるNb3Al線材の製作を試みる予定である。現在のところ、Nb3Al線材の長尺無断線製造は困難であるが、計画したミラー型超伝導四極磁石の試作に必要となる程度の線材製造技術はほぼ確立できたので、その超伝導ケーブルの製作を進める。平成24年度末までに磁石製作に必要となる超伝導ケーブルを準備し、平成25年度には米国フェルミ加速器研究所と協力してミラー型超伝導四極磁石の開発・試作を行う予定である。現在のところ、Nb3Al線材の長尺無断線製造法の確立は困難であるが、計画したミラー型超伝導四極磁石の試作に必要となる程度の線材(100 m x 27本)の製造は可能と考える。従来経験したことがなかったトラブルが発生したため、平成24年度の研究はかなり停滞したが、トラブルの原因究明とその対策が完了したので、平成25年度はミラー型超伝導四極磁石の試作に必要となるNb3Al線材の製作を再度試みる。
Pelargonium属植物における黄花品種の育成

1.花弁培養による花色変異の拡大2.種間交雑による花色の変異拡大Hoarea節内種間交雑を行い,多数の種間雑種を作出した.また,Hoarea節とPelargonium節との間では胚珠培養を併用して節間雑種を作出した.これら個体の多くは形態的観察から両者の中間的形質を示しており,雑種の可能性が高い.今後,開花特性や花型・花色などの諸形質を詳細に調査し,自家受粉および戻し交雑などにより後代を得て,新品種を育成する.1.花弁培養による花色変異の拡大2.種間交雑による花色の変異拡大Hoarea節内種間交雑を行い,多数の種間雑種を作出した.また,Hoarea節とPelargonium節との間では胚珠培養を併用して節間雑種を作出した.これら個体の多くは形態的観察から両者の中間的形質を示しており,雑種の可能性が高い.今後,開花特性や花型・花色などの諸形質を詳細に調査し,自家受粉および戻し交雑などにより後代を得て,新品種を育成する.1.花弁培養による花色変異の拡大2.種間交雑による花色の変異拡大Hoarea節内で交雑を行った約40の交配組合せのうち,9組合せから種子が得られた.節間における組合せでは,P.crispum×P.rapaceumにおいてのみ胚珠培養により幼植物が得られ,現在,気象器内で生育中である.得られた種子は,傷つけ,流水で水洗後,播種した.しかし,播種中,不発芽・枯死などを生じ,現在,O×Aで10,O×Caで15,Ca×Ode2,R×Caで3,Ca×Rで23個体が生育している.これらの個体の多くの葉型は両者の中間的形態を示しているが,今後,開花を待って開花特性や花型・花色などの諸形質を詳細に調査する予定である.1.花弁培養による花色変異の拡大(2)MSを基本培地とし、NAA、Kinetin、TDZおよびCasamino acids、Peptohe、Tryptoneの添加の有無と添加量による組合せにて、カルスからの再分化培地を検討した。ホルモンフリーおよびTDZ添加がシュート形成に効果が見られたものの、形成率はまだ低く、今後さらに培養条件を検討する必要がある。2.種間交雑による花色の変異拡大Hoarea節内で交雑を行った約40の交配組合せのうち,9組合せから種子が得られた。節間における組合せでは、P.crispum'Lemon C.'およびP.crispum'Prince R.'を種子親に用いた場合,胚珠培養の併用により個体が得られた。得られた種間交雑により得られた個体は、現在育成中で、今後、開花を待って開花特性や花型・花色などの諸形質を詳細に調査する予定である。
職場における合理的配慮の形成－乳がん患者と職場の相互作用

平成30年度は、平成29年度に行った文献調査、倫理申請、およびインタビュイーのリストアップをもとにインタビュー調査を行った。患者6名ならびにその上司6名へのインタビューを実施済みである。先行研究のレビューから得られた知見として、「患者側からの情報開示や必要な配慮の要求などの積極的な働きかけの重要性」がある。インタビューを行った6名は、自分の病気の状況、治療計画、副作用、必要な配慮などについて、上司や周囲にオープンに開示していた。そのため周囲も、患者が仕事と治療を両立させるために様々な場面で協力していた。また患者は、自分の仕事と治療の両立を支えるために必要な情報を積極的に得る働きかけをしていたことが分かった。具体的には、疾病休暇、勤務形態、各種手当など、会社の制度に関して調べたり、産業医とコミュニケーションを取るなど、積極的に情報や助言を収集していた。企業側は、患者に対して治療を優先させること、職場に必ず戻ってきてほしいことなどの心理的なサポートはもちろん、業務の調整や柔軟な働き方を認めるなどの道具的なサポートも行っていた。また患者の担当していた業務を周囲のメンバーが請け負う場合などは、そのメンバーの業務目標を調整したり、業務内容を見える化し、他のメンバーが代替できるような体制づくりも行っていた。がんに罹患した働く女性を対象とした研究では、「言えないつらさ」「相談できない」「わかってもらえない」などの困難が多く指摘されているが、周囲への開示は支援を受ける上できわめて重要であること、それにより周囲のメンバーに、患者を支えようという態度・行動が醸成されることが示唆された。病気に罹患した従業員がいることは、職場の業務分担や業務の見える化を促すことにもつながることも明らかになった。これらは、本人とその上司の双方にインタビューをする本研究ならではの知見であると言えよう。インタビュー調査の予定人数は患者1012名と、承諾が得られた場合にその上司にも行うという計画で進めてきた。これまでのところ、患者および上司のペア6組にインタビューが出来ており、治療と仕事の両立のための要因は概ね明らかになってきた。患者と上司の双方にインタビューできたこれまでの対象者は、治療と仕事の両立が上手くいっているグループであると言える。今後のインタビューでは、以前の仕事を辞めて乳がん患者の支援の業務を始めた女性や、元の職場に復帰したが仕事へのモチベーションが低下した女性、また自分の病気について開示できていない女性など、バリエーションを持たせたインタビューも行う。インタビュー対象として患者本人3名、上司1名から承諾を得ており、近々に実施予定である。本年度の6月までにインタビューを終了させ、これと並行して実施済みのインタビューの分析を進める。研究結果の発表については、これまではデータ収集期間であり、成果を発表する段階に至っていなかったが、本年度はこれまでの収集したデータの結果について9月の医療コミュニケーション学会で発表し、その後、論文にまとめて投稿する予定である。研究の次のステップとして、今年度の後半で量的調査を実施する予定である。インタビュー調査で明らかになった、治療と仕事の両立に必要な要件について、本人と職場の双方がどの程度行っているのかを質問紙調査で量的に明らかにする。質問紙の開発には、インタビュー調査にご協力いただいた患者さんも参加いただくparticipatory research methodを用いる。平成29年度は、当該研究の初年度であったため、主に先行研究・参考資料などの文献収集と読みこみ、調査実施のための諸手続きを行った。本研究の最初の3年間は、乳がんを経験した働く女性が、就労を継続するために、職場がどのような合理的配慮を提供しているのか、そこに至るコミュニケーションプロセスを聞き取り調査により明らかにする。乳がん経験者本人と、職場の担当者(主には上司)の両者にインタビューを行うが、両者に不利益が生じないような倫理的な配慮がきわめて重要であり、対象者のリクルーティング方法、説明資料などの準備を、共同研究者とともに熟考した。それを研究代表者の所属する東洋大学および共同研究者が所属し、乳がん経験者(=患者)のリクルーティングを行う聖路加国際病院の研究倫理審査委員会の審査を申請、研究の進め方に関し3か月にわたる検討を経て、承認を得た。承認を受けて、共同研究者である山内医師と橋本看護師が、本研究にご協力いただく候補者のリストアップを行い、協力の打診を行っている。本研究の後半では、米国に在住する乳がん経験者にもインタビューを行い、がんの治療をしながら就労継続する際の職場の配慮に関しての日米の異同を検討し、日本の職場の課題を明らかにすることも視野に入れている。米国でがん患者の心理社会的困難と対策についての研究の第一人者であるNorthwestern UniversityのPenedo教授と、本研究の意義についての意見交換を行い、米国でのインタビュー調査の際に、協力をいただけることとなった。本研究は乳がん患者を対象としており、インタビューにより対象者に不利益や精神的苦痛が生じないように十分配慮することが必要である。そのためには、研究実施のプロセスや倫理的配慮の十分な検討が重要であることを共同研究者と議論し、当初インタビュー実施を予定していた平成29年度には、インタビュー準備を十分に行う期間とし、インタビューは平成30年度に行うことにした。平成29年度には、乳がん患者が就労を継続するにあたっての困難、企業の課題についてなどの先行研究の読みこみ、研究方法の詳細検討、東洋大学および聖路加国際病院における倫理審査などの準備を行った。現在は、平成30年度に行うインタビュー調査にご協力いただく乳がん経験者のリストアップと打診を行っている。以上より、本研究はおおむね順調に進展していると考える。

平成30年度は、平成29年度に行った文献調査、倫理申請、およびインタビュイーのリストアップをもとにインタビュー調査を行った。患者6名ならびにその上司6名へのインタビューを実施済みである。先行研究のレビューから得られた知見として、「患者側からの情報開示や必要な配慮の要求などの積極的な働きかけの重要性」がある。インタビューを行った6名は、自分の病気の状況、治療計画、副作用、必要な配慮などについて、上司や周囲にオープンに開示していた。そのため周囲も、患者が仕事と治療を両立させるために様々な場面で協力していた。また患者は、自分の仕事と治療の両立を支えるために必要な情報を積極的に得る働きかけをしていたことが分かった。具体的には、疾病休暇、勤務形態、各種手当など、会社の制度に関して調べたり、産業医とコミュニケーションを取るなど、積極的に情報や助言を収集していた。企業側は、患者に対して治療を優先させること、職場に必ず戻ってきてほしいことなどの心理的なサポートはもちろん、業務の調整や柔軟な働き方を認めるなどの道具的なサポートも行っていた。また患者の担当していた業務を周囲のメンバーが請け負う場合などは、そのメンバーの業務目標を調整したり、業務内容を見える化し、他のメンバーが代替できるような体制づくりも行っていた。がんに罹患した働く女性を対象とした研究では、「言えないつらさ」「相談できない」「わかってもらえない」などの困難が多く指摘されているが、周囲への開示は支援を受ける上できわめて重要であること、それにより周囲のメンバーに、患者を支えようという態度・行動が醸成されることが示唆された。病気に罹患した従業員がいることは、職場の業務分担や業務の見える化を促すことにもつながることも明らかになった。これらは、本人とその上司の双方にインタビューをする本研究ならではの知見であると言えよう。インタビュー調査の予定人数は患者1012名と、承諾が得られた場合にその上司にも行うという計画で進めてきた。これまでのところ、患者および上司のペア6組にインタビューが出来ており、治療と仕事の両立のための要因は概ね明らかになってきた。患者と上司の双方にインタビューできたこれまでの対象者は、治療と仕事の両立が上手くいっているグループであると言える。今後のインタビューでは、以前の仕事を辞めて乳がん患者の支援の業務を始めた女性や、元の職場に復帰したが仕事へのモチベーションが低下した女性、また自分の病気について開示できていない女性など、バリエーションを持たせたインタビューも行う。インタビュー対象として患者本人3名、上司1名から承諾を得ており、近々に実施予定である。現在インタビューにご協力いただく候補者に打診中であり、承諾が得られ次第インタビューを実施する。インタビュー終了後に分析を行いながら、インタビューガイドを適宜修正し、継続して行う。秋までに10名を目標にインタビューを実施予定である。
構造化個体群モデルの数学的理論とその感染症疫学および人口学への応用

[1]一般的な時間的変動環境における個体群増殖の閾値条件を与える基本再生産数理論は,感染症疫学や人口学における最も基本的な重要性を持つ理論である.近年,これまでは扱うことのできなかった同次非線形モデルのゼロ解の安定性に関する基本再生産数がThieme等によって提起されたが,そこでは錐スペクトル半径の概念がキーとなる.この点から従来の線形理論をふりかえってみると,Inaba (JMB, 2012)が提起した世代発展作用素のスペクトル半径が,一般変動環境における基本再生産数を与えることがわかる.一方,このような基本再生産数が,時間依存非線形系の解の安定性の指標になっているかどうかは,線形化安定性原理がないために明確ではなかった.そこで,時間依存システムの解発展作用素に対応する発展半群を考えて,もとのシステムのゼロ解ないし周期解は,時間変数を含む拡張された状態空間における自律系の定常解としてとらえられることを示し,発展半群を解作用素とする自律系に対する線形化安定性原理によって,個体群の絶滅と存続に関する基本再生産数の閾値性を明らかにした.[2]感染からの回復が生涯免疫を誘導しないで,感受性を回復する感染症は広く存在するが,そのような感染症の数理モデルであるSIRSモデルは,ホストの年齢構造を考慮した場合は解析は容易ではなく,年齢構造化SIRモデルと異なってこれまで成果が無かった.本研究においては,SIRSモデルの定常解とその安定性を分岐計算によって示すとともに,コンパクトアトラクターの存在をしめすことで優臨界での感染個体群のパーシステンスを証明し,一般的な閾値原理が年齢構造化SIRSモデルに対して成り立つことを示した.研究課題の一つである人口転換の感染症数理モデルの構築と解析を大学院生齋藤涼平との協力の下でおこなった.本研究では、人口転換(demographic transition)とよばれる人口学的現象を,感染症数理モデルとして定式化し,その振る舞いを数学的に解析すること,同時に一次同次性をもつ構造化個体群モデルにおける指数関数軌道の存在と安定性に関するWebbの理論,およびHadeler, Iannelli, Martchevaの理論を統一的に理解することを目指した.周知のように,人口転換とは、高い死亡率・高い出生率(多産多死)の状態から低い死亡率・高い出生率(多産少死)を経て低い死亡率・低い出生率(少産少死)に至る一連の歴史的な人口再生産様式の遷移過程をさす.人口転換の要因に関する拡散理論は,少産動機が初めに都市の中産階層に育まれ,これが次第に他の階層ないし集団に受容され,拡散していったとする考えである.拡散説の特徴は,かならずしも社会経済要因が整わなくても,低出生力集団の再生産様式の模倣がおきうるというダイナミカルな仮定にある.本研究では、人口転換の拡散モデルとして,低い出生力をもつ個体(感染個体/Infected)からから高い出生力をもつ個体(感受性個体/Susceptible)へと少産動機が「感染」し,感染した個体は低出生力個体を再生産するという人口転換に関する年齢構造化感染症数理モデルを提案した.年齢構造を考慮した結果,二つの異なる出生力をもつ人口集団が共存する解があることがわかった.また一方の集団が安定成長している場合に,他集団が侵入した場合における侵入可能性条件を再生産数を定義して定式化し,それが共存軌道の存在条件にもなっていることを示した.またその過程で,一次同次力学系における軌道安定性に関する従来の二つの定義が同値であることを示した.一次同次の無限次元力学系に対するWebbの理論,およびHadeler, Iannelli, Martchevaの理論という二つの立場に関して,安定性に関してはそれらが同値であることを示して,自明軌道の安定性問題を,見通しよく理解できたことは,より一般的な状況へのステップとして興味深い結果である.少なくとも軌道安定性のローカルな理論は,既存の力学系の線形化安定性・不安定性理論の延長として理解できると期待できる.また,この線形化安定性原理は,人口論において懸案であった年齢構造化ペア形成モデルにおける非自明マルサス成長解の安定性解析へも応用できると思われる.[1]人口転換現象を,感染症数理モデルとして定式化し,その振る舞いを数学的に解析することを試みた.人口転換とは、高い死亡率・高い出生率の状態から低い死亡率・高い出生率を経て低い死亡率・低い出生率に至る一連の歴史的な人口再生産様式の遷移過程をさす.人口転換の要因に関する拡散理論は,少産動機が初めに都市の中産階層に育まれ,これが次第に他の階層ないし集団に受容され,拡散していったとする考えである.拡散説の特徴は,かならずしも社会経済要因が整わなくても,低出生力集団の再生産様式の模倣がおきうるというダイナミカルな仮定にある.本研究では、人口転換の拡散モデルとして,低い出生力をもつ個体からから高い出生力をもつ個体へと少産動機が「感染」し,感染した個体は低出生力個体を再生産するという人口転換に関する年齢構造化感染症数理モデルを提案した.年齢構造を考慮した結果,二つの異なる出生力をもつ人口集団が共存する解があることがわかった.また一方の集団が安定成長している場合に,他集団が侵入した場合における侵入可能性条件を再生産数を定義して定式化した.[2]一般的な時間的変動環境における個体群増殖の閾値条件を与える基本再生産数理論を再検討した.近年,これまでは扱うことのできなかった同次非線形モデルのゼロ解の安定性に関する基本再生産数がによって提起されたが,そこでは錐スペクトル半径の概念がキーとなる.

この点から従来の線形理論をふりかえってみると,稲葉が提起した世代発展作用素がのスペクトル半径が,一般変動環境における基本再生産数を与えることがわかる.一方,このような基本再生産数が,時間依存非線形系の解の安定性の指標になっているかどうかは明確ではない.非自律系における自明解の線形化によって得られる基本再生産数が,個体群存続と絶滅の閾値として機能することを明らかにすることを目的としている.[1]人口転換モデルに関しては,単純な常微分方程式モデルによって,基本再生産数の役割を明らかにして,人口転換および少産状態からの逆転換の起きる条件を明らかにできた.一方,年来構造化モデルはずっと解析が困難であったが,正規化されたシステムにおける共存定常解の存在条件を示すことができた.その安定性や一意性はまだ未解明であるが,境界定常解の安定性については基本再生産数によって定式化できている.論文は投稿中である.[2]錐スペクトル半径の理論によって,従来の稲葉による基本再生産数の定義を見直して,一般に世代推進作用素のスペクトル半径が基本再生産数であることが示された.しかしそれが非線形非自律系モデルに対して持つ意義は未解明である.しかしながら,絶滅の十分条件であることは発展半群の理論により示され,部分的に進展している.[1]一般的な時間的変動環境における個体群増殖の閾値条件を与える基本再生産数理論は,感染症疫学や人口学における最も基本的な重要性を持つ理論である.近年,これまでは扱うことのできなかった同次非線形モデルのゼロ解の安定性に関する基本再生産数がThieme等によって提起されたが,そこでは錐スペクトル半径の概念がキーとなる.この点から従来の線形理論をふりかえってみると,Inaba (JMB, 2012)が提起した世代発展作用素のスペクトル半径が,一般変動環境における基本再生産数を与えることがわかる.一方,このような基本再生産数が,時間依存非線形系の解の安定性の指標になっているかどうかは,線形化安定性原理がないために明確ではなかった.そこで,時間依存システムの解発展作用素に対応する発展半群を考えて,もとのシステムのゼロ解ないし周期解は,時間変数を含む拡張された状態空間における自律系の定常解としてとらえられることを示し,発展半群を解作用素とする自律系に対する線形化安定性原理によって,個体群の絶滅と存続に関する基本再生産数の閾値性を明らかにした.[2]感染からの回復が生涯免疫を誘導しないで,感受性を回復する感染症は広く存在するが,そのような感染症の数理モデルであるSIRSモデルは,ホストの年齢構造を考慮した場合は解析は容易ではなく,年齢構造化SIRモデルと異なってこれまで成果が無かった.本研究においては,SIRSモデルの定常解とその安定性を分岐計算によって示すとともに,コンパクトアトラクターの存在をしめすことで優臨界での感染個体群のパーシステンスを証明し,一般的な閾値原理が年齢構造化SIRSモデルに対して成り立つことを示した.軌道安定性の十分条件については,おおむね期待どうりであったが,引き続き不安定性の理論の検討をおこないたい.結果として,人口転換の感染症モデルに限らず,一般的な一次同次無限次元力学系に適用可能であるような概念整備と普遍的な定理の定式化をはかっていきたい.
施設の良好な景観を維持管理するためのコスト算定手法に関する研究

本研究課題では、環境配慮型事業によって整備された基盤施設の維持管理や、施設を利用した環境活動に伴う負担の成り立ちを判別分析によって明らかにし、環境活動の価値構造が活動主体にとってどのように認識されているのかを、共分散構造分析によって解明した。その結果、活動に伴うコストを構成する要因と、それを軽減するための方策について、一定の知見を得ることができた。本年度は、環境配慮型事業に伴って整備された施設の維持管理実態に係る諸要因の分析を行った。まず、全都道府県に対して行ったアンケート調査の回答結果について、クロス集計を行った。その結果は、「事業の特性」「合意形成」「地元関係者の関与」「維持管理活動の概要」「苦情等」の5項目に大別して整理した。この結果に基づき、「苦情」を維持管理活動に対する負担感とみなし、その構造について分析を行った。まず、単純な集計を通して、苦情内容が金銭的負担に関するものと、活動の担い手に関するものとに二分されることがわかった。次に、苦情の有無を目的変数とする判別分析を行ったところ、活動主体が抱く負担感は金銭的な要因ではなく、主として社会構成上の問題(たとえば、受益農家のみが維持管理活動を行い、受益非農家は一切参加しないなど)に起因することが明らかになった。したがって、維持管理に伴う負担感が金銭的な対価で解決できないことから、農家/非農家を問わず、活動主体が活動に対して抱く価値観を高める必要を指摘することができた。以上より、維持管理活動を健全に維持していくには受益者全体の参画が必要で、活動主体が活動に対する意義と価値を理解し、また積極的に価値を創造していくことの重要性を実証することができた。維持管理活動を健全に維持していくには活動主体が活動に対する意義と価値を理解することが重要性だという前年度の研究成果に基づき、本年度は、環境配慮型事業に伴って整備された施設を活用した住民主体の活動について、その価値構造がどのように認識されているのかを明らかにした。まず、活動を「製品」、活動主体を「顧客」とみなすことで、活動に参画する人々の集合を仮想的な市場とするマーケティングミックスを構成し、活動の価値分析を行うための概念整理を行った。この考え方に基づき、活動に対する価値観の構造を共分散構造分析によって解明することとした。分析事例は、大阪府のため池オアシス構想によって整備され、その後の地域活動の優良事例である長池オアシス(大阪府泉南郡熊取町)を対象として選定した。分析の結果、活動に対する意欲に直接影響する要因は「愛着心」と「制約感」であり、他の潜在変数は愛着心を高めることに寄与する要因と解釈できる一方、「制約感」は活動に対する意欲に負の影響を及ぼしているものの価値構造の主たる要因とはいえないことがわかった。以上のことから、活動に対する意欲を高めるには負の要因を取り除くよりも、活動や施設に対する愛着心を積極的に喚起する方が有効であることが示唆される。また、活動や施設そのものの魅力だけではなく、活動を通して新たな人間関係が形成されることの意義を認識することも、愛着心を育み、活動への意欲を高めるために重要であることが明らかになった。過去2年の調査および分析を通して、良好な景観形成などを目的とする環境配慮型事業によって整備された基盤施設の維持管理や、施設を利用した環境活動に伴う負担感の成り立ちが明らかになった。そこでは、純粋な金銭的負担よりもむしろ、心理的な負担が主になっていることが示された。本年度は研究最終年度として、研究期間を通して得られた知見を整理し、将来の政策提言等に寄与するための総括を行った。以下に、その要点をまとめる。環境配慮型事業に伴って付加価値的に環境への配慮が行われた施設の維持管理においては、費用や作業頻度などの直接的な負担は従来のものと比較して有意な違いは見出せない。一方、施設を利用した環境活動は、この種の施設に特有の活動であり、担い手あるいは活動主体にとって新たな負担となることを避け得ない。両者共に負担の主たる要因は、活動に参画する住民の層(農家/非農家)に関する「社会面」と、活動に必要となる「資金面」の2つに大別される。しかし、特に環境活動において活動主体が拠出する資金が公共団体等からの助成金を大幅に上回る場合を除き、資金面の要因が活動主体の負担感を左右するわけではない。また、事業の計画段階における合意形成の仕方も、負担感にそれほど影響はしない。以上のことから、整備後の施設を健全に維持し、当初の事業目的を持続的に達成していくためには、単に費用弁償を行うのではなく、活動主体が活動に対する意義と価値を理解できるようにすることこそが重要であると結論づけられる。こうした活動に対する意欲の構成、すなわち価値構造は、主として「愛着心」と「制約感」から成り立っている。また他の潜在変数は、愛着心を高めることに寄与する要因と解釈できる。このように本研究を通して、活動の負担、すなわち広義のコストを構成する要因と、それを軽減するための方策について、一定の示唆を与えることができた。
機械学習の情報幾何学的解析

本研究は、機械学習において、与えられた例題の数と機械の性能の関係を、情報幾何学的手法により理論的に解決しようというものである。本研究では、学習の良さの評価に予測誤差を用いる。予測誤差とは、新規の問題がランダムに選ばれて与えられた時の機械の出力誤差の期待値である。その値は与えられた例題に依存するので、例題もランダムに選ばれるとしてその期待値をとる。それにより、予測誤差は与えられた例題数の関数になる。パラメータに対して出力が滑らかな関数である機械の予測誤差はパラメータ数m、例題数tの時にm/tとなることが知られているが、滑らかでない機械で最も単純な、線形分離機械では0.66m/tになることが実験的に知られている。そこで、線形分離機械の予測誤差を調べた。線形分離機械では与えられた例題が半球面上の点群になることを利用し、積分幾何学を用いて点群の凸包の面の数の期待値を求め、これとオイラの関係式から予測誤差の新しいバウンドを導いた。また、与えられたデータが不完全である場合についても考察した。不完全データから、欠損部分とパラメータの双方を反復的に推定する方法として、EMアルゴリズムがよく知られている。本研究では、例題数が大きく漸近論が適用可能である場合に、EMアルゴリズムで推定されたパラメータがどのような分布に従うかを調べた。その結果、真のパラメータを推定モデル空間に射影した点を中心とする正規分布をすることがわかった。原理的には、推定パラメータの分布から予測誤差が求められるのであるが、分布自体が複雑な式で表されるために予測誤差の導出には至らなかった。これが今後の課題である。
慢性腎臓病と異常腸内細菌叢による悪循環「腸腎連関」の病態生理の解明

慢性腎臓病(CKD)モデルラットを用いて腸内環境の変化の評価を行った。CKD惹起1ヶ月では腸内のクロストリジウム群の一種で菌数の増加が認められ、また腸管粘膜の形態的な変化を認めた。さらに血清インドキシル硫酸の上昇と腸管内インドール濃度の上昇を認め、また軽度の腎障害でもこれら尿毒素が上昇することが明らかとなった。腸内細菌叢の変化を抑制する目的でprebioticsであるガラクトオリゴ糖(GOS)を投与したところ、CKDモデルで見られたクロストリジウム群の増加が抑制され、血中の尿毒素濃度も低下しており、GOSによる腸内環境と尿毒症状態の改善が認められることを明らかとした。腎障害と尿毒素、腸内環境の変化についての研究を進めるにあたり、平成25年度は5/6腎摘ラットによる慢性腎臓病(CKD)モデルを採用し、腸内環境の変化の評価を行った。当初計画では疾患惹起3ヶ月モデルでの評価を予定していたが、多くの条件検討を必要とすることから初期評価には1ヶ月モデルを用いた。腸内環境変化に対する評価項目は細胞浸潤、腸管上皮細胞の形態変化、腸内細菌叢16S RNAに対するPCRでの定量的評価などの検討を行った。腸内細菌叢は疾患惹起1ヶ月でクロストリジウム群の一種で菌数の増加が認められた。このとき有意な炎症細胞浸潤は認めなかったが形態的な変化を認めた。また代表的な尿毒素であるインドキシル硫酸の血清濃度の上昇やその前駆体であるインドール濃度の腸管内での上昇を認めた。この段階では腎機能障害はさほど強くなかったが、それにも関わらず血清尿毒素などの上昇を認めることが明らかとなった。CKD惹起による腸内細菌叢の変化を抑制する目的でガラクトオリゴ糖を投与する実験を行った。するとCKDモデルで増加が見られたクロストリジウム群の増加抑制が認められた。また血中のインドキシル硫酸濃度も低下しており、ガラクトオリゴ糖を投与することで腸内環境が改善され、同時に尿毒症状態が改善されることが明らかとなった。このためここまでの成果をまず論文にまとめることとし、現在投稿手続き中である。CKDにおける腸管での慢性炎症状態の評価とバリア機能への影響の評価も予定しており、この目的で血清エンドトキシン濃度の測定を試みたが、モデル動物で有意なエンドトキシン濃度の上昇が認められず、まだ技術的な問題が存在する可能性も考え、今後もアッセイ系の確立に務める予定である。さらに腸管上皮細胞のバリア機能については現在蛍光ラベルしたトレーサー投与によりバリア機能を評価する系を確立中であり、引き続き平成26年度に評価を行っていく方針としている。平成26年度は平成25年度中に進めていた慢性腎臓病モデルラットの1ヶ月での解析を進め、またその結果を受けて新たに尿毒素自身による腸管内の環境の変化について研究を進めた。まずCKD惹起1ヶ月では、腸内細菌叢ではクロストリジウム群の一種で菌数の増加が認められ、また腸管粘膜の形態的な変化を認めた。さらにインドキシル硫酸の血清濃度の上昇とその前駆体のインドール濃度の腸管内での上昇を認め、軽度の腎機能障害でも血清尿毒素濃度の上昇と腸管内のインドール濃度上昇を認めることを明らかとした。また腸内細菌叢の変化を抑制する目的でガラクトオリゴ糖を投与したところクロストリジウム群の増加抑制が認められ、血中のインドキシル硫酸濃度も低下しており、ガラクトオリゴ糖による腸内環境と尿毒症状態の改善も認められることを明らかとし、論文として発表した。続いて血中および腸管内尿毒素の上昇が軽度の腎機能障害の時点ですでに惹起されていたことから、腎不全における尿毒素の上昇はこれまでに考えられていたような腎機能低下による蓄積以外に、腸内細菌叢の変化による尿毒素の産生亢進や腸管粘膜障害による透過性亢進も寄与している可能性を疑った。このため腎障害により上昇した尿毒素が腸管内にも分泌されることで腸内細菌叢の変化と腸管粘膜の障害を惹起するか評価を行うこととした。尿毒症による腸管粘膜の変化の評価方法を確立するため、これまでに光学顕微鏡的な形態評価に加え、免疫組織染色によるタイトジャンクション蛋白の評価をこれまでに作成した慢性腎臓病モデルラットの組織を用いて行っている。またこれらの評価方法により粘膜障害が起こるCKDラットの条件を確立した段階で、尿毒素の直接投与(経口及び腹腔内投与)で腸管粘膜障害の起こる条件を確立し、続けて粘膜のバリア機能の評価となる蛍光ラベルしたトレーサーの投与によるトレーサー実験を施行していく予定である。腎障害と尿毒素、腸内環境の変化について研究を行うにあたり、慢性腎臓病(CKD)モデルを用いて腸内環境の変化の評価を行った。当初疾患惹起3ヶ月モデルでの評価を予定していたが、多くの条件検討を必要とすることから1ヶ月モデルを用いて腸内環境の変化を評価した。CKD惹起1ヶ月では、腸内細菌叢ではクロストリジウム群の一種で菌数の増加が認められ、また腸管粘膜の形態的な変化を認めた。生化学的検査ではインドキシル硫酸の血清濃度やインドール濃度の腸管内での上昇を認め、軽度の腎機能障害でもこれら尿毒素が上昇することが明らかとなった。

また腸内細菌叢の変化を抑制する目的でガラクトオリゴ糖を投与したところCKDモデルで増加が見られたクロストリジウム群の増加抑制が認められ、血中の尿毒素(インドキシル硫酸)濃度も低下しており、ガラクトオリゴ糖による腸内環境と尿毒症状態の改善も認められることを明らかとし、論文として発表した。続いて腎不全における尿毒素の上昇には腸内細菌叢の変化による尿毒素の産生亢進や腸管粘膜障害による透過性亢進も寄与している可能性を疑い、まず腎障害モデルにおける腸管粘膜障害の評価方法の確立を目指した。HE染色、PAS染色による細胞浸潤の評価、またタイトジャンクション蛋白であるclaudin-1の染色による評価方法を行うこととし、これらの評価方法の確立は完了した。続いて尿毒素の直接投与(経口及び腹腔内投与)で腸管粘膜障害の起こる条件を確立した。最終年度にはこれらの成果をシンポジウムで発表する機会を得、海外からの研究者との交流も合わせ、他臓器疾患における腸内細菌叢の変化の研究についての情報を得、今後の研究の展開を検討する機会とすることが出来た。慢性腎臓病(CKD)モデルラットを用いて腸内環境の変化の評価を行った。CKD惹起1ヶ月では腸内のクロストリジウム群の一種で菌数の増加が認められ、また腸管粘膜の形態的な変化を認めた。さらに血清インドキシル硫酸の上昇と腸管内インドール濃度の上昇を認め、また軽度の腎障害でもこれら尿毒素が上昇することが明らかとなった。腸内細菌叢の変化を抑制する目的でprebioticsであるガラクトオリゴ糖(GOS)を投与したところ、CKDモデルで見られたクロストリジウム群の増加が抑制され、血中の尿毒素濃度も低下しており、GOSによる腸内環境と尿毒症状態の改善が認められることを明らかとした。CKDにおける腸内環境の変化を、腸内細菌叢、尿毒素濃度など複数の視点で解析し、新規性のある内容を今回論文として発表できたことは意義深いと考えている。現在さらに発展させて尿毒素が腸管に及ぼす影響について検討を進めている。新たな実験系・評価方法も試しているため当初の予定よりは困難な点もあり、時間をかけて評価することが必要であるが、新たな視点による先駆性のある研究であることを意識しつつ困難にはフレキシブルに対応しつつ迅速に研究を進めていきたい。腎臓内科学本研究で強調している「腸腎連関」について、平成25年度の研究で示された「腎障害惹起で腸内環境が変化する」、という基本的な概念を平成26年度以降はさらに発展させ、粘膜の炎症、腸管上皮の緻密性の低下、尿毒素の上昇、腸内細菌叢の変化の関連について評価を深めるべく研究を継続していく予定としている。新たな評価方法なども可能な限り確立しつつ腎不全・尿毒症研究に新たな視点を提供できるようにしたい。現在は尿毒症による腸管粘膜の障害の解析を進めており、粘膜障害の評価方法を確立した後に尿毒素による影響を評価していくこととしたい。CKDにおける腸内環境の変化を、腸内細菌叢、尿毒素濃度など複数の視点で解析できたことは新規性があり、一部予定していた実験系が十分な信頼性を持って稼働しなかったこともあったものの、現在論文として投稿中であり、十分な達成度であったと評価したい。一方でエンドトキシン測定の技術的問題やバリア機能の評価については当初の想定よりも時間がかかっているものの、あまり困難であるようであれば代替方法も検討していくことで実験の遅滞をなるべく生まないようにしていきたい。
強磁場を利用した弱磁性物質の構造制御及び新機能材料創製

本年度は、強磁場に応答する材料・デバイスの開発を念頭に置き、硫化鉄材料の機能開拓を進めた。この硫化鉄、Fe_<1-x>S、は2つの特徴的な相転移、反強磁性秩序を持ったスピンの方向の変化および鉄空孔の秩序・無秩序転移を示す。前者の転移については、この転移に伴い、鉄イオンの軌道状態が変化し、それに起因して電気伝導の次元性が変化する様子、すなわち低温の二次元的な伝導から高温の三次元的なものへの変化が観察された。これは強磁場によりスピンの方向を制御することで電気伝導の次元性を制御するという新規デバイスの開発につながるものであり、この現象についてより知見を深めるべく、伝導性、軌道状態の変化を分光実験や詳細な構造解析などにより詳細に調べた。また、後者の転移については、硫化鉄においては鉄欠損により生じた空孔がある空孔濃度を境として秩序-無秩序転移を示すことが知られていた。ここで、この秩序-無秩序転移の臨界組成を有する試料に着目することで、空孔の配列状態を利用した新規メモリ効果の開発を行ってきた。これは、臨界組成を持つ試料を徐冷した場合は、空孔の秩序配列を持つことによるフェリ磁性を持ち、一方急冷した試料は空孔の配列に乱れが生じるため、自発磁化を持たない超常磁性的振舞いを示すというものであり、そのため熱処理条件を変化させることで磁気メモリ効果が得られるものである。本年度はこのメモリ効果の起源についてより理解を深めるべく局所構造解析や輸送現象の測定などを行い、磁気特性と局所構造との相関や電子状態の変化などを調査した。強磁場を利用した構造制御として、これまでガラスなどの反磁性粒子において磁場と平行方向にチェーン状構造を形成するという、一次元的な配列制御を確認していた。これに加え、現時点では、磁場と垂直な方向において反磁性粒子が三角格子状の配列を形成するという二次元的な配列制御も可能であることを確認している。現在、種々のシステムにおいて、これらの現象を利用し、その構造制御および特性制御を試みている。特に、粒子群の配列による光学特性の制御を視野に入れている。また、上の実験と並行して、磁場により構造、伝導性、誘電性などの物性が大きく変化するような材料の探索を進めている。現在は遷移金属硫化物、セレン化物を対象どして、特に硫化鉄およびセレン化鉄の磁気転移を磁場により制御することを試みる実験を行っている。これらの物質では、容易軸方向が変化する一次の磁気転移に伴い、結晶構造、電気伝導率などの物性値が変化を示す。この転移を磁場で制御することにより、磁場誘起の構造相転移や大きな磁気抵抗効果が期待できる。現時点までの成果として、セレン化鉄において磁気転移における振る舞いが、強磁場下において大きく異なる様子が観察されている。また、ある磁場の値以上で、相転移が消失するような臨界点の存在を示唆するような興味深い結果も得られている。さらに、遷移金属カルコゲナイドにおいては、カチオンサイトに空孔が生じやすく、その空孔の配列の仕方による種々の超格子構造が存在し得ることが知られている。空孔が配列し超格子を形成した場合と、空孔は無秩序に配列している場合で、磁気的性質が大きく異なるため、このような系においては、強磁場を用いることで空孔の秩序・無秩序転移を観測できると考えられる。このような現象は、原子レベルでの構造を磁場により制御可能であることを示すものとして非常に興味深いものであり、現在この観測に向けた実験が進行中である。今年度の研究として、強磁場下において新奇な現象を示す物質を基礎物性および応用の両観点から探索を行った。応用面に関しては、ある種の遷移金属カルコゲナイドにおいて新規磁気メモリ効果に関する研究を行った。この材料は、結晶中に存在する遷移金属サイトの空孔が秩序配列を示すことが知られており、その空孔の配列に起因して通常はフェリ磁性を示す。本研究では、材料の精密な組成制御およびその試料の適切な熱処理条件の選択によって、その空孔の配列状態を制御できることを示し、結果としてその磁気的性質を制御することに成功した。具体的には硫化鉄(FexS,x=0.92)において多結晶試料、単結晶試料ともに、除冷した試料は自発磁化をもつフェリ磁性、急冷した試料は自発磁気を持たない超常磁性的振舞いを示す結果が得られた。このような材料の振舞いは、新規磁気メモリ材料として有用であると考えられる。また、基礎物性的な観点から興味深い性質を示す物質として鉄セレナイドFe_7Se_8について、その強磁場下での振舞いの研究を行った。この物質は低温で自発磁化の方向が変化する転移をするが、その転移点が磁場の印加により大きく変化し、また強磁場下において転移が消失するような臨界点の存在が示唆される結果がこれまでに得られている。今年度は、パルスマグネットを用いた超強磁場下における磁化測定、磁気転移前後の結晶構造の解析などにより、この磁気転移の振舞いに関する知見を集めた。

これは強磁場によりスピンの方向を制御することで電気伝導の次元性を制御するという新規デバイスの開発につながるものであり、この現象についてより知見を深めるべく、伝導性、軌道状態の変化を分光実験や詳細な構造解析などにより詳細に調べた。また、後者の転移については、硫化鉄においては鉄欠損により生じた空孔がある空孔濃度を境として秩序-無秩序転移を示すことが知られていた。ここで、この秩序-無秩序転移の臨界組成を有する試料に着目することで、空孔の配列状態を利用した新規メモリ効果の開発を行ってきた。これは、臨界組成を持つ試料を徐冷した場合は、空孔の秩序配列を持つことによるフェリ磁性を持ち、一方急冷した試料は空孔の配列に乱れが生じるため、自発磁化を持たない超常磁性的振舞いを示すというものであり、そのため熱処理条件を変化させることで磁気メモリ効果が得られるものである。本年度はこのメモリ効果の起源についてより理解を深めるべく局所構造解析や輸送現象の測定などを行い、磁気特性と局所構造との相関や電子状態の変化などを調査した。