hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
糖鎖及びヌクレオシドを有する高分子の組織化による高機能材料化

ウリジンのC-5′位を選択的にトリチル化し、アセチル化、脱トリチル化の後、p-スチレンスルホニルクロリドと反応して得られたモノマーを重合し、ポリマーをアンモニア飽和メタノールにより脱アセチル化してウリジンを有するポリマーを得た。一方、ウリジンp-スチレンスルホナ-トモノマーとガラストース等の糖残基を有するモノマーとの共重合により目的とするヌクレオシド(ウリジン)および糖を有する高分子を合成した。ウリジンを有するポリスチレンはガラクトシルトランスフェラーゼを阻害した。強い阻害作用の主な要因としては、高分子阻害剤を用いたことによる高分子効果のため、見かけの結合定数が大きくなったためと考えられる。さらに、ウリジンを有するポリスチレンを疎水性シャーレ表面にコートし、細胞膜表面にガラクトシルトランスフェラーゼを有する線維芽細胞3T3-L1の接着や増殖を検討した。ウリジンを有するポリスチレンの疎水性シャーレへの吸着はESCAにより確認された。ウリジンを有するポリスチレンでコートされた疎水性シャーレへの線維芽細胞3T3-L1の接着は、未処理シャーレ上への接着と比較して、接着細胞数の増大が確認された。しかも、この細胞接着はEDTAによって阻害された。即ち、この細胞接着は金属イオンを必要とする特異的接着であり、細胞表面の糖転移酵素を介したものである可能性が高いと考えられる。また、ポリマーコートシャーレ上にコンフルエントになるように播種した線維芽細胞3T3-L1の一部ををパスツールピペットではがし取り、無血清培地中で24時間培養し、細胞の動きを観察したところ、3T3-L1細胞はウリジンを有するポリスチレンでコートしたシャーレ上を移動していることがわかった。このことは、細胞膜表面のGalTaseがウリジンを認識して結合と解離を繰り返している可能性があることを示している。
弦理論の非可換幾何学的側面

今年度は、弦理論の非可換幾何学的な側面を研究の最後の仕上げとして、弦理論を初めとする非可換幾何学的な性質をもつ諸理論を勉強して、比較しオリジナルなモデルを作ろうという試みをした。弦理論そのものや、IIA及びIIBマトリックス理論その上位理論であるSuper Matrix理論、開弦及び閉弦の弦の場の理論などが主な研究対象となった。その結果として分かったのは、現在の非可換幾何学を大きく越えた範疇を組み上げる必要があるということである。特に、閉弦の非結合性を考えると、性質が良く分かっているvon Neumann代数を用いた一般的な非可換幾何学を大きく離れることになる。非可換かつ非結合な代数によって表される新たな幾何学を考える必要性を感じ、それの構築に時間を注いだ。しかし、幾何学を与える代数の制約があまりにも小さいために、論文になるほどの意味のある結果を得ることは難しかった。そこで、いくつかの具体例を研究した。最も簡単な非結合性をもつバックグラウンドである、空間の1次の関数であらわされるNS-B background上でのD-braneの有効作用を考えて、その数学的な表現法を開発した。それ以外のアプローチとして、閉弦の場の理論の観点から弦理論の非結合幾何学的な性質を調べた。最後に、弦理論そのものに立ち帰り、弦理論の構成要素である閉弦,開弦,D-brane, NS-5brane等の成す代数を考える試みを続けているが、年度末までに論文として出版可能な状態にまでもっていくことができなかった。私は弦理論を究極理論の侯補たらしめている理由の一つとして、弦理論の持っている非可換幾何的な性質があるのではないかという推論のもとに本研究を進めているが、弦理論においては閉弦を背景場として持つ場合には、弦理論が定義する幾何学は非可換性だけではなく非結合性も持つことが知られている。したがって、弦理論そのものをひとつの幾何学としてみる際には非可換幾何学としての観点のみならず、いわば「非結合幾何学」としての観点を持って俯瞰する必要がある。しかしその「非結合幾何学」は数学的にもほとんど研究がなされておらず研究の道具の整備もほとんどなされていない。そこで私は非可換幾何学と弦理論の関係の理解がGMSソリトンの発見によって大幅に進んだことにヒントを得て非結合幾何学におけるソリトン解についての研究を行っている。また、こうした非結合幾何学と弦理論の構成論的定式化の侯補であるMatrix理論を埋め込むことができるExtended Jordan AlgebraをもちいたSuper Matrix理論との関係も面白いテーマだと思い研究をしている。また,弦理論の非可換幾何学的な実現方法のひとつとして近年研究されているMoyal String FieldTheoryも弦理論の非可換幾何学的な側面を端的にあらわすよい例として興味を持って研究を進めている。さらに,弦理論の非可換幾何学的な側面に関するより創造的な発見を目指して非可換幾何学や弦理論場の理論の基礎の充実を図り、また弦理論における最近の動向のチェックなどを行っている。
超伝導化したトポロジカル磁性体における新規な量子状態

近年、新たなトポロジカル相として提案されたワイル半金属相やスキルミオン相において、超伝導が実現した際の電子状態の研究を行うことが本研究の目的である。昨年度はワイル半金属と関連して新しくギャップレストポロジカル相の研究を行った。ワイル半金属は3次元波数空間でトポロジカル数の一種であるチャーン数が非自明であり、それに保護されたギャップレス点が生じる。今回、新たに2次元波数空間において巻き付き数によって保護されたギャップレス点が面内磁場を印可したトポロジカル絶縁体薄膜で出現することを明らかにした。更に、結晶の対称性まで加味すると、薄膜に対して面直な鏡映面が存在する場合、その鏡映面に対して垂直な方向に磁場を印可した場合、鏡映対称性が保持されギャップレス点が安定化されることを明らかにした。類似した系の先行研究として、トポロジカル絶縁体/通常絶縁体の超格子構造において、積層方向に垂直な磁場をかけた際に出現するラインノード半金属が知られていた。しかし、この系においてラインノードを安定化させるのに必要な対称性に比べて、本研究で分かった鏡映対称性は低い対称性であり、薄膜系の方がギャップレス層をより安定化させることが可能であることが分かった。その他に、酸化物ヘテロ接合界面に代表される空間反転対称性の破れた2次元電子系の超伝導においては、超伝導の既約表現によってノードが出現するが、そのノード周りにおける電子スピン構造がトポロジカルな性質を有することも見出した。当初の予定であったワイル半金属の超伝導系において、トポロジカルな磁気構造と超伝導の関係性を明らかにするという目的からは違う舞台となってしまったが、酸化物ヘテロ接合系において、空間反転対称性の破れとスピン軌道相互作用の破れによって非自明なトポロジカルスピン構造が超伝導状態に出現することが分かった。これは本研究の大目的である超伝導とトポロジカル磁気構造の関係性を明らかにした研究成果であり、そのような意味において計画は順調に進展していると言える。昨年度に発見した超伝導状態に出現する非自明なスピン構造による特異な物性を明らかにする。超伝導状態ではなく、通常状態における非自明なトポロジカル構造としてはRashba型のスピン軌道相互作用によってスピン縮退が解けたバンドがある。このような系においてはRashba-Edelstein効果などの特異な物性が見られる。この概念を超伝導状態へと拡張し、超伝導状態におけるトポロジカルスピン構造特有の性質を明らかにしていきたい。また、このようなトポロジカルスピン構造は超伝導ペアの対称性(既約表現)によってことなるため、トポロジカルスピン構造と様々な物性との関連を明らかにすることで、その物理現象から超伝導ペアの対称性を決定することが可能になる。このような観点からも、上記の物性解明は取り組むべき課題であると考えられる。

また、このようなトポロジカルスピン構造は超伝導ペアの対称性(既約表現)によってことなるため、トポロジカルスピン構造と様々な物性との関連を明らかにすることで、その物理現象から超伝導ペアの対称性を決定することが可能になる。このような観点からも、上記の物性解明は取り組むべき課題であると考えられる。今後の研究を進めるにあたり、計算機サーバの購入の必要がある。当初の計画では初年度に購入予定であったが、必要なスペックを検討中で購入の見送りをした。
遺伝的刷り込み現象を示す遺伝子SP2のトランスジェニックマウスによる解析

遺伝的刷り込み現象(genomic imprinting)とは遺伝子がたとえば父親から受け継いだときは発現するが母親から受け継いだときは発現しなかったり、あるいは母親から受け継いだときは発現するが父親から受け継いだときは発現しないといった現象のことである。このような現象は遺伝子が卵子あるいは、精子においてある修飾を受けておりそれが受精後も保持され遺伝子の発現を左右しているからであると考えられていた。遺伝子の修飾として知られるシトシンのメチル化は遺伝子の発現と負の相関があることが知られていた。そのことから刷り込み現象の起こる遺伝子ではメチル化が卵子、あるいは精子のみに存在し受精後保持され、母親あるいは父親由来の染色体特異的メチル化として母親、あるいは父親由来の遺伝子の発現をおさえているのではないかと考えられていた。遺伝的刷り込み現象を解明するため我々は独自に開発した。ゲノムスキャンニング法を用い数千の遺伝子の中から両親の由来によりメチル化が起こったり起こらなかったりする遺伝子を複数見つけた。それらのうちのひとつ(SP2)で母親から伝達されたときのみにメチル化される遺伝子の発現を調べたところ父親に由来する遺伝子のみが発現していた。またその塩基配列はスプライシングに関与するU2AFと類似していることがわかった。SP2はマウスの11番染色体に存在する。11番染色体は父親由来のものが2本になると体が大きくなり母親由来のものが2本になると体が小さくなることが知られているのでSP2は体の大きさを調節する遺伝子である可能性がある。そこで本研究においてSP2のトランスジェニックマウスをつくりマウスの大きさを調べたところ正常と比べたところ差はみられず、11番染色体には他にインプリントされた遺伝子が存在することが示唆される。またトランスジーンにおいてインプリントが起こるかは現在解析中である。しかし正常のマウスでSP2のプロモーター領域のメチル化を生殖細胞、発生段階を追って調べたところ母親由来の遺伝子特異的なメチル化は卵の段階ではみられず、インプリントの機構は当初考えたように単純なものではないことがわかった。
1個体追跡法にもとづく生物の遭遇空間の研究

ヤマトシジミ、オオゴマダラ(チョウ)、キオビベッコウ(狩りバチ)を用いて遭遇空間の研究を行った。ヤマトシジミに関しては、合計60時間のデータに基づいて行動型の記載を行い、行動カタログ表、および他団体との遭遇表が得られた。ヤマトシジミは他種との遭遇はごくわずかで、同種他個体との遭遇もあまり多くない。その中で、雄はときどき探雌飛翔を行い、雌に比べると他個体との遭遇をかなり積極的に求めている。この雄の遭遇空間が雌の被捕食率を低くしている可能性が論議された。オオゴマダラの調査は、1996年の5月と7月の2回沖縄県石垣島で行った。5月にはマーク蝶の分散調査を行い、1個体追跡は5月と7月に約103時間、実施することができた。ヤマトシジミと同様、行動型の記載、行動カタログ表の作成を行い、オオゴマダラの遭遇空間を考察した。キオビベッコウに関しては、1995年と1996年に約573時間の個体追跡を行った。観察された114回の遭遇のうち、同種他個体との遭遇は約7割りで、その12.3%は雄との遭遇であるが、チョウの観察と同様に、雌は交尾を迫る雄から逃げようとしていた。1個体追跡法による入力を効率よく行うために、電子手帳による直接入力を開発した。行動型の直接入力は可能になったが、入力の省力化というメリットよりも入力ミスとデータ消滅のデメリットがその使用範囲にかなりの制限を設けてしまうことが明確になった。そこでタイムスケール記録用紙への記録が能率よく行うための「タイムチェッカー」を開発した。発光ダイオードが記録用紙のタイムスケールに沿って5秒間隔で光っていくもので、初心者でも簡単に使用できる。ヤマトシジミとナミアメンボの予備的な観察とキオビベッコウの野外観察を行った。ヤマトシジミは兵庫県三田市にある県立人と自然の博物館の周辺で、「1個体追跡法」による観察を行った。予め博物館内で飼育した羽化個体の翅にペイトマーカーでマークをし、博物館近隣の路傍に放して、観察した。同種個体との遭遇はかなり頻繁に行われたが、他種との遭遇はごくまれであった。その理由は、1)他種との生活空間の違い、2)他種との意識的な避け合い、3)他種から発せられる情報の無視が考えられるが、ヤマトシジミの行動域が人間の生活空間に隣接していることを考えると、第一の理由が推測される。休息している個体は、人間が50cmに近づいても飛び立つことはない。また、人間や敵に追われたとき、突然不動状態となる「フリージング」は、体が小さいだけに効果的である。当初予定していたオサムシモドキとオオハサミムシの観察は、個体数が予想よりかなり少なかったため、水面(二次元空間)を利用するナミアメンボの観察に変更した。初年度は、100×80cm^2の実験用水面に個体識別したナミアメンボを密度を変えて導入し、各個体の動きをビデオで連続撮影して、個体間の距離および遭遇頻度を調べた。また、餌(アリ類)を投与して、餌への反応距離を測定した。キオビベッコウの観察は京都府久美浜町の調査地で行った。営巣過程における個体追跡の結果、高頻度で種内寄生が生じていること、また種内寄生時に同種個体間の遭遇頻度が高まり、激しい争いが生じることなどが判明した。この成果の一部は第13回日本動物行動学会全国大会で発表した。ヤマトシジミとキオビベッコウの野外観察を行った。

1個体追跡法で行われたヤマトシジミの観察は、遭遇が同種個体に片寄り、他種との遭遇はあまりないという6年度の観察をさらに裏付けていた。しかし、わずかの例だが、夜間の睡眠中に捕食者との遭遇が推測できる状況証拠を得た。こうした同種個体に片寄る遭遇の現象は、おそらく多くの種において見い出される基本的なパターンである可能性がある。キオビベッコウに関しては、6,7年度を通じて継続的に種々のデータ採取につとめ、個体の履歴と行動の関連性を押さえた。野外条件のため羽化後の日齢は正確ではないが、作用個体の日齢と個体間の相互作用とは大いに関連がある。1個体追跡法によるデータ収集とともに、断片的な1個体追跡を継続的に行うことにより、十分に分析可能なデータ量を蓄積することができた。成果の一部は7年度の日本動物行動学会でポスター発表した。6年度に野外網室でデータを採取したナミアメンボについては、おもにデータの解析中である。今回のデータを使用したり解析したりしたものではないが、大谷がミツバチで長年行ってきた1個体追跡法の総まとめとして「1個体追跡法とミツバチの行動」(兵庫県養蜂振興会/兵庫県農林水産部畜産課)を上梓し、平凡社の「昆虫ウォッチング」に「1匹を追跡してエソグラムをつくろう」を分担執筆した。遠藤も同書に、狩りバチの観察法を一般化して「狩りバチの生活」をまとめた。キオビベッコウ(狩りバチ)、オオゴマダラ(チョウ)、ヤマトシジミ(チョウ)の野外観察を行った。キオビベッコウに関しては、昨年同様、継続的に種々のデータを採取したが、とくに、1)個体の履歴と営巣行動の変化、2)営巣行動の個体差、3)個体間の遭遇頻度、についてのデータを収集した。この成果の一部は平成8年度の日本動物行動学会(11月)および平成9年度の日本生態学会(3月)でポスター発表した。オオゴマダラの調査は、沖縄県石垣島の小学校の百周年記念事業(約1000匹のオオゴマダラを放す計画)に沿った短期の集中調査であり、5月と7月の2回行った。マーク蝶の分散調査は、調査当日まで羽化した個体を予定の半分しか準備できず、またその後の悪天候のために、十分な成果をあげることができなかったが、1個体追跡は5月には2個体(♂1♀1)約53時間、7月は4個体(♂2♀2)約34時間、実施することができた。ヤマトシジミと同様、他種との遭遇は非常にまれであり、独自の生活空間をつくっていると考えられる。ヤマトシジミに関しては、野外網室に雌雄各1個体を放し、11月22-26日に♀の1個体追跡を行った。晩秋期の約19時間のデータが得られた。雌雄はかなり接近したものの、結局両者は遭遇しなかった。1個体追跡法がより能率よく行える用具、記録紙用「タイムチェッカー」(仮名)の開発に関しては、発行ダイオードを用いた試作品を5月と7月のオオゴマダラの調査で試した上、さらに改良を重ね、11月のヤマトシジミのデータ収集で使用して、正確な使用に耐える第1号完成品が出来上がった。
認知的処理課題における注意資源配分容量の恒常性について

人間が、外界の種々の情報を同時的あるいは継時的に処理をしていくとき,人間の内部的調整機構としての注意資源が,各情報処理事態に配分されると考えられる.本研究においては、被験者が、種々の情報を速やかに処理していく課題が与えられた場合、各情報に対する注意資源の配分様態が変容したとしても、配分されている注意資源の総量は一定であるか否かについて,反応時間を指標として検証を行った.実験1と2の結果から次のようなことが判明した.視野の方向によって標的文字の提示率が均等であると,処理すべき空間的方向が増すほど各方向に配分される注意の密度は減少する.また,視野の方向によって文字の提示率を変え,注意の配分様態を変容させると,提示率が高い方向の注意配分密度は,方向によって提示率が均等である場合と比較して高く,提示率が低い方向の配分密度はそれよりも減少する.実験3および4においては,文字の同定判断過程においても,視野内への注意資源配分と同様な現象が見られるか否かについて検証した.個々の文字の提示率が等しい場合には,被験者が処理をしなければならない文字数が増すと,各文字に対して配分される注意の密度は減少する.また,ある文字の提示率を他の文字より高めると,その文字に対する注意の配分密度は,各文字の提示率が等しい場合と比較して高まるが,他の文字に対する配分量はそれよりも減少する.また,実験1と2,および実験3と4それぞれにおいて,注意配分様態の変容を多元的に表して,条件間で比較した結果,注意配分の様態が変容しても,配分された注意資源の総量は恒常となることが示された.これらの結果から,視野内の各方向への注意配分,各文字への注意配分いずれにおいても,個々の情報処理過程に配分される注意資源の総量は一定で,その量には一つの限界があることが示された.人間が、外界の種々の情報を同時的あるいは継時的に処理をしていくとき,人間の内部的調整機構としての注意資源が,各情報処理事態に配分されると考えられる.本研究においては、被験者が、種々の情報を速やかに処理していく課題が与えられた場合、各情報に対する注意資源の配分様態が変容したとしても、配分されている注意資源の総量は一定であるか否かについて,反応時間を指標として検証を行った.実験1と2の結果から次のようなことが判明した.視野の方向によって標的文字の提示率が均等であると,処理すべき空間的方向が増すほど各方向に配分される注意の密度は減少する.また,視野の方向によって文字の提示率を変え,注意の配分様態を変容させると,提示率が高い方向の注意配分密度は,方向によって提示率が均等である場合と比較して高く,提示率が低い方向の配分密度はそれよりも減少する.実験3および4においては,文字の同定判断過程においても,視野内への注意資源配分と同様な現象が見られるか否かについて検証した.個々の文字の提示率が等しい場合には,被験者が処理をしなければならない文字数が増すと,各文字に対して配分される注意の密度は減少する.また,ある文字の提示率を他の文字より高めると,その文字に対する注意の配分密度は,各文字の提示率が等しい場合と比較して高まるが,他の文字に対する配分量はそれよりも減少する.また,実験1と2,および実験3と4それぞれにおいて,注意配分様態の変容を多元的に表して,条件間で比較した結果,注意配分の様態が変容しても,配分された注意資源の総量は恒常となることが示された.これらの結果から,視野内の各方向への注意配分,各文字への注意配分いずれにおいても,個々の情報処理過程に配分される注意資源の総量は一定で,その量には一つの限界があることが示された.目的:視野内に向けられる人間の注意資源配分の方向と匂配を実験操作的に変化することにより、注意資源の配分方策が異なっても、注意資源量に恒常性が見られるか否かについて検証を試みた。実験1:光点の検出課題。表示画面上の種々の位置に提示される光点に対する検出反応時間を測定する。刺激の提示位置は、画面中央(凝視点)の上下左右4方向とし,各方向につき2点,計8点を設定する。次の刺激条件を設定する。(1)、常に画面の中央に提示(2)画面中央より1方向(3)画面中央を挾んで反対側2方向に提示。2方向への提示確率が50%ー50%,80%ー20%の条件を設定する。(4).上下左右の4方向いずれかに提示。水平方向と垂直方向への提示確率が50%ー50%,80%ー20%の条件を設定する。刺激提示1箇所につき各被験者ごとに32回の反応時間を測定し、その平均値を求める。実験2:文字の同定課題。実験1と同様の条件のもとで,「A」または「B」の文字を提示し,文字の同定発声反応時間を測定する。文字の提示位置および提示確率は実験1と同じ。実験1,2ともに被験者は大学生10名。うち1名の結果は不適当につき除く。結果:実験1,2ともに次の結果が得られた。(1)刺激提示条件が画面中央,1方向,2方向と変化するにつれ,反応時間は直線的に上昇する。(2)2方向から4方向へ増した場合,反応時間の上昇が約半数の被験者において見られた。(3)刺激の位置によって提示確率を方化させた結果,提示確率が高い位置における反応時間が他より短かくなる傾向が半数以上の被験者において認められた。

以上の結果から,視野内における人間の注意資源総量の恒常性が,すべての被験者においてではないが,認められることが示された。人間が,外界の種々の情報を同時的あるいは継時的に処理をしていくとき,人間の内部的調整機構としての注意資源が,各情報処理事態に配分されると考えられる。本研究においては,被験者が,種々の情報を速やかに処理していく課題が与えられた場合,各情報に対する注意資源の配分様態が変容したとしても,配分されている注意資源の総量は一定であるか否かについて,反応時間を指標として検証を行った。実験1と2の結果から次のようなことが判明した。視野の方向によって標的文字の提示率が均等であると,処理すべき空間的方向が増すほど各方向に配分される注意の密度は減少する。また,視野の方向によって文字の提示率を変え,注意の配分様態を変容させると,提示率が高い方向の注意配分密度は,方向によって提示率が均等である場合と比較して高く,提示率が低い方向の配分密度はそれよりも減少する。実験3および4においては,文字の同定判断過程においても,視野内への注意資源配分と同様な現象が見られるか否かについて検証した。個々の文字の提示率が等しい場合には,被験者が処理をしなければならない文字数が増すと,各文字に対して配分される注意の密度は減少する。また,ある文字の提示率を他の文字より高めると,その文字に対する注意の配分密度は,各文字の提示率が等しい場合と比較して高まるが,他の文字に対する配分量はそれよりも減少する。また,実験1と2,および実験3と4それぞれにおいて,注意配分様態の変容を多元的に表して,条件間で比較した結果,注意配分の様態が変容しても,配分された注意資源の総量は恒常となることが示された。これらの結果から,視野内の各方向への注意配分,各文字への注意配分いずれにおいても,個々の情報処理過程に配分される注意資源の総量は一定で,その量には一つの限界があることが示された。
新しい音伝導ルート（軟骨伝導）を用いた両耳装用補聴器の開発

本研究は、両耳装用型軟骨伝導補聴器の実用化を目指し、軟骨伝導音による両耳聴効果(方向定位・騒音下での語音明瞭度改善)を評価し、試作機に改良を加えることを目的とする。方向定位実験では、気導音と軟骨伝導音の方向定位精度は同程度であった。また騒音下語音明瞭度実験では、軟骨伝導音の明瞭度が気導音を下回った。これは軟骨伝導音の低音域エネルギーの不足が原因として考えられる。そこで従来の圧電型から新しい電磁型に振動子を改良し、低音域の増幅を図った。その結果、改良した軟骨伝導補聴器は、「人混みの中でも聞き取れる」と難聴者に評価された。本研究は、両耳装用型軟骨伝導補聴器の実用化を目指し、軟骨伝導音による両耳聴効果(方向定位・音声騒音分離)を評価し・試作機に改良を加えることを目的としている。軟骨伝導補聴器とは耳の軟骨を振動させて音情報を伝える新しい補聴器である。この補聴器は、これまでの気導・骨導とは異なる新しい伝導ルート(軟骨伝導)を利用したものであり、既存補聴器のデメリットを解消しうる画期的な補聴器として期待できる。例えば一般に広く使われている気導補聴器はイヤホンで外耳道を塞ぐため、耳漏のある患者や外耳道閉鎖症の患者は使用できない。それに対して軟骨伝導補聴器は、振動子の形状が外耳道を塞がないリング型であり、軟骨に軽く接触させるだけで振動を伝えることができるので、気導補聴器を使用できない難聴者の補聴に大きく貢献する。軟骨伝導のもう一つの大きな特徴は、両耳装用に適していることである。一般的な気導補聴器を両耳に装用すると強い耳閉感を利用者に与えてるのに対し、軟骨伝導補聴器は両耳とも開放するので、不快感なく長時間装用できる。この利点を生かし、本研究課題は軟骨伝導より得られる両耳聴効果に焦点を当てている。両耳聴効果の中で本課題は(1)音の方向感と(2)騒音下語音聴取能を検証している。昨年度は健聴者を対象に心理実験を行い、この両効果が気導呈示とは遜色なく、軟骨伝導呈示でも得られる事を証明した。そこで当該年度(平成25年度)では、軟骨伝導補聴器が日常でも使用できるよう、振動子の改良を行った。昨年度までは圧電型振動子を用いていたが、昇圧回路が必要で大きな電池消耗の原因となっていた。そこで当該年度は電磁型振動子を開発し、電池寿命を大きく延ばすことに成功した。今後は、この電磁型振動子を用いた実験も構築していく。また、その他の両耳聴効果で(3)閾値の上昇、(4)語音明瞭度の改善についても健聴者を対象に検証した。初年度に当たる24年度は、両耳装用軟骨伝導補聴器をまず補聴器メーカーと共同で開発した。その後、健聴者を対象に、(1)音の方向感が得られるかどうか、(2)騒音下で語音聴取が可能か、という二つの検証を行った。その結果、両耳に入る音の時間差と強度差を調整した音像定位実験では、軟骨伝導でも一般的な気導と変わらない精度で音の方向感が得られることが明らかとなった。また騒音下の語音聴取実験では、同じ音圧の騒音に対して気導よりも軟骨伝導の方が高い精度で語音聴取が可能であった。24年度は、健聴者に対し、軟骨伝導の両耳聴効果の有用性を示すことができた。本研究は、両耳装用型軟骨伝導補聴器の実用化を目指し、軟骨伝導音による両耳聴効果(方向定位・音声騒音分離)を評価し、試作機に改良を加えることを目的としている。軟骨伝導補聴器は、振動子の形状が外耳道を塞がないリング型であり、軟骨に軽く接触させるだけで振動を伝えることが出来るので、気導補聴器を使用できない難聴者の補聴に大きく貢献する。

一般的な気導補聴器を両耳に装用すると強い耳閉感を利用者に与えるのに対し、軟骨伝導補聴器は両耳を開放するので、不快感なく長時間装用できる。この利点を生かし、本研究課題は軟骨伝導より得られる両耳聴効果に焦点を当てている。昨年度は被験者の周囲30度ずつにスピーカを配置し、軟骨伝導補聴器を両耳装用した被験者が音の到来方向を知覚できるかどうか、心理実験を行った。その結果、正しく音源定位できる試行とできない試行が生じ、統一的な結果が得られなかった。この問題は、外耳道内への音の伝わりに個人差が生じたためと申請者は推測し、振動子からの振動が、耳軟骨に伝わり、外耳道内へと生成される過程を模擬できるシミュレータの開発に着手した。頭蓋骨モデルに外耳道軟骨を模擬したウレタン樹脂(疑似軟骨)を接合し、疑似軟骨を励振させて、その中に生じる音圧レベルを計測した。その結果、シミュレートした音圧レベルが被験者で実測した音圧レベルと一致し、振動から音への変化を正確に模擬することに成功した。本研究は、両耳装用型軟骨伝導補聴器の実用化を目指し、軟骨伝導音による両耳聴効果を評価し、試作機に改良を加えることを目的としている。軟骨伝導補聴器とは耳軟骨を振動させて音情報を伝える新しい補聴器である。この補聴器は、これまでの気導・骨導とは異なる新しい伝導ルート(軟骨伝導)を利用したものであり、既存補聴器のデメリットを解消しうる画期的な補聴器として期待できる。例えば、既存補聴器では困難であった両耳装用は、両耳を開放したまま装用できる、低接触圧で装用できる、という2点において軟骨伝導補聴器の方が適している。初年度(平成24年度)は、主に健聴者を対象に、軟骨伝導の両耳聴効果について検証した。その結果、気導・骨導と遜色のない範囲で(1)音の到来方向の特定、(2)騒音下の語音聴取が可能であることを証明した。次年度(平成25年度)においては、主に軟骨伝導補聴器の改良を行った。従来の圧電型振動子から電磁型振動子に変更し、電池寿命を大きく延ばすことに成功した。また健聴者を対象に、(3)閾値の上昇、(4)語音明瞭度の改善も確認できた。平成26年度は、主に難聴者を対象に、両耳聴効果を検証した。被験者の周囲30度ずつにスピーカを配置し、音の到来方向が知覚できるか検証した。その結果、方向感の精度に個人差があることが分かり、振動子から耳軟骨への伝搬特性が被験者ごとに異なる可能性を見いだした。そして軟骨伝導を正確に模擬できるシミュレーターの開発に着手した。平成27年度は、改良後の軟骨伝導補聴器を難聴者に装用してもらい、日常生活の中での会話のしやすさについて評価を行った。貸し出した軟骨伝導補聴器は片耳用と両耳用の2種類であったが、両耳装用した被験者からは、聴取困難な環境でも聞き取りやすいとの回答を得ることが出来た。本研究は、両耳装用型軟骨伝導補聴器の実用化を目指し、軟骨伝導音による両耳聴効果(方向定位・騒音下での語音明瞭度改善)を評価し、試作機に改良を加えることを目的とする。方向定位実験では、気導音と軟骨伝導音の方向定位精度は同程度であった。また騒音下語音明瞭度実験では、軟骨伝導音の明瞭度が気導音を下回った。これは軟骨伝導音の低音域エネルギーの不足が原因として考えられる。そこで従来の圧電型から新しい電磁型に振動子を改良し、低音域の増幅を図った。その結果、改良した軟骨伝導補聴器は、「人混みの中でも聞き取れる」と難聴者に評価された。
音源地図を形成する神経回路機構の解明

音源定位は正確に左右の音圧差を検出する事が重要である。鳥類にはほ乳類と異なり左右の内耳間に空間のつながりが存在する。その左右間の空間のつながりを分析した結果、音圧差の検出には内耳間の空間のつながりが重要で、その物理的特性により左右の時間差の情報が影響し合い、音圧差の検出感度を向上している事が解った。また下丘の単一の細胞由来の神経活動の音圧差応答、時間差応答の応答様式を調べた。その結果、数種類の応答パターンに分類する事が出来た。本研究目標は音源地図作製の神経回路機構を明らかにする事である。音源地図は下丘で形成される事が分っているが、その詳細は解っていない。音源地図形成に関わる神経回路機構の解明のため、まず微小電極を用いたin vivo細胞外記録法でニワトリ下丘から単一細胞記録を行った。小型のスピーカーを左右の耳に音漏れが無いようにセットし、様々な両耳間音圧差と両耳間時間差を人工的に作り出し、個々の下丘の神経細胞応答の反応を調べた。その結果、少なくとも3種類の発火様式が確認できた。1種類目は同側の音源に応答する神経細胞である。このタイプは左右音圧差、時間差両方に感受性があった。2種類目は、両側の偏った音源に対して応答を示した。このタイプは片方の音のみでは抑制の応答を示した。このタイプも左右音圧差、時間差両方に感受性があった。3種類目は、応答しやすい音周波数が左右で異なっていた。また音周波数によって応答する左右音圧差が異なっていた。1種類目の細胞が多く存在し、左右の耳の音圧差・時間差ともに感受性を持つ細胞が多い事から音圧差を計算する外側毛帯核及び左右の時間差を計算する層状角を通った情報が統合している事が解る。また3種類目で見られた様に左右の周波数感の統合も下丘またはその下位の神経核で行われている可能性があり、神経回路機構を考える上でそれほど単純ではない事が推測できる。今後さらに下丘内の場所と発火様式の関係を詳しく見ていくと同時に、逆行性順行性に染色する色素を用いる事で音情報の入力様式の詳細を明らかにしたい。音源地図形成に関わる神経回路機構の解明のため、外側毛帯核における神経活動の記録を行った。外側毛帯核で左右の音圧差が検出されると考えられている。小型のスピーカーを左右の耳に音漏れが無いようにセットし、様々な両耳間音圧差と両耳間時間差を人工的に作り出し、神経細胞応答の反応を微小電極を用いたin vivo細胞外記録法で単一細胞の応答を調べた。その結果、左右の音圧差の検出には左右の時間差も関与している事が解った。その関与には両耳間をつなぐinter aural canalと呼ばれる構造が関わっており、音圧の特徴を抽出されると考えられている角状核に於いて既に、音圧差と時間差の関係により神経活動の応答量が変化し、inter aural canalを通して鼓膜で音波が打ち消されると思われる音の条件下で角状核の応答の発火頻度が極めて減少した。また、角状核に於けるその際立った応答の減少は、外側毛帯核での音圧差検出感度をより高める作用が有った。音圧差依存の応答曲線が、時間差を生理的な範囲で調節する事で、急峻になった。さらに外側毛帯核の時間差、音圧差による応答は相互抑制の強弱及び角状核の時間差と音圧差の応答の関係で説明する事が出来る事を計算機上のシュミレーションを用いて示した。下丘での音源地図形成の神経回路解析の進展に不可欠な音圧差の検出の詳細が解り今後の進展がさらに期待できる。
異文化交渉の動態と位相―ロマン主義テクストの受容と再構築の過程を考究する

本年度は計画通り国際学会“Romantic Regenerations"を7月に主催し、イギリス・ロマン主義の位相を、イギリスやヨーロッパのみならずアジアを含めた地域において文化交渉と受容の観点から探った。本科研研究成果の一部もここで公開し、新しい知見のなかで検証した。大石は国際学会を主催すると同時に、ラフカディオ・ハーンを中心に、日本におけるロマン主義受容とその美学を複数の学会発表および論文で公表し、コウルリッジについての論文集をまとめた。山口は、ラファエッロ以前の芸術に回帰しようとした19世紀ヨーロッパ芸術の動向を、イギリスのプリミティヴィズムとロマンティシズムの関連から検証した論文を共著出版し、また現代芸術家リチャード・ロングの「足跡の芸術」が示唆する不完全性の美学、オスカー・ワイルドとコナン・ドイルが描くインテリアが示唆する刻印から印象へと向かう美学的移行について学会発表した。アルヴィはイギリス・ロマン主義のテクストの再構築の様態を、イギリスに移住したフューズリ、ヴィクトリア朝の非知識人、イギリスと異文化圏を往還する20世紀のアジアの文学者が再構築するワーズワス、キーツを例に考察し、成果の一端を日本英文学会で発表した。田中は、ヴィクトリア時代のマシュー・アーノルド、ウォルター・ペイター、オスカー・ワイルドの批評テクストについて、それらが前提としている歴史的含意を、聖書を含む古典と東方に関する同時代の学知との関わりにおいて検討した。川端はウィリアム・モリスの日本での受容に関して、1960年代から80年代初めにモリスの活動を総合的に捉えた研究者小野二郎の業績について調査し、2019年に世田谷美術館にて開催される小野二郎展の学術研究員として企画・実施に関わった。ヴァリンズは19世紀から20世紀前半におけるロマン主義受容についての単著を執筆した。当初の計画ではモダニズムにおけるロマン主義文学の受容と位相に焦点を当てることになっていたが、年度末に開催予定だった国際学会を、会場や連携する大学、関連する研究者の都合も考慮して7月に前倒したために、前半はその準備に大幅な時間を費やすことになり、モダニズム研究は次年度にもちこすことになった。しかし、国際学会の準備やその成果検証を通して、ロマン主義の文化交渉を通した受容や位相について、新しい知見が得られたのは大きな収穫である。とりわけ19世紀から20世紀初頭にかけての北米における受容、また20世紀のアジアにおける受容についての研究発表に、斬新な知見が見られた。またアルヴィがアラン・ビューウェルと行った基調講演は、『鉄腕アトム』のような漫画においてもロマン主義の視覚的かつ思想的な影響が及んでいることを示した点で、ロマン主義受容の射程を時代や領域ともに大きく押し広げたことは多大は業績であった。その後は複数の研究分担者が学会などを利用して打ち合わせを行ったり、あるいは同じ場で研究発表を行うなどして、互いの研究成果についての情報・意見交換を行った。それ以外は、個別の調査と研究成果発表に専念し、おもに19世紀イギリスにおけるロマン主義の位相、とりわけ美学的な観点からの検証に大きな研究の進展が見られた。こうした成果のうち出版したものについては相互回覧することで研究情報をアップデートするように努めた。また川端が行ったウィリアム・モリス受容の一端としての小野二郎展は、社会的インパクトという点で大きな業績である。次年度は本科研研究の最終年度にあたり、これまでの成果を最終的に検証し、とりまとめる必要がある。具体的には2018年に主催した国際学会での成果をもとにして、成果論文集を企画・編集し、海外の出版社からの出版を交渉する。国際学会の際に明らかになった様々な問題点を検証・修正し、必要だと思われる領域については海外の研究者に新たに打診をして寄稿を依頼しながら、本研究の総決算にふさわしい論文集をまとめていく。また、19世紀におけるロマン主義受容については多くの新しい知見が得られたが、問題点も出たことも確かであり、それらを整理していく。平成30年度の計画で未達のままであったモダニズムとの関係については、最終年度にヴァリンズを中心にして再考する必要がある。論文集とは別に個別に研究調査と関連するテーマでの研究発表・論文公表は継続していく。グローバリゼーションとその反発という現代の政治力学的な状況を踏まえて、ロマン主義の受容研究を通して、流通、消費、人間の移動を伴ったグローバル化、その結果としての多様な文化と人種の混淆、言語の混合と変容、アイデンティティの多重化といったテーマを照射する研究を取りまとめることができれば本来の研究計画は概ね遂行されたと考えられる。平成27年度は科研開始初年度であり、当初の計画通り異文化交渉のさまざまな位相について大石が中心となってロマン主義時代の文学におけるパターンの基礎研究と分析を行うと同時に、分担研究者それぞれがテーマと役割にしたがって後の時代の個別ケースの調査研究を進めた。年度の前半は、イギリス帝国主義の拡張とともに顕著になった異文化交渉の現象をロマン主義文学の中で精査し、分類と理論化を試みた。異文化交渉の現場で付随する支配・被支配というヒエラルキーを形成する政治的力学がどのようにこの時代の旅行記や関連言説のなかに埋め込まれているかを調査・分析しながら、19世紀の文学言説のなかにそのパターンを探っていった。旅や移動に伴い発生する異文化接触の現場は流動的であり、文化的ヒエラルキーさえも常に逆転されうる不安定なものとして浮かびあがらせながら、「異」なるものの描写や表現に、共感、憧憬、反発のみならず、グローバル化そのものへの批判的視線や抵抗、不安が潜んでいることが明らかにしつつある。これは次年度にも研究を継続することとなる。

後半に各研究分担者によって進められた研究では、ラスキン、ラファエル前派、ラフカディオ・ハーン、明治期における日本のロマン主義文学のなかに異文化交渉の位相を探り、それと上述のロマン主義における異文化交渉の位相との比較・考察を歴史的文脈のなかで行った。ロマン主義時代における異文化交渉の位相のパターン自体については膨大な資料のために調査・解明に遅れが見られるものの、19世紀、20世紀における個別ケース研究においては順調に研究が進められ、成果が見られる。研究会の開催は計画より少ない回数だったが、学会などでの研究発表を通して研究成果について意見交換を行い、おおよそ研究計画にもとづいたかたちで調査が進展した。ロマン主義の受容をヴィクトリア朝における帝国主義の枠組みから浮かび上がらせると同時に、モダニズムの文脈にまで広げた。大石(代表者)は調査全体を統括しながら、ラフカディオ・ハーンの英文学講義から見える世紀末の欧米および明治期のロマン主義受容を分析した。アルヴィ(分担者)は、イギリス・ロマン主義の歴史的文脈での異文化交渉を体系化する試みとして、ナポレオン戦争を抒情詩のジャンルとして扱うヘマンズの詩を検証し、論文にまとめた。川端(分担者)は、ウィリアム・モリスが政治的コミットメントとして書いた一連の運動歌を取り上げ、それらがイギリス・ロマン派の伝統を継承する側面と、それとは一見異質に見えるマルクス的な側面の併存という問題について考察した。またモリスと同時代のジャーナリストであるW・T・ステッドの「現代バビロンの乙女御供」キャンペーンの経緯と功罪を論じた。山口(分担者)は、19世紀イギリスのオリエントにおける植民地政策と美術教育の関連性を、ジョン・ロックウッド・キプリングがインドの美術学校で行った教育と彼の素描作品から追究し、研究成果を論文「ジョン・ロックウッド・キプリングとインドのクラフツマンシップー未来への記録」として発表した。田中(分担者)は、大英博物館、サウス・ケンジントン博物館など英国ヴィクトリア時代の文化施設におけるオリエンタリズムの浸透について調査を進めるとともに、三島由紀夫、吉田健一など近代日本の文学者におけるオリエンタリズムの還流についても研究成果を一部発表した。ヴァリンズ(分担者)は、ロマン主義とモダニズムとの関係について哲学的側面から考察すると同時に、ロマン主義のポスト・モダニズム性について論文を執筆した。19世紀におけるロマン主義受容において、これまで指摘されてきたテニソンやラスキンへの影響だけではなく、より政治的な文脈や植民地主義、帝国主義の文脈におけるロマン主義的オリエンタリズムの問題を浮かび上がらせることに成功しつつある。アルヴィ(分担者)は、ナポレオン戦争と抒情詩との関係を論じ、川端(分担者)はモリスの政治的側面に焦点をあて、山口(分担者)は植民地におけるキプリングの家庭的背景を探り、田中(分担者)は美術館などの文化施設の背景を調査し、大石(代表者)は世紀末の西欧と日本とを射程に入れた調査をすることで、ロマン主義の文化交渉の位相の展開を新たな角度から照射できている。
京都における災害と住民生活の復興に関する研究

前年度までの成果により、京都市周辺は幾度も水害の被害を被ってきたことが判明した。本年度は引き続き、1935(昭和10)年に鴨川流域で発生した水害に注目した。そして、この水害で被害受けた、京都の歴史的文化的景観である大原地域における災害への適応について検討した。その結果は次の通りである。(1)被災した耕地は河川沿いの低地の水田と傾斜地の小河川沿いの一部の水田であった。(2)耕地とそれに付随する農業施設(溜池、農道など)の復旧事業について、京都府より補助金が支給されていた。ただし、補助を受けていたのは一部であって、多くの農家は個々で復旧に取り組んでいた。(3)具体的な復旧方法について、農家への聞き取り調査を行ったところ、人々は堆積物を取り除きもとの耕作面を掘り出して水田を復旧したという。ところで、このような災害復旧の形態は中世の事例と類似しており、農家の災害に対する適応の知恵として注目された。したがって、今後も調査を継続し、他地域における事例研究を蓄積していくことが重要である。一方、水害発生要因の一つとして、山地における森林の荒廃が指摘されている。研究者はこれまで京都の災害史の一方で、山間地域における生業変化について研究してきた。その結果、近代日本では山林利用が活発になるなかで森林の荒廃が問題視されており、これらの山地の開発と下流地域における災害との関係が浮上してきた。そこで、下流の水害の傍らで発生していた山地の開発問題について、2つの研究を公表した。今後はこれらの成果、災害の背景にあった人間活動と災害に適応してきた人間活動について、災害と人間活動との関係としてまとめていく予定である。災害と人間活動との関係に関する研究は、近年、話題となっている自然環境変化と人間との関係に関する環境史研究としても深めていく必要があると考える。京都市は1200年以上の歴史を有する古い都市である。その京都市における防災・復興を検討するにあたり、760年1950年間の災害頻度について、村井康彦編『京都事典』(東京堂出版、1979)より分析した。まず、主に寺社や貴族の邸宅、町全体が被害を受けた火災は452回であった。平安時代中期鎌倉時代初期間、また室町時代江戸時代初期の間に集中して起こっていた。この両期間は、貴族から武士の時代、あるいは中世から近世へと社会構造が変動する過渡期であったといえる。火災は、社会構造上の問題が影響する災害であると推察された。そこで、研究者は近年でもっとも大きな被害を受けた水害である1935年の水害について、水害実態とその復旧・復興計画を示した行政資料、ならびに被害耕地の復旧事業に関する資料を入手した。なかでも後者の資料からは、具体的な耕地の修復箇所とその費用、工事に掛かった人数などを明らかにできる。さらに、上記の自然災害と人文社会的問題との関係性は、研究者の既存の成果である近代の山村における森林荒廃に対する社会的要因の影響と、その対応過程に類似していた。この成果を踏まえると、近代をテーマとし都市と村落との比較研究も可能である。そこで、研究者はまずこの内容について日本地理学会春季学術大会(於:東京経済大学)にて発表した。昨年度の成果から、京都では水害が多発していたことがわかった。なかでも、1935年に京都市周辺で発生した水害は、鴨川改修の契機となるものであった。この被害を受けた農地について、京都府は「昭和十年水害復旧耕地事業台帳」を作成していた。これは、耕地や畦畔、溜池などの復旧に掛かった補助金額を申請のあった事業毎に記した資料である。本年度はこの資料を活用し被災耕地の復旧プロセスを検討した。なかでも、文化財としても注目される棚田の被害と復旧を取り上げた。その結果、京都の棚田景観に指定されている愛宕郡大原村で60件、愛宕郡静原村で84件の補助申請があり、工事は着工から23年の間に完了していた。ただし、この申請数と土地台帳の田畑被害記録とを比較すると前者が少なかった。具体的な復旧方法について、農家への聞き取り調査を行ったところ、人々は堆積物を取り除きもとの耕作面を掘り出して水田を復旧したという。耕地復旧には一部で補助金が利用されていたが、多くの場合個々の農家で行なわれたのである。これは、災害復旧における被災者負担の問題として注目される。この成果については、2005年度日本地理学会春季学術大会にて発表する。また、上記のような水田開発問題について、既存の研究成果である、山村における林野利用変化と棚田開発に関する研究としてまとめた。一方、北野天満宮の日記史料をもとに、江戸時代初期における京都の災害とその対策について概観した。そこには、北野天満宮の小規模な被災といった身近な災害やそれに対する復旧事業が記録されていた。この史料は江戸時代初期における京都の災害を詳細に復原する際の貴重な史料といえる。次年度で、さらに考察を加えたい。さらに、今年度は国際地理学会議に参加し、地理学における災害研究動向を短報としてまとめた。これは、地理学における災害研究の展望を検討するうえで重要な成果であった。

その結果は次の通りである。(1)被災した耕地は河川沿いの低地の水田と傾斜地の小河川沿いの一部の水田であった。(2)耕地とそれに付随する農業施設(溜池、農道など)の復旧事業について、京都府より補助金が支給されていた。ただし、補助を受けていたのは一部であって、多くの農家は個々で復旧に取り組んでいた。(3)具体的な復旧方法について、農家への聞き取り調査を行ったところ、人々は堆積物を取り除きもとの耕作面を掘り出して水田を復旧したという。ところで、このような災害復旧の形態は中世の事例と類似しており、農家の災害に対する適応の知恵として注目された。したがって、今後も調査を継続し、他地域における事例研究を蓄積していくことが重要である。一方、水害発生要因の一つとして、山地における森林の荒廃が指摘されている。研究者はこれまで京都の災害史の一方で、山間地域における生業変化について研究してきた。その結果、近代日本では山林利用が活発になるなかで森林の荒廃が問題視されており、これらの山地の開発と下流地域における災害との関係が浮上してきた。そこで、下流の水害の傍らで発生していた山地の開発問題について、2つの研究を公表した。今後はこれらの成果、災害の背景にあった人間活動と災害に適応してきた人間活動について、災害と人間活動との関係としてまとめていく予定である。災害と人間活動との関係に関する研究は、近年、話題となっている自然環境変化と人間との関係に関する環境史研究としても深めていく必要があると考える。
ワイドギャップ半導体デバイスのシミュレーションに関する研究

AIGaN/GaN HEMT(高電子移動度トランジスタ)等のGaN系FETにおいては、ドレイン電圧やゲート電圧を急激に変化させても緩やかな応答を示す「ドレインラグ」や「ゲートラグ」が見られ、回路応用上問題となっている。また、直流動作から期待されるパワーより実際に得られる交流パワーが著しく低くなる「パワースランプ」あるいは「電流コラプス」という現象が見られ、実用化の大きな障害となっている。これらの現象は深刻な問題であり、多くの実験的検討がなされてきた。しかしながら、これらの現象に理論的検討を加え、それらの物理機構を明確にすると共に、対策を講じる研究は殆どなされてこなかった。そこで、本研究では主にAIGaN/GaN HEMTをとりあげ、その2次元過渡数値シミュレーションを行うことにより上述の現象を再現することを試みた。ここでは、バッファ層のモデルとして浅いドナー、深いドナーおよび深いアクセプタを含む3準位モデルを用いた。ドレイン電圧V_Dを急激に上げたときの過渡応答を解析した所、ドレイン電流は定常値を一旦上回りその後緩やかに減少して定常値に達した。また、V_Dを急激に下げたときには、ドレイン電流は暫く定常値より低い値に留まりその後緩やかに上昇して定常値に達するというドレインラグが再現された。また、バッファ層内の深い不純物の影響によりゲートラグが生じうることも示された。ゲートラグもさることながら、特にドレインラグが電流コラプスの大きな要因となりうることが明らかになった。電流コラプスのバッファ層内不純物濃度依存性を解析した所、深いアクセプタ濃度が高いほど電流コラプスが顕著となることが示された。これは、電子トラップとして働くイオン化した深いドナーの濃度が、深いアクセプタ濃度が高いほど高くなることに起因する。以上より、ドレインラグ、ゲートラグ、電流コラプス等の異常現象を最小限にするには、バッファ層内のアクセプタ濃度を低減すべきと結論された。半絶縁性バッファ層中に深いドナー(濃度N_<DD>),深いアクセプタ(濃度N_<DA>)および浅いドナーを考慮した3準位モデルを用いてGaN MESFETの2次元定常及び過渡シミュレーションを行った。特に,オフ状態からゲート電圧をオンにすると共にドレイン電圧を下げたときのターンオン特性を計算した。ターンオン特性から擬似的なパルスI-7(電流電圧)特性を計算し,これを定常状態のI-V特性と比較したところ,パルスI-V特性におけるドレイン電流値が定常状態のそれよりかなり低くなる「電流スランプ」が再現された。電流スランプに対し,ゲート電圧を変化させたときの「ゲートラグ」の影響が多少あるものの,ドレイン電圧を下げたことによる「ドレインラグ」の影響が支配的であることが示された。また,電流スランプのバッファ層内不純物濃度依存性を検討した。その結果,上述のラグ現象や電流スランプの程度は深いドナー濃度N_<DD>には殆ど依存せず,深いアクセプタ濃度N_<DA>によってほぼ決定され,N_<DA>が高いほど電流スランプが顕著となることを見出した。これは,N_<DA>が高いほど、電子トラップとして働くイオン化した深いドナーの濃度N_<DD>^+が高くなるためと解釈された。また,ゲート長を変えてラグ現象や電流スランプを解析した。その結果,ゲート長が長くなるにつれゲートラグが小さくなるものの電流スランプの程度はあまり変わらないとの結果を得た。

このほか,表面準位を考慮したGaN MESFETのシミュレーションを行うと共に,AlGaN/GaN HEMTのシミュレーションプログラムの作成,初歩的な解析を行った。GaNバッファ層中に深いドナー(濃度N_<DD>),深いアクセプタ(濃度N_<DA>)および浅いドナーを考慮した3準位モデルを用いてA1GaN/GaN HEMT(高電子移動度トランジスタ)の2次元過渡シミュレーションを行った。特にオフ状態からゲート電圧をオンにすると共にドレイン電圧を下げたときのターンオン特性を計算し,これより模擬的なパルスI-V(電流電圧)特性を求め、これを定常状態の特性と比較した。その結果,パルスI-V特性におけるドレイン電流値が定常状態のそれよりかなり低くなる「電流コラプス」が再現された。また,いわゆる「ドレインラグ」がA1GaN/GaN HEMTの電流コラプスの主要因となりうることが示された。さらに,いわゆる「ゲートラグ」もバッファ層中の深い準位のせいで起こりうり,それはA1GaN/GaN HEMTの比較的高いソース抵抗に関連することが示された。電流コラプスはバッファ層中の深いアクセプタ濃度N_DAが高いほど,またオフ状態のドレイン電圧が高い程顕著となることが示されたが,これらはバッファ層中のイオン化した深いドナー濃度N_<DD>^+の変化が大きくなり電子のトラッピング効果が顕著になるためと解釈された。以上より,A1GaN/GaN HEMTの電流コラプスを低減するにはGaNバッファ層中のアクセプタ濃度を低くすべきと結論された。ただし,この揚合,ドレイン電流の遮断特性が劣化する可能性があるので注意を払うべきといえる。