hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
低ダム群施工区間におけるリター動態と物質移動過程の評価

竹尾川下流(宮崎県西都市)の河畔域に生育するアラカシの当年葉(2010年春以降に形成された葉)と一無葉の陰葉と陽葉を採取し、十分な洗浄・乾燥と重量測定の後、各グループの葉10枚を無作為に選定し、葉央部の主脈脇から21mgの破片に含まれる炭素および窒素の含有量を測定した。この測定と並行して1,000(CC)の現地渓流を満たした50個のビーカーに5枚ずつ投入してサブサンプルとし、温度調整をしない実験室に置いた。このうち25個のビーカーには市販ポンプにより酸素を供給し続けた。葉を投入してから1、5、10、20、30日後に、各実験区から無作為にサブサンプルを5個づつ回収し、葉の乾燥重量を計測し投入水に含まれる糖類濃度を測定した。炭素含有量は45.7546.86(%)、窒素含有量は1.832.16(%)で、これらは落葉樹リーフリターでの既往報告値よりも高い数値であった。糖類については、スクロース、グルコース、フルクトースが検出され、全糖類の60%はスクロースであった。全糖類濃度は投入から30日後に最大値26(mg/l)を示し、アラカシリーフリターからの糖類溶出期間は、落葉樹の既往報告結果と比較して長いことが判明した。また、糖類の溶出とその後の分解は酸素供給により促進された。こうしたアラカシリーフリターと落葉樹リターとの違いは、葉の構造と組成の違い、とりわけアラカシリーフリターの表面を厚く覆うクチン質に起因する可能性があると推論した。
日本におけるドイツの言語文化の役割とその変遷

文献探索については、大阪大学言語文化部所蔵の鈴木文庫、関西学院大学図書館の玉林文庫、中央大学文学部の田中梅吉文庫などに保存されている明治大正期の独和辞典、教科書、翻訳書など貴重な文献の実地調査を行なった。長い間無視されてきたこれら第一次文献を発掘調査できたことは、本研究全体を通じて最も大きな成果であったと思われる。さらに独協学園の戦前の資料を検討し、戦前戦中に大学でドイツ文学を学んだ人物に対する面接調査も実施し、日本のドイツ語教師が国家体制のなかにどのように組み込まれ、その過程でドイツ人教師がどのような役割を演じたかを考察した。以上を綜合して私たちが得た結論におよそ次のようなものである。日本のドイツ語教育は明治初期、先行する英語とフランス語を追いかける形で始まった。ドイツ本国が統一後の隆昌期にあったので、富国強兵論の政治家たちはドイツに着目し、ドイツ語学習は国家有為の人材養成に資するものとして定着した。したがってドイツ文化受容も政府主導型だった。ドイツ文学者は対象への崇敬の念がつよくて、批判精神が乏しかった。これがナチス・ドイツの文化政策への迎合にもつながった。しかし外国語教育は一度制度として確立すると、学習自体が独り歩きを始め、創設の意図に反する方向にも枝を伸ばしていくが、それが日本文化に豊かな重層的影響を与えてきたことも忘れてはならない。一部のドイツ語学習者は早い時期からヨ-ロッパの社会主義思想の紹介に努め、その語啓蒙思想や唯物史観は思想弾圧の時代にも研究が継承され、また独文出身者から中野重治や久保栄のような文学者が生まれた。他方、ドイツ・オ-ストリアの世紀末文学や表現主義演劇の受容の全貌も今回の文献調査で明らかになったが、その日本近代文化への影響が多岐にわたっていることも従来の観測を越えるものであり、今後の研究課題である。本年度の仕事の中心は,明治以後のドイツ言語文化に関する出版物,ドイツ語からの翻訳および翻案文献など第一次資料を探索・収集することだった.現在国会図書館に所蔵されている旧帝国図書館蔵書のなかから,明治初年昭和15年の時期のドイツ関係の図書文献を徹底調査し,「文学」「紀行」など項目別に目録を作成し,そのデータベース化を実行した.次に,東大教養学部外国語科図書室が所蔵するドイツ関係の和書の在庫調査を行ない,そのうえで必要な関係図書を可能な限り入手した.このように研究資料の充実を図りながら,私たち研究グループは定期的に会合をもち,各自の資料検討の結果を持ち寄り,討議を重ねた.これまでの結果の総合すると,明治大正期のドイツ言語文化は日本の国粋思想や帝国主義の醸成に関接的に協力する面が強かったが,他方ではまたその傾向を阻む力をもつ自由で深い人間性の理念を日本にもたらしたのであり,その両者はせめぎ合い,絡み合って,日本の現代文化の土壌の重要な部分を形成していたと見ることができる.ドイツ文化の受容は,従来考えられていたよりはるかに重層的,多面的であり,かつまたある程度まで文化対決の要素を含んでいたのである.本年度の具体的テーマとしては,1.大正教養主義におけるドイツの哲学と文学の役割,2.表現主義演劇の受容と新劇への影響,3.昭和20年までのドイツ語学文学研究の文化的機能,4.自由民権運動においてドイツ思想がもち得た意味,の4項目に重点を置いた.さらにドイツ語学習の歴史についても,回想録など第一次資料の収集のために各地の図書館等で調査を行ない,若干の面接調査も実施したが,これは継続調査が必要である.なお日本独文学会機関誌「ドイツ文学」の各表巻末に掲載されている寄贈文献目録のすべてを項目的に集計し,戦後のドイツ文学研究の変遷を数字で明示する作業と,63年予定の来日ドイツ人の活動調査も進行中である.1.来日ドイツ人の役割と活動については、東アジア研究協会の刊行物の閲覧と古い資料の発掘を行なった。総じて来日ドイツ人の活動はめざましかったが、それは大別して(a)日本文化に心酔する、(b)日本人を批判的に観察する、(c)ドイツの学術・思想の移植に献身する、(d)ヨーロッパ的教養を体現する、という四つのタイプがあった。ナチズムへの迎合の度合いはこのタイプ別とは相関性がうすく、むしろそれまでの日本における境遇によるところが大きいことも明らかになった。2.日本知識人のドイツ遊学の実態については、森鴎外、木下杢太郎、藤代禎輔、斉藤茂吉らを対象に改めて検討した。最初の留学生たちがドイツ文化に直接触れた世紀転換期は、まさに今また新たな視点から見直されつつある時代である。現在の視点から見えてきたものと、当時の留学生が見ていたものとを比較対照する方法が、現代文化の源流ともいうべきこの時期の諸現象を究明するのに有効であると認識された。3.第二次大戦後の日本におけるゲルマニスティクの研究態度の変遷に関し、日本人研究者の業績を総合的・統計的に調査した。それによると、研究の基本的姿勢は昭和40年頃までは戦前とあまり変わらないが、以後急速な変化をとげる。たとえば、ゲーテを扱う論文の割合が目立って減少するのに対応して、論文のテーマが多様し、スイスやオーストリアその他を意識した「ドイツ語圏」という言葉が全面に出てくる。ゲーテを中心に据えて求心的に見る態度から、ドイツ語圏文学の多様な価値を把握しようとする遠心的方向への転換が認められる。ドイツ文学研究史におけるこの転換の文化史的意味を日本の国際化との関連もふまえ、さらに考究する必要がある。

4.国家図書館所蔵の古いドイツ関係文献の調査とデータベース化は本年度も追加と補正の作業を続け、また、ドイツ語教育草創期の貴重な文献の所在探索にも成果をあげた。文献探索については、大阪大学言語文化部所蔵の鈴木文庫、関西学院大学図書館の玉林文庫、中央大学文学部の田中梅吉文庫などに保存されている明治大正期の独和辞典、教科書、翻訳書など貴重な文献の実地調査を行なった。長い間無視されてきたこれら第一次文献を発掘調査できたことは、本研究全体を通じて最も大きな成果であったと思われる。さらに独協学園の戦前の資料を検討し、戦前戦中に大学でドイツ文学を学んだ人物に対する面接調査も実施し、日本のドイツ語教師が国家体制のなかにどのように組み込まれ、その過程でドイツ人教師がどのような役割を演じたかを考察した。以上を綜合して私たちが得た結論におよそ次のようなものである。日本のドイツ語教育は明治初期、先行する英語とフランス語を追いかける形で始まった。ドイツ本国が統一後の隆昌期にあったので、富国強兵論の政治家たちはドイツに着目し、ドイツ語学習は国家有為の人材養成に資するものとして定着した。したがってドイツ文化受容も政府主導型だった。ドイツ文学者は対象への崇敬の念がつよくて、批判精神が乏しかった。これがナチス・ドイツの文化政策への迎合にもつながった。しかし外国語教育は一度制度として確立すると、学習自体が独り歩きを始め、創設の意図に反する方向にも枝を伸ばしていくが、それが日本文化に豊かな重層的影響を与えてきたことも忘れてはならない。一部のドイツ語学習者は早い時期からヨ-ロッパの社会主義思想の紹介に努め、その語啓蒙思想や唯物史観は思想弾圧の時代にも研究が継承され、また独文出身者から中野重治や久保栄のような文学者が生まれた。他方、ドイツ・オ-ストリアの世紀末文学や表現主義演劇の受容の全貌も今回の文献調査で明らかになったが、その日本近代文化への影響が多岐にわたっていることも従来の観測を越えるものであり、今後の研究課題である。
近代中国の伝染病対策－伝統医学と西洋医学の相互作用に着目して

本年度には医療宣教師のアイデンティティ、中医学に対する認識について考察した。1)2011年9月に明清史学会において口頭発表した内容を修正・補完し、2012年韓国の学術雑誌『明清史研究』37集に掲載した。2)2012年9-10月に上海での史料調査を行った。上海档案館では、中国医療伝道協会の内部資料や档案史料を集めた。上海図書館では、電子資料として公開されている医療宣教師関係の雑誌や民国時代の医学雑誌を収集することができた。3}医療宣教師のアイデンティティー医療と伝道の間:本章では医療と伝道のどちらを優先するかという問題をめぐる医療宣教師の論争を紹介し、1900年代以降医療と伝道が分離分離され、医療宣教師は主に医師としての役割を果たすようになったことを明らかにした。医療と伝道の分離は、中国医療伝道協会の役割、ひいては中国での医療活動にも大きな変化をもたらしたのである。史料としては、医療宣教師が残した文章及び全中国プロテスタント宣教師大会の報告書を主に利用した。4)医療宣教師の中薬に対する認識:最初医療宣教師が中薬を研究した理由は、中国伝統医学を深く理解するためというより、薬の不足といった医療活動の現実的な問題を解決するためであった。ところが1920年代に入ってから、中国人による中薬研究が活発になり、中薬の新たな可能性を発見すると、医療宣教師の中薬に対する認識も大きく変化する。本章では、医療宣教師の中薬に対する認識の変化、それに影響を与えた中国人の中薬の研究活動を分析することで、西洋医学と中国伝統医学の相互作用の一面を明らかにしたい。医療宣教師の中薬に対する認識についての研究は順調に進んだ。研究をする中で、医療宣教師のアイデンティティについても考察することができた点は予想外の大きな収穫であった。しかし、中国近代の伝染病対策における医療宣教師の影響に関しては考察することができずに終わったので、当初の予定の達成度としては少し遅れていると言わざるを得ない。1)中薬だけではなく、中国の伝統医学全般に対する医療宣教師の認識について考察したい。2)中華医学会との合併後、西洋人医療宣教師の中華医学会での活動や影響について分析する。3)中国近代の伝染病対策における医療宣教師の影響に関しては考察することができずに終わった。この問題を扱うためには、医療宣教師だけではなく、当時の中国政府における衛生制度の成立など、様々な面からの考察が必要となり、短期間で考察することがとても難しいからである。これからは、様々な史料を集め、中国衛生史の観点からこの問題について研究を進めたいと考えている。本年度には中国医療伝道協会の役割や変化、中華医学会との合併について考察した。1)平成23年67月に香港や台湾において史料調査を行い、地方志や档案史料、宣教師関連のマイクロフィルム史料などを収集した。2)中国医療伝道協会は医療伝道や医学生教育、医学用語翻訳などの事業を活発に行い、近代中国の社会や医療方面に大きな影響を与えていた。本研究では中国医療伝道協会の初期活動を分析し、中国医療伝道協会を通し、医療宣教師間の意見の交換・提案が可能であったことを明らかにした。協会は、中国だけではなく、本国や諸外国の医療関係者との情報交流においても大きな役割を果たした。とくに医学用語の統一を重視し、統一された用語に基づいて教科書を編纂するなど、中国での西洋医学教育に一貫性を求めたことは大きく評価できるであろう。史料としては、東洋文庫にある『中国医療伝道雑誌(The China Medical Missionary Journal)』を主に参考にした。3)中国医療伝道協会が中華医学会に合併されるまでの過程を考察し、近代中国の医学界において中国人西医の役割と影響力が大きくなっていたことや、当時の政府が衛生・医療行政を進めるなかで、医学界の統合を要求していたことを明らかにした。史料としては、東洋文庫や東京大学、台湾の中央研究院で収集した『中華医学雑誌』の英語版及び中国語版、『中西医学報』などを主に利用した。また、医療宣教師が残した文章や『申報』のような新聞史料も参考にした。4)本研究の成果の一部を、平成23年9月17日に韓国ソウルで開催された明清史学会において口頭発表した。また、平成23年度には間に合わなかったが、明清史学会において口頭発表したものが韓国の学術雑誌『明清史研究』37集に掲載されることが決定している。

4)医療宣教師の中薬に対する認識:最初医療宣教師が中薬を研究した理由は、中国伝統医学を深く理解するためというより、薬の不足といった医療活動の現実的な問題を解決するためであった。ところが1920年代に入ってから、中国人による中薬研究が活発になり、中薬の新たな可能性を発見すると、医療宣教師の中薬に対する認識も大きく変化する。本章では、医療宣教師の中薬に対する認識の変化、それに影響を与えた中国人の中薬の研究活動を分析することで、西洋医学と中国伝統医学の相互作用の一面を明らかにしたい。中国医療伝道協会の役割についての研究は順調に進んだ。研究をする中で、中国医療伝道協会と中華医学会の合併問題についても考察することができた点は子想外の大きな収穫であった。しかし、医療宣教師の伝統医学への認識に関しては考察することができずに終わったので、スピードや当初の予定の達成度としては少し遅れていると言わざるを得ない。医療宣教師の中薬に対する認識についての研究は順調に進んだ。研究をする中で、医療宣教師のアイデンティティについても考察することができた点は予想外の大きな収穫であった。しかし、中国近代の伝染病対策における医療宣教師の影響に関しては考察することができずに終わったので、当初の予定の達成度としては少し遅れていると言わざるを得ない。1)中国医療伝道協会の活動を中心に、医療宣教師の中国伝統医学への認識について研究を進める一方、当初の研究計画通りに医療宣教師の活動により伝染病対策がどのように変化したのかを考察する。2)中国医療伝道協会の活動の中心地であった上海への史料調査の必要性を感じたので、上海档案館や上海図書館において資料調査を行う予定である。1)中薬だけではなく、中国の伝統医学全般に対する医療宣教師の認識について考察したい。2)中華医学会との合併後、西洋人医療宣教師の中華医学会での活動や影響について分析する。3)中国近代の伝染病対策における医療宣教師の影響に関しては考察することができずに終わった。この問題を扱うためには、医療宣教師だけではなく、当時の中国政府における衛生制度の成立など、様々な面からの考察が必要となり、短期間で考察することがとても難しいからである。これからは、様々な史料を集め、中国衛生史の観点からこの問題について研究を進めたいと考えている。
植物の形態と重力屈性に関わる小胞輸送系の分子遺伝学的解析

シロイヌナズナ花茎の重力屈性変異体として得た変異体のうちzig-1は形態にも異常を示す。この原因遺伝子が、液胞への小胞輸送を担うSNAREであった事に端を発し、小胞輸送系が支える液胞形成や機能が、どのように重力屈性や形態形成に関与しているのかを、より具体的に理解することを目的として、次の2点について解析を行った。1.重力感受の平衡石として働くアミロプラストの動態と液胞との関係を理解するために、生きた花茎の内皮細胞を用いて詳細な観察を行った。野生型内皮細胞の液胞膜は激しい動態を示し、原形質糸の形成・消失が頻繁に起こっていた。アミロプラストはその周囲を液胞膜で取り囲まれており、原形質糸を通って細胞内を移動していた。このようなアミロプラストの動態は液胞膜の動的性質に強く依存することが、変異体の解析から明らかになった。これらの結果は、重力感受における液胞の関わり方についての認識を一新させるものであった。2.zig-1の表現型を抑圧するサプレッサー変異体(zip ; zig suppressor)を単離し解析を行った。zip1はzig-1の重力屈性及び形態における異常をほぼ完全に回復させる優性変異で、細胞レベルでも花茎内皮細胞の液胞構造の異常を抑圧していた。zip1変異はVTI12の1アミノ酸置換変異であった。ZIG/VTI11とVTI12はアミノ酸配列で約60%の相同性を示すが、これまでの生化学的・遺伝学的解析により、両者は一部機能重複を示すが、異なる細胞内局在及び生理学的機能を持つことが判っている。zip1変異のzig-1抑圧のメカニズムについて解析を行い、zip1変異がVTI12のSNARE複合体形成における特異性と細胞内局在を変化させたことにより、VTI12がVTI11の機能を代替できるようになった為であると結論した。シロイヌナズナ花茎の重力屈性変異体として得た変異体のうちzig-lは形態にも異常を示す。この原因遺伝子が、液胞への小胞輸送を担うSNAREであった事に端を発し,小胞輸送系が支える液胞形成や機能が、どのように重力屈性や形態形成に関与しているのかを、より具体的に理解することを目的にとして、今年度は次の2点について解析を行った。これに対し、zig-lでは原形質糸が観察されず、アミロプラストは液胞膜に取り囲まれてもいなかった。野生型のアミロプラストは、重力刺激前でも跳ねるような活発な動きをしていた。重力刺激直後には、一部のアミロプラストが新たな重力方向に向かって顕著な速度で移動するものの、その後はやはり重力方向とは関係のない動きが目立った。この'ノイズ'ともとれるアミロプラストの動きは、アクチン重合阻害剤の添加により消失したが、重力刺激直後の一部の早い動きは未処理時と同様に観察され、また同条件での花茎重力屈性反応はほぼ正常であった。

これらの観察結果は、これまでの固定された感受細胞の観察からでは決して得られないものであり、重力感受におけるアミロプラストの役割についての認識を一新させるものであった。2.zig-lの表現型を抑圧する新たなサプレッサー変異体を単離し解析を行ったところ、その原因遺伝子は予想通りZIG/AtVTI11が関係するポストゴルジ輸送経路の分子ネットワークの一員であった。今後詳細な解析を行う。シロイヌナズナ花茎の重力屈性変異体として得た変異体のうちzig-1は形態にも異常を示す。この原因遺伝子が、液胞への小胞輸送を担うSNAREであった事に端を発し、小胞輸送系が支える液胞形成や機能が、どのように重力屈性や形態形成に関与しているのかを、より具体的に理解することを目的にとして研究を行った。zig-1の表現型を抑圧するサプレッサー変異体(zip ; zig suppressor)を単離し解析を行った。zip1はzig-1の重力屈性及び形態における異常をほぼ完全に回復させる優性変異で、細胞レベルでも花茎内皮細胞の液胞構造の異常を抑圧していた。zip1変異はVTI12の1アミノ酸置換変異であった。ZIG/VTI11とVTI12はアミノ酸配列で約60%の相同性を示すが、これまでの生化学的・遺伝学的解析により、両者は一部機能重複を示すが、異なる細胞内局在及び生理学的機能を持つことが判っている。zip1変異のzig-1抑圧のメカニズムについて解析を行い、zip1変異がVTI12のSNARE複合体形成における特異性と細胞内局在を変化させたことにより、VTI12がVTI11の機能を代替できるようになった為であると結論した。また、zip2及びzip3は重力屈性及び形態における異常を部分的に回復させる劣性変異であることが判った。マッピングを行い、ZIP2はAtVPS41,ZIP3はAtVPS35の遺伝子にそれぞれ塩基置換変異を発見した。これらはいずれも出芽酵母のゴルジ体-液胞間の小胞輸送に関与するVps41、Vps35のホモログで、当初の期待通りzipの原因遺伝子はZIG/VTI11が関係するポストゴルジ輸送経路の分子ネットワークの一員であった。いずれの変異体も単独変異体では顕著な表現型を示さない為、逆遺伝学では解析が困難な遺伝子である。以上の結果は、zig suppressorの分子遺伝学は植物体の重力屈性や形態上の表現型を指標にして、細胞内小胞輸送の分子ネットワークや個体レベルでの生理的役割を解析する為の優れた系であることを示している。
金属イオン配位圏への芳香環の導入と機能発現

[1]補酵素含有金属酵素の反応過程とメカニズムを明らかにするため、中心金属イオンとの酸化還元反応、ラジカル生成に着目して、次の諸点に焦点を絞って金属イオン近傍の芳香環の挙動とその影響を種々の実験データより総合的に追及した:1)配位圏における芳香環の存在様式と分子間の弱い相互作用、2)金属イオン-芳香環結合様式、3)配位圏における酸化還元反応、ラジカル生成、および機能発現、4)反応メカニズムの解明と化学反応系の構築。[2]金属イオンによる芳香環認識場を構築し、新しくデザインした芳香環含有配位子と金属イオンとの結合様式、芳香環-芳香環のスタッキング相互作用を明らかにし、金属イオンに配位したフェノール環あるいは金属イオン近傍に存在するプテリン、インドール環、ヨウ素化フェノール基などの特異性構造の特性を通して、金属イオンと芳香環との結合と芳香環の反応性の関連を明らかにした。[3]金属錯体を金属タンパク質へと拡張して、酸性アミノ酸あるいは芳香族アミノ酸残基側鎖が関与する諸反応を明らかにし、金属イオン周辺での芳香環の挙動と金属タンパク質における芳香環ないし極性基間の相互作用が中心金属イオンに及ぼす影響を解明した。金属イオンを含む生体系における特異的分子間相互作用を、低分子化学系を用いて錯体の配位圏近傍での一般的現象として捉え、金属タンパク質に適用して、新しい機能錯体化学の端緒を開くことができた。[4]以上のように金属イオンが示す反応場および情報発信源としての性質を活用して、生体関連金属錯体の構造と非共有性相互作用の詳細な研究を行い、錯体化学がそれまでに扱っていなかった配位圏近傍での新しい化学を開拓すると共に、この成果を金属タンパク質の研究へと応用して、相互作用の存在とこれに基づく諸現象を低分子系から金属タンパク質まではじめて普遍的に確立できた。金属錯体において芳香環などにより形成される配位環境が錯体の構造と反応性に及ぼす影響を明らかにし、機能の開発を行うため、次の研究を行った。1.芳香環にヨウ素原子を有するモノヨードまたはジヨードチロシンと芳香性ジイミンを含む三元銅(II)錯体における分子内芳香環スタッキングを構造とスペクトルから追究し、ヨウ素原子のスタッキング増強効果および芳香環フェノール酵素原子との弱い相互作用の存在を明らかにした。これらの事実は甲状腺ホルモンであるチロキシンとその受容体との特異結合におけるヨウ素原子の役割に関して、はじめて化学的解釈を与えるものである。2.フェニルアラニンヒドロキシラーゼの反応における中心金属-プテリン補酵素結合の有無と反応メカニズムを明らかにする目的で、プテリン補酵素関連物質の鉄(II)、銅(II)、コバルト(II)錯体をそれぞれ合成し、構造を決定した。いずれの金属イオンもプテリンの4位酵素、5位窒素と結合することが判明し、鉄(II)錯体は570nm付近に特有の吸収極大を示した。これらの知見はO_2活性化における金属-プテリン酸化還元反応の役割の解明に不可欠である。3.マルチ銅オキシダーゼであるラッカーゼはフェノール誘導体のウルシオールを酸化してウルシに変化させる酵素である。その活性中心におけるO_2結合様式の解明のため、アジ化物イオンとの結合を共鳴ラマンおよびFTラマンスペクトル法により調べ、Cu(II)-N^-_3結合に由来するバンドを見出した。この結果、N^-_3は2個のCuに対してμ-1,3架橋または1個のCuに単座配位するものと結論された。以上の研究成果は錯体における芳香環の挙動の解明に基礎情報を提供するものである。1.金属タンパク質中の金属イオンは芳香環、極性基など様々なアミノ酸残基側鎖によって形成される場に存在し、溶液中の低分子錯体のように溶媒分子でとり囲まれているわけではない。

このことが金属イオンの反応性に大きな影響を与える可能性があり、酵素反応の特異性、効率はこのような配位環境に依存していると考えられる。2.本研究ではこの観点から、金属イオン周辺での芳香環の挙動と金属タンパク質における芳香環ないし極性基間の相互作用が中心金属イオンに及ぼす影響を、溶液平衡、合成、構造、スペクトルの諸点から調べた。3.銅タンパク質プラストシアニン(PC)、ヘム鉄タンパク質シトクロムcおよびf(cyt cおよびcyt f)を用い、還元型のcyt cと酸化型PCとの間の電子移動反応に及ぼす正に帯電した4種のリシンペプチドの影響をストップトフロー法および共鳴ラマンスペクトル法により調べた。この結果、PCとcyt cはタンパク質表面のカルボキシレートとリシンアンモニウム基間の水素結合で会合体を形成すること、この相互作用の結果、中心金属イオンの配位構造が歪みを受けることを明らかにした。4. PC、cyt c、cyt fとアスパラギン酸ペプチド、[Fe(CN_6]^<4->などとの相互作用と電子移動反応を追跡し、相互作用機構を明らかにした。5.芳香環を配位圏に有するモデル銅(I)、銅(II)錯体を合成し、これらのスペクトル的挙動、構造などの検討を開始した。6.フェニルアラニン水酸化酵素の活性中心モデル錯体を各種合成し、プテリン補酵素との錯形成反応と酸化還元反応を明らかにした。[1]ガラクトースオキシダーゼの特異な反応性に注目して,その反応過程とそのメカニズムを明らかにするため,芳香環含有配位子を新しくデザインし,金属イオンに配位したフェノール環あるいは金属イオン近傍に存在するインドール環などの特異性構造の特性を,次の諸点を通して,総合的に追求した:1)配位圏における芳香環の存在様式と分子間の弱い相互作用,2)金属イオン-芳香環結合様式,3)配位圏における酸化還元反応,ラジカル生成,および機能発現,4)反応メカニズムの解明と化学反応系の構築。この結果,金属イオンによる芳香環認識機構,金属イオンと芳香環との結合と芳香環の反応性の関連を明らかにした。[2]低分子系での研究をプラストシアニンやシトクロムfのような電子伝達金属タンパク質間の特異的会合体形成の研究へと発展させた。即ち,タンパク質とは逆の荷電を有するオリゴペプチドを用いる独特の方法により,タンパク質とペプチド間およびタンパク質間の水素結合による認識部位を特定し,加えて相互作用がタンパク質金属結合部位に合目的的構造変化を生じさせ,電子移動反応を容易にすることを明らかにした。[3]金属イオンを含む生体系における特異的分子間相互作用を,低分子化学系を用いて錯体の配位圏近傍での一般的現象として促え,その知見をタンパク質に適用して,新しい機能錯体化学の端緒を開くことができた。また,金属イオンが示す反応場および情報発信源としての性質を活用して,生体関連金属錯体の構造と非共有性相互作用の詳細な研究を行い,錯体化学がそれまでに扱っていなかった配位圏近傍での新しい化学を開拓すると共に,この成果を金属タンパク質の研究へと応用して,相互作用の存在とこれに基づく諸現象を低分子系から金属タンパク質まではじめて普遍的に確立できた。
リテラシー教育における機能的側面と批判的側面に関する総合的研究

本研究では、公教育(とりわけ初等中等教育段階)において育成すべき学力のあり方について、リテラシー概念に焦点をあてて考察した。歴史的な視点と現代的な比較の視点を用いることにより、リテラシーの機能的側面と批判的側面の統合に向けた理論と実践を検討した。その結果、ユネスコの「自由としてのリテラシー」という発想に可能性を見出すとともに、背景にある「状況に根ざしたリテラシーズ」論の特徴も明らかにした。本研究では、学校教育において育成すべき学力のあり方について、近年、社会的な関心を集めているリテラシー概念に焦点をあてて考察することをめざしている。とりわけ今年度は、リテラシーの機能的側面(既存社会への効果的な適応)と批判的側面(既存社会の変革)の統合のされ方について、歴史的な視点をもとに検討を進めることをめざした。具体的には、OECDの国際比較調査PISAが依拠する機能的リテラシー論として、1950年代のアメリカ合衆国で活躍したW.S.グレイの主張を取り上げた。グレイは人々の実際の日常生活におけるパフォーマンスに着目して「成熟した読み」の内実をとらえようとしていた。その調査結果はこれまであまり注目されてこなかったもののグレイのリテラシー論の内実に迫る上で重要な意味をもつため、彼が行ったリテラシーの習熟度に関する調査研究を検討の対象とした。その結果、グレイの主張においては、リテラシーの機能的側面のみならず、批判的側面の重要性も指摘されていることが明らかになった。ただし、その際、個人の内面における意欲や態度が重視されることにより、社会構造を批判的に問いなおすという視点は弱くなってしまうことも浮き彫りとなった。こうした研究結果は、従来の機能的リテラシー論に関する理解に対して、その課題をより鮮明にすることができるものと考えられる。機能的リテラシー論の課題については、さらに196070年代以降の展開も探る必要があるため、ユネスコや国連開発計画の実施した実験的世界リテラシー計画などに関する検討を進めた。また、歴史的な視点に加えて、現代的な比較の視点として、1980年代以降のイギリスで登場している「状況に根ざしたリテラシー」論についても、その意義と課題に関する検討を行った。本研究では、学校教育を通して子どもたちに育成したい「学力」のあり方について、近年注目を集めている「リテラシー」概念に焦点をあてて考察することをめざしている。とりわけ、従来ともすると個別に検討される傾向にあったリテラシーの機能的側面(既存社会への効果的な適応)と批判的側面(既存社会の変革)の統合のされ方について、「歴史的な視点」と「現代的な比較の視点」を用いて明らかにすることを目的としている。今年度は、3年計画の中間にあたる年度として、「歴史的な視点」の展開をユネスコのリテラシー論に即してまとめた。ユネスコは、1946年の創設以降、発展途上国を中心にしたリテラシー教育の普及に取り組んできたことで知られている。そのユネスコが、1950年代に機能的リテラシー論を採用した後、70年代にはP.フレイレの批判的リテラシー論を受容する過程を検討した。さらに、90年代以降には「基礎的な学習ニーズ」という考え方を取り入れるとともに、2003年から始まった「国連リテラシーの10年」においては、「複数形のリテラシーズ」という考え方をもとに「自由としてのリテラシー」という発想を提起していることを、具体的なカリキュラム開発の実践と関連づけて明らかにした。「自由としてのリテラシー」とは、経済学者A.センの提起した「自由としての開発」に基づくものである。こうしたユネスコの主張においては、リテラシーの機能的側面と批判的側面が有機的に統合される可能性のあることを、その推奨する具体的な教育実践を分析することにより浮き彫りとすることができた。単に理念を提唱するのみならず、ユネスコはその具体的な実現方法を示唆していることが明らかになった。また、リテラシーを評価する方法についても検討し、近年注目を浴びつつあるパフォーマンス評価における位置づけを考察した。さらに、「現代的な比較の視点」として、1980年代以降のイギリスにおいて台頭している「状況に根ざしたリテラシー」論の文献・論文を収集した。とりわけ、代表的な論者であるD.バートンやM.ハミルトン、B.V.ストリートらの著作に着目して、検討を進めた。本研究では、学校教育において育成する学力のあり方について、近年注目されている「リテラシー」という概念に焦点をあてて考察してきた。リテラシーとは、1880年代に登場した概念であり、もともと「文字の読み書き能力」を意味した。その後、学校教育における読み書き能力の育成のなかで、リテラシーの機能的側面(既存社会への効果的な適応)と批判的側面(既存社会の変革)とが浮き彫りにされてきた。本研究は、この二側面の統合のあり方について、歴史的な視点と現代的な比較の視点を用いて考察を深めることを目的とした。本年度は、第一に、これまでの研究のまとめとして、機能的リテラシー論と批判的リテラシー論、それぞれの歴史的展開をとらえなおすことを試みた。その結果、両論の対立構造を乗り越える可能性を有するものとして、ユネスコの「自由としてのリテラシー」という発想を位置づけた。第二に、現代的な比較の視点を用いて、近年のユネスコとの関わりもある「状況に根ざしたリテラシーズ」(situated literacies)論の特徴を検討した。

従来のリテラシー教育がともすれば支配的な読み書きのスキルを普遍的なものとして普及させようとしたのに対して、「状況に根ざしたリテラシーズ」論は、読み書きの文脈の複数性に着目し、社会的関係性のなかで実践がつくりだされていくダイナミズムに光をあてる。この「状況に根ざしたリテラシーズ」論において、読み書きの状況として「ローカル」概念が強調される背景を明らかにした。そこには、グローバリゼーションの影響下で支配的なリテラシーが押し付けられる傾向に対する批判がある。一方、人々がローカルな文脈で独自の読み書きの実践をつくりだすことにリテラシーの機能性が見出される。その背景には、言語の多様性を保持しようとするリテラシーのエコロジカル・アプローチが関係していることが浮き彫りとなった。3年計画のうち、今年度はユネスコにおけるリテラシー概念の史的展開を検討することが主な課題であった。1946年の創設当初から、ユネスコのリテラシー概念の展開を追うとともに、とくに1990年代以降の動向を、具体的なカリキュラム開発のあり方と照らし合わせながら明らかにすることができたため、おおむね順調に進展していると判断した。24年度が最終年度であるため、記入しない。今後については、国際機関であるユネスコとOECDのリテラシー観の違いをより鮮明にしていく必要がある。両者はともにリテラシーという言葉を用いて調査・研究を行ってきているものの、そこに相違点があるとすればどのような点なのかについて、具体的な調査問題などをもとに明らかにしたい。この作業とともに、昨年度までの検討を踏まえて、リテラシー概念の史的展開をまとめたい。また、「現代的な比較の視点」として、イギリスにおいて台頭している「状況に根ざしたリテラシー」論の特徴を検討することも課題とする。すでに昨年度までに、代表的な論者の著作・論文を収集した。そこで、今後はそれらの文献を丁寧に読み解き、「状況に根ざしたリテラシー」論がどのような背景で提起されているのかを明らかにする。とりわけ、状況や文脈を重視する発想は近年のユネスコやOECDにも散見されるため、それらとの異同について検討していきたい。
行列多項式の理論とその応用に関する研究

自己反転行列多項式について考察し,もし付随する行列多項式の内数域半径が1よりも大きいならば,その固有値は正規かつ半単純で,単位円周上にあることを示した.また,付随する特性行列多項式が自己反転的であるような高階線形差分方程式系について考察し,その特性行列多項式を構成する行列多項式の内数域半径が1より大きいならば,すべての解は有界であることを示した.さらに,安定有界性に対する判定基準を与えた.次に,ヒルベルト空間上の自己反転作用素多項式について考察し,もし付随する作用素多項式の内数域半径が1より大きいならば,そのスペクトルは単位円周上にあり,近似正規であることを示した.本研究の目的は、行列多項式の固有値の分布を調べ、Schur安定であるための条件を求めること、およびその結果を高階線形差分方程式系の安定性の解析に応用することである。平成25年度は以下の2つの課題に取り組んだ。(i)自己反転行列多項式に関するEnestroem-Kakeya型の定理の導出、(ii)自己反転行列多項式の逆行列に対する実現問題の解明。(i)の自己反転行列多項式に関するEnestroem-Kakeya型の定理については,より一般的な形で結果が得られ、与えられた自己反転行列多項式を構成する行列多項式成分の内半径が1よりも大きければ、元の自己反転行列多項式のすべての固有値は単位円周上にあり、正規かつ半単純であること示した。さらに、この結果を高階線形差分方程式系に応用した結果について、学会で発表した。(ii)の自己反転行列多項式の逆行列に対する実現問題については、当初の予定ほど研究が進んでいない。一方、上記の問題を考察するなかで、Bezout整域上の一般化Sylvester方程式に関する成果を得ることができた。一般化Sylvester方程式についてはRothの結果が良く知られているが、これは階数最小化の枠組みでとらえることができ、Bezout整域上の行列の場合について得られた成果を学会で発表した。本研究の目的は、行列多項式の固有値の分布を調べ、Schur安定であるための条件を求めること、およびその結果を高階線形差分方程式系の安定性の解析に応用することである。これまで、自己反転行列多項式に関するEnestroem-Kakeya型の定理を導出し、さらにその結果を高階線形差分方程式系に応用した成果について発表をしてきた。今年度は、行列多項式をHilbert空間における有界線形作用素を係数にもつ作用素多項式へ一般化し、自己反転作用素多項式に関するEnestroem-Kakeya型の定理について研究を進めた。その結果、行列多項式の場合に得られている定理のある種の拡張に成功した。この成果は、論文にまとめて投稿する予定である。自己反転行列多項式について考察し,もし付随する行列多項式の内数域半径が1よりも大きいならば,その固有値は正規かつ半単純で,単位円周上にあることを示した.また,付随する特性行列多項式が自己反転的であるような高階線形差分方程式系について考察し,その特性行列多項式を構成する行列多項式の内数域半径が1より大きいならば,すべての解は有界であることを示した.さらに,安定有界性に対する判定基準を与えた.次に,ヒルベルト空間上の自己反転作用素多項式について考察し,もし付随する作用素多項式の内数域半径が1より大きいならば,そのスペクトルは単位円周上にあり,近似正規であることを示した.行列多項式の固有値の分布を調べ、Schur安定であるための条件を求めること、およびその結果を高階線形差分方程式系の安定性の解析に応用することを本研究課題の目標としているが、自己反転行列多項式に関するEnestroem-Kakeya型の定理を導出し、その結果を高階線形差分方程式系に応用した成果について発表を行うことができている。自己反転行列多項式の逆行列に対する実現問題については当初予定した通りには進まなかったが、研究協力者と討議をした結果、自己反転行列多項式に関するEnestroem-Kakeya型の定理をHilbert空間における有界線形作用素を係数にもつ多項式の場合へと拡張する問題に取り組み、成果を得ることができた。応用数学課題となった自己反転行列多項式の逆行列に対する実現問題を再検討する。また、これまでに得られた成果をまとめるとともに、問題点を明らかにし、さらに研究を推進する。行列多項式の固有値の分布を調べ、Schur安定であるための条件を求めること、およびその結果を高階線形差分方程式系の安定性の解析に応用することを本研究課題の目標としているが、1年目である平成25年度は、自己反転行列多項式に関するEnestroem-Kakeya型の定理について、ある程度まとめることができた。さらに、前述の結果を高階線形差分方程式系に応用した成果について、学会で発表した。一方、自己反転行列多項式の逆行列に対する実現問題については、当初予定した通り進まず、予想以上に時間を要している。この点については、研究計画の見直しを進めている。研究協力者と協議した結果、平成27年度に研究協力者が研究代表者を訪問し、研究討議をすることになり、次年度使用額が生じた。前年度に課題となった自己反転行列多項式の逆行列に対する実現問題について取り組むと共に、当初予定通り進まない場合の対応策を検討する。特に、本研究課題の成果として得られた自己反転行列多項式に関するEnestroem-Kakeya型の定理をHilbert空間における作用素の場合へと拡張する問題について、検討を開始する。研究協力者を招聘するため、および研究成果発表、情報収集のための旅費等に使用する。また、作用素多項式などに関する専門書を購入するための設備備品費などに使用する。当初予定していた外国出張は、訪問予定先の研究協力者の都合により中止せざるを得なかった。

そのことが、当該研究費の次年度繰越につながった。次年度は、今年度中止した外国出張を行うと共に、研究成果発表および情報収集のために旅費等を利用する。また、行列多項式に関する数理科学・工学専門書を購入費として設備備品費を使用する。
振り子型自励振動子群に発生する自己同期現象のメカニズムの解明

本年度は,昨年度に引き続いて,振り子状の台に2台のメトロノーム(自励振動子)が固定された全体結合振動子系に発生する自己同期現象について実験と解析の両面から検討を行った.まず,両振動子の固定台上での自励振動数(非線形固有振動数)と台の固有振動数との大小関係が自己同期解の存在領域に与える影響について調べた.その結果,振動子間の位相差が同位相となる安定同期解は同期振動数が台の固有振動数よりも大きい領域に存在し,位相差が逆位相となる安定同期解は同期振動数が台の固有振動数よりも小さい領域に存在した.また,どちらの解も同期振動数が振動子の非線形固有振動数の平均値に近い値となり,台の固有振動数に近いほど解の存在領域が広く現れた.これは,台の共振点付近では振動子間の相互作用の影響が大きくなり同期が起こりやすくなるためであり,発生する同期パターンも共振点前後の振動モードに依存していると考えられる.次に,局所結合振動子系のモデルとして,DCモータによって回転するおもりを搭載した二つのブロック(質点)をばねで連結した実験装置を製作した.この装置では,モータに印加する電圧に応じて両モータが同期回転する現象が発生する.全体結合振動子系の場合と同様に,両モータの回転数と質点ばね系の固有振動数との大小関係が自己同期解の存在領域に与える影響について調べた,その結果,モータ間の位相差が同位相となる安定同期解は同期振動数が質点ばね系の固有振動数よりも大きい領域に存在し,位相差が逆位相となる安定同期解は同期振動数が質点ばね系の固有振動数よりも小さい領域に存在した.このように,安定同期解の存在領域や同期パターンに系のモード特性が関与している点は2つのモデルで共通しており,自己同期現象の本質の一つであるといえる.本研究では,振り子型自励振動子群の自己同期現象の発生メカニズムを解明することを目的としている.本年度は,自己同期現象の発生原因である振動子間の相互作用の効果について検証するため,実験装置の設計および制作を行った.この実験装置は,振り子状の台の上に振動数の異なる複数のメトロノーム(自励振動子)を同一面内で振動するように搭載した全体結合振動子系の一種であり,初期条件に応じて様々なパターンの同期現象を引き起こすことができる.本実験では,各振動子の振動数や台の固有振動数を変動パラメータにとり,自己同期現象の発生の有無および同期パターン,概周期振動やカオスの存在領域について詳細に調べた.その際,振動子や台の運動に関する時系列データの測定には,2次元動画解析システムや加速度ピックアップ等を利用した.また,実験系に対して適切な解析モデルを設定して詳細な数値解析を行った.まず,解空間の全体的構造を明らかにするため,独自に改良を行ったシューティング法を適用して,不安定解を含むすべての定常周期解(同期解)を求めた.さらに,数値積分を利用して概周期解やカオスの存在領域についても詳細に調べた.なお,数値解析で用いる系パラメータは,実験結果を基にして同定計算を繰り返し行うことにより決定した.今回の解析モデルの妥当性について検証するため,実験結果と解析結果との比較を行ったところ,発生した同期パターンの種類やその存在領域など,定性的な面ではある程度対応づけることができた.しかし,本実験系では,初期条件のわずかな違いが発生する現象に大きく影響するため,使用した測定機器の性能では十分に系パラメータを測定することができなかった.このため,今後より厳密に解析を行うためには,実験装置自体の精度の向上や測定方法について再検討する必要がある.本年度は,昨年度に引き続いて,振り子状の台に2台のメトロノーム(自励振動子)が固定された全体結合振動子系に発生する自己同期現象について実験と解析の両面から検討を行った.まず,両振動子の固定台上での自励振動数(非線形固有振動数)と台の固有振動数との大小関係が自己同期解の存在領域に与える影響について調べた.その結果,振動子間の位相差が同位相となる安定同期解は同期振動数が台の固有振動数よりも大きい領域に存在し,位相差が逆位相となる安定同期解は同期振動数が台の固有振動数よりも小さい領域に存在した.また,どちらの解も同期振動数が振動子の非線形固有振動数の平均値に近い値となり,台の固有振動数に近いほど解の存在領域が広く現れた.これは,台の共振点付近では振動子間の相互作用の影響が大きくなり同期が起こりやすくなるためであり,発生する同期パターンも共振点前後の振動モードに依存していると考えられる.次に,局所結合振動子系のモデルとして,DCモータによって回転するおもりを搭載した二つのブロック(質点)をばねで連結した実験装置を製作した.この装置では,モータに印加する電圧に応じて両モータが同期回転する現象が発生する.全体結合振動子系の場合と同様に,両モータの回転数と質点ばね系の固有振動数との大小関係が自己同期解の存在領域に与える影響について調べた,その結果,モータ間の位相差が同位相となる安定同期解は同期振動数が質点ばね系の固有振動数よりも大きい領域に存在し,位相差が逆位相となる安定同期解は同期振動数が質点ばね系の固有振動数よりも小さい領域に存在した.このように,安定同期解の存在領域や同期パターンに系のモード特性が関与している点は2つのモデルで共通しており,自己同期現象の本質の一つであるといえる.
Belle II実験で探るタウレプトンフレーバ構造

本研究では、2019年にデータ取得を開始した電子陽電子散乱実験Belle IIで取得されたτレプトン事象のデータを用いて素粒子標準模型では禁止されていて、未発見の過程τ-Lepton Flavor Violation (LFV), τ-CP Violation (CPV)を探索し、世界最高精度で荷電レプトンフレーバの構造を明らかにすることを目的とする。荷電レプトンは電子に似た性質を持つ粒子の総称で、τレプトンはその1つである。τ-LFVの研究は、荷電レプトン混合の情報を、τ-CPVの研究は、荷電レプトンCP非保存相の情報を与えてくれる。このような情報を基に物質を構成する粒子の起源に迫っていく。標準模型では、レプトンフレーバーの構造、CPの破れに関して本質的に答えられていない。一方で、様々な実験結果から新しい物理が高い角度で存在することが考えられる。本研究を進めることにより、荷電レプトンの混合、荷電レプトンのCP対称性の破れなどの新しい物理が展開でき、超対称性やシーソーニュートリノ機構などの間接的な証拠をうる道が開かれる可能性がある。
摂動理論に基づいたマルチプレックス系における動的過程の解析理論の開発

本研究では,多層性を持つネットワーク(マルチプレックスネットワーク)上における反応拡散過程を扱った.特に,系の一様状態の不安定化とそれに伴って形成される自己組織化的パターンの性質を解析するための手法を考案し,同手法を用いた動的過程の解析を通して,マルチプレックスネットワーク上におけるパターン形成ダイナミクスの普遍的な性質の探求・解明に取り組んだ.研究期間中,マルチプレックスネットワーク上における一様状態の線形安定性を近似評価する手法の構築,ラプラス固有ベクトルが持つ局在性に関する理論解析などを行なった.マルチプレックスネットワーク上の反応拡散系において,各反応因子が,それぞれ異なる層のネットワーク上を拡散し,共有されるノードにおいて反応する状況を考える.このような系において拡散誘起不安定性が起こる条件を近似的に解析する手法を提案した.また,ネットワーク上において拡散誘起不安定化に伴うパターン形成ダイナミクスをする,ラプラス固有ベクトルが持つ性質の普遍性を調べた.以上を通して,マルチプレックス系における系の不安定化に伴うパターン形成過程を解析する手法を構築しつつある.上記の結果について各種学会,国際会議において報告を行なった.また,結果を論文にまとめ英文雑誌に投稿している.概ね予定通り進んでいる.マルチプレックスネットワーク上の反応拡散系における拡散誘起不安定性を摂動近似に基づいて評価する手法は完成しており,その有用性も確かめることができた.また,安定性を評価するにあたって,多くのマルチプレックス系において,最低次の摂動を用いるだけで十分良い近似結果が得られることがわかりつつある.また平成28年度は,不安定化に伴うパターン形成ダイナミクスの統計的性質を明らかにする予定であるが,それに先立ち,パターン形成ダイナミクスを記述し得る,ラプラス固有ベクトルが持つ性質の普遍性を明らかにしつつある.前年度に引き続き,マルチプレックスネットワーク上の反応拡散系における拡散誘起不安定化に関する研究を行なった.マルチプレックス系を含めた一般のネットワーク上において,チューリング不安定化にともなってパターンが生じるが,不安定化が超臨界的である場合,現れるパターンは系の拡散過程を記述するラプラス行列の固有ベクトルで記述される.また,不安定化が亜臨界的である場合であっても,初期段階において形成されるパターンは,ラプラス固有ベクトルを用いて説明することができる.以上のように,ラプラス固有ベクトルはネットワーク上のパターン形成ダイナミクスと密接に関係しており,その性質を明らかにすることは,ネットワーク上のパターン形成を理解する上で非常に重要である.本年度は,このラプラス固有ベクトルの示す局在性について研究を行なった.ラプラス固有ベクトルが局在性を持つことは,多くのネットワークに関する数値計算により確かめられており,所謂普遍的な性質であると見なされているが,未だその起源は明らかにされておらず,どのようなクラスのネットワークにおいて局在性が現れるか明らかではない.これを明らかにするために,本年度は,摂動理論に基づき,ラプラス固有ベクトルの近似評価を行なった.その結果,局在性の起源を理論的に説明することに成功した.また,同内容を論文にまとめ英文学術雑誌に投稿するとともに,国内外における各種会議で報告を行なった.本年度は,系の不安定化にともなって形成されるパターンの統計的性質を明らかにする予定であったが,ラプラス固有ベクトルの解析を通して,これを概ね達成することができたと認識している.前年度に引き続き,マルチプレックスネットワーク上における拡散誘起不安定化に関する研究を行った.これまでは,いわゆるチューリングパターンに類似したパターンの形成ダイナミクスに焦点を絞り研究を行ってきた.一方,本年度は,特定のクラスのマルチプレックス系において,これまでに報告されていない新奇なパターンが形成され得ることを発見した.これについて,特に,その発生メカニズムを理論的に明らかにするとともに,形成されるパターンの統計的性質を調べた.進捗の都合から,上記の内容を論文にまとめ学術雑誌に投稿し,各種会議における報告するには至らなかった.本研究では,多層性を持つネットワーク(マルチプレックスネットワーク)上における反応拡散過程を扱った.特に,系の一様状態の不安定化とそれに伴って形成される自己組織化的パターンの性質を解析するための手法を考案し,同手法を用いた動的過程の解析を通して,マルチプレックスネットワーク上におけるパターン形成ダイナミクスの普遍的な性質の探求・解明に取り組んだ.研究期間中,マルチプレックスネットワーク上における一様状態の線形安定性を近似評価する手法の構築,ラプラス固有ベクトルが持つ局在性に関する理論解析などを行なった.平成28年度は不安定化に伴うパターン形成ダイナミクスの統計的性質を明らかにする予定である.具体的には,不安定化が超臨界と亜臨界,どちらの分岐に属するか調べる.このために弱非線形解析を通した安定性解析を行なう予定である.単層のネットワークに対する弱非線形解析の手法を構築し,それをマルチプレックスネットワークに拡張する.また,平成27年度に予備的に得られた,ラプラス固有ベクトルの性質を足掛かりに,超臨界分岐に伴って形成されるパターンの性質を解析する.不安定化の臨界特性に関する解析は,当初,解析計算をとおして行なう予定であったが,やや困難であることが明らかになりつつある.このため,数値計算をとおして上記を行なうことを検討している.非線形物理学実施初年度に異動が決定した.これに伴い,計算機などの物品を異動後に導入するために,次年度使用額が生じた.国際会議参加のための旅費を計上していたが,参加を予定していた国際会議と他の学会の開催期間が重なったこともあり,参加を見合わせることになり,次年度使用額が生じた.実施2年度目に物品を購入する.他の経費に関しては予定通り執行する.前年度に参加することができなかった国際会議は本年度も開催されるため,これに参加するための旅費とする.また,他の経費に関しては予定通り執行する.
第一原理計算によるワイドギャップ半導体の価電子制御と物質設計

第一原理計算に基づいて、ZnO, ZnSやGaN, AINなどの透明なワイドギャップ半導体に遷移金属を高濃度にドープした系について透明強磁性体のマテリアルデザインをおこない、II-VI族半導体ではV, Crが、またIII-V族半導体ではV, Cr, Mnが強磁性状態で、しかも、一方のスピン状態だけにフェルミ面があり片方のスピン状態が絶縁体であるハーフメタリックな系を予言した。実際に実験グループが新物質の創製を行いZnO : V, ZnO : Co, GaN : Mnで強磁性を確認し、第一原理計算によるマテリアルデザインの有効性を検証した。第一原理計算によるマテリアルデザインの結果に立脚して、スピン・FETやスピン・トランジスタなどのプロトタイプの新機能スピンデバイスをデザインした。第一原理計算に基づいて、ZnOやGaNなどのワイドギャップ半導体の新しい価電子制御法を発見した。このような系では、誘電率が小さいためにアクセプターの準位が深くなり、溶解度が小さいために低抵抗化が困難であることを見いだし、これらを解決するためにアクセプターとドナーを同時にドープすることにより、不純物準位を浅くしてキャリアーの活性化率を上げ、しかも溶解度を増すための同時ドーピング法を見いだした。ZnOに遷移金属をドープした場合にはMnは反強磁性的な超交換相互作用により反強磁性状態が基底状態になり、これらにホールをドープすることにより強磁性的な二重交換相互作用が支配的になり強磁性に転移することを見いだした。また、ZnOにV,Cr,Fe,Co,Niをドープすると強磁性状態が基底状態となることを発見した。これらの強磁性体は可視光を通して透明であることから、将来のエレクトロニクスやスピントロニクスに応用することができ、現実の物質創製に大きなインパクトを与える。これらを用いて、キャリアー誘起や光誘起強磁性体などの新機能性半導体やスピントランジスターに必要な物質のデザインが可能になってきた。