hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ナノ構造を有する光電変換デバイスの構築に関する研究

1.新規アシカー基として1-ヒドロキシ-1-オキソジチエノホスホールを有する有機増感色素の開発新規アンカー基として1-ヒドロキシ-1-オキソジチエノホスホールを有するオリゴチオフェン(TP)を合成した。TPはジチエノホスホールのジブロモ体とスタンニル化したターチオフェン間のスティルカップリング反応を利用して合成した。TP修飾酸化チタン電極のセル性能を評価した結果、代表的なルテニウム色素であるN719を用いたセル性能に匹敵する外部量子収率(IPCE値)を達成し、1-ヒドロキシ-1-オキソジチエノホスホールは有機色素の新規アンカー基として有望であることがわかった。2.新規キノキサリン縮環ポルフィリン増感色素ポルフィリンのβ位でキノキサリンが縮環したポルフィリンは、高い光捕集能、それに伴う高いセル性能を示すことがわかっている。しかしながら、キノキサリン部位の構造が光電池特性に及ぼす影響に関しては詳細な知見が得られていない。そこで、キノキサリン縮環ポルフィリンのキノキサリン部位においてπ共役系を拡張したポルフィリン、およびキノキサリンの縮環位置を変化させたポルフィリンをそれぞれ合成し、その光学、電気化学、光電池特性を検討した。3.ナノ太陽電池を目指した新規有機/無機複合ナノロッドの作製両端に異なった仕事関数を持つ金属ナノロッドを配置し、中央部に光電荷分離を担う有機分子からなるヘテロ接合ナノロッド部位を挟み込んだマルチセグメントのナノロッドの作製とその構造評価を行い、ナノロッドの光応答性を調べた。両端の金属には金や銀を使用し、ポリマーの原料となるモノマーには3,4-ethy lenedioxy thiophene(EDOT)と、チオフェンを連結したフラーレン誘導体(Th-C60)を使用し、マルチセグメント構造(Au/PEDOT+Th-C60/Ag)を有するナノロッドの合成に成功した。電極上にドナー、アクセプター分子を組織化させた有機光電変換デバイスでは、高い光電変換効率を達成させるにあたり、ドナー・アクセプター間の高効率電荷分離、電荷分離後生成した電子と正孔の電極への速やかな輸送、が重要である。したがって、分子構造、電極上の分子膜構造、光電気化学特性の相関の解明が求められる。そこで、電極上で、配位結合を利用したポルフィリン・フラーレンナノ配列を構築し、それらの相関を調べた。ポルフィリン配列修飾電極は、既報の手法に基づき、ピリジル基とカルボキシル基を有するポルフィリン(ZnPyPacid)を酸化スズ電極上に単分子膜吸着させた後、電極上のポルフィリン末端に、Pdとの配位結合を介して、ピリジル基を2箇所有するポルフィリン(ZnPy2P)を逐次連結していくことで作製した。湿式三極系でIPCE値を測定すると、ポルフィリンを3層修飾した場合(FTO/SnO2/(ZnP)3)に最大値10%(λex=440nm)に達した。次に、酸化スズ電極上にZnPyPacidとフラーレンカルボン酸(C60acid)を吸着させ、先と同様の手法でZnPy2Pを逐次連結させた。その後、亜鉛ポルフィリンに配位可能なピリジル基を有するフラーレン(PyC60)をポルフィリン配列間に取り込ませた(FTO/SnO2/C60acid+(ZnP)n+PyC60)。これらの電極のIPCE値を測定すると、FTO/SnO2/C60acid+(ZnP)5+PyC60電極で22%を達成し、ポルフィリン配列のみを修飾した電極と比較して光電変換効率が向上することがわかった。この光電変換効率の向上は、電極上で電子と正孔の輸送経路が形成されたことによると考えられる。1.配位結合を利用したポルフィリン・フラーレン配列修飾電極配位結合を利用してポルフィリン・フラーレン配列を電極上で構築した。まず、膜構造を各種顕微鏡で調べたところ、ポルフィリン鎖は酸化スズに対して約30度傾いて成長していることがわった。また、2層目から5層目においてのみ、フラーレンがポルフィリンとの配位結合およびフラーレン間のπ-π相互作用を形成することで、バイコンティニアスなポルフィリン・フラーレン配列が電極上で垂直方向に構築されていることが確認できた。次に、光電変換効率を評価した結果、ポルフィリン・フラーレン配列系では参照系と比較してIPCE値が大きく向上した。以上の結果より、電極に垂直な方向にポルフィリン・フラーレン配列が形成されたことにより、電子と正孔が各電極に向かって方向性をもって移動し、光電変換特性が向上したと考えられる。本研究では、電極の垂直方向にドナー・アクセプター配列を形成させた系で最も高いIPCE値を達成しただけでなく、ポルフィリン層数に対する膜構造と光電気化学特性との相関を初めて詳細に明らかにすることに成功した。2.ナノロッド型光電変換デバイス金-ポリマーからなる複合ナノロッドを作製した。ポリマーのモノマーには3,4-ethylenedioxythiophene(EDOT)を使用し、金属部位と有機物部位の接合を検討した。まず、市販の陽極酸化アルミニウムテンプレート(細孔径約300nm)内で第一層としてAuを電析した後、第二層にEDOTを電解重合させ、複合ナノロッドを合成した。得られた複合ナノロッドを各種顕微鏡、エネルギー分散形分光法を用いて構造評価した結果、ポリEDOT部位は電解重合の際の条件によりロッド構造とチコーブ構造に制御できることが示唆された。

今後、第三層としてアクセプター分子の層を形成させ、光電変換特性を調べる予定である。1.新規アシカー基として1-ヒドロキシ-1-オキソジチエノホスホールを有する有機増感色素の開発新規アンカー基として1-ヒドロキシ-1-オキソジチエノホスホールを有するオリゴチオフェン(TP)を合成した。TPはジチエノホスホールのジブロモ体とスタンニル化したターチオフェン間のスティルカップリング反応を利用して合成した。TP修飾酸化チタン電極のセル性能を評価した結果、代表的なルテニウム色素であるN719を用いたセル性能に匹敵する外部量子収率(IPCE値)を達成し、1-ヒドロキシ-1-オキソジチエノホスホールは有機色素の新規アンカー基として有望であることがわかった。2.新規キノキサリン縮環ポルフィリン増感色素ポルフィリンのβ位でキノキサリンが縮環したポルフィリンは、高い光捕集能、それに伴う高いセル性能を示すことがわかっている。しかしながら、キノキサリン部位の構造が光電池特性に及ぼす影響に関しては詳細な知見が得られていない。そこで、キノキサリン縮環ポルフィリンのキノキサリン部位においてπ共役系を拡張したポルフィリン、およびキノキサリンの縮環位置を変化させたポルフィリンをそれぞれ合成し、その光学、電気化学、光電池特性を検討した。3.ナノ太陽電池を目指した新規有機/無機複合ナノロッドの作製両端に異なった仕事関数を持つ金属ナノロッドを配置し、中央部に光電荷分離を担う有機分子からなるヘテロ接合ナノロッド部位を挟み込んだマルチセグメントのナノロッドの作製とその構造評価を行い、ナノロッドの光応答性を調べた。両端の金属には金や銀を使用し、ポリマーの原料となるモノマーには3,4-ethy lenedioxy thiophene(EDOT)と、チオフェンを連結したフラーレン誘導体(Th-C60)を使用し、マルチセグメント構造(Au/PEDOT+Th-C60/Ag)を有するナノロッドの合成に成功した。
ディアスポラ・マーケティング－文化変容からの検討－

第一に、マーケティング研究における文化変容の捉え方として、コスモポリタニズムに着目し、関連する文献を幅広くレビューした。このことで、アフィニティや世界志向といった類似概念との差異を明確化し、分析視角としてのコスモポリタニズムを頑健なものとした。第二に、消費者が文化変容していく過程を質的研究法によって明らかにすると同時に、グローバルなアイデンティティに潜むローカルなアイデンティティの役割について考察した。最後に、コスモポリタン的表象について、先行研究との差異に触れつつ論じた。本年度は下記二点について研究を実施している。第一に、当該研究テーマを包含する研究領域として、消費者イデオロギー効果研究のレビューをおこない、著者独自の四つの観点から研究潮流の整理を試みた。その結果、本研究の分析視角である文化変容概念のなかでも、消費者コスモポリタニズムへの着目に研究機会があることが明らかとなった。第二に、文化変容のプロセスをミックス法、なかんずく順次的探索的戦略(sequential exploratory strategy)(Creswell et al., 2003)にもとづき明らかにするべく、次のような調査を実施した。まず、消費者コスモポリタニズムの代表的尺度であるC-COSMOおよび消費者ローカリズム尺度(ともにRiefler et al., 2012)を組み合わせた理論的サンプリングをおこない、CCGI(Cosmopolitan consumers with global identification、グローバル志向のコスモポリタン消費者)(Cannon & Yaprak, 2012)を抽出した。次に、CCGIに対してこれまでの生い立ち、関心、文化変容にいたった過程についてグラウンド・ツアー質問法(McCraken, 1988)にもとづき半構造化インタビューをおこなた。得られたデータはグラウンデッド・セオリー・アプローチ(Glaser & Strauss, 1967)を用いて分析され、コーディング、概念化とカテゴリーの作成、理論的飽和を経て、汎用プロセスモデルが生成された。その結果、四つの先行要因ならびに各要因を構成する複数のサブカテゴリー、文化変容を阻害する三つの要因が明らかになった。一連の調査を通じて、文化変容のプロセスは先行要因と結果要素、結果要素を通じたさらなる文化変容の進行という、循環型モデルとなっていることが示唆された。想定以上の進捗状況となった理由として、1)レビュー論文が当初予定よりも大幅に早く完成したこと、2)理論的サンプリングによって、インタビュー被験者が適切に抽出されたこと、などが挙げられる。結果的に、形成プロセスを構成する各概念の理論的飽和が早まり、考察に多くの時間を割くことができた。また、本研究で用いたミックス法について理解を深めるべく、当該手法の研究論文における活用について論じた書籍を執筆した。このことで、リサーチデザインについての学術的理解が深まり、精度の高い発見事実を早期に導出することに成功した。本年度は前年度に実施した文化変容の鍵概念の一つである、消費者コスモポリタニズムの形成メカニズムに関する分析成果を、英語論文として発表することを主たる目的とし、研究に取り組んだ。複数回にわたる査読を通して、原稿の修正を重ねた結果、無事ターゲットとなるジャーナルに受理されることが決定した。論文が受理される以前は、コスモポリタニズムの先行要因の解明に主眼を置いた内容としていたが、オリジナリティを高めるため、先行要因および調整要因間の関係性を明らかにし、図式化するという、より難度の高い課題を設定して、分析を重ねた。当該概念の先行要因は既存研究において、演繹的に設定された関連概念を独立変数とする回帰分析で検討を試みたものがいくつかみられたため、先行要因に関するレビューを大幅に厚くすることで、既存の発見事実と本研究との差異や棲み分けを明確にした。形成メカニズムの図式化にあたっては、要因間の因果関係や調整関係を精緻に検討するため、インタビュー・データとの対話を丹念に行い、整理していった。この過程において、先行要因というよりもむしろ、結果要素と捉えられる概念が浮かび当たったため、今後の研究の土台となるようワーキングペーパーとして別途まとめあげた。一連の形成メカニズムに関する研究を通して、コスモポリタニズムは線形に構築されるのではなく、結果要素を介してさらに強化されていくという、循環型のモデルになっていることが示唆された。さらに、文化変容と関連性のある五つの概念について、社会的同一性理論の観点から類型化し、なかでも重要な三つの概念に着目し、それらを援用した実証的研究を中心にサーベイ論文を書き上げた。当該レビュー論文も既に国内論文誌に受理されており、来年度ほどなくして出版される予定となっている。研究成果が投稿から論文として受理されるまで、9ヶ月以上かかったが、修正稿の提出期限が非常に短かったことが功を奏して、テンポよく論文をより良いものに仕上げていくことができた。また、コスモポリタニズムの先行要因についてのレビューは、前年度に詳細に整理できていたため、速やかに本稿のオリジナリティを規定できたことも進捗に寄与した。さらに、投稿論文への査読コメントを通して、レビューアーの先生方より有益なコメントを複数いただいたため、それに丹念に応えていくことで、受理に耐えうるクオリティの論文を迅速に書き上げることができた。最終年度ではまず、文化変容した消費者が一般的に社会的距離が遠いとされる対象への寄付をどのように捉え、評価するのかについて経験的研究を重ねた。その際、対象との心理的距離の遠近にともなう認知レベルの変化を説明してくれる、解釈レベル理論を援用することで、マーケティング・コミュニケーション研究への示唆を模索した。

一連の実験結果から、文化変容の度合いが高まるほど、社会的距離の遠い寄付対象との心理的な距離が縮まり、解釈レベルが低次に導かれるため、具体性の高い情報の方がそれが低い情報よりも評価が高まるというメカニズムが明らかになった。次に、外国に対する相反した態度が外国製品の評価や購買意図に及ぼす影響について、海外の消費者を対象に検討した。いくつかの先行研究では、外国に対する相反した態度は互いに独立した概念であり、それぞれ異なる効果をもたらすことが示されてきた。しかしながら、それらの交互作用については取り扱われておらず、本研究では単純傾斜分析を用いることで、カントリー・バイアス間の交互作用を検討した。分析結果から、文化変容の度合いが高まるほど、外国に対するネガティブな認知が抑制されることが明らかになった。三年間に渡る一連の研究によって、文化変容とその先行要因との関係性は線形ではなく、互いに影響し合うものであり、しばしば内集団に対する帰属が高まるなどして調整されることが示された。また、文化変容は静的ではなく、財やサービスの利用を通して変化し続ける、動態的な側面あることが示唆された。訪日外客や移民が増加し続ける我が国において、外国人の消費者行動を捉える鍵概念としての文化変容はますます注目を集めてくるものと推測される。文化変容をマーケティングのコンテクストから検討した研究は未だ少なく、今後もさらなる経験的な検証が求められるであろう。第一に、マーケティング研究における文化変容の捉え方として、コスモポリタニズムに着目し、関連する文献を幅広くレビューした。このことで、アフィニティや世界志向といった類似概念との差異を明確化し、分析視角としてのコスモポリタニズムを頑健なものとした。第二に、消費者が文化変容していく過程を質的研究法によって明らかにすると同時に、グローバルなアイデンティティに潜むローカルなアイデンティティの役割について考察した。最後に、コスモポリタン的表象について、先行研究との差異に触れつつ論じた。文化変容のプロセスに関して、本年度は特にその先行要因について明らかにすることができた。今後の研究では、文化変容の結果要素について重点的に調査をおこなう予定である。結果要素の導出では、ミックス法にもとづいたデータの収集および分析が何度も実施されるため、費用が嵩むと考えられる。ゆえに、出張旅費などを削減し、可能な限り残りの研究費を調査研究に割くように心がけたい。前年度までは文化変容の形成メカニズムに着目して、研究に取り組んできた。その結果、前述の通り、コスモポリタニズムは線形に構築されるものではなく、結果要素を介してさらに強化されていくという、循環型のモデルとなっていることが示唆された。そこで、文化変容が進んだ消費者に対するアプローチの方略を探るべく、変容の度合いが低い消費者との比較を通して、いくつかの実験を試みる予定である。調査対象は他国の消費者も含まれるため、データ収集の一部を海外企業に委託する必要がある。
透明性を確保した車種別交通量配分システムの利用推進

近年になって均衡配分手法についての研究及び実用化が行なわれてきている。しかしながら,コンピュータプログラムの作成は,各機関・会社が独自に行なっており,そのソースコードは一般的には公開していないため,中身はブラックボックスとなっており,本当に正しく交通量を推定しているのか分からないのが現状である。本研究では,車種別の均衡配分問題を効率的に解くアルゴリズムを開発することを第1の目的とする。第2の目的は,プログラムのソースコードをインターネット上に公開し,誰でも参照可能にするとともに,プログラムの不備を誰でも指摘することが出来るシステムの構築を行なうことである。また,作成したプログラムの検証を行なうことが出来るベンチマークデータの整備を行なうことを第3の目的とする。本年度は,平成17年度に開発を行った車種別確率的利用者均衡配分の並列計算システムおよび平成18年度に行ったプログラム検証用のベンチマークデータを公開し,交通量配分プログラムの検証をすることが出来るシステムの構築を行った。検証システムを整備するにあたり,まず計算結果および計算時間などを各種のデータ・コンピュータで求め,結果を整理した。検証システムはWebべースとして,検証専用のパーソナルコンピュータを導入した。この計算システムおよび検証システムの公開により,各会社が独自に開発するコストが大幅に削減されるとともに,交通量配分システムの透明性が確保される。また,車種別均衡配分システムが急速に浸透すると予測される。本年度は,第一ステップとして車種別の均衡配分問題を効率的に解くアルゴリズムを開発することを目的とした。大都市圏を対象とした交通量配分は,多くの記憶領域および計算時間が必要であるが,交通量配分の計算アルゴリズムは,車種毎に計算を分割することが比較的容易である。従って,並列演算処理により,大幅な時間短縮が可能となると予想される。予算の関係上,今回は3台のコンピュータを用いたPCクラスタシステムを用いて,並列計算処理を行い,その計算効率性の検討を行った。リンク数13,753,ノード数9,679,セントロイド数1,156の比較的大規模な道路ネットワークを用いて検討を行なった。1回の繰り返し計算47分のうち31分が費やされる降下方向ベクトルの計算アルゴリズムを並列化した。今回は,3車種を対象としたため,車種ごとにCPUを割り当てて計算した場合,起点ごとの最短経路探索を割り振った場合の2ケースについて検討を行った。その結果,3台のCPUを用いて車種ごとに割り当てた場合は,降下方向ベクトルの計算が17分で,1CPUの場合の53%の計算時間であった。また,2台のCPUを用いて起点ごとに割り振った場合の計算時間は21分で67%,3台のCPUで起点ごとに割り振った場合は15分で47%の計算時間となった。これらの結果より,交通量配分の計算にPCクラスタシステムを使用して並列化することは,計算時間短縮に有効であること,CPUの割当は車種毎に行うより起点毎に行った方がCPU数の柔軟性および計算時間の観点から望ましいことが分かった。そこで本研究では,交通量配分の透明性を確保するために,プログラムのソースコードおよびベンチマークデータの公開を行う。昨年度は,車種別の均衡配分問題を効率的に解くアルゴリズムの開発を行った。PCクラスタシステムを使用することで,効率的な並列化が可能であることが分かった。本年度は,交通量配分の検証に必要なベンチマークデータの整備を行った。プログラムの検証を行うための小規模なデータは仮想道路ネットワークを用いて整備を行った。システムパフォーマンスの検証を行うための比較的大規模なデータ(地方整備局をカバーする程度のデータ)は,インターネットでの公開を前提にして国土交通省近畿地方整備局等にデータ提供のお願いをしたが,ODデータは非公開扱いのため,データ公開の許諾は無理であった。しかしながら,研究者個人での利用許諾を受けることが出来たため,ODデータ,道路ネットワークデータの整理を行った。来年度は,プログラムのソースコードおよび本年度構築したベンチマークデータ(国土交通省提供のODデータを除く)をインターネット上に公開し,誰でも参照可能にするとともに,プログラムの不備を誰でも指摘することが出来るシステムの構築を行なう予定である。

この計算システムおよび検証システムの公開により,各会社が独自に開発するコストが大幅に削減されるとともに,交通量配分システムの透明性が確保される。また,車種別均衡配分システムが急速に浸透すると予測される。
価値と信用を搭載するディペンダブルなLSIの設計手法の研究

社会に不可欠になっている「価値」や「信用」を搭載するLSIについて、ディペンダビリティの定義と評価尺度を提案し、その阻害要因の明確化と要因間の関係の解明を行った。また、LSIのディペンダビリティを向上させる対策を提案し、ディペンダブルLSIの設計フローを提示した。独自技術によるICカードを大学の学生証・職員証として発行し、設計から運用まで一貫してディペンダビリティの一万人規模の社会実験を行える環境を実現した。ディペンダビリティを阻害する要因について、産業界および学会の関係者と種々の議論を行った。雑音や経年変化、製造揺らぎによる自然現象からの脅威、設計・製造・検査・運用の各ステージにおける人為的な誤り、悪意ある攻撃による脅威などの要因の分類と対策および問題点などを整理した。特に、ソフトエラーに関して、メモリや論理回路に関する現状と研究動向の調査を重点的に行った。タイミングエラーについてもカナリアFFを用いたディペンダビリティの向上策を考案し、その評価を行った。また、テスト容易化設計のために導入されるスキャンパス設計を対象として、スキャンパスを利用した暗号などの鍵に対する攻撃可能性の解析とそれに対する対策の検討を行った。具体的には、DES暗号に関する複号化回路のテスト容易性とセキュリティの強度のトレードオフについて検討し、新しい知見を得た。「価値」や「信用」を搭載するLSIに対する阻害要因を明確にするために、電子マネーと認証機構について議論した。「価値」や「信用」を取り扱う情報システムの理論的なモデルを構築し、その中におけるLSIの役割を考える過程から、LSI設計法に求められる要求を明確にした。また、九州大学全学共通ICカード導入推進プロジェクトにおいて、独自に考案した独自のID体系であるMIIDによるシステムを商用のICカードや携帯電話に搭載して、建物の入退館、図書館の利用、電子マネーサービスに試験的に利用し、実用レベルにおいても問題点の解明と改良を行った。MIIDは、従来の認証を中心にした仕組みから、より一般的な権利権限管理の仕組みへと拡張し、「価値」や「信用」を一元的に扱えるシステムへと展開させた。本年度は昨年度の成果をもとに、ディペンダビリティを向上させるためのシステムアーキテクチャ、LSIアーキテクチャ、設計手法の確立を中心に研究を進めた。まずディペンダビリティの定義と評価尺度に関して、既存の信頼性や安全性の評価尺度との関係を明確化した。また、情報システム全体におけるディペンダビリティの定義について広く関係者と議論を行い、その試案をまとめた。また第14回アジア南太平洋設計自動化会議(ASP-DAC2009)において、Special Session: Dependable VLSI: Device, Design and Architecture -- How should they cooperate?-にパネリストとして参加し、概念の普及と一般化を行った。ディペンダビリティを阻害する要因とそれに対する対策として、ディペンダビリティを向上させるためのシステムレベルのアーキテクチャ、LSI内部のアーキテクチャについて検討を行った。具体例として、スキャンパスの概念を一般化した可観測性・可制御性の向上を利用したディペンダビリティ向上策について検討を行った。ディペンダブルLSIの設計フローの確立に関しては、ディペンダビリティを向上させるための設計フローをまとめた。ソフトエラーに対する耐性を評価し、それを強化するための設計フローについて検討を行った。昨年度から引き続きICカードを中心とする社会情報基盤の実証実験からのデータ収集を行った。またそれに基づいてディペンダビリティの評価尺度の検討へのフィードバックを行った。ディペンダブルな個人認証用のIDや電子マネーの実現のためのLSIアーキテクチャと設計手法の確立を目的として研究を行った。平成21年度は、前年度に引き続き、セキュリティ向上のために導入すべき機能や工夫の提案、20年程度の寿命を保証するための設計技術の開発、設計時や製造時の不正を防止するための技術の開発、事故が発生したときの被害の波及を最小限にとどめるための技術の開発を行った。具体的には、1)ディペンダビリティの定義と評価尺度の提示、2)ディペンダビリティを阻害する要因の明確化と要因間の関係の解明、3)LSIのライフサイクルの各ステージにおける阻害要因と対策の提案、4)ディペンダブルLSIの設計フローの確立、5)LSIのディペンダビリティの実証実験での評価を行った。特に、タイミング違反の要因としての遅延ばらつきについて、アーキテクチャレベルで評価することの問題を整理し、アーキテクチャレベルとゲートレベルで協調して評価する環境を検討した。平成21年度は、特に、九州大学の全学共通ICカード導入推進プロジェクトの正式な学生証・職員証への移行にあわせて、より実用的な評価を行うデータ収集体制を確立した上で、電子マネーや各種証明書の利用に関するサービスの展開から問題点を抽出し、これらに対する解決技術を提案した。ここでは、LSIアーキテクチャと設計手法に加え、LSIを適用するシステムの運営の観点から新しい技術を提案した。また、過去2年間の研究成果をまとめるとともに、広く学会発表を行い、ディペンダビリティの定義と評価尺度を広く普及させた。
サブミリ波宇宙観測に向けて:実験室分光による遷移周波数・分子定数の精蜜測定

我々の実験室での測定結果に基づき星間分子雲中で発見されたD2H+イオン及びH2D+イオンの速度がわずかではあるが異なることが示唆された。その原因を追求するために再度これらの周波数を精密に測定した。その結果は、Journal of Molecular Spectroscopyに発表し速度の違いは依然として解消されないことを示した。すでにALMAの建設は始まっており、サブミリ波領域での種々の星間分子およびその候補となる重要な分子の周波数測定は急務である。その中でも、低周波数ではよく知られているイオンでもサブミリ波領域では系統的に測定されていない、HCNH+、HN2+、C3H2+の回転遷移測定をサブミリ波領域まで広げた。また、CH3CNH+のサブミリ波スペクトルをはじめて観測するのに成功した。単に、星間分子として重要であるのみならず分子ダイナミクスの観点からこの上なく興味深い系であるCH5+のサブミリ波検出を試み、J=2-1の周波数帯で数本の吸収線を見つけた。現段階では、その帰属、同定は確実ではないが、CH5+である可能性が高く、継続して測定を続けることが望ましい。H5+はH3+とH2のコンプレックスである。われわれは、このイオンが星間空間の化学で重要な役割を果たしていうのではないかと考え、昨年度、チェコ国立研究所のSpirko氏の協力でその回転スペクトルを理論的に検討した。回転スペクトルはサブミリ波から遠赤外線領域に現れる。これに関連して特に暗黒星雲中での重素濃縮の結果D3+の存在が予測されるが、D3+の検出は直接的には極めて困難であり、H5+の重水素置換体であるD3H2+の検出が間接的にD3+の検出につながる可能性をロンドン王立協会の研究会で指摘した。我々の実験室でのD2H+イオンのサブミリ波遷移周波数に基づき、Vastel, Phillipsはいくつかのpre-stellar coreでこのイオンが同定された。その結果、H2D+とD2H+でわずかではあるが速度が異なることが示された。その違いのひとつの原因として、実験室での周波数(静止周波数)が十分制度が高くないのではないかと彼らは示唆した。それを受けて、我々は、H2D+およびD2H+のサブミリ波遷移周波数を再度精密に測定し、二つのイオン間の速度の違いは事実であることを示した。この結果は、Journal of Molecular Spectroscopyに投稿した。低周波数ではよく知られているイオンでもサブミリ波領域では系統的に測定されていないものが多い。HCNH+、HN2+、C3H2+の回転遷移測定をサブミリ波領域まで広げた。CH3CNH+のサブミリ波スペクトルをはじめて観測するのに成功した。これらの精密なサブミリ波遷移周波数は将来の天文観測の重要な指針になるものと思われる。CH5+の探査のため従来のExtended Negative Glow放電管の微小ガス導入口に改良を加えた。それを用いCH5+のJ=1-0遷移のサーチを行っているが、まだ明確な信号は得られていない。赤外観測からH3+は暗黒星雲中で最も多量に存在する分子のひとつである。H5+はH3+とH2のコンプレックスであり、極低温では安定に存在し得る。われわれは、このイオンが星間空間の化学で重要な役割を果たしているのではないかと考え、本年度はチェコ国立研究所のSpirko氏の協力でその回転スペクトルを理論的に検討した。結果は論文2報として公表予定である。
半導体超格子におけるコヒーレントフォノンの位相ダイナミクス

本研究の目的は、フェムト秒レーザーパルスによって誘起されたコヒーレントフォノンの生成および検出メカニズムを探る一環として、時間領域分光法の一つであるポンプ-プローブ法を用いて、半導体超格子中のコヒーレントフォノンの位相ダイナミクスを調べることにある。昨年度の研究結果から、ポンプ・プローブ法で半導体超格子に特有な音響フォノンの折り返しモードが観測され、そのモードは、ミニブリリュアンゾーンにおいてГpointとnearГpointの両方の振動モードであること、またA_1対称性を持っていることが明らかになった。この音響フォノンの折り返しモードの生成および検出機構を明らかにする為、2波長ポンプ・プローブ法を用いて実験を行った。測定に用いた試料は、(GaAs)_m(AlAs)_n半導体超格子であり、m,nはそれぞれの層数である。長距離走査の2波長ポンプ・プローブ法を用いて半導体超格子に観測される折り返し音響フォノンの測定を行った。ここで、2波長ポンプ・プローブ法は、基本波(800nm)とその2倍波の波長(400nm)を用いて行った。その結果、2倍波をポンプ光に、基本波をプローブ光に用いた場合、nearГpointの振動モードのみが観測され、その振動数は、通常のポンプ・プローブ法で用いた得られた結果と同じ振動数であった。これは、折り返しモードのnearГpointの運動量は、生成過程に依存しているとは言えず、検出過程によって決定されていると言う事が明らかになった。また、その検出過程は誘導ラマン過程が寄与しているものと考えられる。ポンプ光とプローブ光の波長を変え、半導体超格子の表面にクラツド層がある試料を測定した結果、Гpointの振動モードのみが観測された。これは、超格子層内のГpointの振動モードがクラッド層との界面を振動させており、それが音波となって表面まで届いている為と考えられる。本研究の目的は、フェムト秒レーザーパルスによって誘起されたコヒーレントフォノンの生成メカニズムを探る一環として、時間領域分光法の一つであるポンプープローブ法を用いて、半導体超格子中のコヒーレントフォノンの位相ダイナミクスを調べることにある。本研究では先ず、ロックイン検出によるポンプ・プローブ法を用いて、周期半導体超格子中のコヒーレントフォノンの種々の特性(偏光特性・励起波長特性・励起強度依存性等)を調べた。長距離走査のポンプ・プローブ法を用いて半導体超格子に観測される折り返し音響フォノンの測定を行った。その結果、観測された折り返し音響フォノンは、ミニブリリュアンゾーンにおいてГpointとnearГpointの両方の振動モードであること、またA_1対称性を持っていることが明らかになった。また、これらのコヒーレントフォノンの偏光依存性の測定結果から、測定された音響フォノンに偏光依存性はないことが分かった。これは、共鳴効果により偏光選択則の緩和現象が生じていると考えることが出来る。そこで、それを確認するために、コヒーレント音響フォノンの振幅の励起波長依存性を調べた。その結果、励起波長のエネルギーが、超格子の電子-重い正孔(le-hh)遷移に近づくと、コヒーレントフォノンの振幅は大きく変化しており、確かに共鳴効果が起こっていることを確認できた。以上の結果から、半導体超格子中のコヒーレント音響フォノンは、電子-格子相互作用の強い系であると示唆される。また、準周期半導体超格子であるフィボナッチ超格子やn型半導体等についても、ポンプ・プローブ法を用いてコヒーレントフォノンを測定し、コヒーレントフォノンについての基礎的なデータ収集を行い、コヒーレントフォノンの生成メカニズムを検討している。

ポンプ光とプローブ光の波長を変え、半導体超格子の表面にクラツド層がある試料を測定した結果、Гpointの振動モードのみが観測された。これは、超格子層内のГpointの振動モードがクラッド層との界面を振動させており、それが音波となって表面まで届いている為と考えられる。
非伝統的金融政策に関する実証研究：効果と副作用の比較分析

本研究課題では伝統的金融政策の効果と副作用に関する実証研究を行った。研究成果としては、第一に、米国のFRBが2008年に開始した非伝統的金融政策は中長期の金利を引き下げる効果があった一方で、原油価格の上昇要因になったことを示した。第二に、日銀が2001年以降に実施した量的緩和策のマクロ経済への効果に関しては、伝統的な金融政策と比べて効果の発現がより早く見られるものの、持続性はあまりなく、不確実性が比較的高いことが分かった。第三に、銀行貸出への効果に関しては、少なくとも金融危機が再燃した2000年代初めの時期に下支え効果があったことを明らかにした。日本における伝統的金融政策と非伝統的金融政策のマクロ経済に及ぼした効果をそれぞれ推定し、両者間で比較を行った。ただしここでは、低金利下でかつ超過準備が発生した1998年6月以降を「低金利期」、それ以前を「通常期」と定義して、両期間における効果の測定および比較を行った。(正確には非伝統的金融政策は2001年3月2006年3月および2010年10月以降を指すが、サンプル数の都合上、それら以外の期間も含む「低金利期」を分析対象期間とした。)推定方法としては符号制約VARのアプローチを用いた。得られた結果は以下の通りである。まず質的には、両期間で金融政策ショックはほとんど変わらない効果を持っていることが示された。すなわち、(1)物価と生産をともに引き上げる、(2)物価と生産のどちらかのみを引き上げる、(3)物価と生産をともに下落させてしまう(効果なし)という現象の発生確率が2期間でほぼ同じとなった。次に量的には、両期間それぞれにおいて1標準偏差の金融政策ショックがほぼ同程度だけ生産を引き上げるという結果が得られた。しかしその一方で、金融政策ショックの大きさを両期間で揃えた場合には、低金利期の金融政策の効果は通常時と比べ小さいことが分かった。これは低金利期の方が通常時よりも金融政策ショックの規模が大きかったことに由来する。本研究結果は、低金利下でも十分な政策効果を得ようとするならば、日本で実際に行われたような通常期よりも大胆な政策発動が必要であることを示唆している。また、専門家の間では非伝統的金融政策には効果があるという意見と効果は認めらるものの限定的であるという意見が対立しているが、本研究は一見相反しているように見えるこれら両主張に整合性を与える点でも意義がある。まず、FRBが2008年秋のリーマン・ショック後に採用した「市場とのコミュニケーション手段」についての評価を行った。この期間に実施された非伝統的金融政策としては、ゼロ金利政策、量的緩和策(QE1QE3)、ツイスト・オペが挙げられる。それらの政策効果を高めるためにFRBは市場とのコミュニケーション手段も工夫した。具体的には、時間軸政策とインフレ・ターゲット(IT)の2つのコミュニケーション手段の導入である。前者の時間軸政策とは、ゼロ金利政策の先行きの継続期間を示すことで、市場の短期金利の予想に働きかけて長期金利を引き下げることを企図している。本研究では、この時間軸政策に中長期の金利を引き下げる効果があったことを示した。具体的には、2011年8月の「少なくとも2013年半ばまではゼロ金利政策を継続する」という声明は、満期が2年以上の利回りで822bp引き下げる効果があったことを確認した。また後者のコミュニケーション手段であるITは2012年1月に採用され、2%のインフレ率が長期的な目標として設定された。本研究はITが採用されていなかったQE1・2期には、量的緩和が原油価格を上昇させ、期待インフレの不安定化を招いていることを示した。よって、ITには量的緩和の副作用を抑える補完的な役割が期待される。以上の研究成果を、日本金融学会2012年度秋季大会のパネル討論『中央銀行の市場とのコミュニケーション』で報告した。次に、関西大学の本多佑三教授と共同で日銀が2001年から2006年に行った量的緩和策の効果について分析した。これまでの筆者らの研究によって、当時の量的緩和策は株価上昇を通じて生産に有意な影響を及ぼしたことが示されている。本研究ではさらに分析を進め、当時の株価上昇が企業の新規株式発行や設備投資を促したことを示した。この研究成果は論文にまとめDPとして発表した。H25年度に引き続き、日本における伝統的金融政策と非伝統的金融政策(特に量的緩和策)のマクロ経済への効果を比較するというテーマを掲げ研究を進めた。とりわけ、分析手法の面で昨年度よりもさらに研究を発展させた。具体的には、H25年度は符号制約VARのアプローチを用いたが、H26年度はそのアプローチに加え以下の3つの特徴を有する分析を行った。(1)長短金利差をVARモデルに加え、量的緩和期における金融緩和ショックを「銀行準備を増加させ、かつ長短金利差を縮小させる」ショックと定義した。(2)金融政策のマクロ経済への効果が発現するタイミングが伝統的金融政策と量的緩和策とでは異なる可能性を考慮するために、緩和ショック後の物価や生産の反応が異なる3パターンのVARモデルを推定した。(3)伝統的金融政策と非伝統的金融政策とでは政策手段が異なるために、単純に効果を比較することは難しい。そのため、株価の反応式をVARモデルとは独立に推定し、緩和ショックに対する株価の反応の大きさを共通の尺度としてマクロ経済への効果を比較した。

これらの分析手法上の改良により、以下のような結果が得られた。(1)金融緩和ショック後に生産が即座に反応する可能性を考慮したVARモデルでは、量的緩和策の生産への効果が有意なものとなった。(2)伝統的金融政策と量的緩和策の効果の質的な違いとして、量的緩和策は効果の発現がより早く見られるものの、持続性はあまりなく、不確実性が比較的高い。(3)量的な違いとしては、量的緩和策は伝統的金融政策と比べ、生産への影響がより大きく、物価への影響はより小さい。これらの研究結果は、量的緩和策の評価は伝統的金融政策のそれとは異なるモデルで行うべきであることを示唆している。また、(2)の結果より量的緩和策の副作用がある程度あることも示唆している。この研究は、論文にまとめ、学会で研究報告を行った。最終年度であるH27年度は、量的緩和策が銀行貸出へ及ぼす効果を検証した。そのために、個別銀行の財務データを用いてパネルデータ分析を行った。分析の結果、次の点が明らかになった。まず、2000年代前半に実施された量的緩和策は銀行貸出に対し正の有意な効果を持っていた。とりわけ、時期としては2002年度、業態としては第二地方銀行、財務状況としては不良債権比率の高い銀行によく効いていた。一方、2010年に採用された包括的金融緩和策と2013年に採用された量的・質的金融緩和策の銀行貸出への効果については、一部に有意な結果が見られたものの、頑健な証拠とまでは言えなかった。以上の分析結果は、伝統的金融政策のもとで検出された“銀行貸出チャネル"が量的緩和策のもとでも存在することを示唆している。なお、この研究成果は『経済分析』(内閣府経済社会総合研究所)にて掲載される予定である。その他、研究期間全体を通じては以下の研究を実施した。(1)FRBが2008年秋のリーマン・ショック後に採用した「市場とのコミュニケーション手段」についての評価を行い、時間軸政策に中長期の金利を引き下げる効果があったことを示した。(2)日銀が2001年から2006年に行った量的緩和策の効果について分析し、当時の株価上昇が企業の新規株式発行や設備投資を促したことを示した。(3)日本における伝統的金融政策と非伝統的金融政策のマクロ経済に及ぼした効果をそれぞれ推定し、両者間で比較を行った。その結果、質的な違いとしては量的緩和策は効果の発現がより早く見られるものの持続性はなく不確実性が高い、量的な違いとしては量的緩和策は伝統的金融政策と比べ生産への影響が大きく、物価への影響は小さいということが分かった。本研究課題では伝統的金融政策の効果と副作用に関する実証研究を行った。研究成果としては、第一に、米国のFRBが2008年に開始した非伝統的金融政策は中長期の金利を引き下げる効果があった一方で、原油価格の上昇要因になったことを示した。第二に、日銀が2001年以降に実施した量的緩和策のマクロ経済への効果に関しては、伝統的な金融政策と比べて効果の発現がより早く見られるものの、持続性はあまりなく、不確実性が比較的高いことが分かった。第三に、銀行貸出への効果に関しては、少なくとも金融危機が再燃した2000年代初めの時期に下支え効果があったことを明らかにした。
半導体量子構造におけるテラヘルツ電磁波発生機構

GaAs/AlAs多重量子井戸構造を試料として、コヒーレント縦光学フォノン(位相の揃った縦型光学格子振動)から、高強度かつ高単色性のテラヘルツ(THz : 1012Hz)電磁波が発生する機構を明らかにした。また、励起子(電子と正孔のクーロン束縛状態)の量子干渉効果(2種類の励起子状態の量子力学的干渉)がコヒーレントフォノンの駆動力となり、THz電磁波が増強されることを実証した。さらに、GaAs/AlAs超格子を試料として、電場による電子・正孔波動関数の局在過程において、THz領域で振動数可変のブロッホ振動(電子・正孔波束のコヒーレント振動現象)の新奇な振る舞いを見いだした。本研究では、半導体量子構造を対象として、フェムト秒パルスレーザー励起によって誘起されるテラヘルツ(THz)コヒーレント現象(コヒーレントフォノンとブロッホ振動)からのTHz電磁波発生機構を時間領域コヒーレント振動の観点から解明することを目的としている。平成18年度(初年度)の研究実績概要は以下の通りである。THz電磁波の時間領域信号は、低温成長GaAs薄膜の上に形成したダイポールアンテナで光ゲーティング法を用いて検出した。(1)THz電磁波強度の多重量子井戸周期数依存性に関する系統的な測定から、電磁波の電場が周期数に比例することを見いだした。この結果は、多重量子井戸の各層において生成されたコヒーレントLOフォノンの位相が揃った重ね合わせによって、THz電磁波が放射されていることを示している。(2)THz電磁波強度の温度依存性の測定結果を解析し、熱励起フォノンのランダムネスによって電磁波強度が低下することを明らかにした。(3)低温領域でのTHz電磁波強度を定量的に測定し、通常のパルス励起強度条件でmW程度の高強度が実現できることを検証した。(4)THz電磁波の生成機構として、誘導ラマン散乱過程が大きく寄与しているという結果が得られた。2.GaAs/AIGaAs超格子におけるワニエ・シュタルク(WS)局在とブロッホ振動(1)電場変調反射分光法により、ブロッホ振動を生じさせるWS局在の形成過程を明らかにした。さらに、WS局在状態間の共鳴結合条件において、光入力-光電流の双安定性動作が実現できることを見出した。(2)反射型ポンプ・プローブ分光法により、ミニバンド状態の励起子量子ビートからWS局在状態のブロッホ振動への移行過程の検出に成功した。本研究では、半導体量子構造を対象として、フェムト秒パルスレーザー励起によって誘起されるテラヘルツコヒーレント現象(コヒーレントフォノンとプロッホ振動)からのテラヘルツ電磁波発生機構を時間領域コヒーレント振動の観点から解明することを目的としている。平成19年度の研究実績概要は以下の通りである。テラヘルツ電磁波の時間領域信号は、低温成長GaAs薄膜の上に形成したダイポールアンテナで光ゲーティング法を用いて検出した。コヒーレントLOフォノンからのテラヘルツ電磁波発生の問題点は、温度上昇に伴い強度が著しく低下することである。特筆すべき成果として、室温において、高強度かつ高単色性のテラヘルツ電磁波発生が可能であることを見出した。具体的には、量子サイズ効果を利用して第1サブバンドの重い正孔励起子と軽い正孔励起子のエネルギー差をLOフォノンエネルギーに共鳴させることにより、励起子間瞬間干渉がコヒーレントLOフォノンの駆動力として作用し、その強度を顕著に増強すること(非共鳴条件の100倍程度)を明らかにした。反射型ポンプ・プローブ分光法により、ミニバンド状態の励起子量子ビートからワニエ・シュタルク局在状態のプロッホ振動への移行過程について詳細な実験を行った。従来、ブロッホ振動の振動数はeFD/h(Fは電場強度、Dは超格子周期)とされてきたが、電子・正孔包絡波動関数の弱局在領域において、2eFD/hの振動数のブロッホ振動が生じることを見出した。この成果は、プロッホ振動の新たな側面を切り開くものである。平成20年度の研究実績概要は以下の通りである。1.電場印加条件でのGaAs/AlAs多重量子井戸構造におけるコヒーレントLOフォノンからのTHz電磁波の増強電場印加条件では、サブバンドエネルギーに対する量子閉じこめシュタルク効果が作用し、励起子エネルギーを変化させることができる。p-i-n

構造に埋め込んだGaAs/AlAs多重量子井戸構造を試料として、重い正孔サブバンドの第1と第2量子状態のエネルギー差をGaAsのLOフォノンエネルギーにチューニングすることにより、コヒーレントLOフォノンからのTHz電磁波が、非共鳴状態と比較して約500倍増強されることを見いだした。その増強機構に関しては、コヒーレントLOフォノン生成時の2重共鳴ラマン散乱過程(入射光共鳴と出射光共鳴が同時に生じるラマン散乱現象)であることを、励起エネルギー依存性から明らかにした。2.プロッホ振動の励起エネルギー依存性p-i-n構造に埋め込んだGaAs/AlAs多重量子井戸構造を試料として、プロッホ振動の励起エネルギー依存性について、ポンプ・プローブ分光法を用いて研究した。昨年度の研究で見いだした振動数が2eFD/h (Fは電場強度、Dは超格子周期)の新奇なプロッホ振動は、その強度が通常のプロッホ振動(振動数eFD/h)と比較して、励起光エネルギーに劇的に依存することを見いだした。これは、プロッホ振動を生じさせるワニエ・シュタルク局在での励起子量子干渉の状況が、上記の2種類のプロッホ振動で大きく異なっていることを反映していると考えられる。
日米共同による電離圏スポラディックE層準周期構造の多元的観測

(1)研究の目的中緯度電離圏スポラディックE(Es)層に現れる準周期構造の生成機構の研究を目的として、宇宙科学研究所鹿児島宇宙センターから打上げられる観測ロケット2基と、地上の可搬型ドップラーレーダー・MUレーダー・MFレーダー・アイオノゾンデ・大気夜光イメージング等を組み合わせた観測計画SEEK(Sporadic-E Experiment over Kyushu)が日米共同研究として1996年7月9月に成功裡に実施された。本研究は、SEEKの地上観測の実施を目的として実施された。(2)SEEK地上観測の実施本研究では、以下の地上観測を実施した。まず(1)宇宙開発事業団種子島宇宙センターにおいて可搬型ドップラーレーダー観測を行った。(2)通信総合研究所山川電波観測所においては、大気光イメージング観測と大気光ファブリーペロ-干渉計観測を実施した他、(3)アイオノゾンデ及びレーダー観測を継続的に実施した。(4)ロケット観測で行われたTMA中性風速観測に関しては、高知県・宮崎県・鹿児島県にわたる計4ヶ所の地上観測点の運営を行った。(5)MUレーダーによって、SEEKロケット観測との同時観測を実施した。(3)研究結果のまとめSEEKのロケットおよび地上観測によって得られたデータは、観測終了後は個別に解析されてきたが、本年3月には国内研究者による「SEEKデータ検討会」と日米研究者による「SEEKワークショップ」を開催して観測結果の相互比較と活発な議論を行った。以上の結果をまとめると、(1)ロケットは2機とも複数のスポラディックE層と通過して飛行し、(2)それぞれのロケットで行なわれた電界観測は10mV/mを超える大きな値を示した。また、(3)TMA発光雲による中性大気風速観測によってケルビン・ヘルムホルツ不安定が生成する程の顕著なシア-発見された他、(4)種子島のレーダーで観測されたイレギュラリティエコーのドップラー速度とロケットで観測された電界ベクトルの間に良い一致が見られることが明らかにされた。中緯度電離圏スポラディックE(Es)層に現れる準周期構造の生成機構の研究を目的として、SEEK(Sporadic-E Experiment over Kyushu)と呼ばれる日米共同研究が1996年7月9月に成功裡に実施された。SEEKは、宇宙科学研究所鹿児島宇宙センターから打上げられる観測ロケット2基と、地上の可搬型ドップラーレーダー・MUレーダー・MFレーダー・アイオノゾンデ・大気夜光イメージング等を組み合わせたE領域イレギュラリティの総合観測を目指したが、本研究が、下記の地上観測を行うことでSEEK成功に大きく貢献した。(1)SEEK地上観測の実施●Tsunoda博士と研究協力者が来日し、宇宙開発事業団種子島宇宙センターにおいて1996年7月9月の期間、可搬型ドップラーレーダー観測を行った。●Taylor博士が通信総合研究所山川電波観測所を訪れ、1996年8月の新月の期間に大気光イメージング観測を実施した。また同時に大気光ファブリーペロ-干渉計観測が実施された(石井)。●通信総合研究所山川電波観測所では、SEEK期間中、継続的にアイオノゾンデ及びMFレーダー観測が実施された(五十嵐)。●ロケット観測のうち地上からの写真撮影観測が重要であるTMA中性風速観測に関して、Larsen博士と研究協力者が来日してロケット搭載装置の試験に従事するとともに、ロケット打上げ時には高知県・宮崎県・鹿児島県にわたる計4ヶ所の地上観測点の運営を行った。●MUレーダーの多ビーム観測によって、SEEKロケット観測との同時観測が実施された(小川)。

(2)観測結果の解析と発表●平成8年12月に山本が米国のAGU総会に出張し、SEEK観測結果の発表と議論を行った。●SEEK期間中の様々な観測結果の比較検討を行うため、平成9年3月15日17日に、ハワイにおいてSEEKワークショップが開催された。本研究ではワークショップへの出張旅費を支出した。