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道路交通と鉄道による騒音と振動の複合影響に関する因果推論モデルの構築

本研究の目的は道路交通や鉄道からの騒音および振動による影響を検討するための,居住環境評価に関する因果モデルを構築することであった。2013年には長野新幹線鉄道沿線の居住地域を対象に騒音と振動による居住環境への影響調査として社会調査および騒音と振動の物理測定・推計を行った。これにより,新幹線鉄道からの騒音レベルと振動レベルを複合的に組み込んだ因果モデルを構築することが可能となった。現状ではモデルの適合度指標であるCFIは0.951,RMSEAでは0.074という比較的良好なモデルを示すことができた。今後はモデル内のパスの有意性を含めた因果モデルの改良が課題である。本年度は長野新幹線沿線の戸建て住宅を対象に生活環境に関するアンケート調査および新幹線からの騒音と振動の実測調査を行った。現行の長野新幹線は2014年度に石川県金沢駅まで到達することが予定されており,ここで長野駅周辺の居住環境を調査することで,将来の金沢駅周辺の居住環境を想定したり,開通後に金沢駅周辺で調査すれば経年や地域の影響による居住環境について検討できると考えられる。社会調査は648件に依頼し,294件(回収率45.4%)の回答を得た。属性で見れば,50代以上の回答が大半を占める結果となり,2007年の北陸での調査結果よりも高齢な回答者がやや多い結果であった。住宅の所有形態は97%が持ち家であり,延べ床面積は100m2200m2が約7割を占める。住宅構造は木造が85%,鉄骨造が10%を占める結果となった。窓構造を築年数との関係で見れば,20年辺りを境に1枚ガラスから2重ガラスの割合が増加し,窓枠もアルミから樹脂への移行が見て取れた。また,住宅の満足度や地域の好ましさなどの評価は北陸の結果よりも満足側,良い側の回答割合が多いという結果であった。騒音と振動のアノイアンスはそれぞれ67dBから70dB(LAsmax),54dB(Lvz)を超えると10%以上の反応となることが示された。自由回答により,「騒音や振動にはだいぶ慣れたが,戸を開けるとほとんど音が聞こえない。」,「在来線の踏切の信号音がかなりうるさい。」,その他,公園の利用マナーや道路整備,バス等の公共交通に関する指摘が得られ,居住環境を良くするための方策を多角的な視点で今後は検討したい。本研究は,交通機関による複合的な要因(騒音や振動)による居住環境への影響を評価できる因果推論モデルを構築することを目的としている。構築したモデルにより,なぜ騒音の不快感が高い/低いのかという評価の差異を生み出す原因を把握し,生活環境に影響する要因について定量的に把握することが狙いである。本年度は先に実施した北陸新幹線沿線の住宅を対象に行われた社会調査と騒音測定結果を踏まえて,振動暴露量の実測と推定を行った。近年の研究結果では騒音のアノイアンスには騒音暴露量だけでなく振動暴露量の影響も相乗効果として影響する可能性が示されている。ここで振動暴露量を把握しておくことは,モデルを構築する上でも必要不可欠であり,また将来の新幹線開通後に騒音だけでなく,振動の影響の変化も検討する事が可能となるため非常に重要である。調査対象地域は道路や鉄道が混在する地域であるため,各振動源からの距離と地盤性状等でゾーン区分し,調査対象となる測定点を選定した。調査は本校学生に協力を得て行い,対象地域の鉄道からの振動と道路交通による振動の実測を行った。また,次年度の長野新幹線沿線の住宅を対象とした社会調査に向けて予備調査を行った。長野県で定期的に測定および報告されている測定場所を訪れ,運行の様子や周囲の住宅の様子を視察した。2013年に長野新幹線鉄道沿線の居住地域を対象に騒音と振動による居住環境への影響調査として社会調査および騒音と振動の物理測定・推計を行った。戸建て住宅の居住者を対象として得られたサンプル数は294件であり,回収率は45.4%であった。この調査結果はロジスティック回帰分析による騒音曝露ー反応関係を示すこともでき,環境基準値(主として住居の用に供される地域)である70dBにおいて,言語尺度上位2カテゴリ(非常にとだいぶ)を選択した人の割合は約26%,11段階の数値尺度のうち上位3カテゴリを選択した人の割合は約16%であるという知見を得た。さらに,騒音の不快感に振動レベルも有意に影響することを確認した。

最終年度は,これら知見と申請者のこれまでの研究成果から騒音と振動の二つの物理量が影響することを踏まえた複合被害感に関する因果モデルを構築した。現状ではモデルの適合度指標であるCFIは0.951,RMSEAでは0.074という比較的良好なモデルを示すことができた。このモデルでは聴取妨害から複合被害感への影響が最も大きいという従来の知見と同様の結果であった一方で,睡眠妨害は有意ではないという結果を得た。またLASmaxから他の変数へのパスも有意ではなく,今後これらパスの有意性を含めた因果モデルの改良が課題となる。建築環境工学当初の計画通り,長野駅周辺で居住環境に関する社会調査と騒音およぼ振動レベルの実測調査を実施できた。その成果は次年度の建築学会北陸支部および,騒音の公衆衛生に関する国際学会であるICBEN2014で報告する予定である。北陸新幹線沿線の対象住宅のうち,振動に影響を受けそうな場所での測定を実施したが,追加測定を実施した方がよいと考えられる地域が一部残されている。実測した振動暴露量の結果から得られた距離毎の振動レベル推定や予備調査は順調に進んでおり,当初の計画通りである。騒音と振動の複合影響について検討する為に必要な調査データは概ね収集できた。間に合えば最終年度に対象地区の騒音レベルの推定による暴露量を得て最終的な分析に取り組みたい。今後は共分散構造分析をベースに得られた調査データを使って,本研究の目標である騒音と振動の複合影響を捉えるモデルを構築する予定である。次年度は長野県において長野新幹線沿線の住宅を対象とした社会調査を行う。先の予備調査により大まかな調査対象地点を選定できたため,新幹線騒音の伝搬予測推定プログラムと住宅地図により,対象住宅の範囲をまず決定する。6,7月にアンケートを配布し,居住環境に関する評価を得て,夏から秋にかけてそれらをデータ化し,集計する予定である。また建築学会や騒音制御工学会(国内外)の報告会に参加し,最新の研究動向を把握するとともにこれまでの調査結果を報告する。詳細な分析を行っている状況であり,成果報告の投稿料と実際の調査を学生ではなく研究者自身と協力者により実施したため謝金が発生しなかったことが理由と考えている。次は最終年度であるため,研究成果を投稿する準備としてデータ整理等の補助を依頼する予定であり,それに充てることを考えている。次年度の研究費の主な用途はアンケートを配布,回収するための費用に使われる。またアンケートデータは膨大であるため学生に協力を依頼し,その謝金も必要である。
米粒における炭水化物合成の遺伝的制御機構の解明とその育種学的意義

米粒に貯蔵される炭水化物に関する変異体について、生理生化学的特性の調査ならびに遺伝分析を行ない、以下の結果を得た。1.胚乳澱粉のアミロース含量が原品種に比べ著しく減少する低アミロース突然変異(dull)13系統の低アミロース性はいずれも単劣性遺伝子に支配され、既報のWX遺伝子座を含む6遺伝子座が関与することが明らかとなった。新しい低アミロース遺伝子座はそれぞれdu-1,du-2,du-3,du-4およびdu-5と命名した。2.トリソミック分析により、du-1は染色体7、du-2は染色体1、du-4は染色体4にそれぞれ座乗することが判明した。また、du-1と染色体7に座乗する標識遺伝子f1,pg1およびspl-10との間で連鎖関係が認められた。3.高アミロース突然変異4系統における高アミロース性は、いずれも同一遺伝子座の単劣性遺伝子に支配されることが明らかとなり、高アミロース遺伝子座をaeと命名した。4.各突然変異系統におけるWx protein(アミロース合成酵素)には、著しい量的変異が認められた。5.糖代謝に関する突然変異sugaryおよびshrunkenについて遺伝分析を行ない、shrunkenには既報の2遺伝子座以外に、新しく2遺伝子座が関与することが明らかとなった。また、既報のshr-2遺伝子座は、トリソミック分析により、染色体12に座乗することが判明した。6.炭水化物組成の分析により、sugaryは澱粉が減少する反面、水溶性多糖の蓄積が著しく、shrunkenは登熟初期のショ糖含量が増加する特徴を示すことが判明した。これらの特徴はトウモロコシのsugaryならびにshrunkenの成分特性と極めてよく一致した。7.本研究において明らかとなった各遺伝子と炭水化物代謝における酵素との関係を、トウモロコシの研究例を参考にして、考察した。
野生ニホンザルを用いた放射性セシウムの環境動態と生態影響に関する研究

福島市の野生ニホンザルにおける放射性セシウム濃度を測定し、その経時的変化や季節変化を明らかにした。セシウムは、2011年4月に25,000Bq/kgと高濃度を示した後、同年6月には1,000Bq/kg程度にまでいったん減衰したが、冬季に2,000から3,000 Bq/kgに達する個体が見られた。こうした冬季にセシウム濃度が上昇する現象は、これ以降も本研究最終年度である2015年度まで毎年観測された。また、サルの繁殖パラメータへの被ばく影響を明らかにするため、妊娠率を2008年度から継続して推定した。その結果、50%程度であった妊娠率が、2014年度(2015年出産)には20%に低下していた。2011年3月に発生した東日本大震災による福島第1原子力発電所の爆発により、福島県に生息するニホンザル(以下,サル)が放射性物質に被ばくした。そこで,福島市のサルを対象として、被ばく状況やそれによる繁殖影響を明らかにすることを目的として、サルのセシウム測定および繁殖状況の検査を行った。本研究に用いたサルは、鳥獣保護法の福島県特定鳥獣保護管理計画に基づき実施された個体数調整により福島市内で捕獲され、殺処分された個体である。2013年度は111頭を回収し、解剖した。筋肉中セシウム濃度の測定は、後脚の筋肉を5001000g採取して定法に従って測定した。また、殺処分直後に心臓採血によって得た血液は、実験室内で血球数等の検査を行った。剖検時に得られた生殖器は、ホルマリンで固定し、病理組織観察用の標本を作製した。筋肉中セシウム濃度は、被ばく直後に比べ漸減する傾向が見られ、500Bq/kg前後を推移したが、越冬期には濃度が1,000Bq/kg以上に上昇し、この現象は、2011年の越冬期から毎年確認された。繁殖状況は年度末時点で出産が終了していないため、正確な妊娠率は測定できないが、2008年以降観測している50%程度が見込まれ、有為な低下は認められなかった。そこで,福島市のサルを対象として、被ばくによる健康影響を明らかにすることを目的として、筋肉中放射性セシウム測定、繁殖状態検査、病理学的検査、血液学的検査を行った。2014年度は124頭を回収し、解剖した。妊娠率は、Hayama et al(2012)の方法にしたがって推定した。筋肉中放射性セシウム濃度の測定は、解剖時に筋肉を100g1kg程度採取し、公定法に従って蓄積量を測定した。また、殺処分直後に心臓採血によって血液を採取し、実験室内で血球数などを検査した。臓器はホルマリンで固定し、パラフィン標本を作製した。筋肉中放射性セシウム濃度は、2013年の春以降から500Bq/kg前後を推移し、漸減傾向にあるが、越冬期に濃度が上昇する現象以外に個体により高い値を示すものが観測された。これらは大気降下物中に高濃度の放射性セシウムを観測された時期にほぼ一致したことから、現在でも原発からの放射性物質の放出が続いていると推察された。また、妊娠率は2013-14年妊娠期と2014-15年妊娠期を合算し、37.5%(6/16)と推定された。妊娠率の観測は2008-09年妊娠期から継続しており、これまでは50%前後で推移してきたが、これに比べてやや低い結果となった。サルは50100頭程度の母系家族で群れを構成し、群れごとに10平方キロ程度の独自の行動域をもって生活する野生動物である。また、おもに植物の葉や実を採食するため、群れの行動域内における土壌や森林の放射性物質汚染濃度がサルのセシウム濃度に反映していると考えられる。本研究では福島市に生息するサルにおけるセシウム濃度を測定し、その経時的変化や土壌汚染レベルとの関係を明らかにした。セシウム濃度は、2011年4月に10,000から25,000Bq/kgと高濃度を示した。その後、6月には1,000Bq/kg程度にまでいったん減衰し、12月から2,000から3,000 Bq/kgに達する個体が見られるようになり、2012年4月に再び1,000 Bq/kg前後となった。こうした冬季にセシウム濃度が上昇する現象は、これ以降も本研究期間である2015年度まで毎年観測され、サルの妊娠期間中である冬季に繰り返し再被ばくすることが明らかとなった。また、2015年度においても1,000 Bq/kgを越える個体がいたことから、今後も長期に被ばくし続ける可能性が明らかとなった。さらに2012年度から、捕殺された直後に心臓採血を行い、血液検査および病理解剖検査を継続している。現在までに、2012年度にはセシウムが検出されなかった青森のサルに比べ、福島のサルでは血球数が有意に低下しており、また4歳以下の幼獣ではセシウム濃度と白血球数の間に有意な負の相関が認められた。

同様の現象は、チェルノブイリ災害後に人の未成年を対象とした調査でも明らかになっており、低線量長期被ばくによる影響が疑われる。チェルノブイリ原発災害では、甲状腺異常や新生児の発育障害などが報告されているが、サルでも長期被ばくによる内分泌器官や生殖への影響が予測されるため、毎年度妊娠率を測定した。2013年度から妊娠率の低下が観測されたが、2015年度では成獣メスがほとんど捕獲されず、妊娠率を推定することができなかった。福島市の野生ニホンザルにおける放射性セシウム濃度を測定し、その経時的変化や季節変化を明らかにした。セシウムは、2011年4月に25,000Bq/kgと高濃度を示した後、同年6月には1,000Bq/kg程度にまでいったん減衰したが、冬季に2,000から3,000 Bq/kgに達する個体が見られた。こうした冬季にセシウム濃度が上昇する現象は、これ以降も本研究最終年度である2015年度まで毎年観測された。また、サルの繁殖パラメータへの被ばく影響を明らかにするため、妊娠率を2008年度から継続して推定した。その結果、50%程度であった妊娠率が、2014年度(2015年出産)には20%に低下していた。当初の計画通り、捕獲個体の採取や分析が進められた。組織標本の作製も計画通り実施できたが、研究室の移転等のため、十分な観察が行えなかった。野生動物医学血球数の減少が確認されたことを論文にまとめ、国際誌や国際学会で発表したところ、大きな反響があったため、次年度は造血機能に関わる病理標本を中心に精査する。当初の計画どおり、捕獲個体の採取や分析が進められた。ただし、今年度はサルの餌環境が良好であったため、農作物被害も少なく、捕獲される個体も例年より少なかった。また、組織標本の作製が年度末までずれこみ、組織学的な観察が十分にできなかった。調査旅費の支出が少なかったため2013年度は標本数が少なかったが、通常は餌環境が良好な状況は2年連続して続かないため、20014年度以降十分な標本数が確保できると予想される。また、セシウムの測定や病理標本の作製等は計画通り進んでいるため、今後とも研究計画を予定通り遂行する。次年度は現地調査を複数回予定しているため、問題はない計画より得られた標本数が少なく、標本作成経費の支出が少なかった。また、現地調査の旅費が自己資金で賄えたため、旅費の支出がなかったため。今年度は、計画通りかそれ以上の個体数が捕獲されると考えられるので、繰り越した予算は標本作成経費として利用する。また、研究成果を国際学会で発表する予定なので、旅費の支出も計画通り行う。
冷戦期アジアにおける汎リージョナル・メディアの研究――PANA通信社を例に

本研究における平成30年度の研究計画は、PANA通信社のネットワーク11カ国のうち、ラオス、ヴェトナム、タイを中心に調査することであった。これに基づき、下記のとおり調査を行った。(1)所属研究機関図書館のレファレンスサービスや「World Cat」、各国のインターネット・サーチエンジン、データベース等を利用し、該当国で刊行されたPANA通信社関連の書籍、記事、論文の所在について調査した。その上で現時点で入手可能なものについては入手し、未入手のものについても各機関を通じて入手方法を探っている。その他、日本国内で刊行された当該時期のアジア史に関する先行研究を収集し、読み込みを行った。(2)当時の関係者やPANA通信社のOBとのコンタクトを継続的に行い、公開情報からは得られなかった同社の業務実態や報道内容、人間関係などについても情報収集を行った。上記の(1)で得られた情報と総合し、ラオス、ヴェトナム、タイのPANA通信社のメディア史的意義を同時代の国際政治や報道の在り方に照らして考察したところである。(3)上記(1)のアジア史のうち特に、当時のアジア報道における最重要テーマであったヴェトナム戦争について関連文献の収集と分析に努めた。PANA通信社のサイゴン支局が日本のヴェトナム戦争において重要な役割を果たしただけでなく、6070年代にかけて他国のPANA通信社支社のカメラマンが多く南ヴェトナムを取材しており、彼らの撮影した写真の歴史的意義や位置づけを検討した。予定していた文献調査を計画通り遂行し、必要な資料も収集することができた。研究対象としていた範囲を全体としてカバーすることが出来たので、(2)おおむね順調に進展している、とした。現地調査で実施できていない部分があるので、迅速に推進していく所存である。現地協力者や当時のPANA通信社の関係者などとのコンタクトを引き続き維持し、調整していく。本研究における平成29年度の研究計画は、PANA通信社のネットワーク11カ国のうち、台湾、香港、韓国を中心に調査することであった。これに基づき、下記のとおり研究及び発信を行った。その上で現時点で入手可能なものについては入手し、未入手のものについても各機関に複写方法を問い合わせ中である。その他、日本国内で刊行されたアジア史、戦後国際関係史関連の先行研究を収集し、読み込みを行った。(2)当時の関係者やPANA通信社のOB・OG、遺族への聞き取り調査を複数回行い、公開情報からは得られなかった同社の業務実態や報道内容、人間関係などについても情報収集を行った。上記の(1)で得られた情報と総合し、台湾、香港、韓国のPANA通信社のメディア史的意義を同時代の国際政治や報道の在り方に照らして考察したところである。(3)本研究以前から継続して行っていたPANA通信社の東京支社、シンガポール支社についての調査研究の成果を『PANA通信社と戦後日本ー汎アジア・メディアを創ったジャーナリストたち』(人文書院)として9月に刊行した。本書には本研究の成果も盛り込まれている。さらに、読者から複数のコンタクトがあり、その他のPANA通信社のアジア支局に関する情報がもたらされたことも大きな収穫であった。本年度は当初から予定していた文献調査と日本国内でのインタヴューをほぼ計画通り遂行し、必要な資料も収集することができた。また、いくつかの必要文献についてはこれまでの研究で収集してきたものが利用可能と分かり、スムーズに内容の考察に入ることができた。一方で、当初予定していた現地調査を行うことができなかった。理由は1研究協力者との日程調整が難航したため、2本研究以前から行っていた研究の成果発表(『PANA通信社と戦後日本』の刊行)が9月となり、8月に現地へ赴くことが難しかったためである。ただし、現地調査を行うことが出来なかった分、インターネットを介したやり取りなどを実現していたり、当初想定していなかった重要情報を別の協力者から提供していただくことができたりしており、総合して、「おおむね順調に進展している」とした。PANA

通信社のサイゴン支局が日本のヴェトナム戦争において重要な役割を果たしただけでなく、6070年代にかけて他国のPANA通信社支社のカメラマンが多く南ヴェトナムを取材しており、彼らの撮影した写真の歴史的意義や位置づけを検討した。予定していた文献調査を計画通り遂行し、必要な資料も収集することができた。研究対象としていた範囲を全体としてカバーすることが出来たので、(2)おおむね順調に進展している、とした。29年度は申請書に記載した研究計画でほぼ問題なかったので、30年度も計画通りに進めていきたい。ただその際に、29年度にやり残している資料収集やインタヴューについては早期に実施していく必要がある。現地調査や各国での資料収集においては、研究協力者や研究者仲間を通じて各国在住の助手を雇用し、迅速に進めていく事も検討している。現地調査で実施できていない部分があるので、迅速に推進していく所存である。現地協力者や当時のPANA通信社の関係者などとのコンタクトを引き続き維持し、調整していく。物品費についてはこれまでの研究で収集した文献が利用可能であったため、当初予定していたよりも新規に購入せずに済んだため残りが生じた。これについては各国語での文献調査をさらに追加で行い、翻訳費に充てるなどして有効利用したい。また、8月に予定していた香港、台湾、韓国での現地調査が実現できなかったため、旅費、人件費、その他に差額が生じてしまった。これについては30年度に現地調査を実施する計画でいる。協力者である元PANA通信社スタッフご遺族とのスケジュール調整困難などにより、予定していた現地調査を延期したため、次年度使用額が生じた。可能な限り早い時期にインタヴューを実現することで、この予算は使用する方針である。
プルトニウム金属およびプルトニウム化合物の磁性と超伝導の微視的理論研究

Pu金属のd相(面心立方晶)では、物性を担う5f電子は局在的と考えられてきたが、近年の実験によると、5f電子の磁気モーメントは非常に小さく、局在性に疑問が投げかけられていた。本研究では、Puイオンを面心立方格子に配置した理論模型を数値的に解析し、5f電子の磁気モーメントではなく、5f軌道が整列している可能性を指摘した。また、圧力による誘起磁気モーメントを予言しており、実験による検証が可能であるPu金属のd相(面心立方晶)では、物性を担う5f電子は局在的と考えられてきたが、近年の実験によると、5f電子の磁気モーメントは非常に小さく、局在性に疑問が投げかけられていた。また、圧力による誘起磁気モーメントを予言しており、実験による検証が可能であるPu金属のδ相(面心立方晶)においては、負の熱膨張係数やバンド計算結果から、5f電子の局在性が強く、磁気的であると考えられてきた。しかし、Gaを少量ドープして低温まで面心立方構造を保ったδ-Puに対するμSR測定によると、磁気モーメントが存在したとしても10^<-3>μ_B以下であり、磁気相は否定されつつある。そこで本年度は、δ-Puで磁性が発現しない理由を多極子自由度の競合の観点から研究した。本研究代表者はこれまでに、f電子系に対して、j-j結合描像に基づく軌道縮退ハバード模型の構成法を開発してきたが、これをPu金属に適用した。得られたモデルは、f電子遍歴項、f電子結晶場項、クーロン相互作用項から成る。面心立方格子の最小単位である4サイトの正三角錐上で軌道縮退ハバード模型をハウスホルダー法によって対角化し、どのような基底状態が実現しているかを調べた。そして、多極子感受率を計算し、その温度依存性や相互作用依存性を検討したが、最適な多極子状態の決定に注意をした。具体的には、ランク3までの多極子成分(双極子3成分、四極子5成分、八極子7成分の合計15成分)とサイトに依存する多極子感受率を要素にもつ行列を計算し、それを対角化した。最大固有値をもつ状態が、最適な多極子状態を表すことになる。このような計算を、相互作用や温度を変えながら繰り返し実行し、相互作用によって最適多極子感受率が増強されるか否かを詳細に調べた。その結果、妥当なパラメーター領域で、非磁性の電荷四極子揺らぎが増強され、磁気双極子や磁気八極子の揺らぎは抑制されることがわかった。これは、δ-Puにおいて磁性が観測されないことと矛盾しない。今後、δ-Puに関する実験結果との比較・検討を行う必要があるが、四極子揺らぎが優勢な相であるすると、圧力印加によって磁気モーメントが誘起されることを予言しており、実験による検証が可能となる。δ-Puで磁性が発現しない理由を多極子自由度の競合の観点から研究し、その成果を査読付き雑誌に発表した。まず、j-j結合描像に基づいて軌道縮退ババード模型を構成し、それを面心立方格子の最小単位である4サイトの正三角錐で厳密対角化法によって解析した。電子の跳び移り積分と結晶場エネルギーの相図において、現実的なパラメーター領域では、四極子モーメントが活性な非磁性状態になっていることを見出した。次に、サイト数を増やして場の量子論的な計算を行うか、シングルサイト近似によって伝導電子と結合させたモデルを数値繰り込み群法によって解析するか、2つの研究の方向性がある。今年度は、不純物サイトでクーロン相互作用、スピン軌道相互作用、結晶場ポテンシャルを考慮した軌道縮退アンダーソンモデルを考え、Pu^<3+>イオンを想定してf電子が5個の場合にこのモデルを数値繰り込み群法によって解析した。その結果、Γ_8四重項が基底状態の場合は四極子および八極子揺らぎが、Γ_7二重項が基底状態の場合は双極子揺らぎが低温において支配的になることを見出した。4サイトの結果ともコンシステントであるが、非磁性の多極子状態発現には結晶場ポテンシャルの影響が大きいと考えられる。また、今後の研究に向けて、古典電磁気学における多極子展開のアナロジーを利用して、f電子の多極子を一体の電荷・スピン演算子として表現するための一般論を展開し、線形応答理論に基づく多極子感受率の計算から多極子状態を曖昧さなしに決定するスキームを完成させた。これにより、複数f電子がある場合の多極子状態の研究、特に多極子揺らぎによる超伝導の研究が容易になると予想される。δ型プルトニウム金属およびプルトニウム系超伝導体PuCoGa_5においては、プルトニウムイオンは3価であると考えられている。3価のブルトニウムイオンは5個のf電子を有するので、今年度は、f^5電子状態に起因する物性の研究を集中的に行った。特に、f電子を5個有する系における近藤効果に関して、磁場に鈍感な重い電子状態が発現する機構として多極子近藤効果を提唱した。

アイデアは単純で、磁場が直接結合するのは双極子モーメントであり、それ以上の高次の多極子モーメントは磁場とは直接結合せず、双極子モーメントとの重なりを通して磁場とは間接的に結合するので、四極子以上の多極子モーメントに関する近藤効果、すなわち多極子近藤効果は一般に、磁場にはあまり影響されないと予想される。これを確かめるために、軌道縮退アンダーソンモデルに基づいて、磁場下で多極子感受率、エントロピー、比熱を計算し、多極子モーメントに関する近藤効果が磁場によってどのように変化するかを詳細に調べた。具体的には、7軌道アンダーソン模型を数値繰り込み群法によって解析し、電子比熱係数γの磁場依存性を調べた。γが磁場に全く依存しないという結果は得られなかったが、10テスラ以上の高磁場側ではγは磁場に殆ど依存しないことを朗らかにした。さらに、非調和フォノンとの結合を加えたホルスタインアンダーソン模型も同様の手法で解析し、磁場に鈍感な重い電子状態の理解を深めた。多極子あるいはフォノン自由度による近藤効果の研究が後半の中心となったため、当初予定していた超伝導に関する研究は十分に行うことができなかったが、軌道秩序相近傍に出現する新奇な超伝導の可能性について、乱雑位相近似の範囲で一定の成果を得ることができ、学会発表を行った。今後、論文にまとめて出版する予定である。
風景の破壊と保護をめぐる語りの構築－－京都における風致地区の人類学的研究

本研究の目的は、京都における風致地区制度の適用地域を調査の対象として、風致に対する人々の言説・態度のありさまの多元性や多様性を検証することである。そのための事例として、申請者は嵯峨嵐山地域を対象地域として、3つの課題に沿い、歴史資料の分析と短期の参与観察を中心に調査を行なった。3つの課題は、1)同地域における寺領の所有・利用形態の変遷、2)風致を含む伝統の再評価を行なう地域住民の活動形態、3)風景管理にかかわる政策に対する人々の言説・態度である。本年度は、おもに、課題1と課題2にもとづいて、嵯峨嵐山地域における林政の変化について変遷を追うために、京都府立総合資料館、林野庁京都大阪森林管理事務所、京都府立大学図書館などで、歴史資料や図書の調査を実施した。その結果、嵐山国有林などの風致保全にかかわる発言をしていた林学の専門家・新見波蔵や、嵯峨嵐山地域の小林吉明らの活動を検討して、学会報告にまとめることができた。この調査は、同時代の嵯峨嵐山に於ける地域住民の態度や言説を把握するうえで、同地域に直接・間接的に関係していた専門家の活動を検討することが重要な入口になると考えられるため、重要であった。国有林を管理する旧京都営林局や、地方における林学の教育機関である京都府立京都農林学校に所属する専門家、京都の園芸・造園に関わる業者の論説と、実際の施業や管理の方針を比較検討することには、風致地区における土地の利用と京都府・京都市・嵯峨嵐山地域、各々の都市経営との関係の一端を明らかにし、また、風致林をめぐる自然科学的知見の日本ローカルレベルにおける定着が進みつつあるという事態を実態的に把握するという意義がある。(抄録なし)平成24年度の本研究では、風致地区制度の適用地域を同時代的フィールド調査の対象として、風致にたいする人びとの言説や態度のあり様の多様・多元性を検証するという研究目的を達成するために、(1)フィールド調査に先立つ予備的な手続きとして「歴史資料の調査と分析」(2)「断続的な短期(旧)の参与観察」を行なった。(1)の調査は、風致を含む伝統の再評価、あるいは再帰的近代とみなすことのできるものの評価を行なう、地域の住民や組織の活動の形態、領域を調べることを課題とした。旧大阪営林局、京都大阪森林管理事務所の資料を調べ、京都において風致地区が初めて設定された1930年代における嵐山国有林の風致施業計画の分析と、都市史、園芸史、林業史等の学史的検討を進めた。(2)の調査では、風致地区制度など風景管理に係わる政策にたいする、現代の草の根レベルでの人びとの言説、態度に接近することを課題とした。嵯峨嵐山地域における寺社の関係者への聞き取り調査を通じて、嵯峨嵐山地域の寺社関係者、住民らが係わりをもつ嵐山地域景観づくり協議会設立準備会の活動と、それを契機とした風景の保護/破壊にまつわる議論のあり様を参与観察する機会をもった。このような2つに大別できる調査によって、1930年代から現代に至るまでの日本における風致地区制度の成立・展開過程で、風景の保護や破壊をめぐる議論がおこったとき、その渦中での当事者の語りや行動を、保護/破壊といった二分法に収斂させることのできない雑多なものとして、ごく一部分ではあるが把握することができた。本研究は、人びとの間で「風景を守る」言説がどのように生成されてきたのかを明らかにすることは、法的用語として風致や風景が用いられる現代の状況を相対的に捉える点に意義がある。また、場所(空間)とそこに生活する人間の関係を対象とした歴史人類学という比較的新しい研究領域の構築を促す点で重要である。研究計画にもとづいた調査をおおむね進めることができた。

風景の破壊と保護をめぐる語りを検討するという主題の課す必然として、歴史的な動向への遡行を多面的に試みた結果として、現段階で中間的な成果報告を示すことがむずかしく、具体的な業績につながらなかった部分もあるが、今後、調査の進展を目指したい。本研究課題においては今後、計画に沿って、日本におけるフィールド調査をより進めていくことが必要である。そのなかで、風致地区の適用地域で生活する、あるいはその場を訪れる人びとの、日常生活のリズムの文脈に照準し、雑多な言説や態度がはらむ、人によるその生きる場の愛し方、関係のもち方の様々な可能性を開かれたものとして担保することを目指し、一方では、風致にたいする人びとの言説を、個々の思想的背景への考察を深めて理解することを試みるというようにして、調査活動を進めるようにする。(抄録なし)
メタボリックシンドローム発症予防のための次世代型理想食開発の理論と検証

メタボリックシンドローム発症予防のためには、その基礎にある内臓脂肪の蓄積を解消することが重要である。平成16年度と17年度においては、高糖質低脂肪の日本型食事パターン食を中心とした肥満解消のための料理教室を開催し、内臓脂肪の減少に向けた食事管理のあり方を検証した。実施期間は4ケ月間で全期間の参加者は19名であった。体重減少率をみると、期間が長くなるにつれ体重減少率は上昇していたが、1カ月後0.57±1.6%,4カ月後で3.40±2.2%であった。一方、相対的高たんぱく質食を中心とした群では4.89±2.0%であり、両群で1カ月後の体重減少率に有意な差(p<0.01)が認められた。また相対的高たんぱく質食においては、CTによる内臓脂肪量の減少が顕著であった。この間、相対的こうたんぱく質食のメニュー開発と真空調理による配食システムを構築した。このような結果をふまえ、平成18年度と19年度においては、メタボリックシンドロームの診断基準に合致する被験者を対象として、食事を提供する手法で病態改善効果を検証するための症例研究を行った。被験者は男性4名、女性1名の計5名。食事提供期間は10日間で30食分を配食した。提供した食事は食材のすべて磁性鍋を用いて下処理を行った後、真空調理法によって作成した。10日間の提供食の摂取後、体重とヘソ周囲径さらにTGが有意に減少(p<0.05)した。体重減少率は3.0±1.9%であった。また、収縮期血圧と拡張期血圧ともに低下の傾向が認められた。この「低エネルギー相対的高たんぱく質食」の食事法の有効性が示唆された。メタボリックシンドローム発症予防のための食事のあり方を検討するために、肥満症・高トリグリセリド血症・糖尿病・高血圧症などの各症状を持つ人への個人対応の食事指導による病態改善の症例研究を実施した。対象者は13人。期間は26ヶ月、ほぼ2週間に1度の頻度で指導を実施した。指導内容は食事指導のみとし、運動の付加や奨励は行わなかった。実際に運動を取り入れた人はなく、日常生活での活動強度であった。食事指導の内容は、栄養素摂取の面では、相対的低糖質食かつ相対的高たんぱく質食で、インスリン分泌刺激の少ない肥満抵抗性の栄養摂取を基本とした。同時に各個人の病態や体格を考慮した個人別食品摂取の提案を行った。さらに、基本方針に合致したメニューを個人別に作成し、日常の食事作りに応用できるように料理の講習を行い、食生活全体の管理ができるような実践的な研究計画を取り入れた。結果は、実施期間が個人により異なるため、あくまで症例研究としての成果を把握した。一人を除き全員は、全て体重・体脂肪量の減少が著しく、肥満改善には効果的な食事療法であることが示唆された。また肥満症だけではなく、高トリグリセリド血症・糖尿病・高血圧症それぞれの症状においても顕著な改善が認められた。なお変化がみられなかった症例は、指導前の食事内容の変容がほとんど認められなかったためであると考えられる。さらに13名の指導対象者の中から希望した10人に対して、6日間(18食)の食事サンプルを提供し、この食事療法の妥当性を検討した。その結果、平均で体重は1.6kg、体重の減少率は2.6%の減少効果が確認できた。またこのうち同意を得た6名を対象として、CTスキャンによる腹部の脂肪占有率の変化を測定した。測定部位による相違がみられるものの、腹部脂肪の占有率は減少し、内臓脂肪量の減少が認められた。

今年度の研究成果をさらに分析し、新しい食事療法の確立を目指す。本年度は、前年度の研究成果を踏まえ、メタボリックシンドローム発症予防のための食事を検討するための献立作成とその試作を主な研究とした。治療食であっても、長期にわたり食事として摂取することから、空腹感がなく、しかも美味しいものが要求される。したがって献立作成においては、これらの要求を満たすような献立の試作を様々に行った。また調理法においても、いくつかの方法を検討した。衛生面や安全性も考慮し、まずは真空調理法による献立作成と試作を行った。さらに素材の持ち味を生かすことのできる調理法として、誘導加熱強磁性体の原子スピン共鳴による加熱の利点を利用した調理法による予備実験を行った。単一の食品素材ではあったが、米・肉・魚・野菜・いも・きのこについて、従来の調理法とこの誘導加熱強磁性体の原子スピン共鳴による加熱による官能検査を行い、新しい調理法がいずれにおいても好まれる結果となった。さらにこの食材についての栄養成分分析を行ったところ、アミノ酸量が増加していた。肥満症・高トリグリセリド血症・糖尿病・高血圧症などの症状を緩和するための食事には、たんぱく質の摂取が重要なポイントとなることから、この調理法は、メタボリックシンドローム解消のための有効な方法ではないかと示唆された。現在、滋賀医科大学における倫理委員会に本テーマでの研究申請中である。今後、メタボリックシンドロームの判定基準に合致する対象者に対して、従来の食事法との比較を行いつつ新しい食事法の構築に向けての研究を進めていく。メタボリックシンドロームの判定基準に該当する対象者に食事を提供することで、当該疾患の食事による改善効果を確かめた。提供する食事の調理は、食材の持ち味を引き出し、さらに脂肪の含有量を減少させる下処理法について検討した上で真空調理法を用いた。調理法として、マイクロ波による加熱法を用いた。しかし従来のマイクロ波加熱ではなく、マイクロ波の波長転換を促す調理法を検討した。今年度は、この調理法の研究と分析に、時間と研究費の多くを費やした。その結果から、脂肪を減少させ、たんぱく質を増加させるこの調理法を用いることによって、メタボリックシンドロームを予防および改善できる新しい手法についての示唆が得られた。この調理法を用いて食事提供を行った。食事内容は、25kcal/理想体重kgをベースとし、低糖質・相対的高たんぱく質の内容の献立とした。対象者は3名で、1日3食の食事を10日間連続で提供した。実施の前後で、身体計測および血液検査を行った。その結果、身体計測・血液性状・血圧、いずれの項目においても、改善が認められた。また、エネルギー量を抑えたにもかかわらず、空腹感を訴えることが少なかった。本食事法は従来の日本型食事パターンとは異なるものではあるが、この症例研究によってメタボリックシンドロームの改善が認められたことから、これからの新しい調理法および食事として検討する意義があるのではないかと考える。前年度の研究成果を踏まえ、メタボリックシンドロームの診断基準に合致する被験者を対象として食事を提供する手法で病態改善効果を検証するための症例研究を行った。被験者は男性4名、女性1名の計5名。食事提供期間は10日間で30食分を配食した。提供した食事は食材のすべて磁性鍋を用いて下処理を行った後、真空調理法によって作成した。提供食の栄養量は、個人別の理想体重(22×BMI)あたりでのエネルギー量は20.8±3.1
グローバルコンペテイションに対応できる合成桁の性能照査限界状態設計法の開発

本研究では、経済性の観点から種々の構造物に多用されている合成桁構造に着目し、主には橋梁構造を対象とした合成桁の性能照査限界状態設計法の構築を行うものである。世界の2大コードと呼ばれるEC(ユーロコード)、AASHTO(アメリカコード)では、10-20年の歳月をかけ、限界状態設計法への移行を行い、現在ではほぼ完成状態にある。このうち、ECは世界制覇を念頭においている。一方、我が国では依然として許容応力度設計法が採用され、合成構造のもつ本質的特性を反映できない設計を行っている。このような状況の中、合成桁の特性を考慮できる限界状態設計法への移行は必須の課題と言え、あわせアジアでの社会インフラ構築事業獲得に関わる我が国ステータスを確保する必要がある。本研究では、このような観点から、世界競争(グローバルコンペティション)に勝てる性能照査限界状態設計法の構築を目指した。合成桁の曲げ強度評価については、桁挙動を忠実に再現したFEAから、オリジナルかつ、ECやAASHTOに比べて競争的かつ経済的な断面構成が可能となる断面区分式を提案した。せん断強度評価については、Basler式を適用することとした.曲げとせん断の相関強度については、合成桁では照査不要とし、鋼桁単独では4乗相関則の適用を提案した。AASHTOはすべてのケースで照査不要としており、疑問が残る。ECでは常に相関強度照査が義務付けられる。以上の、主にはFEAに基づく提案について、数は限定されるが実験的研究から妥当性を確認している。また、使用限界状態の照査法についても独自の手法を提案した。本研究では、通常の合成桁のみでなく、連続合成桁の中間支点位置、下フランジ(圧縮作用)にコンクリート床版を設置する2重合成構造また、鋼桁のフランジに、桁のウェブに比べて高強度の鋼材を用いる合成ハイブリッド桁の設計法の提案もあわせ行った。合成桁の設計にあたり,最も重要な課題となる曲げ強度の評価に関し,断面強度区分式を提案した.これは,世界の2大コードと呼ばれる欧米のコード,ECやAASHTOで規定される設計式と異なる独自のもので,膨大な数値計算をベースに提案した.せん断強度式については、Basler式をベースとし,実験的検証から,安全側の評価となることを明らかにした.せん断強度評価法については世界的にも膨大な研究成果があるが,いずれも明解に強度を評価できていない,非常に難しい課題でもある.せん断が断面構成を支配する箇所が比較的少ないこと,また独自に設計式を提案するのは研究期間中では困難と判断していることから,Basler式を設計式に組み込むことを考えている.曲げとせん断が同時に作用する場合の相関強度評価については,我が国独自の4乗相関則を提案予定しており,実験的検討を行った.その結果,相関が見られないという新しい知見を得た.この成果を設計法にどのように持ち込むか、今後検討予定である。この他、使用限界状態(床版ひび割れ限界、鋼材の降伏限界、ウェブの弾性座屈限界)の照査に関わる設計式を提案あるいは整理した.本年度の研究においては,性能の定義と性能を照査するためのフォーマット,設計法の構築を行った.また,合成桁の正曲げモーメント,負曲げモーメント卓越部及び正,負曲げ交番部を対象に具体的な照査フォーマットを構築した.今後は実験を主体とした研究を行うが,主には強度式の妥当性を検証し,最終的な性能照査限界状態設計法の構築,提案を行う.本研究では、経済性の観点から種々の構造物に多用されている合成桁構造に着目し、主には橋梁構造を対象とした合成桁の性能照査限界状態設計法の構築を行うものである。

世界の2大コードと呼ばれるEC(ユーロコード)、AASHTO(アメリカコード)では、10-20年の歳月、人、費用をかけ、限界状態設計法への移行を行い、現在ではほぼ完成状態にある。このうち、ECは世界制覇を念頭においている。一方、我が国では依然として許容応力度設計法が採用され、合成構造のもつ本質的特性を反映できない設計を行っている。このような状況の中、合成桁の特性を考慮できる限界状態設計法への移行は必須の課題と言え、あわせアジアでの社会インフラ構築事業獲得に関わる我が国ステータスを確保する必要がある。本研究では、このような観点から、世界競争(グローバルコンペテイション)に勝てる性能照査限界状態設計法の構築を目指した。合成桁の曲げ強度評価については、桁挙動を忠実に再現したFEAから、オリジナルかつ、ECやAASHTOに比べて競争的、経済的な断面構成が可能となる断面区分式を提案した。せん断強度評価については、Basler式を適用することとし、これはAASHTOと同様の扱いとなる。曲げとせん断の相関強度については、合成桁では照査不要とし、鋼桁単独では4乗相関則の適用を提案した。AASHTOはすべてのケースで照査不要としており、疑問が残る。ECでは常に相関強度照査が義務付けられる。以上の、主にはFEAに基づく提案について、数は限定されるが実験的研究から妥当性を確認している。また、使用限界状態に照査法についても独自の手法を提案している。本研究では、通常の合成桁のみでなく、連続合成桁の中間支点位置、下フランジ(圧縮作用)にコンクリート床版を設置する2重合成構造また、鋼桁のフランジに、桁のウェブに比べて高強度の鋼材を用いる合成ハイブリッド桁の設計法の提案もあわせ行っている。
FDP-Dダイマーとミオグロビン検出に基づく月経血痕の証明法

法医学実務においては、着衣等に付着した血痕が月経血に由来するか否かがしばしば問題とされる。従来の月経血痕証明法の一つである血痕からのフィブリン分解産物(FDP;月経血に多量に含まれている)の検出では、月経血は生体末梢血からは鑑別され得たが、月経血同様多量のFDPを含有する死体血との鑑別は困難であった。ところで私は、死体血と生体末梢血のミオグロビン(Mb)含量の差を利用した、血痕からの生体血と死体血との鑑別法を既に考案している。月経血は子宮という平滑筋臓器から出血する生体の血液であり、Mb含有量は生体末梢血と同程度と考えられる。そこで、血痕からのFDPとMbの同時検出によって、生体末梢血、死体血との鑑別を含めた月経血痕の証明が可能であると考えられた。月経血及び死体血の各10mu1を晒し布に付着させて実験的に血痕を作製し、これに200mu1のPBSを加え37°Cで一夜静置して得られた抽出液についてFDP-Dダイマー(二次線溶に特異的に出現するFDPの一成分)の定量を行った結果は、月経血では5.94x10^21.27x10^3ng/ml、死体血では5.84x10^21.58x10^4ng/mlと高値であった。一方生体末梢血のFDP-Dダイマー濃度は9.737.1ng/mlに過ぎないことから、血痕からのFDP-Dダイマー検出により月経血及び死体血と生体末梢血との鑑別が可能であった。月経血のMb濃度を測定すると27.253.7ng/mlであり、生体末梢血のMbレベル(35.5±23.9ng/ml)に相当していた。従って血痕からのMb検出により、月経血も生体末梢血と同様に死体血から鑑別され得ることが判明した。以上のことから、血痕からのFDP-DダイマーとMbの同時検出により月経血、生体末梢血、死体血の三者が鑑別され得ること(FDP-Dダイマーのみ検出されたものは月経血、FDP-DダイマーとMbの両者が検出されたものは死体血、いずれも検出されないものは生体末梢血)が確認された。
断面光電子分光法による非晶質シリコン酸化膜の組成および結合状態密度の深さ方向分析

前年度は、希土類酸化物/Si界面遷移層の角度分解X線励起Gd4d・Lu 4d・Si 2p光電子スペクトル(ARXPs)の解析に最大エントロピー法を適用することにより、Gd_2O_3/Si(100)やLu_2O_3/Si(100)の界面遷移層を構成するシリケート層の組成変化を明らかにした。今年度は、深さ方向組成変化の決定精度をさらに高めるために、先ず深さ方向元素分布を京都大学木村健二教授の開発された高分解能ラザフォード後方散乱測定(HRBS)により決定し、その元素分布に基づいてGd4d・Si 2P光電子スペクトルを解析する方法を提案し、Si(100)面上に形成した膜厚約4nmのガドリニウム酸化膜の深さ方向組成・化学結合状態分析を原子スケールの深さ方向分解能で決定することに成功した。すなわち、Si 2p、Gd 4d、O 1s角度分解光電子スペクトルの測定結果によれば、ガドリニウム酸化膜の光電子スペクトルの化学シフト量がシリコン酸化膜の場合よりも小さく、Gd_2O_3層とSi基板との間に形成される遷移領域がGdシリケート層により形成されていることを示していると考えられる。Gd_2O_3層とGdシリケート層の境界をGd_2O_367mol%、SiO_233mol%、Gdシリケート層とSiO_2層の境界をGd_2O_333mol%、SiO_267mol%、SiO_2層とSi基板との境界をSiO_250mol%、Si 50mol%と各々定義すると、ガドリニウム酸化膜は膜厚1.65nmのGd_2O_3層と膜厚0.7nmのSiO_2層の間に膜厚0.55nmのGdシリケート層が形成されていることを示している。光電子の脱出角15°以下での実験値の定量的検討から、ガドリニウム酸化膜の表面近傍にGd-Si結合が存在することが推論された。1990年に特別推進研究(2)で導入した現有のX線光電子分光分析装置ESCA-300用の高電圧電源を特別注文して測定系の長時間安定性を確保するとともに、ESCA-300用の制御用ソフトウェアを特別注文して測定時間の短縮を図った。又、次の研究成果を得た。1)検出深さを0.41nmまで減らすことにより、Siのエネルギーバンド構造のΓ点における直接遷移を0 1s光電子のエネルギー損失として、膜厚1.12nmのシリコン酸化膜を通しても観測できることを見出した。この0 1s光電子のエネルギー損失の酸化膜厚依存性を、Si結晶中の電子状態が酸化膜中に沁み出すと考えて解析した結果、膜厚0.26nmのサブオキサイド層を介して膜厚0.35nmのSiO_2一分子層が形成されて初めて価電子に対するエネルギー障壁が現れる、換言すれば電子状態から決まる界面は化学結合状態から決まる界面より0.61nmだけ酸化膜側に移動するという知見を得た。2)si(100)面上に形成したウェット酸化膜をNO中900°Cで熱処理することにより界面に種々の量の窒素原子を導入した酸窒化膜を用意して、その角度分解Si 2p、N 1s光電子スペクトルを測定し、Si 2pスペクトルに含まれる窒素に結合したSi原子からの光電子スペクトルより決まるSi原子の最近接原子配置とN 1sスペクトルより決まる窒素原子の最近接原子配置より界面構造を決定した。また、角度分解Si 2p、N 1s光電子スペクトルに最大エントロピー法を適用して、SiO_2/Si界面近傍の窒素原子分布を解明した。又、シリコン酸窒化膜の表面およびシリコン酸窒化膜/Si界面の粗さを原子間力顕微鏡により界面に導入した窒素量の関数として調べた結果、界面に導入した窒素量が0.39×6.8×10^<14>cm^<-2>を越えると界面粗さが増大し、それを反映して界面粗さも増大することを見出した。極薄シリコン酸窒化膜の深さ方向組成分析を、放射光のフォトン・エネルギーを550eVから1465eVまで変化させることにより検出深さを変化させて、Si 2p・N 1s光電子スペクトルを測定し、その結果に最大エントロピー法を適用して界面に窒素原子を約0.4原子層含むシリコン酸窒化膜中の窒素原子の深さ方向分布求めた結果、AlKα線を用いて測定した角度分解Si 2p・N 1s光電子スペクトルに最大エントロピー法を適用して得られる酸窒化膜/Si界面近傍の窒素原子量の深さ方向変化と同様の結果を得た。エピタキシャルSi(100)面上に乾燥酸素中300°Cで膜厚約0.3nmのプレオキサイドを形成後、これを介して乾燥酸素中900°Cで形成した膜厚1.93nmのシリコン熱酸化膜の1050eVフォトン励起Si 2p光電子スペクトルを分解能100meVで測定し、急峻な組成遷移層が実現されていることを確認した。Siの電子帯構造のΓ点における直接遷移に起因する3.5eVをしきい値とするO 1s光電子のエネルギー損失スペクトルが、Si(100)面上に形成した膜厚0.2nmから1.3nmのシリコン熱酸化膜を介して検出深さ0.41nmにおいて観測された。

これがSi基板からシリコン酸化膜中に沁み出した伝導帯と価電子帯の状態密度間で生じたO 1s光電子のエネルギー損失として解析した結果、膜厚0.19nmのサブオキサイド層を介して膜厚0.32nmのSiO_2-分子層が形成されて初めてSi中の価電子に対してバルクSiO_2の場合と同じエネルギー障壁が現れることが明らかになった。換言すれば、1分子層のSiO_2がバルクSiO_2に相当する。希土類酸化物/Si界面遷移層の組成および構造の深さ方向変化を求める新しい方法を提案し、Si(100)面上に形成したGd_2O_3膜およびLu_2O_3膜の角度分解Gd4d・Lu 4d・Si 2p光電子スペクトルの脱出角依存性に適用し、Gd_2O_3/Si(100)やLu_2O_3/Si(100)の界面遷移層を構成するシリケート層の組成変化を明らかにした。さらに、希土類酸化物のO 1s光電子の損失スペクトルと価電子帯スペクトルの測定により界面における伝導帯下端・価電子帯上端における不連続量を決定した。前年度は、希土類酸化物/Si界面遷移層の角度分解X線励起Gd4d・Lu 4d・Si 2p光電子スペクトル(ARXPs)の解析に最大エントロピー法を適用することにより、Gd_2O_3/Si(100)やLu_2O_3/Si(100)の界面遷移層を構成するシリケート層の組成変化を明らかにした。今年度は、深さ方向組成変化の決定精度をさらに高めるために、先ず深さ方向元素分布を京都大学木村健二教授の開発された高分解能ラザフォード後方散乱測定(HRBS)により決定し、その元素分布に基づいてGd4d・Si 2P光電子スペクトルを解析する方法を提案し、Si(100)面上に形成した膜厚約4nmのガドリニウム酸化膜の深さ方向組成・化学結合状態分析を原子スケールの深さ方向分解能で決定することに成功した。すなわち、Si 2p、Gd 4d、O 1s角度分解光電子スペクトルの測定結果によれば、ガドリニウム酸化膜の光電子スペクトルの化学シフト量がシリコン酸化膜の場合よりも小さく、Gd_2O_3層とSi基板との間に形成される遷移領域がGdシリケート層により形成されていることを示していると考えられる。Gd_2O_3層とGdシリケート層の境界をGd_2O_367mol%、SiO_233mol%、Gdシリケート層とSiO_2層の境界をGd_2O_333mol%、SiO_267mol%、SiO_2層とSi基板との境界をSiO_250mol%、Si 50mol%と各々定義すると、ガドリニウム酸化膜は膜厚1.65nmのGd_2O_3層と膜厚0.7nmのSiO_2層の間に膜厚0.55nmのGdシリケート層が形成されていることを示している。光電子の脱出角15°以下での実験値の定量的検討から、ガドリニウム酸化膜の表面近傍にGd-Si結合が存在することが推論された。