hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
跳躍時の足関節伸展における腓腹筋とヒラメ筋機能の物理モデルによる解析

本研究は跳躍運動における足関節の足底屈運動について足関節底屈運動にかかわる二関節筋である腓腹筋と一関節筋であるヒラメ筋の役割について検討した.腓腹筋とヒラメ筋の足関節底屈にかかわる運動制御の役割を検討するために,骨格筋配列を任意に変化させられる物理モデルを用いた.理論的解析では,2リンク2関節の系における3対6筋の機能別実効筋概念を下腿部に適用し,下腿部における機能別実効筋モデルを作成し,下腿と足の2リンクの系における足先での出力分布決定法を検討した.その結果,跳躍動作中にヒラメ筋および腓腹筋が短縮して筋力を発揮すると足先での出力方向が垂直方向から水平方向へと変わり,跳躍に対してネガティブな影響があることが明らかとなった.次に,被験者の跳躍時の腓腹筋およびヒラメ筋の筋長の変化と筋活動の動態を検討した.被験者の垂直跳び動作をデジタルビデオカメラで撮影し,腓腹筋とヒラメ筋の筋長変化を算出した.また膝関節および足関節周りの筋群のEMGを導出した.跳躍のための物理モデルは次のアクチュエータを用意した.膝関節伸展アクチュエータには引張りばね,足関節底屈アクチュエータは引張りばねを装備するものと一切装備のないもの2パターンを用意し,また,二関節筋である腓腹筋機能として膝関節と足関節に同時作用するワイヤ装備したものと腓腹筋を装備しない2パターンを用意した.これらの組み合わせにより(1)膝関節伸展アクチュエータのみ,(2)膝関節伸展アクチュエータと足関節底屈アクチュエータ,(3)膝関節伸展アクチュエータと腓腹筋,(4)膝関節伸展と足関節伸展アクチュエータおよび腓腹筋の全部で4パターンの物理モデルを準備した.このうち,膝関節のアクチュエータのみのモデルは,足関節がフリーの状態では床への力の伝達ができないため,足関節を固定して用いた.その結果,跳躍の高さは,(3)>(4)>(2)≒(1)であった,また,空中での回転運動は(1)>(2)>(4)≒(3)であった.これらのことは,跳躍運動においてヒラメ筋は跳躍の高さおよび空中での安定姿勢に貢献せず,その機能を担っているのは腓腹筋であること示した.本研究は跳躍運動における足関節の足底屈運動について足関節底屈運動にかかわる二関節筋である腓腹筋と一関節筋であるヒラメ筋の役割について検討した.腓腹筋とヒラメ筋の足関節底屈にかかわる運動制御の役割を検討するために,骨格筋配列を任意に変化させられる物理モデルを用いた.理論的解析では,2リンク2関節の系における3対6筋の機能別実効筋概念を下腿部に適用し,下腿部における機能別実効筋モデルを作成し,下腿と足の2リンクの系における足先での出力分布決定法を検討した.その結果,跳躍動作中にヒラメ筋および腓腹筋が短縮して筋力を発揮すると足先での出力方向が垂直方向から水平方向へと変わり,跳躍に対してネガティブな影響があることが明らかとなった.次に,被験者の跳躍時の腓腹筋およびヒラメ筋の筋長の変化と筋活動の動態を検討した.被験者の垂直跳び動作をデジタルビデオカメラで撮影し,腓腹筋とヒラメ筋の筋長変化を算出した.また膝関節および足関節周りの筋群のEMGを導出した.跳躍のための物理モデルは次のアクチュエータを用意した.膝関節伸展アクチュエータには引張りばね,足関節底屈アクチュエータは引張りばねを装備するものと一切装備のないもの2パターンを用意し,また,二関節筋である腓腹筋機能として膝関節と足関節に同時作用するワイヤ装備したものと腓腹筋を装備しない2パターンを用意した.これらの組み合わせにより(1)膝関節伸展アクチュエータのみ,(2)膝関節伸展アクチュエータと足関節底屈アクチュエータ,(3)膝関節伸展アクチュエータと腓腹筋,(4)膝関節伸展と足関節伸展アクチュエータおよび腓腹筋の全部で4パターンの物理モデルを準備した.このうち,膝関節のアクチュエータのみのモデルは,足関節がフリーの状態では床への力の伝達ができないため,足関節を固定して用いた.その結果,跳躍の高さは,(3)>(4)>(2)≒(1)であった,また,空中での回転運動は(1)>(2)>(4)≒(3)であった.これらのことは,跳躍運動においてヒラメ筋は跳躍の高さおよび空中での安定姿勢に貢献せず,その機能を担っているのは腓腹筋であること示した.本研究では,跳躍運動における足関節の足底屈動作に着目し,足関節足底屈動作にかかわる二関節筋である腓腹筋と一関節筋であるヒラメ筋の役割について検討しようとするものである.そのために,筋の特性および身体の構造をも任意に変化させられる物理モデルを用いて,腓腹筋とヒラメ筋の足関節足底屈にかかわる運動制御の役割を検討する1年目である.本年度は,理論的解析とヒトを用いた跳躍運動の解析をおこなった.理論的解析では,2リンク2関節の系における3対6筋の機能別実効筋概念を下腿部に適用し,下腿部における機能別実効筋モデルを作成し,下腿と足の2リンクの系における足先での出力分布決定法を検討した.

その結果,跳躍動作中にヒラメ筋および腓腹筋が短縮して筋力を発揮すると足先での出力方向が垂直方向から水平方向へと変わり,跳躍に対してネガティブな影響があることが明らかとなった.次に,被験者の跳躍時の腓腹筋およびヒラメ筋の筋長の変化と筋活動の動態を検討するために,被験者を用いた実験を行った.被験者にはトレッドミル上の移動運動と垂直跳びを行わせた.トレッドミル上の移動運動は,低速での歩行からランニングまで5種類の速度での移動運動であった.トレッドミル上の移動運動および垂直跳びを行うとき,被験者の動作をデジタルビデオカメラで撮影し,関節角度および腓腹筋とヒラメ筋の筋長変化の算出に用いた.また膝関節および足関節周りの筋群のEMG(腸骨筋,大殿筋,内側広筋,膝窩筋,大腿直筋,大腿二頭筋長頭,腓腹筋,ヒラメ筋,前脛骨筋)を導出した.導出したEMGは今回申請のAD変換機を用いてコンピュータにディジタルデータとして保存し,現在積分等の加工をすすめている.実験結果の解析と同時に,物理モデルのアクチュエータの選定をするため,バイオメタルの力発揮特性および制御特性を検討している.本研究では,跳躍運動における足関節の足底屈動作に着目し,足関節足底屈動作にかかわる二関節筋である腓腹筋と一関節筋であるヒラメ筋の役割について検討しようとするものである.そのために,筋の特性および身体の構造をも任意に変化させられる物理モデルを用いて,腓腹筋とヒラメ筋の足関節足底屈にかかわる運動制御の役割を検討する2年目である.まず,跳躍する物理モデルを作成するため,アクチュエータの検討を行った.対象としたアクチュエータはバイオメタルであった.バイオメタルは金属系人工筋肉とも呼ばれ,ヒトの筋の運動挙動と同様に直動のアクチュエータとなる.その出力と制御性を検討したが,モデルを跳躍させるほどの出力を得ることができなかった.そこで,アクチュエータとして引張りばねに弾性エネルギを蓄え開放したときの出力を用いた.膝関節伸展アクチュエータには引張りばね,足関節底屈アクチュエータは引張りばねを装備するものと一切装備のないもの2パターンを用意した.また,二関節筋である腓腹筋機能として膝関節と足関節に同時作用するワイヤ装備したものと腓腹筋を装備しない2パターンを用意した.これらの組み合わせにより(1)膝関節伸展アクチュエータのみ,(2)膝関節伸展アクチュエータと足関節底屈アクチュエータ,(3)膝関節伸展アクチュエータと腓腹筋,(4)膝関節伸展と足関節伸展アクチュエータおよび腓腹筋の全部で4パターンの物理モデルを準備した.このうち,膝関節のアクチュエータのみのモデルは,足関節がフリーの状態では床への力の伝達ができないため,足関節を固定して用いた.その結果,跳躍の高さは,(3)>(4)>(2)≒(1)であった.また,空中での回転運動は(1)>(2)>(4)≒(3)であった,これことは,跳躍運動においてヒラメ筋は跳躍の高さおよび空中での安定姿勢に貢献せず,その機能を担っているのは腓腹筋であること示した.
イオン注入による絶縁体中での半導体,金属超微粒子の生成とその物性

高エネルギー物質流であるイオンビームを用い、シリコンイオン注入による二酸化シリコン中でのシリコン超微粒子の形成、さらにはその可視領域での発光の可能性を詳細に調べた。発光スペクトルの測定を行った結果、シリコンイオン注入直後の試料において2.0eV近傍(2.0eV発光帯)に発光が測定されることを見いだした。この2.0eV発光帯の注入量および注入時の基板温度依存性を測定した。その結果、発光のピークエネルギーが、注入量の増加、また注入時の基板温度の上昇とともに低エネルギー側へシフトすることがわかった。さらに、電子スピン共鳴(ESR)測定からこの発光帯は注入時に生成したE'中心(酸素空孔)の熱処理による消滅と平行に消滅し、600°Cでの熱処理により完全に消滅することがわかった。これらの結果からこの発光はシリコン微結晶に起因するものではなく、シリコンイオン注入により生成した局所的にシリコン過剰なSiO_x(0<x<2)中での電子-正孔再結合によること、さらにxの値の変化により発光のピークエネルギーがシフトすることを明らかにした。さらに研究の主目的であるシリコン微結晶を二酸化シリコン中に析出させるため、初期的に形成されたSiO_x層が不安定となる温度まで、さらに高温で熱処理を行った。光吸収測定、透過電子顕微鏡観察、およびラマン散乱測定により1100°Cでの熱処理前には存在しないシリコン微結晶が、相分離反応の進行にともない二酸化シリコン中に形成されることがわかった。さらに、シリコン微結晶の形成にともない1.7eV近傍(1.7eV発光帯)に発光が観測されることを見いだした。この1.7eV発光帯の注入量および注入時の基板温度依存性を測定した。その結果、発光のピークエネルギーは、注入量、注入時の基板温度、さらには熱処理時間に依存しないことがわかった。また、この発光帯の発光強度の熱処理時間依存性の測定を行った。その結果、発光強度は注入条件によらず、熱処理時間の増加とともにはじめは増加し、またその後処理時間の増加により減少することがわかった。発光のスペクトルの励起波長依存性を調べた結果、励起エネルギーを変化させても発光スペクトルの形状は変化しないことがわかった。さらに、この発光の励起スペクトルの測定を行った。その結果、発光強度は励起エネルギーの増加にともなって増加することがわかった。また、この励起エネルギーの増加にともなう発光強度の増加が、短時間熱処理した試料では高エネルギー側でより顕著であり、また長時間熱処理した試料では高エネルギー側で発光強度の飽和傾向が観測されることがわかった。これらの結果から、量子サイズ効果によりバンドギャップが広がったナノサイズシリコン微結晶がフォトンを吸収し、生成した電子-正孔対がナノサイズシリコン微結晶と二酸化シリコンの界面部位で再結合し、1.7eV近傍の発光を誘起することが明らかになった。さらに、3-4nm程度の比較的限られたサイズのシリコン微結晶のみがこの発光に寄与することがわかった。

これらの結果から、量子サイズ効果によりバンドギャップが広がったナノサイズシリコン微結晶がフォトンを吸収し、生成した電子-正孔対がナノサイズシリコン微結晶と二酸化シリコンの界面部位で再結合し、1.7eV近傍の発光を誘起することが明らかになった。さらに、3-4nm程度の比較的限られたサイズのシリコン微結晶のみがこの発光に寄与することがわかった。
中国南方の祭祀芸能における神仙説話の研究

本研究最終年となった平成19年度においては、初年度および次年度に得られた調査・研究結果を総合し、これを補完する調査を行うとともに、成果報告の公表に向けた準備を行った。まず前年度に発表した雑誌掲載論文「道情戯中的韓湘子故事的発展与伝播」(『中華戯曲』第三十五輯)の加筆・訂正を行い、中国戯劇出版社から発行された論文集『賽社与楽戸論集』への掲載を行った。また現地調査については、中国の国家図書館をはじめとする所蔵機関や芸能団体を訪れ、当該研究に関わる資料の閲覧および収集や、関係者への訪問を行った。これによって、宝巻文献については、前年度に購入した影印資料との比較・検討を補完することができ、車錫倫氏の『中国宝巻総目』をもとに、各種版本の詳細な目録を作成した。これは、研究ノートとして紙版で発表するほか、Web上での公開も行うべく、データベースの構築を続けた。現在では内部公開にとどめているが、さらにデータを修正の上、近日中に一般公開を行う予定である。また弋陽腔演劇についても、今回の調査によって当該研究で目指した資料の検討を終え、宝巻資料の検討によって得られたデータも総合して、平成二十年三月二十九日に行われた道教文化研究会にて口頭発表「済公と一休-『本朝酔菩提』を中心に」として報告するとともに、研究論文「香山観音説話とその上演環境」の執筆を行った。以上によって、本研究は当初予定した(1)説唱と演劇とでどのような棲み分け・あるいは交渉が行われてきたのか、(2)どのような節日や神誕日が選ばれ、またどういった層が担ってきたのか、(3)それが観衆にどのように受容され、民間信仰と交渉あるいは影響関係を持っていったのかといった問題について、具体的な分析・検討を行い、すべての研究計画を終了することができた。初年度にあたる平成17年度は、文献の収集および調査を中心に研究活動を行い、全体のパースペクティブを得ることで研究基盤の確立につとめた。まず、宝巻および弋陽腔に関する研究資料のうち、未見のもので関東及び関西地区に蔵される分については閲覧・収集につとめ、計上予算によって購入したパーソナルコンピューターやスキャナー、関連図書などの設備や記録メディアを用いて資料の分析・検討を行った。現地調査に向けた連絡調整も順調に進め、また上演状況についての文献調査もほぼその基礎的作業を終えた。なおそうした文献整理の過程で、宝巻に隣接する芸能である道情の伝播と弋陽腔の関連、およびそこで行われる神仙説話について新知見を得、一部を2005年12月に開催された道教文化研究会例会で「道情の上演形態と演劇化」として口頭発表を行った。これは韓湘子を中心とした八仙物語をとりあげ、テキストの比較検討や音楽面での分析によってその上演形態や伝播状況についての初歩的な分析を行ったものである。これについては増補する形で平成18年度に中国で開催される国際学会「山西長治賽社与楽戸文化国際学術研討会」で発表することが決定したため、さらにその後入手した資料なども考察の対象に加えた予稿の準備を年度末にかけて行った。この他、韓湘子以外にも弋陽腔演劇における観音説話の流布と、宝巻における土地公物語の演変についても考察をすすめた。また、本年度は収集した文献資料のデジタル化も開始した。まずデータの一次取り込みを依託し、これを加工する形で整理をすすめて研究に供するとともに、研究終了後のデータベース構築・WEB上での公開に向けた作業にも着手している。平成17年度においては、以上の研究活動を通じ、中国南方の祭祀芸能における神仙説話についてその上演状況・受容および民間信仰との交渉をめぐる問題の分析検討の基礎的研究を確立しえたといえよう。本研究二年目となった平成18年度においては、初年度の研究結果をふまえ中国で現地調査を実施するとともに、資料のデジタルデータ化を行い、その分析をすすめた。また、これまでの研究成果の一部を国際学会にて口頭発表を行い、さらに論文として発表した。まず、中国での現地調査については、本研究と直接関わる俗文学資料を大量に収集している、台湾の国家図書館・中央研究院、上海の上海図書館を訪れ、所蔵文献の閲覧・調査を行った。また、現地研究者と意見交換を行い、最終年度の現地調査先の絞り込みも行った。これと、物品費に計上した予算によって購入した宝巻および弋陽腔系演劇の影印資料とを比較・検討することで相応の分析結果を得ることができた。さらに、8月11日に山西省長治で開催された国際学会「山西長治賽社与楽戸文化国際学術研討会」に参加して、「道情戯中韓湘子故事的発展与伝播」と題した現時点での研究成果の口頭発表を行った。また、当日の討議の結果を受けて同題の論文を纏め、中国の学術雑誌である『中華戯曲』第三十五輯に発表した。なお、これは平成18年の年末に出版される予定であったが、諸般の事情により印刷が遅れている。さらに、台本の比較研究などを効率的に進めるため、この時点までに収集した文献資料についてはデジタルデータ化をすすめた。これについては、公開可能分について研究終了後WEB上で提供することも視野に入れた準備作業も行っている。以上によって、本研究の基礎的作業および分析を終了することができ、最終年度における研究の総括および補助的調査・研究を残すのみとなった。

本研究最終年となった平成19年度においては、初年度および次年度に得られた調査・研究結果を総合し、これを補完する調査を行うとともに、成果報告の公表に向けた準備を行った。まず前年度に発表した雑誌掲載論文「道情戯中的韓湘子故事的発展与伝播」(『中華戯曲』第三十五輯)の加筆・訂正を行い、中国戯劇出版社から発行された論文集『賽社与楽戸論集』への掲載を行った。また現地調査については、中国の国家図書館をはじめとする所蔵機関や芸能団体を訪れ、当該研究に関わる資料の閲覧および収集や、関係者への訪問を行った。これによって、宝巻文献については、前年度に購入した影印資料との比較・検討を補完することができ、車錫倫氏の『中国宝巻総目』をもとに、各種版本の詳細な目録を作成した。これは、研究ノートとして紙版で発表するほか、Web上での公開も行うべく、データベースの構築を続けた。現在では内部公開にとどめているが、さらにデータを修正の上、近日中に一般公開を行う予定である。また弋陽腔演劇についても、今回の調査によって当該研究で目指した資料の検討を終え、宝巻資料の検討によって得られたデータも総合して、平成二十年三月二十九日に行われた道教文化研究会にて口頭発表「済公と一休-『本朝酔菩提』を中心に」として報告するとともに、研究論文「香山観音説話とその上演環境」の執筆を行った。以上によって、本研究は当初予定した(1)説唱と演劇とでどのような棲み分け・あるいは交渉が行われてきたのか、(2)どのような節日や神誕日が選ばれ、またどういった層が担ってきたのか、(3)それが観衆にどのように受容され、民間信仰と交渉あるいは影響関係を持っていったのかといった問題について、具体的な分析・検討を行い、すべての研究計画を終了することができた。
Japan's Competitiveness for Foreign R&D

このプロジェクトの研究は終結しました。国際専門基準に該当するトップレベルの国際雑誌記事や学術的なモノグラフを作成するのために用いる、適切な、そして十分に高い質のデータは収集されました。2007年3月末までに計画した目的を達成する事ができました。達成した目的の中に下記が含まれています:1.研究助手の雇用や養成2.供給会社を探す、選ぶや指導する事3.三角形に分けるために、日本内外における企業のメール・リストを収集、購入や確認する事4.予備インタービューや結果に続くインタービューを行う事5.通訳・逆通訳のプロセスを用い、日本語や英語の自由形式質問表を発展やテストする事6.通訳・逆通訳のプロセスを用い、日本語や英語の選択形式質問表を発展やテストする事7.層化した産業セクターから選択した日本内外の企業のサンプルに、3万以上のアンケートに基づいた調査を実行すること8.数千の質問表を照合、入力や検査学術的なモノグラフを国際基準の学術出版者(バニティージャーナルではなく)は発行し、次の数ヶ月に国際的に評価された雑誌記事を作成する予定です。
東アフリカ農村の内発的発展に向けた農牧工複合モデルの構築

これは、経済成長にともなって深刻化しているタンザニア半乾燥地域の環境破壊に焦点をあて、人と林が共存しうる社会の形成を目指した実践的な地域研究である。環境破壊を引き起こしてきた内外の要因を探りながら、環境保全と地域経済に関わる活動を計画・実践し、それらの連携をとおして新たな循環型環境利用モデルを構築しようとした。諸活動のモニタリングや住民との議論を重ねるなかで、環境保全に取って不可欠な技術的・社会的要素を解明していった。基礎調査のデータをもとに県庁や村評議会と活動の方向性について協議し、基本的な方針を1.食料の安定生産、2.経済活動の起業、3.環境保全とすることで合議したうえで、平成22年度はそれぞれの枠組みを横断するいくつかの活動を起案した。また、活動を主導する住民グループを正式に組織して村内にオフィスと倉庫を建設するとともに、村および県に登録してグループの銀行口座を開設した。住民グループを行政に登録することで、政府機関が提供する助成金に申請できるようになった。住民グループと頻繁に協議しながら以下のような活動を実施した。1.食料の安定生産:(1)トウモロコシ改良種の環境適応性ならびに経済性を検討するため、市販の改良種7種類を購入して化学肥料を用いた栽培試験を実施した。収入を試算するため、必要経費や労働投入量などを詳細に記録した。(2)イネ科作物に寄生して深刻な被害をもたらす雑草Strigaspp.が同地域にもひろまりつつあるため、主食用イネ科作物(トウモロコシなど)の代替作物としてジャガイモの導入を試みた。ジャガイモがこの地域の環境にも適することを確認したのち、他のジャガイモ栽培地を視察して栽培や出荷に関する様々な知見を得た。(3)住民グループにメスの子牛を供与し、このウシの飼養を通して「共有」の意義や堆肥生産の重要性について協議するとともに、堆肥を生産するための施設を設計した。2.経済活動の起業:穀物価格の季節変動が住民の生計に大きな負担となっていることを受けて、倉庫を用いた出荷調整の可能性を検討し、2011年の収穫期から村内で集荷・保管・出荷する計画を立てた。3.環境保全:住民グループのメンバーとともに他州で実用化している小水力発電の現場を視察した。その後、住民グループや民間の技術者と協力して、廃材から水車を試作し、村を流れる川に設置した。設置の際様々な問題点が顕在化してきたので、その対策についても協議した。地域の内発的発展に資する理念と方法の構築を目指して、タンザニアの農村で実践的な活動に取り組んできた。活動は住民グループが主導し、彼らとの対話・協議をとおして方針の実施可能性・妥当性・将来性を検討するとともに、住民の反応や意識の変化について参与観察した。基礎調査から、対象地域が抱える主要な課題を、地域経済の向上と環境保全の両立にむけた生業-社会-環境の複合化と定めた。計画の大きな枠組みを1.食料の安定生産、2.新たな経済活動の起業、3.環境保全として、平成22年度以降、それぞれの枠組みを横断するいくつかの活動を実践してきた。おもな活動は以下のとおりである。(1)政府が推進する農業の近代化の妥当性を検討するため、トウモロコシの改良品種と化学肥料を用いた栽培試験を実施した。その結果、増収は認められたものの、経費がかかりすぎて採算が合わないことが分かった。(2)イネ科作物に寄生する雑草Striga sp.がひろまりつつあるため、トウモロコシの代替作物としてジャガイモを導入・試作し、それが新たなカロリー源となりうることを確認した。(3)住民グループにメスの子牛を供与し、このウシの管理・利用をとおして「共有」の意義について協議した。(4)牛囲いを整備して堆肥の生産を始めた。この試みは、化学肥料に代わる養分供給源を意図している。(5)穀物価格の季節変動に対処するため、穀倉に貯蔵した穀物を端境期に廉価配給した。そのことで、住民は穀物貯蔵の意義を強く認識することになった。(6)村を流れる川に小水力発電施設を設置した。まだ発電には至っていないが、この施設の建設や設置をとおして、村のエネルギー問題、共有財産の管理、集水域涵養林の重要性などに関する意識を高めるとともに、それを新たな経済活動として位置づけるねらいがある。(7)薪炭材・建材・食料・環境保全・財源のためにタケや有用樹木を導入した。本研究では、地域の内発的発展に資する理念・方法に従いながら、タンザニアの農村で農林牧業を複合した開発モデルの構築を目指した。対象地域が抱える主要な課題を、1.食料の安定生産、2.地域経済の向上、3.環境保全と定め、生態・社会・生業の各枠組みを横断する活動を展開してきた。

タンザニアの農村部では急速にすすむ市場経済化のなかで、農地拡大や農業の近代化が生産性の低下・地域経済の低迷・森林荒廃を招いている。そこで化学肥料に依存しない農業の集約化とその持続的な運用を目指して次のような活動を展開した。1.食料を安定的に供給する試みとして、優良品種(作物)の導入と維持機構の形成、乾季作の拡充、牛糞堆肥の生産と施用などを実施した。2.穀物価格の季節変動に着目し、穀物貯蔵庫を用いた出荷調整を試みた。3.作物の養分・水・食料・燃料などの供給源である生態環境を維持するため植林にも着手した。タンザニアには酒を生産できる特殊なタケが自生しており、それを対象地域に導入することで、土壌浸食の防止と現金収入の両立を図った。また近年、都市で建材や木炭の需要が高まり、木材が重要な現金収入源となっていることを受け、森林保全と現金収入を兼ねた外来樹林の造成に取り組み、その循環的な利用をとおして天然林への負荷を軽減しようとした。さらに、村を流れる川に小水力発電施設を設置し、村のエネルギー問題・共有財産の管理・集水域涵養林の重要性などに関する意識を高めるとともに、新たな経済活動を創出した。これらの活動は、相互に関連しながら順調にすすんでおり、農牧工を複合した総合的な開発モデルがアフリカの農村開発にとってきわめて有効であることが示された。この研究で実施してきた実践的な活動は、住民が地域の抱える課題とその原因を認識し、自ら解決策を構想・実施しうる体制の構築を目指している。住民グループの結成から、問題の抽出、解決策の立案と実施可能性の検討、実践活動とその評価まで、一連の取り組みをとおして、住民は活動相互の連関を強く意識しながら問題群を総合的に捉えるようになってきている。こうした住民の主体的な参加を導いた要因に関する分析も進んでいる。24年度が最終年度であるため、記入しない。現地での実践活動は、政策や環境の変化といった予期せぬ外部要因によって変更を余儀なくされることがある。本研究においても、いくつかの活動は当初の予定よりも遅れてはいるが、そうした障害をどのように克服するかを検討することもこの研究の重要な課題であり、おおむね順調に進んでいる。本年度は、諸活動の結果を出し、それを評価しながら、どのようにそれを維持・継続していくかという次の課題に進んでいく。また、一連の成果をまとめ、自治体をはじめとする現地の関係機関に活動の全過程を公表するつもりである。
外部放射線治療のための陽電子を利用した線量投与領域の確認法

高エネルギーX線を体外から照射して癌治療を行う場合、治療時に投与線量の体内での分布をリアルタイムに知る方法はない。申請者達は新たに陽電子発生を利用するPEV(ペブ)法を提案した。本研究はそのPEV法の実証研究である。研究成果を以下に総括する。(1)高エネルギーX線は多数の光子(フォトン)の集合である。その光子は体内で電子・陽電子対を生成する。その生成点の分布は照射領域に対応していると考え、理論的な計算で確認した。Geant4シミュレーション法による理論計算によれば、多数の電子・陽電子対が生成され、生成された陽電子は体内で電子と結合、線量投与領域内で消滅して、それぞれ2本の消滅γ線を放出する。(2)理論的には、消滅γ線の発生点分布を知ることで、線量投与領域を測定できる。(3)放射線治療室には極めて高い光子などのバックグランドが存在する。しかし、高速の無機結晶シンチレーション(YAP(Ce))センサーを製作して、テレスコープ法により、この消滅γ線を検出できた。(4)コリメータを使用して測定視野を限定すれば、1mm程度の位置分解能でX線照射領域の測定が可能であった。測定した計数値は照射したX線のMU値に比例しており、計測により投与線量を評価できる。(5)本研究の結果、申請者達が提案したPEV法により、X線照射時にリアルタイムで線量投与領域の監視が可能であると結論できた。本研究により得られた、PEV法によるX線照射時のリアルタイムな線量投与領域の監視は、世界的にみて未到達の段階にある。100台程度のセンサーより成立つ検出器(PEVカメラ)を製作して、成果を臨床利用する段階へ進むべきである。臨床実用が可能になれば、PEVカメラからの信号はリアルタイムに処理され監視モニターに表示され、治療医は照射しながら確認できるので、誤照射の回避も可能になる。平成17年度に採択された本研究は計画通りに進行し、当初期待した以上の成果をあげつつある。本年度の研究実施内容は、交付申請書に記載した通りであり、計画(1)⇒計画(6)へと順次進めた。(1)X線による陽電子生成率の理論予測及び線量分布計算[4月10月]結果:採択内定と同時に開始し、理論計算を実施できた。これにより、測定のための予測を行った。(2)粒子線による陽電子発生の評価[6月8月]結果:採択と同時に開始し、理論計算を実施できた。(3)陽電子検出器設計[8月9月]結果:理論計算の結果に基づき、検出器の設計を実施した。(4)ガンマ線検出装置の設計・製作[9月-10月]結果:検出器の設計に基づき、検出装置の製作を行い、試験、調整を実施した。(5)データ収集システム作成、データ解析法整備[6月10月]結果:現有装置でガンマ線検出装置からのデータを取得するシステムを構築し、必要な改善をした。(6)ファントム照射実験実施[9月10月]結果:必要な機器の調整が完了したので、2回に渡り首都大学においてX線を照射して陽電子検出の予備測定を実施した。がんセンター、放医研においては粒子線の実験を実施した。(7)結果の解析と考察、結論と次年度計画策定結果:予備測定により膨大なデータが集積されたので、その解析と考察を3ヶ月で実施した。[11月1月]

研究結果の一部は国内・国際学会で発表した。一部担当した大学院生(松林史泰君)はこの研究により、医療系研究科の優秀論文賞の受賞が決定した。結論を得て、次年庫の計画を策定している。[2月]予備実験の結果から、検出装置を本格化することにより、研究目的達成が可能であると結論づけた。上記(4)の検出装置改善を決定、設計した。新たな検出装置を製作するために、センサーを6個購入し、試験と調整をする。センサーからの信号を処理してデータ収集するために試験を進めている。[2月]平成17年度に採択された本研究は、最も難関と考えた治療用X線からの消滅ガンマ線検出の可能性を初年度において確認できた。この方法は国内外で汎用できる方法であるので、平成18年度は粒子線を対象からはずし、X線に集中することとした。当初計画の通り以下の(1)→(8)へと順次研究を進めた。X線については、治療に近い測定条件を設定して、臨床への適用可能性を視野にていれた検討をすることが目標であった。以下の[]は研究経費の執行内容を示す。(1)所有装置(GSOシンチレータ)と新たに本経費で購入したYAP(Ce)シンチレータによる入射X線強度とプロファイル測定の準備を進めた。[物品費](2)エレクトロニクスを強化し、効率的で高速なデータ収集を可能にした。[物品費](3)8月には、ワークショップを開催し、研究経過の討議を進めた。その結論として、新たに導入したYAP(Ce)シンチレータの性能は今回の目的にかなっているので、これを標準の測定素子として採用することとした。(4)PEV法による測定の実用化を目指して、効率的で信頼できる治療用X線照射による投与線量領域確認のハードとソフトを準備した。[その他](5)9月10月には首都大学東京所有の電子リニアックを借用して、リアルタイムで投与線量分布の測定を実施した。[国内旅費](6)臨床での治療条件に近い条件も含めた測定を繰り返した。(7)結果の解析を進めているところであるが、既に本方法により投与線量領域の測定が可能であるとの結論を得ている。(8)研究を総括し、WC2006(韓国ソウル)の口頭発表(6月)、ASTRO(米国フィラデルフィア)のポスター発表(11月)を行った。[国外旅費]この他準備段階の技術的論文を公表した。平成19年度においては、本方法の臨床での使用可能性についてポジティブな結論を得る見通しである。平成17年度に採択された本研究は、最も難関と考えた治療用X線からの消滅ガンマ線検出の可能性遠初年度において確認できた。この方法は国内外で汎用できる方法であるので、平成18年度は粒子線を文象からはずし、X線に集中することとした。平成19年度はX線について治療に近い測定条件を設定して、臨床への適用可能性を視野にていれた検討をすることが目標であった。(1)前年度の単一検出器の測定を6検出器に拡張した。新たに本経費で購入したYAP(Ce)シンチレータを搭載する移動台の整備等、入射X線強度とプロファイル測定の準備を進めた。(3)8月には、ワークショップを開催し、研究経過の討議を進めた。
非極性面上窒化アルミニウムガリウム系半導体結晶の高品質化と物性制御

AlGaN系半導体は、深紫外発光デバイス用材料として注目を集めている。一般に、量子井戸をはじめとするヘテロ構造を作製する際には、臨界膜厚を考慮した構造設計が必要になる。そこで今年度は、AlGaN/AlNヘテロ構造における臨界膜厚の評価手法の開拓とともに格子不整転位の導入機構の解明に取り組んだ。従来、ヘテロ構造作製時の格子緩和の有無を評価する手法として、X線回折測定が利用されてきた。しかしながら、X線回折測定により評価されるAlGaN/AlNヘテロ構造の臨界膜厚は、理論的に予測される膜厚よりも一桁程度大きく、計算結果とは著しい解離があった。そこで、本研究ではX線回折測定による格子定数評価よりも精度の高い評価手法として、時間分解フォトルミネッセンス測定に着目し、光学測定を通じて格子不整合転位の導入の有無を精密に評価することが可能であることを明らかにした。また、極性面基板の微小なオフ角により生じる結晶すべりを計算に取り入れるとともに、非極性基板の各成長面における支配的な結晶すべり機構を考察した。この結果により、任意の成長面に対して、理論的に臨界膜厚を予測する手法を確立し、実験結果をよく再現することを確認した。この成果は、AlGaN系量子井戸の設計に大きく貢献するだけでなく、ウルツ鉱構造を有するあらゆる材料系に対して適用可能な理論計算であり、材料系を超えた普遍的な臨界膜厚の予測に貢献するものであると考えられる。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究は、AlGaN系半導体を利用した高効率深紫外発光の実現を目標としている。本年度は、1)半極性面AlGaN/AlN量子井戸構造を作製し、活性層にかかる内部電界の低減、および輻射再結合確率の増大を目指した。また、2)非輻射再結合確率の低下に向けて、AlNおよびAlリッチAlGaNにおける支配的な非輻射再結合中心の同定を試みた。1)様々な半極性面AlN基板上に((1-102)面、(11-22)面、(20-21)面を使用)有機金属気相成長法を用いて、AlGaN/AlN量子井戸の結晶成長を行った。従来の極性面上の成長よりも炉内圧力を上げて成長を行うことで、原子レベルで平坦な表面および急峻な量子井戸界面を有する高品質半極性面AlGaN/AlN量子井戸の実現に成功した。作製した半極性面量子井戸において、発光エネルギーの井戸幅依存性から見積もられる内部電界の値は、従来の極性面量子井戸と比較して3分の1以下に低減されていることが明らかになった。また時間分解フォトルミネセンス測定の結果から、輻射再結合寿命の著しい短寿命化が示唆され(従来比100分の1程度)、室温付近におけるバンド端発光強度が従来比75倍以上の、強発光半極性面AlGaN/AlN量子井戸の実現に成功した。2)さらなる効率の改善に向けて、支配的な非輻射再結合中心の同定を試みた。作製したAlリッチAlGaN量子井戸やAlN薄膜についてカソードルミネセンスマッピング測定を行い、転位近傍における暗点のコントラスト、および暗点径の温度依存性を測定することで、各温度領域における転位の効率低下への寄与について調査した。その結果、現状のAlNおよびAlリッチAlGaNにおいて、室温付近では転位が非輻射再結合中心として殆ど機能しておらず、点欠陥が支配的な非輻射中心であることが明らかになった。AlGaN系半導体は深紫外発光デバイス用材料として期待され、研究がすすめられている。これまでにAlGaN層を活性層に用いたレーザーダイオードの報告はなされているものの、波長300 nmよりも短波長領域で発振するレーザーダイオードは実現されていないのが現状である。これは、従来のレーザー構造が、極性面である(0001)面上に成長され、量子井戸内に生じる強い内部電界の影響を受けることが原因の一つとして考えられる。内部電界を抑制する手法として半極性面上への成長が提案されているが、その結晶成長の困難さから良質な結晶が得られず、これまでに半極性AlGaN量子井戸からの誘導放出の報告はなされていない実情にあった。一方で、本研究ではこれまでに、成長条件の最適化およびAlN基板の利用によって、高品質な半極性AlGaN/AlN量子井戸の作製に成功している。そこで、面内偏光度の制御を軸として誘導放出に向けた半極性面量子井戸の構造設計を行い、光ポンピングによる誘導放出を目指して研究を行った。半極性(1-102)AlGaN/AlN量子井戸(井戸幅: 1.5 nm)において、面内偏光度のAl組成依存性を調査したところ、Al組成を20%以上に保つことで劈開面からの光取り出しが可能になることが分かった。そこで、波長250 nm付近での誘導放出を目指し、Al組成50%の(1-102)AlGaN/AlN量子井戸構造を作製して光ポンピング測定を行った。この際、劈開により試料端面にa面を出し共振面とした。ArFエキシマレーザ(波長: 193 nm)を励起光源として低温下で光ポンピング測定を行ったところ、強励起条件下では誘導放出が明瞭に観測された。

誘導放出時において、線幅のnarrowingが顕著にみられ、発光強度の増大から閾値励起密度は500 kW/cm2程度であることが見積もられた。半極性面AlGaN/AlN量子井戸において、Al組成や井戸幅を適切に設計することで面内偏光度を制御し、劈開面からの強い光取り出しを可能にした。実際に、半極性(1-102)AlGaN/AlN量子井戸において劈開により共振面を作製し、光ポンピング測定にて誘導放出を観測した。AlGaN系半極性面量子井戸からの誘導放出の観測は初めてであり、研究は順調に進行しているといえる。AlGaN系半導体は、深紫外発光デバイス用材料として注目を集めている。一般に、量子井戸をはじめとするヘテロ構造を作製する際には、臨界膜厚を考慮した構造設計が必要になる。そこで今年度は、AlGaN/AlNヘテロ構造における臨界膜厚の評価手法の開拓とともに格子不整転位の導入機構の解明に取り組んだ。従来、ヘテロ構造作製時の格子緩和の有無を評価する手法として、X線回折測定が利用されてきた。しかしながら、X線回折測定により評価されるAlGaN/AlNヘテロ構造の臨界膜厚は、理論的に予測される膜厚よりも一桁程度大きく、計算結果とは著しい解離があった。そこで、本研究ではX線回折測定による格子定数評価よりも精度の高い評価手法として、時間分解フォトルミネッセンス測定に着目し、光学測定を通じて格子不整合転位の導入の有無を精密に評価することが可能であることを明らかにした。また、極性面基板の微小なオフ角により生じる結晶すべりを計算に取り入れるとともに、非極性基板の各成長面における支配的な結晶すべり機構を考察した。この結果により、任意の成長面に対して、理論的に臨界膜厚を予測する手法を確立し、実験結果をよく再現することを確認した。この成果は、AlGaN系量子井戸の設計に大きく貢献するだけでなく、ウルツ鉱構造を有するあらゆる材料系に対して適用可能な理論計算であり、材料系を超えた普遍的な臨界膜厚の予測に貢献するものであると考えられる。成長圧力の最適化により非常に高品質な半極性面AlGaN/AlN量子井戸を実現し、従来の極性面量子井戸と比較して内部電界の低減・輻射再結合寿命の短寿命化・発光強度の増大を実証した。また、支配的な非輻射再結合経路に関する知見も得られ、研究は極めて順調に進行している。当初の研究計画に比べて遅れは生じていない。半極性面AlGaN/AlN量子井戸からの誘導放出を確認したものの、その閾値励起密度は十分に低いものでなく、半極性面量子井戸の潜在能力を活かしきれていない結果であるといえる。この要因の一つとして、これまでに作製した試料では、ミラーロスの影響を強く受けている可能性があると考えている。今後は、半極性面量子井戸の劈開面に酸化物系(HfO2/SiO2)の誘電体多層膜ミラーを作製し、誘導放出のさらなる低閾値化を目指す。また、VSL(Variable stripe length)法等により、さらに詳細な光学特性の評価も行う予定である。28年度が最終年度であるため、記入しない。高品質な半極性面量子井戸の実現に成功したが、高効率深紫外発光素子の実現に向けてさらなる内部量子効率の改善が求められる。本年度の成果から、室温付近における支配的な非輻射再結合中心が点欠陥であることが明らかになったため、今後はその点欠陥種の同定と低減手法の模索を行う。また、半極性面量子井戸の実現にともない、物性的観点からAlNの未解明パラメータ(自発分極、圧電定数等)の解明への寄与も期待される。今後より詳細な光学特性評価により、物性定数の解明も試みる。
連立する高層建物の境界層流中における相互作用に関する研究

高層建物群が近接して建つと、その間を流れる風が複雑に変形し、各々の建物に作用する風力やそれによる振動応答が単独建物に比べて大きくなる場合がある。本研究では相互作用による共振現象や振動応答の増減が何故引き起こされるのかを明らかにする目的で、2棟の正方形断面角柱を対象として、2棟間の流れと対応する圧力場を測定し、さらに風下角柱に作用する変動抗・揚力を測定して両角柱からの放出渦と作用風力との関係を調べた。風洞実験は乱れの小さい境界層流を用いて行い、2棟間の圧力場は床面上の多点の同時圧力測定により求め、流れの可視化はドライアイスのミストを用いて行った。その結果、2棟が極端に近接している場合を除くと、いずれの配列においても風上角柱の存在によって風下角柱の変動抗・揚力は増大した。変動風力の増大する原因として1)風下角柱が風上角柱の剥離流線上に存在、2)風上角柱からの放出渦が風下角柱に直接あたる、3)風上角柱からの放出渦が流下過程で細かい渦に分かれ接近流の乱れの増加をもたらす、4)2棟間の縮流が風下角柱からのは放出渦の強さを増大させると伴に、風上角柱からの放出渦が風下角柱の変動風力に寄与する、等の現象を明らかにした。2棟が流れに対して一直線に並んだとき、風上角柱で生じた周期的な渦が風下角柱の前面にあたり、その隈角で同方向により一層の回転(角運動量)を得て流下するため、より強い変動揚力が作用する。このとき風下角柱自体の過発生はなく、風上角柱からの渦放出に伴って交互に変形された流れ(Switchingと呼ぶ)に支配される。このSwitchingの周期が風下角柱の固有周期に一致するとき、自励的な振動が風下角柱に生じる。また、2棟の間隔が狭くなり過ぎると、風上角柱からの剥離流が風下角柱の側面に再付着し、風下角柱に負の抗力が発生する。このとき明瞭な渦形成がなくなり、変動揚力は単独角柱の場より小さくなる、等の知見を得た。
種子内接ぎ木技術の実用化

園芸作物における接ぎ木栽培は土壌病害抵抗性の台木を使用するなどの大きな利点がある。しかし、穂木と台木の生育を揃えた苗の準備と限られた時間内での接ぎ木作業は大変な労力を要する。そこで、穂木の茎頂分裂組織を含む子葉と台木の子葉を接着させたハイブリッド子葉種子を作製することで、キュウリの幼芽とカボチャの台木が生育する接ぎ木済みの発芽苗を獲得できた。子葉を固定する接着方法(接着剤に種類と量)をどのようにすれば、ベストであるかを詳しく検討する必要がある。いずれにせよ、最終的には全行程を画像解析装置を備えたロボットによる作業化で実用技術となるものと判断された。穂木とするメロン品種の種子の種皮を片側中央部位に横一列になるようメスにより傷口を入れ、かつ種子側面の種皮会合部位をメス刃で少し削り取り、根側からメス刃先端を刺し込み入れることにより、種皮の片側1/2を剥ぐことができる。この結果、幼根と子葉の一部が現れる。そこで、メス刃により幼根と子葉の接する部位で横断的に一気に切り込み、結果的におおよそ三角形の形状となる幼根を切り除く。台木とする品種種子にも同様の方法で幼根を獲得し、これを時計用ピンセット(先端に改良を加えた)にてつまみ、穂木側種子の幼根除去跡に正しく入れ込む。この後、できるだけ接ぎ木接点となる面に隙間などが生じないようにしセットして、この両端の接点に、セメダイン3000ゴールドゼリー状(セメダイン株式会社製)を極微量、柄付針の先端で塗布する。さらに、剥ぎ取った種皮もピンセットで元の位置に戻して、数か所を接着剤を塗布して、接ぎ木作業が完成する。作業は室温で行ったが、低温が好ましいと考え、氷上に作業前後の種子を保存した。また、これらの作業の一部は実体顕微鏡にて行った。発芽はプラスチックシャーレ内に水分を適度吸い込ませたバーミュキライト(中粒)状に静置して、24°Cまたは18°C、明所または暗所とした。結果は、約20%の確率で接ぎ木された個体が発根、発芽してきた。発芽条件をまだ詳細に検討していないが、低温で暗所の条件が安定している結果が得られている。発芽の速度は、無処理のものに比べると2,3日遅れるが、本葉展開までの正常な生育が観察された。穂木をキュウリ、台木をカボチャとする種子内接ぎ木の実験を行った。実体顕微鏡下でキュウリ種子の幼芽部位を加工した注射針で摘出し、MS培地上で無菌的に培養したところ、植物体へのと成長したことから、茎頂摘出片を台木カボチャ茎頂摘出跡へ置き換える手法を試みた。すなわち、自作の専用メスを使用し、カボチャの種皮の一部を剥ぎ、さらに上部側の子葉組織を切除したところ、約0.7 mm長の頂芽が観られた。この頂芽を加工注射針にて切除して、その切除跡に、キュウリ種子幼芽部の摘出組織片を静置または両端を極微量の接着剤などを使用して納めた。その後に、切除した子葉片と種皮を元の部位に戻して、サージカルテープで固定した。施術種子を発芽・生育させたところ、50個体に3個体ほどには無処理にはやや遅れるものの、生育が観られたため、さらに鉢にて生育させたところ、正常な発育が認められた。これらの葉の形態はキュウリと思われたことから、DNA判定を行ったところ、カボチャの葉と判定された。このように,カボチャおよびキュウリの幼芽組織片の摘出は容易であるが、キュウリ幼芽組織片をカボチャの幼芽部切除跡に接ぎ木面が揃うように納めることが難しかった。そこで、カボチャ種子を縦に開いて、幼芽部が残されている側の幼根上部をカミソリ刃で直線の切れ目を入れ、幼芽を含む組織を切除した。その切断面にキュウリの幼芽部を含む子葉の下部でカットした子葉の切断面を密着し、その両端を微量接着剤にて固定を試み、施術カボチャは切除した種皮を元の位置に戻してサージカルテープで固定した結果、発芽施術種子はカボチャとキュウリの両子葉が生育して、キュウリの子葉基部から幼芽が生育して、本葉を展開した。このように、ハイブリッド子葉種子を作製することで、キュウリとカボチャ間で種子内接ぎ木体を生育させることができた。接ぎ木面からカルスが生じ、根が分化する場合が見られる。これは、接ぎ木技法の性質上、できるだけ避ける必要がある。この対策手段として、発芽時の条件を検討している。さらに、成功率をより向上しなければならない。

不成功となる理由は、最初の接ぎ木面の完全密着ができていない可能性が高い。植物分子育種学刃、接着剤などの検討し、さらに、発芽条件を検討し、これらを整理する必要がある。最終目的は、これら手作業で行ってきた過程をすべて専用のロボットで行うことを目指すことから、それらの専門技術者からのアドバイスも必要となる。予定していた研究の情報収集に対しては時間がとれずに実行できなかった。そのため、旅費が繰り越された。また、その他として、論文投稿料などを予定していたが、一部のデータが不十分でそれができなかった。専用ロボット製作計画を実行するため、特定業者との複数回の検討会が必要とされ、そのための旅費が要求される。また、論文投稿を行うための英文校正、投稿料を要求する。
水産系未利用資源を利用した高機能性鶏卵・鶏肉の開発に関する研究

1.ホタテガイ卵巣および粉砕・乾燥処理後のペクテノロン濃度の解明ホタテガイ卵巣は全量の1020%占めており、水分含量80.6%、カロテノイドおよびペクテノロン濃度は29.3および15.7dry mg%であった。これらの粉砕。乾燥処理したホタテガイ卵巣調製物の水分は7.9%、カロテノイドおよびペクテノロン濃度は17.6および9.0drymg%であることが明らかにされた。2.ホタテガイ卵巣調袋物添加飼料(ペクテノロン含量0、0.19、0.4および1.105mg%)給与による鶏卵および鶏肉へのペクテノロン移行の解明ペクテノロン給与量が高い区ほど卵黄色が増し、飼料中のペクテノロンが卵黄へ集積し、その色調を改善していることが明らかにされた。ペクテノロンは橙色を呈するカロテノイドであり、ペクテノロンの卵黄への集積により、卵黄色が黄色から鮮やかな橙色を呈しているため、卵黄の色調の改善を図るのに非常に適した物質であることが示唆された。一方鶏肉(胸肉およびもも肉)中のペクテノロン濃度は、いずれの添加区においても検出されず、鶏肉にはペクテノロンは移行しないことが明らかにされた。3.ペクテノロンの抗酸化力価の評価ペクテノロン含有脂質(卵黄由来:ペクテノロン濃度4.2mg%)、β-カロテン、α-トコフェロールおよびアスコルビン酸の酸化抑制率を比較した結果、ペクテノロン含有脂質の酸化抑制率は、他の抗酸化物質と比較してより高い数値を示した。本実験の評価に用いたサンブルのペクテノロン濃度が4.2mg%という純度であったにもかかわらず、他の抗酸化物質よりも高い活性が認められたことから、ペクテノロンが持つ抗酸化力は非常に高いことが推察された。これらの粉砕。
有機半導体界面での電荷移動を用いたキャリアドープの実現

有機半導体単結晶の化学ドーピングによる電荷密度制御は、ドープが可能な分子に制限があるため困難であると考えられる。そこで、従来の単結晶へのドーピング方法に比べ制約の無い、有機半導体単結晶/有機半導体薄膜界面における電荷移動状態によるキャリアドーピング法の確立及びその基礎特性について研究を行った。その結果、有機半導体単結晶/有機半導体薄膜界面において導電率1. OS/cmを実現した。半導体特有の性質の一つとして、ドーピングによるキャリア密度の制御がある。実際に、有機半導体薄膜への電荷移動錯体を利用したドーピングは有機LED(Light emitting diode)の電気特性を著しく向上できる事が知られている。一方、高いキャリア移動度を有しているため非常に注目されている有機半導体単結晶に関しては、単結晶へのドーピングは格子整合をとる必要があるため、キャリアドープが可能な分子はその分子構造によって制限を受ける。当該年度において、非常に高い電荷移動度が報告されているルブレン単結晶を用いて、有機半導体単結晶/有機半導体薄膜界面における電荷移動によるキャリアドーピング法の確立について検討を行った。界面を利用した電荷移動は分子構造の強い制限は無く、単結晶へのドーパントとして様々な材料を検討することが可能である。ルブレン単結晶/F_4TCNQ,ルブレン単結晶/MoO_3薄膜における電荷移動状態によるキャリアドーピングについて検討を行った。ルブレン単結晶/F_4TCNQ薄膜界面に関しては、高い導電性は得られなかった。これは電子受容体であるF_4TCNQのLUMO準位(5.2ev)に対して、電子受容体であるルブレンのHOMO準位(5.3eV)が深く、電子供与体と電子受容体の間で生じる電荷移動過程においては活性化エネルギー(0.1eV)が必要なため、電荷移動量が不十分であるためと考えられる。一方,ルブレン単結晶/MoO_3薄膜界面においては比較的良好な導電性が得られた。これはMoO_3薄膜の伝導帯は非常に深いためと考えられる。しかしながら、ルブレンと電極Auの間に大きなエネルギー障壁が存在するため、金属/有機半導体間のオーミック接触は得られなかった。今後は、金属/有機半導体間のオーミック接触が得られるペンタセン単結晶を用いて、高いキャリアドーピングの実現および低温下での電子特性を検討する。有機エレクトロニクスにおいて、有機半導体へのドーピングは様々な物性を発現させるために重要な技術であると考えられる。そこで、有機単結晶/有機薄膜界面における電荷移動(CT)によるキャリアドーピング法の確立及びその基礎物性について研究を行った。Rubrene単結晶/Acceptor(MoO_x,F_6-TNAP,HAT-CN)界面における導電率はそれぞれσ_<interface>=0.16,0.03,0.21S/cmを示した。使用したAcceptorのLUMO(最低空軌道)準位はそれぞれ5.7,5.4,5.4eVであるので、F_6-TNAPがHAT-CNよりも低い値を示す原因として、LUMO準位由来ではないと考えられる。そこで、単結晶/有機薄膜の表面構造に関して、AFM(原子間力顕微鏡)を用いて検討した。その結果、単結晶表面上のF_6-TNAPは結晶性が非常に高く連続的な薄膜を形成してないことがわかった。従って、F6-TNAPの単結晶上の被覆率の低さが界面の低導電率の原因と考えられ、有機単結晶界面へのキャリアドーピングにおいて、Donor、Acceptor材料の被覆率が重要な因子であることが示唆された。次に、Acceptor薄膜の被覆率を向上させるために、Donor:Acceptor共蒸着膜によるキャリアドーピングについても検討した。加えて、Rubreneより強いDonor性材料であるPentaceneとの共蒸着膜によるキャリアドーピングについても検討した。Rubrene単結晶/Donor:Acceptor共蒸着膜上の表面構造に関してAFMで観察した結果、単結晶上の共蒸着膜には連続的な薄膜を形成していることが確認された。加えて、Donor:Acceptor共蒸着膜の導電率の増加に対して、界面の導電率が増加する結果が得られた。本研究において、共蒸着膜によるドーピング法で、導電率1.0S/cmを実現した。