hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
超高速ＭＯＳＦＥＴ実現に向けたゲルマニウムスズ選択成長および局所歪技術の確立

本研究では次世代集積回路の創成に向けて、従来のシリコン(Si)プロセスとの親和性が高いゲルマニウム(Ge)をベースとしたIV族混晶半導体の高品質形成および局所歪制御技術の確立を目指す。最終年度は、有機金属化学気相成長法(MOCVD法)を用いたin situリン(P)ドーピングによるGeおよびゲルマニウム-スズ(GeSn)層の不純物制御を検討した。高濃度n型GeおよびGeSnエピタキシャル層を形成し、その結晶性および電気的特性について詳細に調べた。400度以下の低温成長において、Si基板上に高濃度PドープGeエピタキシャル層の形成を実現した。P原料の供給量増加とともに膜中P濃度は増大し、Ge中のPの固溶限の10倍に相当する1E20 atoms/cm3のP濃度が得られた。一方、Ge層のHall電子密度は、成長温度での平衡固溶限と一致する2E19 cm-3程度で飽和する傾向がみられた。また、Ge層の膜中P濃度は、成長温度の低減とともに減少する傾向がみられた。GeおよびPの堆積速度に対する活性化エネルギーはそれぞれ1.0 eV、2.1 eVと見積もられ、Geに比べてPの方が2倍ほど大きな値を示すことが明らかになった。この活性化エネルギー差に起因して、低温化とともに導入P濃度が減少したと考えられるため、MOCVD法におけるGeおよびP原料の組み合わせにはまだ議論の余地があることを示した。さらに、PドープGeSn層のエピタキシャル成長へ展開した。Sn組成1.7%のGeSn層において、Hall電子密度1.3E19 cm-3を有し、また、膜中Pがほとんどすべて電気的に活性化していることがわかった。これらの結果は、MOCVD法を用いた高濃度n型GeおよびGeSn層のエピタキシャル成長を実証するものであり、歪GeチャネルMOSFET実現に向けた不純物制御技術の構築に直結する研究成果である。28年度が最終年度であるため、記入しない。本研究では、次世代集積回路の創成に向けて、従来のシリコン(Si)プロセスとの親和性が高いゲルマニウム(Ge)をベースとしたIV族混晶半導体の高品質形成および歪制御技術の確立を目指す。本年度は、有機金属原料を用いた化学気相成長法によるGeおよびゲルマニウム-スズ(GeSn)単結晶薄膜の結晶成長・結晶性の評価について研究を実施した。本年度に得られた成果を以下に示す。1. GeSn混晶の高品質形成に向けて、SnのGe中への低い平衡固溶限(1%)に起因する膜中へのSn析出による結晶性の悪化を抑制しなければならない。300°C程度の低温領域での結晶成長に適した有機金属原料の組み合わせを見出し、Sn析出を抑制しながらのエピタキシャル成長を実現した。また、成長温度によってGe中へのSn導入量を制御可能であり、平衡固溶限の4倍に迫るSn組成を有するエピタキシャルGeSn薄膜の形成に成功した。更に、分子線エピタキシー法で作製したGeSn薄膜と比較しても、高い表面平坦性と膜中の均一な結晶性を有するGeSn薄膜を実現した。一方で、有機系原料の使用で懸念される、膜中への残留不純物は検出限界以下(1%以下)であった。2.酸化膜とSi単結晶領域の混在するパターン基板上へのGe膜の選択成長についても調査した。成長条件の最適化によって、エッチングガスを必要としないエピタキシャルGe膜の選択成長が可能であることを見出した。以上、原料の安全性の観点から無機系原料に比べて優位に立つ有機系原料を用いたIV族混晶材料の結晶成長技術の確立に直結する研究成果である。本研究では次世代集積回路の創成に向けて、従来のシリコン(Si)プロセスとの親和性が高いゲルマニウム(Ge)をベースとしたIV族混晶半導体の高品質形成および歪制御技術の確立を目指す。本年度は、第一年度目に確立した有機金属化学気相成長法(MOCVD)によるゲルマニウム-スズ(GeSn)薄膜の成長技術をもとに、1.サブミクロンオーダのGe/GeSnヘテロ微細構造の作製および構造内部の局所歪評価、2. MOCVD法を用いたn型Ge薄膜の形成を中心に研究を実施した。1. MOCVD法を用いて、Ge細線幅30-100nm/細線ピッチ500nmの構造を有するパターンGe基板上へSn組成3.5%-5.7%のGeSnストレッサの形成に成功した。これらのヘテロ微細構造に対して、放射光マイクロ回折法を用いて局所歪解析を行なった。Ge細線幅の縮小およびストレッサGeSn層のSn組成増大に伴い、誘起される歪量が系統的に増加することが実験的に明らかとなった。特に細線幅30nm、Sn組成5.7%の試料において歪量0.88%の圧縮歪Geの形成を実証した。これは現行の圧縮歪Siチャネルの正孔移動度を凌駕する歪量に相当する。2. n型不純物はp型の場合と比べてGeへの平衡固溶限の低さが問題となっている。低温領域で結晶成長可能なターシャルブチルゲルマンをGe原料として選択し、非平衡的な成長により固溶限を超えるn型ドーピングを試みた。n型不純物として最も平衡固溶限の高いリン(P)を選択し、原料ガスはトリエチルリンを使用した。

高抵抗Si基板上に、様々な成長温度、P原料ガス供給量を変化させ、Ge薄膜のキャリア物性評価を行なった。SIMS測定によりGe膜中のP濃度はP原料ガス供給量に比例して増大し、平衡固溶限を超えるP濃度8x10の19乗atoms/cm3を達成した。今後、格子定数差のないGe基板上への成長に移行し、活性化P濃度の向上を目指す。さらにGeSn層へのPドーピングへ展開し、詳細な電気的特性を調査する予定である。当初の研究計画であった、サブミクロンスケールのGe/GeSnヘテロ微細構造の作製に成功し、放射光X線マイクロ回折法を用いた局所歪の定量評価は順調に進展している。一方で、単結晶/絶縁膜基板上への選択成長についてはGe層では達成しているものの、GeSn層では未だ達成できていないため、現在調査を続けている。また、最終年度に実施予定であった不純物ドーピングについては前倒しで先行実験を行ない、GeSn層へのn型ドーピングに向けての知見が蓄積されている。本研究では次世代集積回路の創成に向けて、従来のシリコン(Si)プロセスとの親和性が高いゲルマニウム(Ge)をベースとしたIV族混晶半導体の高品質形成および局所歪制御技術の確立を目指す。最終年度は、有機金属化学気相成長法(MOCVD法)を用いたin situリン(P)ドーピングによるGeおよびゲルマニウム-スズ(GeSn)層の不純物制御を検討した。高濃度n型GeおよびGeSnエピタキシャル層を形成し、その結晶性および電気的特性について詳細に調べた。400度以下の低温成長において、Si基板上に高濃度PドープGeエピタキシャル層の形成を実現した。P原料の供給量増加とともに膜中P濃度は増大し、Ge中のPの固溶限の10倍に相当する1E20 atoms/cm3のP濃度が得られた。一方、Ge層のHall電子密度は、成長温度での平衡固溶限と一致する2E19 cm-3程度で飽和する傾向がみられた。また、Ge層の膜中P濃度は、成長温度の低減とともに減少する傾向がみられた。GeおよびPの堆積速度に対する活性化エネルギーはそれぞれ1.0 eV、2.1 eVと見積もられ、Geに比べてPの方が2倍ほど大きな値を示すことが明らかになった。この活性化エネルギー差に起因して、低温化とともに導入P濃度が減少したと考えられるため、MOCVD法におけるGeおよびP原料の組み合わせにはまだ議論の余地があることを示した。さらに、PドープGeSn層のエピタキシャル成長へ展開した。Sn組成1.7%のGeSn層において、Hall電子密度1.3E19 cm-3を有し、また、膜中Pがほとんどすべて電気的に活性化していることがわかった。これらの結果は、MOCVD法を用いた高濃度n型GeおよびGeSn層のエピタキシャル成長を実証するものであり、歪GeチャネルMOSFET実現に向けた不純物制御技術の構築に直結する研究成果である。当初の研究計画であった、GeおよびGeSn薄膜のエピタキシャル成長技術の開発は順調に進展しており、単結晶/絶縁膜上の選択成長についても知見が蓄積されてきた。Ge系混晶半導体をベースとした省電力トランジスタあるいはオプトエレクトロニクス応用に向けて、これまでに開発を進めてきたエピタキシャルGeSn薄膜の結晶成長技術と、現在進めている不純物ドーピング・選択成長技術を融合する。最終的にはデバイス作製・特性評価へと研究を推進する。28年度が最終年度であるため、記入しない。
バナッハ空間における種々の定数の研究とその応用

Banach空間の幾何学的構造の研究は、単位球の形状の研究であり、その構造を示すために種々の定数について、多くの数学者によって研究されている。それらの研究は凸解析学、不動点理論、微分方程式論など数学のあらゆる分野において広く応用されている。特に、この研究課題においては、バナッハ空間の定数、例えば、von Neumann-Jordan定数(以下NJ定数と略)やJames定数について計算することを試みた。これらの定数の計算は、l^P-空間及びL^P-空間やそれに関するBanach空間に対してのみ今までに計算されていたが、2次元ノルム空間でも難しく、完全に計算されていない段階であった。この研究では特に次のような研究を行った。(1)absolute normによって定義されるBanach空間を取り上げ、種々の定数の計算といろいろなバナッハ空間の幾何学的構造を研究した。(2)Banach空間のψ-直和の概念を導入し、その空間のsmoothnessやuniform smoothnessになるための必要十分条件を示した。(3)R^2上のabsoluteノルムに対して、James定数の計算で未解決な部分の1部を解決した。その応用として、Lorenz空間のJames定数を計算した。Banach空間のノルムの構造或いはその性質の研究は、今までに、単位球の丸さの概念や四角さの概念として捉え、多くの研究者によって研究され、色々な分野で応用されてきた。この研究では、特に、absolute normによって定義されるBanach空間を取り上げ、種々の定数の計算といろいろなバナッハ空間の幾何学的構造を研究した。(1)C^n上のabsolute norm空間において、その幾何学的構造と対応する凸関数の関係を詳細に調べることにより、ψ-直和の概念を導入しその構造を調べた。特に、ψ-直和が狭義凸になるための同値条件、一様凸になるための同値条件をそれぞれ求めた。(2)C^n上のabsolute normによる空間がsmoothになるための必要かつ十分条件から、ψ-直和のsmoothであるための必要十分条件を求めた。バナッハ空間のノルムの構造或いはその幾何学的性質の研究は、今までに、単位球の丸さの概念や真四角さの概念として捉え、多くの研究者によって研究され、いろいろな分野で応用されてきた。この研究では、特に、バナッハ空間の種々の定数に着目して、バナッハ空間の幾何学的構造やノルム不等式について研究した。研究のアイデアとしては、有限次元バナッハ空間C^n上のノルムの特徴付けを考察することにより、その概念からバナッハ空間の2個或いはn個のバナッハ空間の直和空間の概念の導入に成功し、それにより多くのバナッハ空間が系統的に構築されるようになり、多くの興味のある結果を示すことが出来た。(1)有限次元バナッハ空間上のabsolute normについて調べた結果より、バナッハ空間の直和空間の概念を導入し、その空間の幾何学的構造として、ノルムの一様凸性や滑らか性(smoothness)を調べた。(2)バナッハ空間のノルム不等式の研究として、randam Clarkson不等式やHanner不等式をいろいろな形への一般化を試みた。(3)バナッハ空間のノルムと凸集合及び不等式の関係を調べた。更に、応用として、作用素空間において、解析的接合積の極大性やその交換子環の構造などを調べた。非可換積分空間やバナッハ関数空間についての定数について問題は今後の課題として研究を進める予定である。
膵癌前癌病変周囲の間質細胞由来exosomeに着目したバイオマーカーの開発

本研究の目的は、様々なタンパク質や核酸を含む直径100nm程度の小胞で細胞間の情報伝達を担うエクソゾームに着目し、膵前癌病変周囲の間質細胞に由来するエクソゾームを同定・解析して新たな早期診断バイオマーカーを開発することである。膵癌は外科切除不能な段階で診断されることが多いため、早期診断のためには膵癌発症の危険因子ごとに発癌・進展に至る詳細なメカニズムを解明し、精度が高く汎用性のあるスクリーニング検査を開発することが求められる。本年度はヒト膵癌術前症例から採取した膵液中エクソゾームに含まれるmiRNA(ex-miRs)のマイクロアレイ解析を行い、ex-miR320a、320b、361、145、29cの5種をバイオマーカー候補として同定した。バリデーションを行ったところ、すべてのex-miRsは慢性膵炎群と比較して膵癌群で有意に高発現していた(p<0.0001、p<0.0001、p<0.0001、p<0.0001、p=0.0009)。AUCはそれぞれ0.923、0.923、0.916、0.930、0.852であり、血清CA19-9のAUC(0.680)と比較の比較において、ex-miR320a、320b、361、145は血清CA19-9よりも有意に診断能が優れていたが(p<0.01)、ex-miR29cとは有意差を認めなかった(p=0.15)。また、ex-miRsの正診率はそれぞれ90%、90%、85%、90%、76%であり、膵液細胞診の71%よりも優れていることが確認できた。エクソゾームの由来細胞について現時点では同定できておらず、また、前癌病変の間質細胞からのエクソゾームの採取、解析は今後の検討課題であるが、本研究において膵液中のex-miRsが膵癌診断のバイオマーカーとして有用である可能性を示すことができた。本研究の目的は、様々なタンパク質や核酸を含む直径100nm程度の小胞で細胞間の情報伝達を担うエクソゾームに着目し、膵癌自然発生遺伝子改変モデルマウスを用いて、膵前癌病変周囲の間質に由来するエクソゾームを同定・解析して新たな早期診断バイオマーカーを開発することである。膵癌に対する精度の高いスクリーニング検査の開発には、膵癌発症の危険因子ごとに発癌・進展に至る詳細なメカニズムを解明することが必要である。本年度は、膵癌自然発生遺伝子改変モデルマウスを用いて膵癌ハイリスク患者の疑似的モデルとして肥満モデルマウスを作製し、膵発癌、浸潤、転移との関連を解析した。肥満モデルでは、膵周囲脂肪組織の増加とともに有意に腫瘍増大と遠隔転移数の増加を認めた。脂肪細胞由来の培養上清添加により癌細胞の浸潤・遊走能とゲムシタビン抵抗性が増大した。また、脂肪細胞と癌細胞との共培養実験では、脂肪細胞が線維芽細胞様に形態変化を来すとともに培養上清中の脂肪酸が増加し、脂肪酸と癌浸潤、転移との関連を見出した。肥満モデルにおいては脂肪酸が新たな癌間質相互作用の治療標的となり得ることが示唆された。また、膵癌自然発生遺伝子改変モデルマウスを用いて、セルレイン誘導性に膵癌ハイリスクモデルとして膵炎モデルを作製し、膵前癌病変周囲に存在する膵星細胞の樹立を多数行った。さらに、ヒト膵癌切除症例において術前に施行するERCP検査で得られた膵液及び胆汁よりエクソゾームの抽出を行い、電子顕微鏡での観察やタンパク発現により膵癌患者における膵液・胆汁内に存在するエクソゾームを確認した。膵癌自然発生遺伝子改変モデルマウスを用いて、膵癌ハイリスク患者の疑似的モデルとして肥満モデル及び慢性膵炎モデルマウスを作製した。肥満モデルでは、膵脂肪組織と膵癌浸潤、転移との関連を解析し、脂肪酸が新たな癌間質相互作用の治療標的となり得ることを明らかにした。慢性膵炎モデルでは膵前癌病変における免疫組織学的な検討を、代表的な細胞外マトリックスの基質であるコラーゲンや活性化膵星細胞のマーカーであるα-SMAを用いて解析した。また、これらの膵癌ハイリスク患者の疑似的モデルである肥満モデルや膵炎モデルの腫瘍や前癌病変周囲組織由来の膵星細胞の樹立を多数行い、現在も樹立を続けている。さらに、ヒト膵癌切除症例において術前に施行するERCP検査で得られた膵液及び胆汁よりエクソゾームの抽出法を確立した。一方、初代培養した膵星細胞の分泌するエクソゾームの抽出や網羅的な解析は行えていない。これまでの研究成果は、膵癌危険因子ごとの膵癌前癌病周囲に存在する間質由来のエクソゾームに着目した新規バイオマーカーの確立につながるものであり、おおむね順調に進展している。本研究の目的は、様々なタンパク質や核酸を含む直径100nm程度の小胞で細胞間の情報伝達を担うエクソゾームに着目し、膵癌自然発生遺伝子改変モデルマウスを用いて、膵前癌病変周囲の間質細胞に由来するエクソゾームを同定・解析して新たな早期診断バイオマーカーを開発することである。

本年度は、ヒト膵癌切除症例において術前に施行した内視鏡的逆行性胆管膵管造影(ERCP)下に膵液を採取しえた症例の膵液から、超遠心法を用いてエクソゾームの抽出を行った。対象群として、膵癌ハイリスク因子である慢性膵炎症例からも同様に、膵液からエクソゾームを抽出した。抽出したエクソゾームは電子顕微鏡で直径100nm程度の小胞であることを観察し、Western blotting法でエクソゾームマーカーであるCD63、CD81、TSG101の発現を確認した。さらに、エクソゾームからRNAを抽出し、膵癌診断能を血清CA19-9及び膵液細胞診と比較した。エクソゾームにおけるmiR21、miR155の発現解析では、慢性膵炎症例と比較し膵癌症例で有意に発現が高かった。また、miR21、miR155のAUCを評価したところ血清CA19-9と比較して有意に膵癌診断能が高い結果が得られた。さらに、miR21、miR155の膵癌正診率においても、それぞれ膵液細胞診と比較して高い正診率が得られた。膵癌自然発生遺伝子改変モデルマウスを用いて、膵癌ハイリスク患者の疑似的モデルとして肥満モデル及び慢性膵炎モデルマウスを作製した。肥満モデルでは、膵脂肪組織と膵癌浸潤、転移との関連を解析し、脂肪酸が新たな癌間質相互作用の治療標的となり得ることを明らかにした。慢性膵炎モデルでは膵前癌病変における免疫組織学的な検討を、代表的な細胞外マトリックスの基質であるコラーゲンや活性化膵星細胞のマーカーであるα-SMAを用いて解析した。また、これらの膵癌ハイリスク患者の疑似的モデルである肥満モデルや膵炎モデルの腫瘍や前癌病変周囲組織由来の膵星細胞の樹立を多数行い、現在も樹立を続けている。ヒト膵癌切除症例において術前に施行するERCP検査で得られた膵液よりエクソゾームの抽出法を確立した。さらに、膵液中のエクソゾームよりRNAを抽出しmiR21、miR155の発現解析において、膵癌ハイリスク因子である慢性膵炎症例と比較して有意に発現が高く、さらに血清CA19-9や膵液細胞診と比較しても高い膵癌診断能である結果を得られ、エクソゾームが膵癌早期診断の新たなバイオマーカーになり得る可能性を見出した。しかし、初代培養した膵星細胞の分泌するエクソゾームの抽出や網羅的な解析は行えていない。これまでの研究成果は、膵癌危険因子ごとの膵癌前癌病周囲に存在する間質由来のエクソゾームに着目した新規バイオマーカーの確立につながるものであり、おおむね順調に進展している本研究の目的は、様々なタンパク質や核酸を含む直径100nm程度の小胞で細胞間の情報伝達を担うエクソゾームに着目し、膵前癌病変周囲の間質細胞に由来するエクソゾームを同定・解析して新たな早期診断バイオマーカーを開発することである。膵癌は外科切除不能な段階で診断されることが多いため、早期診断のためには膵癌発症の危険因子ごとに発癌・進展に至る詳細なメカニズムを解明し、精度が高く汎用性のあるスクリーニング検査を開発することが求められる。本年度はヒト膵癌術前症例から採取した膵液中エクソゾームに含まれるmiRNA(ex-miRs)のマイクロアレイ解析を行い、ex-miR320a、320b、361、145、29cの5種をバイオマーカー候補として同定した。バリデーションを行ったところ、すべてのex-miRsは慢性膵炎群と比較して膵癌群で有意に高発現していた(p<0.0001、p<0.0001、p<0.0001、p<0.0001、p=0.0009)。AUCはそれぞれ0.923、0.923、0.916、0.930、0.852であり、血清CA19-9のAUC(0.680)と比較の比較において、ex-miR320
水の分解反応に対する非貴金属系高活性金属錯体触媒の創製

金属錯体を触媒とする水素及び酸素発生反応に関する研究を行った。水素発生触媒の開発では、安価な金属の代表格である鉄を用いて、水から水素を取り出す触媒を作り出すことに成功した。一方、酸素発生触媒の開発においては、セリウムが重要な役割を果たす新規反応機構を見出すに至った。本研究では、金属錯体を用いた水の可視光分解反応の実現に向け、申請書にて提案した研究計画に従い、研究を行った。高活性かつ高安定性を有する種々の酸素発生触媒を合成し、酸素発生反応速度論解析、電気化学的測定、ストップトフロー法、DFT計算などを用いて反応機構を明らかにした(Chem.Lett.2009, Chem.Eur.J.投稿中,Chem.Lett.投稿中)。本研究成果は、酸素発生触媒のこれまでの常識を覆す極めて重要な発見であると、高い評価を受けている。また、安価かつ高活性な酸素発生触媒の構築を目指し、これまでに反応機構に対して得られた知見を応用し、新規錯体合成を行った。これまでに、数種の新規錯体の合成に成功し、触媒機能評価を行った。現在のところ、これまでに報告された錯体と比べより活性の高い錯体は得られていないが、新規触媒合成に関して有意な知見を得ることには成功している。一方、水素発生触媒の研究においては、プロトン共役電子移動を利用することにより、安価かつ高活性な鉄-硫黄系触媒の開発に成功した(Chem.Lett.2009, J.Am.Chem Soc.に投稿予定)。水素発生過電圧は反応条件によって異なるが、条件によっては白金電極に匹敵する機能を有する化合物群も見つかっており、極めて重要な研究成果であるといえる。更に、光化学的水素発生反応に関する研究も強力に推進しており、光電子移動と触媒機能の融合による光エネルギー変換の実現に大きく近づいている(Dalton Trans.2009, Dalton Trans.2010, Chem.Eur.J.2010)。以上のように、本科学研究費を有効に活用することにより、平成21年度は金属錯体を用いた水の分解反応に関する多くの知見を得ることができた。本研究では、申請書にて提案した研究計画に従い、金属錯体を基盤とした人工光合成システムの開発を目指した基礎研究を行った。酸素発生触媒開発には、ルテニウム単核錯体触媒の研究から得られた知見をもとに、種々の金属錯体触媒を合成し、その触媒機能評価を行った。また、酸素発生触媒反応の機能評価には、反応速度論解析、電気化学的測定、ストップトフロー法、DFT計算などを用いて明らかにした(Angew.Chem.Int.Ed.投稿中)。特に、酸素発生触媒反応システムに於いてセリウムイオンが重要な役割を果たすことを見出し、報告した(Chem.Asian J.2010)。また、安価かつ高活性な酸素発生触媒の構築を目指し、コバルト、鉄、セリウム等の新規金属錯体の合成を行った。一方、水素発生触媒の研究においては、プロトン共役電子移動を利用した、安価かつ高活性な鉄-硫黄系触媒の開発に成功している(論文投稿準備中)。今回開発した水素発生触媒は、バルクのpHを変化させても活性が変化することはなく、これまでの水素発生触媒とは極めて異なった性質を示す大変興味深い化合物である。更に、光エネルギー変換に関連し、光駆動反応システムの構築も行っている(Dalton Trans.2011, Chem.Eur.J.2011)。以上のように、本科学研究費を有効に活用することにより、平成22年度は金属錯体を用いた水の分解反応に関する多くの知見を得ることができた。
中国の高等教育大衆化と大学の機能分化

本研究は、1999年より始まった中国の高等教育大衆化の10年間を回顧することを通して、(1)中国の高等教育の量的拡大は既存の「エリート型」高等教育機関の急激な規模拡大によって実現されたものであるという特徴を指摘した。(2)10年間の拡大を経て、「エリート」大学は、拡大にブレーキをかけ、質の保障と向上に力を入れるようになったのに対し、地方大学及び民弁大学は学校運営を維持するために、学生の募集拡大を継続せざるを得ないという難局に立たされている。最終年度においては、中国高等教育拡大に関する政策の変遷を考察し、大学、専攻の設置、及び規模の変化などのマクロ研究を実施した。その上で、中央省庁所属大学(エリート大学)、及び大衆化の担い手となっている地方政府所属大学と民弁大学をそれぞれ一校ずつ選び、大学の関係者を対象にインタビュー調査を実施すると同時に、大衆化前後(1998年)の各大学の変化の資料を収集した。各種類の大学に対して、インプット、スループット、アウトプットという三つの角度から、大学の機能分化の実態に迫る。その結果は、以下の通りである。1高等教育の大衆化が実施してからの最初の数年間は、すべての大学が急激な拡大に踏み切ったが、数年後に、質の低下を危惧し、エリート大学は拡大にブレーキをかけた。それに対して、地方大学、特に大学の経営が学費に大きく頼る民弁大学は、拡大をし続けている。2インプットから見ると、高い学力の学生がエリート大学に進学するという構図は拡大前と比べ、特に変化はないが、地方大学と民弁大学は定員割れの問題に手を焼いている。その背景としては、高等教育全体の規模の持続的な拡大に対し、一人っ子政策のために18歳人口の持続的な減少による需給ギャップが挙げられる。また近年拡大しつつある中高生の海外留学ブームも大学進学者の減少を招いた。大学の定員割れを防ぐために、調査した沿海部の地方大学、民弁大学は、内陸部、そして地元の戸籍を持っていない出稼ぎ労働者の高卒者のリクルートに力を入れている。3スループットから見ると、地方大学は、経営、法律などのような事務職員層、販売従事者など一般にホワイトカラーと称される職業群に直結する経営学、外国語などの専攻を中心に、進学が拡大した傾向が読み取れる。一方、民弁大学は、より市場の需要に応じて新しい専攻を設置する傾向がある。4アウトプットから見ると、大卒者の就職難が共通的に見られる。本研究は、1999年より始まった中国の高等教育大衆化の10年間を回顧することを通して、中国の高等教育の量的拡大ー大衆化のプロセスがどのような形で、どのような主体に担われて展開したのかを分析するものである。また、拡大後の結果として、大学の機能分化について考察を試みる。この分析を通して、高等教育拡大の理論に新たな視点と事例を提供することを目的にする。本年度は、予定した政策研究、ナショナルデータの分析というマクロ研究と、機関レベルのミクロ研究という二つのアプローチの中のマクロ研究を実施した。具体的には、(1)高等教育の拡大に至るまでの社会背景と政策変遷を追跡したうえで、(2)ナショナル・データを用いて、高等教育拡大の方式と特徴を解明してみた。各種類の高等教育機関が大衆化のプロセスでいかに拡大を図ったのか、またどのような役割を果たしたのかについて、データを以て分析を行った。中国の高等教育大衆化が急速に実現されたのは、以下の二つの原因が考えられる。第一、グローバル社会において、一刻も早く先進国に仲間入りするため、高等教育を発展するという「後発効果」がまずあげることができる。第二、国内経済の発展、産業構造の変化による高学歴人材への需要拡大に加え、国民の中に高等教育を受ける要望が高まり、この両者が高等教育の拡大のための環境を作り上げた。ただ、実際拡大のきっかけとプロセスについて見てみると、中国の高等教育大衆化は政府の強い統制のもとで行われたという特徴が見られる。欧米や日本が「マス型」の高等教育機関を創設することによって、漸進的に高等教育の大衆化段階へと移行した過程と違い、中国の高等教育の大衆化は、既存の「エリート型」高等教育機関の急激な規模拡大によって実現されたものである。計画したマクロ研究は、ほぼ計画通りに行われてきた。(1)政策研究高等教育の政策はもちろん、高等教育の方向性を大きく左右する社会上昇移動の歴史伝統、経済発展、労働市場の変遷も視野に入れて考察を試みた。さらに、高等教育と強くリンケージする中等教育、初等教育の構造と変化も見てみた。そうした分析を通して、中国の高等教育の特徴をより全面的に理解することができた。また、この分析は、計画書で強く意識する中国の高等教育拡大方式の析出の土台となっている。(2)ナショナルデータによる分析中国の高等教育の拡大のプロセス、そして拡大した結果をナショナルデータを以て分析を試みた。

分析の結果、中国の高等教育の大衆化がどのように欧米、日本などの国と異なるかについて、初歩的に把握できた。(3)ミクロ研究である機関研究について、予備調査を行った。今後調査校をさらに絞るための準備ができた。平成24年度は、計画したミクロ研究ー機関研究に着手する予定である。平成23年度は、すでに調査機関に対する予備調査を行い、調査の対象と内容に関しては、より明晰なビジョンを持つようになった。平成24年度の具体的な計画は、以下の通りである。(1)異なる高等教育機関に対する調査:「エリート型大学」2校、「マス型大学」3校(地方政府所属大学、高等職業専門学校、私立大学)を選出する。(2)上述した大学に対して、高等教育の大衆化前後(1999年)、インプット(学生の属性の変化)、スループット(管理運営、教育内容と方式の変化)、アウトプット(大卒者就職や進学の変化)などを考察する。平成24年度の研究費は、主として(1)機関調査のための旅費、(2)資料のコピー代、(3)謝礼金、(4)データ整理のための諸経費。さらに、研究成果発信するための(5)旅費なども含まれている。
顎変形症の成因に関する咀嚼筋の筋病理学的研究

顎変形症の成因や病態については不明な点が多く、顎骨の成長期に機能的な影響を強く受けていると推察されるが、発生学的に鰓弓由来の咀嚼筋についての筋病理学的研究はほとんど見当たらない。われわれは以前から咀嚼筋の筋病理、電気生理学的検討を行ってきた。ヒト咬筋は、四肢筋ではみられない胎児型(type2C)、心筋型(α-cardiac MHC)ミオシンアイソフォームを有し、咀嚼筋の興奮性には交感神経系の調節が関与していることを発見した。筋線維タイプ分類では、タイプ1(遅筋)優位、タイプ2(速筋)選択萎縮の筋病理学的特徴を日本で初めて報告してきた。近年、免疫組織学、分子生物学の進歩により筋病理学は急速な発展を遂げ、不明であった難病の病態解明や新しい治療戦略にも寄与している。筋ジストロフィーでは、筋細胞膜蛋白であるdystrohinの欠損や原因遺伝子も同定されている。【顎変形症例における検討】骨格性下顎前突症咬筋でdystrophinの部分欠損を発見し、顎変形との関連に注目している。顎矯正手術を施行し咬合安定後、タイプ2線維は太くなり数も増え、正常に近づく所見が観察された。下顎張反射は筋紡錘→三叉神経中脳路核→閉口筋運動ニューロンの経路をたどる単シナプス反射であり、筋のγ運動系の亢進の指標となることが分かった。下顎前突症では正常咬合者と比較して有意に潜時が短縮しており、閉口筋の緊張性が交感神経系の調節により亢進していることが示唆された。【動物実験】1.粉末飼料飼育(Soft Diet)実験:ヒトと類似した咀嚼筋の組織化学的特徴と顎運動も類似した家兎を用い、生後4週齢(離乳期)から長期間粉末飼料で飼去し咀嚼筋に及ぼず影響を調べた。1)Soft Dietにより咬筋や内側翼突筋では、下記のような筋線維タイプの転換が観察された。タイプ2B→2A(強い力を必要としない)2)外側翼突筋の上頭はStatic、下頭はPhasicな機能を有している。外側翼突筋下頭はSoft Dietによりタイプ2A→1への転換がみられJaw closerと逆の結果であった。2.交換神経切除実験では、壊死、再生線維などヒト顎変形症や筋ジストロフィーと似たような異常所見がみられ、筋線維の分化、エネルギー代謝には交感神経が調節していることが示唆された。筋線維タイプ分類では、タイプ1(遅筋)優位、タイプ2(速筋)選択委縮の筋病理学的特徴を日本で初めて報告してきた。筋ジストロフィーでは、筋細胞膜蛋白であるdystrophinの欠損や原因遺伝子も同定されている。われわれは骨格性下顎前突症咬筋でdystrophinの部分欠損を発見し、顎変形との関連に注目している。家兎交感神経切除実験では、壊死、再生線維など顎変形症や筋ジストロフィーと似たような異常所見がみられ、筋線維の分化、エネルギー代謝には交感神経が調節していることが示唆された。【顎変形症例における検討】

骨格性下顎前突症咬筋でdystrophinの部分欠損を発見し、顎変形との関連に注目している。顎矯正手術を施行し咬合安定後、タイプ2線維は太くなり数も増え、正常に近づく所見が観察された。下顎張反射は筋紡錘→三叉神経中脳路核→閉口筋運動ニューロンの経路をたどる単シナプス反射であり、筋のγ運動系の亢進の指標となることが分かった。下顎前突症では正常咬合者と比較して有意に潜時が短縮しており、閉口筋の緊張性が交感神経系の調節により亢進していることが示唆された。【動物実験】1.粉末飼料飼育(Soft Diet)実験:ヒトと類似した咀嚼筋の組織化学的特徴と顎運動も類似した家兎を用い、生後4週齢(離乳期)から長期間粉末飼料で飼去し咀嚼筋に及ぼず影響を調べた。1)Soft Dietにより咬筋や内側翼突筋では、下記のような筋線維タイプの転換が観察された。タイプ2B→2A(強い力を必要としない)2)外側翼突筋の上頭はStatic、下頭はPhasicな機能を有している。外側翼突筋下頭はSoft Dietによりタイプ2A→1への転換がみられJaw closerと逆の結果であった。2.交換神経切除実験では、壊死、再生線維などヒト顎変形症や筋ジストロフィーと似たような異常所見がみられ、筋線維の分化、エネルギー代謝には交感神経が調節していることが示唆された。
アモルファスCe-Mn合金における巨大熱膨張現象の解明

2元金属間化合物が存在しない軽希土類のCeと遷移金属のMnで構成されたアモルファスCe-Mn合金は,アモルファス合金系で最大級の熱膨張係数を有する。この原因として,電磁気的な特性が巨大熱膨張の出現に関与していると考えられる。通常,熱膨張係数が小さいアモルファス合金系における巨大熱膨張現象はこれまでに皆無であり,発現機構について基礎物性から解明することが必要である。本研究は,アモルファスCe-Mn合金における巨大熱膨張現象の発現機構を磁性や電子物性の観点から明らかにすることを目的とする。さらに,熱特性について新機能を有した新たなアモルファス合金材料の一つの鉱脈へと発展させたい。
フェナセンを拡張πモチーフとして活用する有機エレクトロニクスへの挑戦

多環芳香族フェナセンのπ電子系を活用して高性能半導体あるいは発光材料などの有機電子材料を開拓するために以下の4点について検討した.1)高度にπ共役系を拡張したフェナセン類の合成:前年度に引き続きπ共役系拡張フェナセンの合成経路を確立した.フェナセン骨格の形成には光環化反応を用いるが,高次フェナセンおよびその前駆体の溶解性が悪いことが問題であった.高温下で光環化反応を行うことにより,ベンゼン環数11までの無置換フェナセンを安定して供給することが可能となった.2)化学修飾したフェナセンの合成:分子長軸方向に長鎖アルキル基を有する[7]フェナセンおよび,電子求引基であるイミドをもつピセンの合成法を確立し,半導体特性の評価を可能にした.分子長軸方向への置換基導入は一般に困難であるが,この成果により,比較的簡便に各種置換体の合成指針が得られた.これらの新規フェナセンははそれぞれp型およびn型半導体としての作動することを確認し,次年度以降に詳細な物性を調査する.3)新規フェナセン類の電子特性:ベンゼン環数の増加にともない,フェナセンの蛍光色が白色に近づくことを確認し,新たな発光材料として利用できる可能性を見いだした.フェナセンの有効共役長はベンゼン環数の増加に対して直線的に伸張すると考えられていたが,有効共役長がベンゼン環数15程度で飽和する可能性を実験的に明らかにした.4)フェナセンを用いる電子デバイスの構築:化学修飾フェナセンを用いて電子供与,求引性置換基の導入によりp型およびn型OFETデバイスの構築を行った.新規化学修飾フェナセンのデバイス特性は現状では高性能とは言えないが,今年度はデバイスのおよび分子設計の最適化によりOFETデバイスの高性能化を検討していく予定である.1)フェナセン類の合成:π系拡張フェナセンの合成および分子長軸方向に化学修飾したフェナセン類の合成は概ね当初計画した合成プロコルを確立することができた.しかしながら,ベンゼン環数が11を超えるフェナセンについては,前駆体となるジアリールエテンの溶解性の極めて悪いことが明らかとなり,この予期しなかった前駆体の溶解性の問題の解決策を次年度に検討する予定である.2)各種フェナセン類のOFET特性の検討により,p型だけでなくn型半導体材料も構築できることが新たにわかってきた.フェナセンが化学的に安定であるため,今後の高性能n型半導体材料開拓の糸口がつかめた.3)フェナセン類の電子特性:電子スペクトルの測定から,フェナセンの有効共役長がベンゼン環15程度で飽和する可能性が初めて示された.従来は,フェナセンの共役長はベンゼン環数に対して直線的に伸張すると報告されていたが,本研究で無置換のπ拡張フェナセンの調査が可能になったことでフェナセンの電子特性に関して新たな知見が得られた.4)フェナセンを用いた半導体デバイス:新規フェナセンのOFETデバイス作成とその評価は従来確立してきたプロトコルで行うことができている.また,化学修飾フェナセンを用いて,演算回路を構築できることもわかった.次年度以降,より高性能OFET材料を構築するため分子設計とデバイス評価を綿密にフィードバックさせる計画である.1)フェナセン類の合成:これまでに種々のフェナセン類の合成法を確立してきたので,本年度は,化学修飾フェナセンの誘導体を増やすこと,ベンゼン環数が12までのπ拡張フェナセンの合成を行う.特に,現在,高性能n型半導体材料が求められていることから電子求引基を有するフェナセン類の開発を行う.2)電子デバイスの作成と評価:合成した新規フェナセン類を用いてOFETデバイスの作成とその動作特性の評価を行う.これらの評価は従来確立してきたプロトコルを用いて行うので支障はない.3)フェナセン類の電子特性評価:新規に合成した化合物の電子特性を種々のスペクトルにより明らかにする.特に,化学修飾がフェナセンの電子特性に及ぼす効果を明らかにし,新たな分子設計にフィードバックする予定である.また,分子が発光性を持つ場合にはあらたな発光材料としての特性を明らかにする.(1)高次フェナセンの合成(1)-1高次フェナセン合成ユニットの合成:ホルミル基およびホスホニウムメチル基を有するクリセン,ピセンを高次フェナセンの合成ユニットとして合成するプロトコルを構築した.これらを用いてWittig反応により効率よくジアリルエテンへ変換することに成功した.(1)-2高次フェナセンの合成:上記ジアリルエテンのMallory光環化反応により[10]および[11]フェナセンの合成に成功した.これらは,置換基を持たない母体化合物としては世界最大のフェナセンである.MALDI-TOF MSによりこれらの生成を確認した.特に,[10]フェナセンについては走査型トンネル顕微鏡(STM)により分子構造を直接観測することに成功した.(2)高次フェナセンの電子構造:[10]および[11]フェナセンの電子特性を,薄膜の吸収スペクトルにより評価した.こららのフェナセンは3.1-3.0 eVに吸収極大を示し,フェナセンのベンゼン環数増加に応じて徐々に低エネルギーへシフトすることを明らかにした.また,固体状態で特異なホトルミネッセンスを示す化学修飾フェナセンを見いだした.(3)高次フェナセンの半導体特性評価:[10]および[11]

フェナセンの薄膜電界効果型トランジス(FET)タデバイスを作成し,p型デバイス特性を評価した.これらのデバイスは10^-210^-1cm2 V-1s-1の良好な移動度を示した.さらに,デバイスの高性能化を目指して電気二重層(EDL)薄膜EFTデバイスを作成し,特性を評価した.[10]および[11]フェナセンのEDL-FETデバイスの電荷移動度はそれぞれ2-1cm2 V-1s-1,10^-1cm2 V-1s-1であり,薄膜デバイスより高速作動可能であることを見いだした.(1)高次フェナセン構築のためのに必要な,化学修飾した種々のフェナントレン,クリセン,ピセンの合成ユニットを効率よく合成するプロトコルを確率することができた.(2)これらを用いたフェナセン前駆体となるジアリールエテン形成は,当初の計画通り進行した.フェナセン合成の最終段階となるMallory光環化では,前駆体となるジアリールエテンの溶解性の低さが問題となった.これに対して,従来の光照射方法を改良し,200°Cまで加熱して反応を行うことで[10]フェナセンを効率よく合成することが可能となった.[11]フェナセンは,ジアリールエテン前駆体の段階で溶解度の問題から合成できないことが判明したので,光環化の部位を二カ所にした別の前駆体を用いて光環化を行った.当初,LED光源を導入して光反応を行う予定であったが,高温で反応させる必要が生じたため,ブラックライトランプと加熱装置の組み合わせて光反応を行うこととした.(3)高次フェナセンの吸収スペクトルは観測できたが,蛍光スペクトルを観測する必要があるため,次年次以降引き続いて電子スペクトルの評価を継続する.(4)光環化を利用して,フェナセン型骨格を持つ高効率蛍光材料の構築を検討した.フェナセン型骨格の電子構造を利用することで安定な発光材料が構築できる可能性を示した.多環芳香族フェナセンのπ電子系を活用して高性能半導体あるいは発光材料などの有機電子材料を開拓するために以下の4点について検討した.1)高度にπ共役系を拡張したフェナセン類の合成:前年度に引き続きπ共役系拡張フェナセンの合成経路を確立した.フェナセン骨格の形成には光環化反応を用いるが,高次フェナセンおよびその前駆体の溶解性が悪いことが問題であった.高温下で光環化反応を行うことにより,ベンゼン環数11までの無置換フェナセンを安定して供給することが可能となった.2)化学修飾したフェナセンの合成:分子長軸方向に長鎖アルキル基を有する[7]フェナセンおよび,電子求引基であるイミドをもつピセンの合成法を確立し,半導体特性の評価を可能にした.分子長軸方向への置換基導入は一般に困難であるが,この成果により,比較的簡便に各種置換体の合成指針が得られた.これらの新規フェナセンははそれぞれp型およびn型半導体としての作動することを確認し,次年度以降に詳細な物性を調査する.3)新規フェナセン類の電子特性:ベンゼン環数の増加にともない,フェナセンの蛍光色が白色に近づくことを確認し,新たな発光材料として利用できる可能性を見いだした.フェナセンの有効共役長はベンゼン環数の増加に対して直線的に伸張すると考えられていたが,有効共役長がベンゼン環数15程度で飽和する可能性を実験的に明らかにした.4)フェナセンを用いる電子デバイスの構築:化学修飾
江戸時代に作製されたさく葉帖の植物標本としての特性

江戸時代に本草学者によって作製されたおしば帳は、植物学研究という観点からみると、一見不連続に見える江戸時代までに培われた本草学的な植物についての知識の蓄積と明治時代以降の西欧の植物学の導入とのあいだをつなぐ重要な資料である。江戸時代後期に北海道調査を行って植物標本を収集した本草学者、渋江長伯の標本を中心として、本草学において扱われた植物の同定を行う。また渋江長伯のおしば帳の標本としての特徴、作成の方法にも注目し、これらの特性を明らかにする。
微小隙間内面処理のための新しい窒化処理法の開発

研究期間全体として以下の成果を得た。1.高周波および直流グロー放電を用いた2種類の新しい窒化処理法を開発した。2.高周波を用いた窒化処理法では0.6Pa程度の高真空中でプラズマ窒化を行うことに成功し、直流グロー放電を用いた窒化処理法では、従来の処理方法に比べて20%処理時間を短縮させることに成功した。3.処理前の表面性状を維持することに成功した。4.1mmの微小隙間まで内面を硬化させることができた。以上のことにより、処理前の表面性状を保ったまま、微小な隙間内面を窒化することができる新しい処理法の開発に成功した。複雑な形状を有する工具や金型などに対して有効な処理法であり、その意義は大きい。本研究では微小隙間内面に窒化処理を行うことができる新しい窒化処理法を開発することが目的である.研究初年度の2015年度では,大きく分けて以下の2つの成果を得た.1.新しい処理法を行うにあたり,これまでにない新しい処理装置を独自に設計,構築した.被処理物を加熱することができるように加熱装置を設置,さらにプラズマを生成しつつ,被処理物に流入する電子を抑制するための電極を設置した.被処理物は従来の直流グロー放電による窒化処理では陰極として使用されるが,本研究ではこれとは発想が異なり,被処理物を電極とせず電位を浮かせた状態とした.また,今後のフェーズでうまくいかない場合も想定し,多くのポートを備え,窒素イオン制御用の電極も設置可能とした.2.新しく構築した装置を用いてプラズマを生成し,その分析を行った.新しく構築した装置を用いて理論どおりにプラズマを発生することができることを明らかにした.今後の研究ではより高真空中での処理が必要となることが考えられるので,高真空(1Pa以下)においてもプラズマが生成できるよう考慮する.本研究を行うにあたり,新しい処理装置の構築は必須事項である.本研究で計画した装置の特徴は被処理物がプラズマ生成用の電極になっておらず,被処理物の電位を独立して制御でき,かつプラズマ中のイオン,電子などを制御可能とするものである.また,プラズマ窒化を行うにあたり,被処理物の温度の管理が必須であることから被処理物を加熱できるようにしなければならない.この新しい発想の装置を今後の研究計画を踏まえて構築することができた.本実験装置を用いてプラズマを生成し,現時点でその特徴を明らかとした.プラズマを発生させる電圧は,処理圧力と電極間の距離に依存することが一般的だが,本装置においてもこれは例外ではなく,高真空下における直流グロー放電では大電圧が必要となってしまう.このため今後はさらに改良を加えた後,次のフェーズに移る予定である.本研究では微小隙間内面に窒化処理を行うことができる新しい窒化処理法を開発することが目的である.研究2年目の2016年度では,大きく分けて以下の4つの成果を得た.1.高周波を用いてプラズマを発生させ、試料の電位を独立して制御できる新しい処理法を開発した。従来の直流グロー放電では、高真空中でプラズマを発生させることは困難であり、新しい処理法の検討を昨年度行っていた。高周波を用いることで、高真空中においてもプラズマを容易に発生させることができ、試料を陰極とせず放電を起こすことができる。2.電極の面積と自己バイアス電圧の関係を明らかにした。これにより、電極に付与される自己バイアス電圧の制御が可能となる。研究目的を達成するためには、プラズマ中の窒素イオンなどの制御が必要となる。よって、この結果からプラズマ中の窒素イオン等の制御が可能であり、本研究の目的達成が期待される。3.窒化条件が窒化層の形成に与える影響を明らかにした結果、未処理の試料の約1.8倍硬さが向上した。従来の処理法と比べ処理時間も20%低減できており、その結果の意義は大きい。4.形成した層は拡散層のみであり、表面粗さは未処理の値とほぼ同等であることが明らかとなった。表面に形成される窒化鉄などの化合物層の形成は見られなかった。本研究の目的である微小隙間内面への処理にあたり、化合物層を形成することなく拡散層のみを均一に形成することが必要である。このことから目的の達成が期待される。本研究を行うにあたり,試料の電位を制御できる処理法は必須である。前年度の研究推進方策より、高真空中においてもプラズマを生成できる方法を今年度構築する計画であった。このことから、これらの構築を2016年度で完成させた。プラズマを生成するだけでなく、実際に工具鋼においてプラズマ窒化処理を行い、その特性および有効性を明らかにした。計画段階においてプラズマの診断を計画していたが、診断法の変更を現在検討している。今後はこの処理法を用いてプラズマの診断を行うと共に微小隙間内面の処理を実際に行っていき、本研究も目的を達成する計画である。本研究では微小隙間内面に窒化処理を行うことができる新しい窒化処理法を開発することが目的である。研究3年目の2017年度では、大きく分けて以下の3つの成果を得た。1.直流グロー放電を用いたプラズマ窒化処理法において、試料バイアス電圧を制御することで化合物層の制御に成功した。これにより、窒化処理前の表面性状を維持することができるようになった。2.正バイアス電圧を試料に印加することで、エッジ効果が発生せず、試料表面を均一に窒化することができることが明らかとなった。3.本研究で開発した新しい方法では、1mmの隙間に対して深さ方向に3mmまで硬化させることに成功した。

研究期間全体として以下の成果を得た。1.高周波および直流グロー放電を用いた2種類の新しい窒化処理法を開発した。2.高周波を用いた窒化処理法では0.6Pa程度の高真空中でプラズマ窒化を行うことに成功し、直流グロー放電を用いた窒化処理法では、従来の処理方法に比べて20%処理時間を短縮させることに成功した。3.各窒化処理法とも形成する窒化層の制御を行うことができ、処理前の表面性状を維持することに成功した。4.1mmの微小隙間まで内面を硬化させることができた。以上のことにより、被処理物全体に対して処理前の表面性状を保ったまま、微小な隙間内面を窒化することができる新しい処理法の開発に成功した。このことにより、複雑な形状を有する工具や金型などに対して有効な処理法として今後行うことができ、その意義は大きい。3.処理前の表面性状を維持することに成功した。以上のことにより、処理前の表面性状を保ったまま、微小な隙間内面を窒化することができる新しい処理法の開発に成功した。複雑な形状を有する工具や金型などに対して有効な処理法であり、その意義は大きい。今後の研究推進方策は大きく変更は無い.今後の研究では,まずフェーズ3に移る前に高真空中でプラズマを発生できるように改良を行う.そのために電子が分子などに衝突しやすいようプラズマの発生に高周波電源を用いるか,直流プラズマに磁気ミラー効果を利用することを検討する.その後,プラズマの診断を行い,プラズマ密度,プラズマ電位,浮遊電位などを計測する.この結果を基に2016年度では,実際に鋼の平板に窒化処理を行い,新しい処理法の特性,優位性を明らかにする.これの結果について学会発表,論文投稿などを行う計画である.申請当初からの今後の研究推進方策に大きな変更はない。今後の研究では、プラズマの診断を行ったうえで、本研究のプラズマの性質を明らかにする。その後、微小隙間内面に窒化処理を行っていき、その影響を明らかにする。また、本処理法の実際の機械部品等への適応も検討する。表面改質消耗品について別予算で調達することが可能となったため,次年度使用額が生じた.実験数の増加に備えて消耗品費として用いる計画である.
氷期・間氷期サイクルにおける炭素循環及び気候変動についての理論的研究

本研究の目的は、氷期・間氷期サイクルにおける炭素循環システムの変動と気候変動との関係を炭素循環モデルを用いて明らかにすることである。平成10年度は,まず南北1次元エネルギーバランスモデルを用いて大気二酸化炭素濃度と氷期との関係について簡単に調べた上で,昨年度開発した生物地球化学過程を考慮した鉛直1次元海洋炭素循環モデルを改良し,古気候・古海洋学的データを用いた検証を行なった。特に,炭素循環モデルにリン循環を結合させ,海洋における生物生産が表層水中のリン濃度によって制約されるようにしたことで,陸上生物圏を新たな炭素リザーバとして導入してそのリザーバサイズの時系列変動を予報することがはじめて可能となった。その結果によれば,陸上生物圏は氷期寒冷ステージには縮小し,逆に温暖ステージに拡大するという変動パターンを示す。最終氷期最盛期における陸上生物圏サイズの推定値は,植生復元による推定範囲と一致する。一方,海洋混合速度および生物生産性は,寒冷ステージにはどちらも低下し,温暖ステージにはどちらも増加するという変動パターンを示す。この結果の妥当性を検証するため,赤道大西洋中層水の炭素同位対比変動記録と計算結果とを比較した。その結果,中層水の炭素同位対比変動は表層水や深層水とは異なるにも関わらず,モデルの結果は観測記録と良く一致することが分かった。中層水の炭素同位体比は生物生産性及び海洋混合速度と密接な関係にあるため,このことは推定結果の妥当性を強く示唆するものと考えられる。なお,海洋モデルを2次元に拡張する試みはすぐには困難であることが明らかになり,今後の課題として取り組む予定である。研究成果の公表に関しては,発表済みのものが一編,投稿中および準備中のものが各一編の他,学会等において計14回の発表(予定も含む)を行なった。本研究の目的は、数千年数十万年スケールの変動において重要と考えられる物質輸送プロセスを考慮した炭素循環モデルを開発し、氷期・間氷期サイクルにおける炭素循環システムの変動と気候変動との関係を明らかにすることである。初年度においては、過去十数万年間における二酸化炭素濃度の変動データ(氷床コアの分析にもとづく)と、浮遊性及び底生有孔虫に記録された海洋表層水と深層水の炭素同位体比の時系列データを制約条件として、氷期・間氷期における物質フラックスと海洋循環強度の時間的変動の推定を行った。まず、海洋を鉛直にN(N=10-20)個の層に分割する。全炭酸およびアルカリ度(簡単のためカルシウムイオンのみを考慮)は、湧昇流と拡散及び生物源粒子(有機炭素、炭酸塩)の生産・沈降・溶解によって各層間を移動し、二酸化炭素は表層で大気と溶解平衡にあるものと仮定する。海洋循環は、現在と同じ循環パターンを仮定し、その速度(=海洋の混合率)を予報変数として扱う。海洋における有機炭素及び炭酸塩の正味の埋没率変化の推定には,炭素同位体質量バランスモデルを適用する。同位体記録は、大西洋赤道域と太平洋赤道域におけるものを用いた。どちらの場合も、間氷期と比べて氷期には生物生産性(海底堆積物中への有機炭素と炭酸塩の埋没率)も海洋混合速度も減少するという結果が得られた。氷期には、海洋混合速度の低下によって、海水中の溶在全炭酸量がわずかに増加した結果、大気中の二酸化炭素は減少していたと推定される。ただし、古海洋学的研究によれば、過去において海洋循環パターンが変化したらしいこと、地域的には氷期最盛期において生物生産性が増加したらしいことが知られている。次年度は、これらのファクターを考慮したモデルを開発し、古海洋学的研究との矛盾・調和に関するより現実的な議論を行う予定である。