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盲幼児・児童の発達段階に応じた教材・教具の開発と指導モデルの構築

盲児は積んだり並べたりした状況を視覚で把握できず、触覚で状況把握をしなくてはならないため、彼らが触覚によって「わかる・できる」教材・教具と系統的・段階的指導法の開発は幼児期から小学校段階の盲教育における普遍的かつ喫緊の課題である。本年度は、指導モデルを構築のための実践事例集約による帰納的研究を行った。認知発達の5段階別に詳細な教材・教具配列表を作成し、全国3カ所程度の盲学校等においてその有用性に関する評価を行い、指導実践事例の資料を収集した。また、それらの資料に基づいて以下の観点から分析を行い、以下の視点すなわち、(1)各教材の課題配列、(2)各教材間の課題の順序性、(3)教授法(課題の提示法、はめ板等の提示順序など)、(4)指導上の配慮(教材の固定方法、机や椅子の工夫など)を中心に、研究協力者とともに指導モデルを立案した。それらの成果に基づいて、発達段階ごとに教材を精選した「発達段階別教材・教具配列及び指導モデル」を作成した。その上で、実際に盲学校を研究協力者とともに訪問し、盲幼児・児童、盲・知的障害児童を対象にして教材・教具を用いた認知学習指導を実施し、教育現場への普及を図った。また、これらの成果について、ドイツの盲学校ならびにHamburg大学との情報交換を行うとともに、Hamburg大学視覚障害教育専攻の大学院生に対して、「発達段階別教材・教具配列及び指導モデル」に基づく視覚障害幼児の指導の様子を実際に見学してもらい、研修を行うなどを通して、普及を図った。また、教材開発の基礎的研究として触運動感覚によって課題理解のしやすい教材の条件に関する検討に関する研究および、実践的研究として教材教具を用いた認知学習場面における盲・知的障害幼児における発語発話の発達に関する縦断的研究を実施した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。全国盲学校等,10カ所における盲児用自作教材・教具について実地に調査し発達的観点から分析を行い,触運動感覚で知覚しやすい条件として教材の疎密性や空間軸を規定するための「枠」や向きを知覚しやすい教材(形・厚さ・重さ等),教材の固定や指導時の姿勢の重要性等が示された。また,指導法の観点として,1試行錯誤による発見を大切にしたかかわり方・援助の姿勢,2成功経験か失敗経験かではなく,間の能動性に基づく試行錯誤(行きつ戻りつ)の感性の重要性,3初めての教材による学習においては動作を手取足取り創ることの重要性,4全ての教材教具を用いた指導において点から線、線から面、面から立体へと手「考える手」に思考の過程を捉えることの重要性を考察した。上記で得られた自作教材教具およびこれまでの研究の蓄積資料について、以下の「認知発達の5段階」(佐島、2011;佐島、2006)の観点(意図ー行為学習期(0:00:10),手段ー目的学習期(0:101:6,弁別学習期(1:62:6),平面構成学習期(2:64:6),立体構成学習期(4:66:0))から、発達順序性に沿って教材・教具を分類・整理した。分類・整理は、盲幼児、盲・知的障害児の発達臨床を行い、発達的観点を熟知した大学教員・大学院生及び学生計6名によって行った。また,認知発達の段階に応じた触運動感覚教材の試作・開発研究として,1手段ー目的学習期の水平面触空間における探索教材(玉落とし教材),2平面構成学習期の正方形平面構成学習教材,3立体構成学習期のブロック構成摸倣課題の検討・試作を行った。本年度実施計画の盲学校における盲児用自作教材教具と指導実践に関する研究について進展があり、既に「認知発達の5段階」の仮説に基づく分類および学会発表等の成果を得ている。この成果を踏まえて平成28年度に予定しいる「認知発達の段階に応じた触運動感覚教材の試作・開発研究」の一部を,前倒しして実施した。具体的には,1手段ー目的学習期の水平面触空間における探索教材(玉落とし教材),2平面構成学習期の正方形平面構成学習教材,3立体構成学習期のブロック構成摸倣課題の試作を試作・開発を行った。以上より,当初計画以上に研究は進展している。認知発達の5段階うち、手段ー目的学習期、弁別学習期、平面構成学習期、立体構成学習期の教材に関する発達順序性検証研究を,全国盲学校6カ所において実際に出向いて実施した。対象は、課題理解が可能な盲幼児・児童、盲・知的障害児をじっしした。実施にあたっては、課題遂行中の様子をVTRに記録し,分析は、課題達成率、課題遂行中の手の使い方の観点からを行い,課題達成数と手指運動能力、日常生活動作能力等の要因との相関を分析した。これらの成果を,学会等において発表をした。また,発達段階ごとに精選した教材教具を盲学校5校において実際の幼児・児童の指導に活用しその有用性を実証的に検討する調査を実施した。それら調査から,幼児・児童の実態ごとに詳細な事例研究を実施した。さらに,ドイツ,Schloss-Schule Ilvesheim(イルフェスハイム盲学校),nikolauspflege(ニコラスフレーゲ:視覚障害児者支援機関),Landesforderzentrum Sehen Schleswig (シェスルビヒ視覚障害児者支援センター)を訪問し,本プロジェクトにおいて開発中の教材教具およびドイツにおける重複障害児の指導法・教材教具に関する情報交換・研究交流を行い,その有用性および活用の可能性について高い評価を得た。

さらに,ドイツにおける視覚障害教育および重複障害教育の教育制度・支援システム,教員養成制度,人材育成・研修システム等の実地調査・情報収集を行った。Hamburg大学においては,本プロジェクトにおいて開発中の教材教具や視覚障害児の指導法・教材教具に関する情報交換・研究交流を行った。触運動感覚教材における課題の発達的順序性に関する検証研究については予定以上の進捗状況にあり,認知発達の5段階に対応した指導法を提案する基礎的資料が得られた。また,これらの成果を学会等において発表をし,学会のシンポジウムでは大きな関心を得た。また,当初の計画に加えて,ドイツにおける視覚障害教育に関する調査を実施した。以上より,当初の計画以上に進展をしている。認知発達の5段階うち、手段ー目的学習期、弁別学習期、平面構成学習期、立体構成学習期の教材に関する発達順序性をする実践を,引き続き全国盲学校4カ所において実際に出向いて実施した。対象は、課題理解が可能な盲幼児・児童、盲・知的障害児であった。また,発達段階ごとに精選した教材教具を実際の幼児・児童の指導に活用しその有用性を実証的に検討する調査を実施した。それら調査から,幼児・児童の実態ごとに詳細な事例研究を実施した。いずれの事例研究においても,能動性・課題への意欲的な関わり・触探索および手指運動の拡大が顕著に認められ,バーバリズムや自動的自己刺激行動の現症が見られるとともに,経験的背景と概念形成に基づく言語活動の拡大が認められた。さらに,カナダの盲学校(W. Ross Macdonald School for the Visually Impaire)を訪問・情報交換を通して,認知発達5段階別教材・教具配列表,および中核触運動感覚教材の有用性に関する資料収集を行った。また,構成学習に関する教材・教具及び指導法と,視覚障害幼児・児童の触運動感覚による学習の特性について意見交換とワークショップを行った。それらの資料に基づいて以下の観点から分析を行い、以下の視点すなわち、(1)各教材の課題配列、(2)各教材間の課題の順序性、(3)教授法(課題の提示法、はめ板等の提示順序など)、(4)指導上の配慮(教材の固定方法、机や椅子の工夫など)を中心に、研究協力者とともに指導モデルを立案した。研究成果は学会発表および学会におけるシンポジウム,学術誌への投稿を行った。触運動感覚教材における課題の発達的順序性に関する検証研究については順調に進捗している。また,カナダにおける海外調査においても,本研究の成果の汎用可能性について確認することができ,共同研究の方向性も得ることができた。認知発達の5段階に対応した指導法を提案する基礎的資料が得られた。また,これらの成果を学会等において発表をした。盲児は積んだり並べたりした状況を視覚で把握できず、触覚で状況把握をしなくてはならないため、彼らが触覚によって「わかる・できる」教材・教具と系統的・段階的指導法の開発は幼児期から小学校段階の盲教育における普遍的かつ喫緊の課題である。本年度は、指導モデルを構築のための実践事例集約による帰納的研究を行った。認知発達の5段階別に詳細な教材・教具配列表を作成し、全国3カ所程度の盲学校等においてその有用性に関する評価を行い、指導実践事例の資料を収集した。また、それらの資料に基づいて以下の観点から分析を行い、以下の視点すなわち、(1)各教材の課題
所有権と賃借権の権利関係が既存住宅の売買と賃貸借の両市場に与える影響の経済分析

本研究では、異なる賃借権保護の状況を前提として、居住者の住居の選択(持ち家か賃貸住宅か)の問題を考えた。家主は既存住宅の品質について知っているが、居住者には分からず、居住者の居住期間について、居住者本人は知っているが、家主は知らないというという状況を前提に分析した。このとき、賃借権の保護が強いと既存住宅(中古住宅)市場はほとんど取引がなされなくなり、逆に賃借権の保護がない場合には、既存住宅市場で取引が実施されるようになることが示される。これらの結果が得られるのは、住宅に特有な投資機会の保護と住宅の品質についての情報格差の関係に法制度が影響を与えるからである。日本の既存住宅市場(いわゆる中古住宅市場)においてその取引が低迷している理由としては、その品質についての情報の非対称性の問題が長く指摘されてきた。既存住宅では売り手は、自分が住んでいた住宅について十分によく知っているが、買い手は知らない。このときAkerlof(1970)が指摘するような逆選択の問題が生じ、市場が消滅する可能性もあり、この議論を応用する形で日本の既存住宅市場低迷の原因が論じられてきた。しかし、少なくとも欧米の他の先進諸国では、遥かに活発に既存住宅の取引が行われており、情報の非対称性自体はほとんど問題となっていない。本研究では、このような国ごとにことなる状況が生じる原因を、既存住宅市場だけでなく、それと代替的な市場として機能している賃貸住宅市場との関連に着目して分析し、既存住宅取引の活性化とそれによる住宅ストックの有効活用のために必要な対策を検討している。本年度は、この目的のために、前年度から構築してきた既存住宅市場と賃貸市場を同時に分析する情報の非対称性下における2部門モデルの修正と精緻化を進めるとともに、この理論モデルに基づいて導出される仮説を前提に、米国における聞き取り調査や欧米の資料分析、データ分析等を実施し、現実適用性を確認しながら、モデルのさらなる修正を施した。分析結果として、情報の非対称性がある場合に賃借権の権利の強さが既存住宅市場の取引に大きく影響を与えることが明らかになった。また、居住権保護の観点から考えたとき、相対的に低い所得層に対する持ち家促進政策が、賃借権保護による対応より保護対象の家計にとっても経済的負担を軽減できる可能性が高いことが示せた。これは欧米が80年代以降進めてきた政策を支持するものでもあり、日本で賃借権保護や持ち家促進政策のあり方や改善の可能性を進める上でも有益な示唆が示せるものと思われる。既存住宅の効率的な有効利用を図るためには、その売買市場と賃貸借市場を十分に機能させる必要がある。両市場の機能を十分に発揮させるためには、所有権と賃借権の権利内容と対抗関係を明確にする必要がある。本研究では、所有権と賃借権の権利配分と対抗関係が、既存住宅における賃貸借市場と売買市場に相互にどのように影響し合っているかという点について、経済学的な観点から分析した。その結果、賃借権を保護すると既存住宅市場で情報の非対称性の問題が深刻化し、その市場を停滞させかねないことが示され、逆に保護をなくすと既存住宅市場の情報の非対称性の問題が緩和されることが示された。しかも分析結果から、居住権を保護するという目的のためには、賃借権を保護しない方が少なくとも事前の観点では、居住者が低いコストで安心して居住できることが示された。これは既存住宅市場が活性化することで安価に住宅を購入し所有権を取得できるからである。このような分析結果に基づいて日本、アメリカ、ドイツ、イギリス、フランスといった先進諸国の住宅市場などと比較してみると、賃借権保護の強い国では既存住宅市場が停滞し、弱い国で活発な取引が行われていることが明らかにされた。これらの分析結果は、居住権保護のためには賃借権保護は必ずしも正当化されず、むしろ安価な既存住宅の市場を活性化させることが重要であることを意味しており、政策的な観点からは、それを購入できるための住宅ローン市場の整備が重要であることを示唆している。また、付随した研究として既存住宅や土地などの不動産ストックの取引を阻害している要因について税制面から検討した。既存住宅取引が欧米諸国と比較して停滞している理由として、既存住宅の品質について、売り手と買い手の間で情報の非対称性の問題が深刻に存在するという指摘が、かねてからなされてきた。また日本の所有権制度や賃貸借契約にもさまざまな問題が存在している。そのため近年の情報の経済学と呼ばれる分野を中心に、契約の経済学や法の経済分析、ゲーム論、心理経済学と呼ばれる分野などの理論的な論文を中心に文献研究を進めた。

その上で住宅経済や都市経済学の分野におけるTenure Choiceと呼ばれる持ち家と借家の選択の議論を参考に、上記の分野の理論モデルの考え方を利用しつつ、所有権や賃借権の役割を明示的に導入して応用することができるかどうかを検討し、今後の議論のベースとなる理論モデルを構築した。これと平行して、構築した理論モデルの現実応用力と頑健性を確認するために、既存住宅取引に関わる統計データなどを収集し、実証的な分析や統計的な解析を行っている。また、ヨーロッパ(ドイツ・フランス・ベルギー)において住宅取引の実態とそれを支える法制度や規制の状況について、日本との違いを意識しつつ聞き取り調査を実施した。その結果、既存住宅取引における瑕疵担保責任や賃貸借契約における賃借人の保護の実態、インスペクターの利用の実態、公証人の利用などの点で日本の法制度や規制、取引慣行などと大きく異なる状況を確認することができ、これらの違いが既存住宅取引に与える影響などについて考察、検討している。また、アメリカやイギリスなどの他の国々の既存住宅取引や賃貸借取引の仕組み取引慣行、法制度などについても文献などによる調査を進めた。昨年度から進めているモデルの完成度が高められ、欧米での聞き取り調査や資料分析、データ分析なども概ね予定通り進んでおり、モデルの仮説や予想との整合性も高いと判断できる。既存住宅取引と住宅ストックの有効活用のための、より有益な政策提言や制度改革のためには、日本の所有権、賃借権だけでなく、不動産取引にかかわるより多くの法律(宅建法、品確法、瑕疵担保責任履行法など)や他の住宅政策などの理解を一層深める必要があるが、現在、民法の大幅な改正などが検討され、危険負担や瑕疵担保など、関連する多くの法制のあり方も大きく変わる可能性もあり、それらを見据えた準備も必要となってきている。当初は2011年3月11日に起こった東日本大震災の影響や混乱で、研究費の配分が不透明になったことから、聞き取り調査の実施予定などを立てにくくなり、また研究補助者の採用なども遅れたが、その後の努力により、概ね予定通りに進行できている。特に、研究目的としていた既存住宅市場と賃貸住宅市場の関連性を分析できる理論モデルについては、基本的な枠組みについては作成でき、今後はより現実的で汎用性の高いモデルに修正する段階にある。また、政策提言のために必要な欧米諸国の市場や制度、規制等の情報収集やデータの収集や解析についても、ほぼ計画通り順調に進んでいる。次年度にはこれらの議論に基づいて、日本の所有権や賃借権や、既存住宅取引についての法制度や持ち家促進政策などについて、欧米との比較に留意しながら理解を深め、日本の既存住宅取引と住宅ストックの有効活用のための望ましい政策、法制度のあり方などについて検討、提案する。現在は基本的な理論モデルの枠組みはできあがったため、今後は実証分析やデータの解析、聞き取り調査などをより積極的に進め、この理論モデルをより頑健で汎用性の高いモデルへと修正する予定である。その上でし、日本の既存住宅市場と賃貸住宅市場の関連性を分析し、法制度や規制などの問題点などを明らかにしたい。また住宅市場だけの問題にとどまらず、より広く、隣接する住宅金融市場の役割や問題点などについても考察を広げたい。さらに欧米諸国などの市場や法制度、規制などについて実態調査や文献調査によって理解を深め、理論モデルにおける考察を踏まえながら、日本の既存住宅市場を活性化させるための方策の立案や政策提言へとつなげ、より望ましい不動産法制のあり方などを理論的・実証的な観点から導き出したい。
コンディショナルノックアウトによる卵胞嚢腫モデルヤギの作出

本研究では、脳領域特異的なキスペプチン遺伝子(KISS1)改変動物の作出に向けた基盤的知見を集積することを目的とし、ゲノムウォーキング法によりヤギKISS1のゲノム構造を明らかにした。また、高濃度エストロジェン投与により、雌雄ヤギにおいて黄体形成ホルモン(LH)サージが誘起され、このとき視索前野キスペプチンニューロンが活性化することを明らかにした。LHサージ発生機構には雌雄による機能差が存在することから、雄ヤギの高濃度エストロジェン応答性LH分泌反応が雌の卵胞嚢腫モデルとして活用できることが示唆された。本研究は、脳内において性腺刺激ホルモン放出ホルモン(GnRH)のサージ状分泌を制御する中心的な神経ペプチドとして注目されているキスペプチンに着目し、エストロジェン(E)の正のフィードバック作用を仲介する脳のキスペプチン神経系の機能不全が家畜の卵胞嚢腫の発生機序であることを明らかにすることを最終の目的とする。今年度は、脳領域特異的なキスペプチン遺伝子(KISS1)改変動物の作出に向けた基盤的知見を集積するため、前年度に引き続いてヤギKISS1プロモーター領域を同定することを目的として、ヤギKISS1のゲノム構造を明らかにした。雌シバヤギから血液を採取し、抽出したゲノムDNA試料を用いて、ゲノムウォーキング法によりヤギKISS1上流域を解析し、推定翻訳開始点の約3 kb上流までの塩基配列を取得した。現在、さらに上流域の配列を取得するため、解析を続けている。今後、この情報に基づき、ルシフェラーゼアッセイによりヤギKISS1プロモーター領域とKISS1遺伝子転写調節因子の同定を行う。ヤギKISS1のゲノム構造およびプロモーター領域の情報は、脳領域特異的なKISS1遺伝子改変ヤギの作出に活用する。さらに、性腺を除去した雌雄の成熟シバヤギを用いて、高濃度のEを16時間連続的に投与し、雌雄ともに黄体形成ホルモン(LH)サージが誘起されることを確認するとともに、高濃度E投与により視索前野キスペプチンニューロンにおけるc-Fos共発現率が上昇することを明らかにした。この結果は、視索前野のキスペプチンニューロンがEの正のフィードバック作用を仲介し、GnRH/LHサージ発生機構に関与することを示唆している。これにより、視索前野特異的なKISS1遺伝子改変ヤギが作出できたときのin vivo表現型解析系が確立できた。本研究は、黄体形成ホルモン(LH)のサージ状分泌を制御する神経ペプチドとして注目されているキスペプチンに着目し、エストロジェン(E)の正のフィードバック作用を仲介する脳のキスペプチン神経系の機能不全が家畜の卵胞嚢腫の発生機序であることを明らかにすることを最終目的とした。最終年度にはヤギKISS1プロモーター領域の同定を予定していたが、前年度までに取得したKISS1上流域(約3 kb)のさらに上流の取得に時間を要し、ヤギKISS1プロモーター領域の同定には至らなかった。しかし、近年公開されたヤギゲノムデータベース(http://goat.kiz.ac.cn/GGD/)により他動物種との相同性を検討し、KISS1遺伝子改変ヤギ作出に活用するための必要最低限の情報を得ることができた。また、高濃度E投与によるLHサージ誘起を指標としたin vivo表現型解析系を用い、ヤギにおけるE応答性LH分泌反応の雌雄差を検討した。高濃度Eにより誘起されるLHサージのピーク濃度は雌に比し雄で低く、ピーク時間は雌に比し雄で遅かったことから、LHサージ中枢には雌雄による機能差があることが明らかとなった。研究期間全体を通じ、脳領域特異的なキスペプチン遺伝子(KISS1)改変動物の作出には至らなかったが、その基盤的知見としてヤギKISS1遺伝子のゲノム構造を明らかにした。さらに、性腺除去した雌雄ヤギを用いて、高濃度Eの持続的投与により雌雄ともにLHサージが誘起され、このとき視索前野キスペプチンニューロンが活性化していることを明らかにした。雌雄による機能差が存在することから、雄ヤギのE応答性LH分泌反応が雌の卵胞嚢腫モデルとして活用できる可能性を示すことができた。本研究は、脳内において性腺刺激ホルモン放出ホルモン(GnRH)のサージ状分泌を制御する中心的な神経ペプチドとして注目されているキスペプチンに着目し、エストロジェンの正のフィードバック作用を仲介する脳のキスペプチン神経系の機能不全が家畜の卵胞嚢腫の発生機序であることを明らかにすることを最終の目的とする。平成23年度は、脳領域特異的なキスペプチン遺伝子(KISS1)改変動物の作出に向けた基盤的知見を集積するため、ヤギKISS1プロモーター領域を同定することを目的として、ヤギKISS1のゲノム構造を明らかにすることを試みた。

シバヤギ血液から採取したゲノムDNAサンプルを用いて、ゲノムウォーキング法によりヤギKISS1上流域を解析したところ、翻訳開始点の約3 kb上流までの塩基配列を取得できた。現在、さらに上流域の配列を取得するために、解析を続けている。今後は、翻訳開始点の約5 kb上流域までの塩基配列の取得を目標とし、それらの情報に基づいてヤギKISS1プロモーター領域と転写調節因子の同定を目指す予定である。具体的には、当研究室により現在開発中のヤギ視床下部不死化細胞株またはマウス視床下部不死化細胞株を用い、ルシフェラーゼアッセイによりヤギKISS1プロモーター領域およびKISS1遺伝子転写調節メカニズムを解析する。ヤギKISS1のゲノム構造およびプロモーター領域の情報は、KISS1プロモーター領域下流のエクソンをはさむイントロン部分にloxP配列を配置したコンストラクトを作成するために活用できる。研究計画では、平成24年度にはヤギKISS1のゲノム構造を明らかにし、視索前野特異的なキスペプチンニューロンのコンディショナルノックアウトにより卵胞嚢腫モデルヤギを作出することを予定していた。当初はヤギゲノムライブラリー(ヤギBACクローン)を利用して、ヤギKISS1のゲノム構造を明らかにする予定であったが、フランスの研究グループにより配布されているヤギBACクローンがKISS1遺伝子ゲノム構造解析に利用できないことが判明した。そのため、ゲノムDNAサンプルを用いたゲノムウォーキング法によるKISS1上流域の解析を行うこととしたが、KISS1上流域の解析に時間を要しているため、ヤギKISS1の発現調節機構の全容解明とKISS1遺伝子改変ヤギの作出に予想以上の時間を要している。一方、高濃度E投与によるLHサージ誘起を指標としたin vivo表現型解析系は今年度までに確立できたため、視索前野特異的なKISS1遺伝子改変ヤギが作出できれば、迅速に表現型解析に着手できる目処はたった。研究計画では、平成23年度にはヤギゲノムライブラリー(ヤギBACクローン)を利用して、ヤギKISS1のゲノム構造を明らかにすることを予定していた。しかし、フランスの研究グループにより配布されているヤギBACクローンにおいて、現在RT-PCR解析に用いているプライマーセットを利用してKISS1配列が見いだせないことが判明した。そのため、ゲノムDNAサンプルを用いたゲノムウォーキング法によるKISS1上流域の解析を行うこととした。その結果、KISS1上流域の解析の着手に時間を要したため、遺伝子改変(KISS1-floxed)ヤギ作出のためのDNAコンストラクトの設計まで実施することはできなかった。一方、ゲノムウォーキング法によるヤギKISS1上流域の解析は概ね順調に推移している。ヤギKISS1プロモーター領域の解析については、現在開発中のヤギ視床下部神経細胞由来の不死化細胞株を用いた詳細な解析を計画しており、ヤギKISS1発現調節機構が解明できると期待している。
ニンニクの雄性不稔性と連鎖するRAPDマーカーの探索

1.目的ニンニクは完全不稔植物であるが、研究代表者は二度にわたる中央アジア探索によって、稔性の系統を多数発見した。これらの系統と不稔の系統を用いて、多数のプライマーによるRAPD分析を行い、雄性不稔性および稔性と関連するRAPDマーカーを見出し、今後の遺伝資源収集および育種に役立てようとするものである。2.今年度得られた結果(1)1994年に中央アジアで収集したニンニクは、42系統中31系統が稔性であったが、1996年夏の開花期に2度の台風に襲われ、雄性不稔個体は確認できなかった。(2)稔性と相関するRAPDマーカー(OPJ12_<1300>およびOPJ12_<1300>)が12系統・60ブライマ-を用いた予備実験で見られたので、従来収集の系統も含め、他の60系統で確認したところ、1不稔系統を除き、相関がみられた。(3)現在、中央アジアでの収集系統および交雑後代を新設のガラス室で栽培中であり、1997年夏には確実に、雄性不稔個体を確認できるであろう。推定されている雄性不稔個体については、既に、上記と同じ方法で、雄性不稔性と連鎖するRAPDマーカーを探索している。
生菌ワクチン開発に向けた抗生物質耐性遺伝子をもたない歯周病原細菌変異株作製の試み

平成14年度の本課題研究でP.gingivalisのメチオニン分解酵素遺伝子(mg1)の完全欠失株を作成した。本年度はこの変異株から抗生物質耐性をもたないLys-gingipain遺伝子(kgp)欠失変異株に成功した。まず、kgp遺伝子の内部領域に欠失変異を導入したDNA断片を、mg1遺伝子全長とエリスロマイシン耐性遺伝子を有するスーサイドプラスミドに導入した。このプラスミドDNAをmg1欠失株にエレクトロポレーション法で導入し、エリスロマイシン耐性株を分離した。この耐性株は染色体のkgp領域にプラスミドDNA全長が挿入されていた。また、この挿入株は野生型のmg1遺伝子が導入されているのでトリフルオロメチオニン(TFM)に感受性になっていた。そこでエリスロマイシンを含まない培地で継代培養したのち、TFM含有平板に塗抹し、TFM耐性株を分離した。TFM耐性株のなかの数株はkgp遺伝子内に欠失変異を残した状態でエリスロマイシン耐性遺伝子を含むプラスミドDNAが脱落したものであった。すなわち、抗生物質に感受性であり、Lys-gingipain活性が完全に消失しており、kgp遺伝子欠損株が得られたわけである。今年度の成果はこの方法が、生菌ワクチン開発に向けた抗生物質耐性遺伝子をもたない歯周病原細菌変異株作成法として十分に機能するものであることを証明した。1.DNA領域のもつプラスミドを九州大学大学院歯学研究院の中野助教授より分与して頂いた。このプラスミド上のメチオニン分解酵素遺伝子を欠失させ、両端をそれぞれ1kbほどもつプラスミドを作製した。そのプラスミドにエリスロマイシン耐性遺伝子を挿入した。このプラスミドをP. gingivalis野生株にエレクトロポレーションで導入し、エリスロマイシン耐性株を分離した。2.この挿入変異株からトリフルオロメチオニン(TFM)耐性株をTFM含有平板に塗抹することで得た。TFM耐性株はメチオニン分解酵素遺伝子周辺領域のもう片方の相同領域にて相同組換えをおこした株であり、完全にメチオニン分解酵素遺伝子領域が欠失していた。3.メチオニン分解酵素遺伝子DNA、エリスロマイシン耐性遺伝子DNA、およびマルチプルクローニング部位をもつプラスミドを作成した。4.今後はこのシステムがうまく機能するかどうかをLys-gingipain遺伝子を利用してあきらかにしていく。
高エネルギー密度を有するNals(IV)溶融塩電池に関する基礎研究

本研究は3年間にわたり行った。初年度はβ′′ーアルミナ固体電解質をカナダのポレシアム社、米国のセラマティク社からそれぞれ取りよせ、金属製のNals(IV)溶融塩電池を作製し、固体電解質の性質による電池の特性変化を検討した。その結果、電池の性能は固体電解質の種類によって影響を受けることを見出した。すなわちカナダから輸入したβーアルミナはNa_20・11Al_2O_3の化学組成を有し、β′′ーアルミナよりも抵抗が大きく、βーアルミナ固体電解質を用いて作製した電池はβ′′ーアルミナを使用したセルよりも内部抵抗が大きく、性能が低いことが判明した。またステンレス銅セルではIR抵抗が大で、理論的なセル性能を得ることが不可能であった。初年度の反省から2年目は金属製セルの作製からパイレックス製セルの作製を試みた。パイレックス製セルはセル自体の内部抵抗が小さく、セル性能は極めて良好であった。このセルは3ケ月以上作動し、防電過程で高い起電力を示した。充・放電曲線の解析から測定されたエネルギー密度、エネルギー効率、Sの利用率は低電流密度で高い値が得られた。またこれらセル性能を示唆する各因子は作動温度が高いほど向上した。この結果はβ′′ーアルミナのNa^+イオン伝導性が温度の上昇とともに増大することを示しており、セルの特性は固体電解質であるβ′′ーアルミナの性質に依存することが判明した。以上の結果はすでに学会において発表されている。最終年度の本年度はセル作製後の活物質、負極物質、支持電解質各因子のセル性能におよぼす酸化の影響について検討した。セル作製時に装入する各物質因子は2年目のセル作製時と同様に行い、セル作製後6ケ月間放置し、その後セル特性を検討した。その結果、セル自体の内部抵抗は昨年のものと比べて大きく、セル性能は良くなかった。この原因として陰極物質の酸化、NaCl-AlCl_3混合塩の酸化が考えられた。エネルギー貯蔵および電気自動車の動力源用に新二次電池の開発が強く望まれ、各国でその基礎研究が盛んに行われている。β-アルミナ固体電解質セラミックスを隔膜に用いるNa/β-alumina/S(iv)in【AICl_3】-NaCl mel+二次電池もその一つで、この電池は溶融塩電池としては180°250°Cの比較的低温で作動する。本研究ではこの電池の製作と特性について検討を行った。セルはステンレス鋼で製作し、固体電解質にはカナダ、米国から輸入したβ-アルミナ,β"-アルミナを使用した。電解質の内側には正極活物質である元素状SとAl【Cl_3】-Nacl(498-50.2mol%)混合溶融塩,外側に金属Naを装入して使用した。集電子にはWメッシュを用いた。実験はセルを電気炉中に保持し、正極,負極を充放電装置に連結して、充放電を繰り返し、その時の起電力を記録計を用いて測定した。測定した充放電曲線から次のようなことが判明した。充電過程ではいずれの電流密度においても、閉路電圧は時間の経過とともに漸次増加し、充電終期で急激に増大した。一方放電過程では電圧が一定となる二つの領域が認められ,電池反応に対応した起電力が得られた。また充放電曲線から解析されるエネルギー効率,利用率,エネルギー密度は低電流密度の充放電ほど高い値が得られた。

β-アルミナおよびβ"-アルミナ固体電解質セラミックスをそれぞれ用いてセルを構成した電池の特性を比較すると、充放電曲線の挙動には差が認められなかったが、放電過程における電気容量はβ"-アルミナ固体電解質を隔膜に用いて製作したセルの方が極めて高い値が得られた。これは用いた固体電解質の【Na^+】イオンの電導性の差によるものと推察され、この電池のセルの特性は固体電解質セラミックスに大きく依存することが判明した。エネルギー貯蔵および電気自動車の動力源用として新二次電池の開発が望まれ,各国で基礎,応用研究が盛んに行われている. Na^+イオン伝導体であるβ′′ーアルミナを隔膜に用いるNa/β′′ーalumina/S(IV)in AlCl_3ーNaClmeltの一般形で与えられる新形電池もその一つである,本研究ではこの電池の特性について検討を行った.セルの組立てはパイレックスで製作し,β′′ーアルミナ固体電解質は米国から輸入したものを使用した. β′′ーアルミナチューブの内部には正極活物質であるSとNaClーAlCl_3混合塩,外部には負極物質である金属Naを装入して使用した.集電子にはWメッシュを使用した.実験は組立てたパイレック製セルを電気炉中に保持し,正極,負極を充放電装置に連結し,180°C,200°Cの温度で充・放電を繰り返し,その時の超電力を記録計を用いて測定した.昨年度作製した金属セルと比べてパイレックスはセル自体の内部抵抗が小さくセル性能が良好であった.充・放電曲線の解析から求められるエネルギー効率,エネルギー密度,Sの利用率は低電流密度の充・放電によって高い値が得られた.またこれらのセル性能を示す各因子はセルの作動温度が高いほど良好であった.この挙動はβ′′ーアルミナのNa^+イオン伝導性が温度の上昇とともに向上することを示唆しており,セルの特性は固体電解質であるβ′′ーアルミナの性質に大きく依存することが分った.今後の研究の展開としては次のことが計画される.この電池の作製ではパイレックスガラスとβ′′ーアルミナの接着が問題となる.現在のセルではアラルダイドとアルミナセメントで接着してセルを作製しているが,200°C以上の温度では接着の効果が低下するため実験が不可能である.そこでアルミナ粉末をプラズマアーク溶射溶接することにより,両者を接合し,200°C以上の高温の実験を行い,性能の向上を計る.電池は電気エネルギーの塊であり、鉛蓄電池がフランスのプランテにより1859年に発明されて以来、130年の歴史が有るが、この間、性能の改善、新型電池の開発が進められ、目ざましい進歩を遂げて来た。しかしエネルギーの問題は人類社会において永遠のテーマで有り、現在でも新蓄電池の開発が切望され、各国で基礎および応用研究が盛んに行われている。本研究ではこの新型蓄電池の一つとして、高い起電力およびエネルギー密度をもつNaIS(IV)溶融塩電池の特性について検討を行った。セルの組立ては昨年度と同様にパイレックスガラスで作製した。セルの特性を支配する固体電解質は米国Cerametec社製のものを使用した。セルの構成はB′′-アルミナ固体電解質チューブの外側に金属ナトリウム、内側に支持塩であるNaCL-AICL_3混合塩と元素状Sを装入し、陽極、陰極の電極にはタングステン線を用いた。
会話文への発話者情報の付与によるコーパスの拡張

1.コーパスへの話者情報付与作業ひきつづき話者情報の付与の本作業を行い,図書館サブコーパスの日本文学,英米文学に対する情報付与作業を進めた.話者情報を付与したサンプル数は,2557サンプルで,これは対象とする図書館サブコーパスの小説の全体(2668サンプル)の約96%にあたる。これらのサンプルには,話者名,話者の性別(男,女),話者の年代(若年層(19歳),成年層(2059歳),老年層(60歳以上)の情報を付与した.そのうち約半数のサンプルには会話の相手の話者名および話者の身分・職業の情報も付与した.また,将来的にオンライン検索ツールである「中納言」に搭載できるよう,データの仕様を検討した。2.話者情報を利用した研究としては,昨年度に引き続き以下の研究を行った。(1)小説の地の文と会話文との語彙的な比較では,会話文には名詞の割合が低く,代名詞の割合が高いことが分かった。また,数値的には小さいものの,会話文では地の文に比べて感動詞の割合が10倍以上あったことが特徴的である。(2)翻訳小説(外国語から日本語に翻訳した小説)と日本語小説(もともと日本語で書かれた小説)の会話文の違いとしては,日本語小説の方が1サンプル当たりの会話の分量が多いことが分かった。また,対数尤度比(LLR)による特徴語を分析すると,日本語小説には「さん」「さま」「先生」「ちゃん」「君(くん)」などの人につく接尾辞や名詞が有意に多かったのに対し,翻訳小説では,「彼」「私」「君(きみ)」「あなた」などの人称代名詞や「イエス」「イギリス」」「マイケル」などの固有名詞が有意に多かった。3.実際の話し言葉と擬似的な話し言葉の比較では,代名詞の「あれ」が話し言葉に多く,その用法も現場文脈指示が少なく,言語文脈指示や記憶文脈指示の2用法が中心であることが分かった。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。本年度は4年間の作業全体の計画および話者情報の仕様を固めた。1.作業対象である『現代日本語書き言葉均衡コーパス』(以下、BCCWJ)全体における会話文の箇所の算定を行った。BCCWJには会話(の候補)を表す<speech>および<quote>というタグがあるが、その数は、<speech>タグが354,989箇所(10,947サンプル)<quote>タグが445,796箇所(24,150サンプル)であった。これらの中から会話情報として意味のあるレジスターであるLB(図書館書籍)、PB(出版書籍)、OB(ベストセラー)についてまず作業を開始することにした。これらの3つのレジスターにおいて、<speech>は313,855箇所(9501サンプル)、<quote>は、356,445箇所(18,704サンプル)であり、箇所およびサンプル数のいずれにおいても全体の8割程度を占める。当面は上記3レジスターを作業対象とする。2.話者情報の仕様の設計試行作業を経て、効率的に作業が行える仕様として、各会話箇所に対して以下の属性に対する値を付与することにした。「話者名」(話し手の名前、不明の場合は適宜名称を与える)、性別(男、女、不明)、年代(若年層(019歳)、成年層(2059歳)、老年層(60歳以上)の3分類)、必要に応じて「非人間」(人間以外のものが話している場合)、「会話モード(電話、方言、外国語等)」「職業」「相手」。この仕様で491サンプルに対して情報付与を行った。3.シナリオの著者調査映画、テレビドラマ502作品の著者のべ671名について著作権がシナリオ作家協会に委託されているかどうかを調査した。話者情報の仕様の設計にやや時間がかかったが、作業が進捗するにつれ、おおよその見通しが把握出来るようになった。また、現在、作業と行っている小説というジャンルが話者属性、および、発話の状況が多岐にわたるが、今後着手するエッセイやドキュメンタリー類はそれほど複雑ではないため、進捗が早いと思われる。1.「話者情報付与の対象の再検討」作業対象の優先順位話者を決めた。優先順位の高いものは,NDC(日本十進分類法)で言うと,「913(日本文学:小説・物語)」と「933(英米文学:小説・物語)」である。ファイル数は前者は4063,後者は850である。小説というジャンルは話者が多様な属性を示し,かつ,作者の属性との関連も分析できる点でもっとも優先すべきであると考えた。ただ,登場人物のすべての性別,年代が特定できるわけではないため,マニュアルを整備し,作業上のゆれが発生しないようにした。次に優先順位が高いのが,「914(日本文学:評論・エッセイ・随筆)」でファイル数は412である。上記3ジャンルでNDC9番台「文学」の約85%を占める。話者情報作業の実際については,2017年3月に2回ポスター発表を行った。2017年3月末の時点で2228ファイルについて話者情報付与が終了した。なお,一部のファイルについて,話者の「職業」や誰に対して話しているか,「相手」の情報も付与する試みを開始した。2.「他のコーパスとの比較」日本語話し言葉コーパス(CSJ)の学会講演と摸擬講演,名大会話コーパス,と作業中の小説会話文のデータを対象にして,形態論情報を使って分析を行った。

その結果,品詞の分布,高頻度語において違いが見られた。また,LLR(対数尤度比)による特徴語の抽出を行った。話者の性別(男,女)と年代(若年層,成年層,老年層)の属性による違いとしては,フィラー,人称代名詞,終助詞などにレジスター差が見られた。3.「データ共有化の準備」多様な分析に対応するため,発話単位,短単位,語彙素の3つのタイプのデータの仕様を検討した。作業対象の優先順位を付けたことによって,目標を定めやすくなった。優先順位が高い,小説のファイルに話者情報が付与されれば目的はほぼ達成されると考えられる。1.話者情報の付与は,昨年度の対象の絞り込みに従って,『現代日本語書き言葉均衡コーパス』の図書館サブコーパスにおける小説・物語に対して引き続き実施した。対象は全部で2688サンプルであるが,そのうち,2366サンプル(約88%)に対して話者情報の付与が完了している。残り322サンプルのうち,情報を付与すべき会話がないサンプルが100程度あるため,残りは200サンプル程度と見積もられる。そこで,すでに付与した話者情報の見直しを進めるとともに,話者の「職業」や誰に対して話しているかとう「相手」の情報も付与することにした。何を発話とするかについて,ポスター発表を行った。2.話者情報を利用した研究としては,(1)レジスターや位相の違いによる会話文の語彙的多様性の記述,(2)外国語翻訳小説と日本語小説の会話文を計量語彙論的な比較,(3)小説における会話文体の基本パターンと性別・年齢層による変化についてそれぞれ発表を行った。3.データ共有化の準備としては,2017年末にそれまでにできている部分をウェブ上で限定公開した。話者情報の種類としては,「原文,話者名,性別,年代,人間外の話者の情報,会話モード(通常の会話でない場合),職業,相手」等であり,利用者の利便性を考慮し,次の4種類のデータを公開した。1つは,テキストベースのもので会話以外の文脈表示され,可読性を高めたもの,2つめはそれをエクセルに読み込んだもの,3つめは,会話部分のみを短単位に分割してそれぞれに話者情報を付与したもの,4つめは,それをSQL形式に変換してSQLiteで扱えるようにしたものである。対象を限定したことから残りのサンプル数が少なくなり,より精緻な情報を付ける方向に転換したため。1.コーパスへの話者情報付与作業ひきつづき話者情報の付与の本作業を行い,図書館サブコーパスの日本文学,英米文学に対する情報付与作業を進めた.話者情報を付与したサンプル数は,2557サンプルで,これは対象とする図書館サブコーパスの小説の全体(2668サンプル)の約96%にあたる。これらのサンプルには,話者名,話者の性別(男,女),話者の年代(若年層(19歳),成年層(2059歳),老年層(60歳以上)の情報を付与した.そのうち約半数のサンプルには会話の相手の話者名および話者の身分・職業の情報も付与した.また,将来的にオンライン検索ツールである「中納言」に搭載できるよう,データの仕様を検討した。2.話者情報を利用した研究としては,昨年度に引き続き以下の研究を行った。(1)小説の地の文と会話文との語彙的な比較では,会話文には名詞の割合が低く,代名詞の割合が高いことが分かった。また,数値的には小さいものの,会話文では地の文に比べて感動詞の割合が10倍以上あったことが特徴的である。(2)翻訳小説
サブミリ波帯における超低雑音準粒子ミキサーの開発

本研究の目的は,ジョセフソン電流がそれ自身で消滅している,磁性バリアを持つ超伝導体トンネル接合を製作し,これを用いたサブミリ波帯で動作する超低雑音な準粒子ミキサーを開発することである.特に機械的に丈夫で臨界温度Tcの高いニオブ(Nb)を電極伝導体とすることが特徴である.本研究の結果は次のとおりである.1.準粒子ミキサーの性能の理論的評価をおこない,素子のI-V特性とミキサー性能との関係を調べた.その結果ある程度のリーク電流,エネルギーギャップ構造のぼけがあっても,サブミリ波ミキサーとしての超低雑音性が可能であることが判った.2.磁性バリアトンネル接合を製作するために必要な,ジフソン・トンネル接合の製作技術を確立するため,薄膜型ジョセフソン接合Pb/TaOx/Nb接合の製作を試みた.結果として,ある程度の特性のトンネル接合が製作できたが,リーク電流が大きくその特性は不十分である.薄膜型磁性バリアトンネル接合Pb/TaOx/NiOx/TaOx/Nb接合,薄膜型ジョセフソン接合Nb/TaOx/Nb接合の製作も試みたが,まだ特性の良いものは得られなかった.今後良い素子の製作条件を明らかにすることが必要である.3.Nbなどのこれまでの超伝導体を用いる場合に比べ,はるかに高周波で動作する電磁波検出器が期待できる,高温超伝導体(YBaCuO)を用いる接合の基礎特性である高周波特性を, Nb/TBaCuO点接触接合を製作し調べた. (最高周波数は525GHzのサブミリ波)できた素子はジョセフソン接合でシャピロ・ステップのふるまいは従来のBCS超伝導体のものと類似のものであることが判った.さらに高周波での実験が必要である.本研究の目的は,ジョセフソン電流がそれ自身で消滅している,磁性バリアを持つ超伝導体トンネル接合を製作し,これを用いたサブミリ波帯で動作する超低雑音な準粒子ミキサーを開発することである.特に機械的に丈夫で臨界温度Tcの高いニオブ(Nb)を電極伝導体とすることが特徴である.本研究の結果は次のとおりである.1.準粒子ミキサーの性能の理論的評価をおこない,素子のI-V特性とミキサー性能との関係を調べた.その結果ある程度のリーク電流,エネルギーギャップ構造のぼけがあっても,サブミリ波ミキサーとしての超低雑音性が可能であることが判った.2.磁性バリアトンネル接合を製作するために必要な,ジフソン・トンネル接合の製作技術を確立するため,薄膜型ジョセフソン接合Pb/TaOx/Nb接合の製作を試みた.結果として,ある程度の特性のトンネル接合が製作できたが,リーク電流が大きくその特性は不十分である.薄膜型磁性バリアトンネル接合Pb/TaOx/NiOx/TaOx/Nb接合,薄膜型ジョセフソン接合Nb/TaOx/Nb接合の製作も試みたが,まだ特性の良いものは得られなかった.今後良い素子の製作条件を明らかにすることが必要である.3.Nbなどのこれまでの超伝導体を用いる場合に比べ,はるかに高周波で動作する電磁波検出器が期待できる,高温超伝導体(YBaCuO)を用いる接合の基礎特性である高周波特性を, Nb/TBaCuO点接触接合を製作し調べた. (最高周波数は525GHzのサブミリ波)できた素子はジョセフソン接合でシャピロ・ステップのふるまいは従来のBCS超伝導体のものと類似のものであることが判った.さらに高周波での実験が必要である.本研究の目的は、ジョセフソン電流がそれ自身で消滅している、磁性バリアを持つ超伝導トンネル接合を製作し、これを用いた超低雑音な準粒子ミキサーを開発することである。特に機械的に丈夫で臨界温度Tcの高いニオブ(Nb)を電極超伝導体とすることが特徴で、具体的にはNb-AlOx/NiOx/AlOx-Nbの三層構造の磁性バリアを持つトンネル接合を製作する。本年度は以下のことを行った。1.準粒子ミキサーのシミュレーションによる到達性能と最適動作条件の解明。これにより、我々がこれまで製作してきたスズ(Sn)を電極とする磁性バリア・トンネル接合と同程度の接合品質(I-V特性)を持つNb-AlOx/NiOx/AlOx-Nbトンネル接合を製作すれば、900GHzで約100Kという量子論的極限のレシーバ雑音温度の達成が可能なことなどを明らかにした。2.Nb薄膜の成膜には、本研究の主要設備々品である三極スパッタ装置を用いて行う。しかし同装置の納入が予定より大巾に遅れたため、現在はNb,Ni,Alのスパッタの確認を終え、Nbの成膜条件(スパッタ・ガス圧,成膜速度,薄膜品質,特に臨界温度Tc)の研究に入っている段階である。
深紫外励起の島状金属薄膜表面増強ラマン散乱による加工変質層の構造評価

加工によって生じる残留応力,結晶性変化などの表面加工変質の評価が精密加工を行う際には重要な課題となっている.ラマン散乱分光法で表面層の評価を行い際,試料内部からの散乱光を小さくすること,および試料表面近傍の励起光を増強しすること,の2点が重要となる.深紫外光励起による励起光の試料内部へ抑制と島状金属薄膜による表面増強ラマン散乱による表面からの散乱光の増強を組み合わせた,深紫外光励起による島状金属薄膜による表面増強ラマン散乱による加工変質層の評価法の確立を目的とする.H30年度はSi上の炭素薄膜(DLC)およびSi上に酸素膜(SiO2)を約50 nm製膜した試料表面において,各種金属を蒸着し,さらに,可視光による励起,紫外光による励起を測定,比較した.金属膜厚は,銀薄膜,可視励起による結果から,1 nm10 nmの間にて行った.真空蒸着を行う際に,膜厚が小さいときには島状成長することが良く知られており,その島状結晶の形状観察のため電子顕微鏡観察を行った.金属種として,インジウム,アルミニウム,ガリウム,プラチナを蒸着した.特にプラチナ,紫外励起について,増強効果を観測することができた.課題として,ベースラインの増加が予想よりも大きく観測され,ピーク強度を評価するうえで課題がある.今後,より詳細なスペクトル解析を行い増強効果について議論する予定である.Si上に炭素膜(DLC)試料表面において,および,Si上の酸化膜(SiO2)において,銀,アルミニウム,インジウム,ガリウム,プラチナなどを蒸着することにより表面増強効果が発現すること,また,可視光励起と深紫外光励起において増強効果が異なることを明らかにした.深紫外励起では,ピーク強度の増大とあわせて,ベースラインが大きくなることが観測された.表面増強ラマンスペクトルについてしばしば観測されることで,バルクの金属においても観測されることから,金属の電子正孔によるラマン散乱と予想される.増強効果を評価する上で,より詳細なスペクトル解析を行いたいと考えている.また,理論的なアプローチとして,有限差分時間領域などの電磁波解析計算シミュレーション法も行いたい.計算シミュレーションによって,増強電場の大きさ,偏光方向,それらによって期待されるラマンスペクトルを求め,実験的に得られた粒径・密度,共鳴周波数など用いた計算とラマンスペクトルを比較することによって解析法を確立を目指す.加工によって生じる残留応力,結晶性変化などの表面加工変質の評価が精密加工を行う際には重要な課題となっている.ラマン散乱分光法で表面層の評価を行い際,試料内部からの散乱光を小さくすること,および試料表面近傍の励起光を増強しすること,の2点が重要となる.深紫外光励起による励起光の試料内部へ抑制と島状金属薄膜による表面増強ラマン散乱による表面からの散乱光の増強を組み合わせた,深紫外光励起による島状金属薄膜による表面増強ラマン散乱による加工変質層の評価法の確立を目的とする.H29年度はSi上に炭素膜(DLC)を100 nm製膜した試料表面において,銀を蒸着することにより表面増強効果が発現することを確認した.銀膜厚を1nm12nmと変化させて増強効果を評価したところ,銀膜厚が5nm付近で増強効果が最大となることを明らかにした.真空蒸着を行う際に,膜厚が小さいときには島状成長することが良く知られており,その島状結晶の形状観察のため電子顕微鏡観察を行い,画像解析から銀粒子の直径,粒子間距離を計測した.直径,粒子間距離と表面増強効果との関連を調べたところ,粒子間距離が最小となる条件で表面増強効果が強く発現することが示唆された.また,増強効果が大きい場合において,測定箇所によって増強効果に大きなばらつきが観測された.これについても,電子顕微鏡観察像からの粒子分布との相関を求めたところ,表面増強効果のばらつきは,形成される銀粒子のばらつきに起因するとの知見を得ることができた.また,金属種として,インジウム,アルミニウムについても蒸着し,増強効果について測定を行った.これまでのところ,蒸着によってラマンスペクトルの変化を観測することができた.今後,スペクトル解析を進めつ予定である.Si上に炭素膜(DLC)試料表面において,銀を蒸着することにより表面増強効果が発現すること,また,銀膜厚を1nm12nmと変化させて,銀膜厚が5nm付近で増強効果が最大となることを明らかにした.加工によって生じる残留応力,結晶性変化などの表面加工変質の評価が精密加工を行う際には重要な課題となっている.ラマン散乱分光法で表面層の評価を行い際,試料内部からの散乱光を小さくすること,および試料表面近傍の励起光を増強しすること,の2点が重要となる.深紫外光励起による励起光の試料内部へ抑制と島状金属薄膜による表面増強ラマン散乱による表面からの散乱光の増強を組み合わせた,深紫外光励起による島状金属薄膜による表面増強ラマン散乱による加工変質層の評価法の確立を目的とする.H30年度はSi上の炭素薄膜(DLC)およびSi上に酸素膜(SiO2)を約50 nm製膜した試料表面において,各種金属を蒸着し,さらに,可視光による励起,紫外光による励起を測定,比較した.金属膜厚は,銀薄膜,可視励起による結果から,1 nm10 nmの間にて行った.真空蒸着を行う際に,膜厚が小さいときには島状成長することが良く知られており,その島状結晶の形状観察のため電子顕微鏡観察を行った.金属種として,インジウム,アルミニウム,ガリウム,プラチナを蒸着した.

特にプラチナ,紫外励起について,増強効果を観測することができた.課題として,ベースラインの増加が予想よりも大きく観測され,ピーク強度を評価するうえで課題がある.今後,より詳細なスペクトル解析を行い増強効果について議論する予定である.Si上に炭素膜(DLC)試料表面において,および,Si上の酸化膜(SiO2)において,銀,アルミニウム,インジウム,ガリウム,プラチナなどを蒸着することにより表面増強効果が発現すること,また,可視光励起と深紫外光励起において増強効果が異なることを明らかにした.紫外光を含め励起波長による表面増強効果について知見をえるため,金属種とその膜厚や製膜条件などについて検討を進めていく.深紫外励起では,ピーク強度の増大とあわせて,ベースラインが大きくなることが観測された.表面増強ラマンスペクトルについてしばしば観測されることで,バルクの金属においても観測されることから,金属の電子正孔によるラマン散乱と予想される.増強効果を評価する上で,より詳細なスペクトル解析を行いたいと考えている.また,理論的なアプローチとして,有限差分時間領域などの電磁波解析計算シミュレーション法も行いたい.計算シミュレーションによって,増強電場の大きさ,偏光方向,それらによって期待されるラマンスペクトルを求め,実験的に得られた粒径・密度,共鳴周波数など用いた計算とラマンスペクトルを比較することによって解析法を確立を目指す.当初購入真空蒸着装置を購入予定であったが,試料購入を優先し,学内既存設備を用いて行った.今年度得られた結果とあわせて翌年度選定を進める予定である.実験装置の故障があり,購入予定の試料にかわりに装置の修理を優先した.今年度得られた結果とあわせて翌年度選定を進める予定である.