hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
地中に建設される鉄筋コンクリートの耐震性と保有機能評価法

(1)地盤と鉄筋コンクリートとの境界特性:砂地盤材料とコンクリートの一面せん断試験を実施して,摩擦及び粘着特性を考慮した境界要素を開発した。また,境界要素特性が地中鉄筋コンクリートの動的特性に及ぼす感度について検討を行った。(1)3次元鉄筋コンクリート構成則の開発:多方向ひび割れが同時に載荷および除荷領域に入る状態の履歴特性を精度良く表現するモデルを構築した。これを積層3次元板要素に組み込むとともに,3次元固体RCモデルに組み入れた。(2)函体RC構造の繰り返し3次元載荷実験鉄筋コンクリート板で構成される函体RC構造に対して偏心圧縮荷重を作用させ,交番面内及び面外履歴を導入した。これによって多方向ひび割れを構造物中に導入するとともに,(1)による非線形有限要素解析を実施して精度の検証を行った。(3)都市部の地中鉄筋コンクリート構造の耐震診断:都市部の軟弱地盤層を通過する地下自動車トンネル断面の耐震診断,鉄筋コンクリートケ-ソン基礎,地下鉄駅舎断面の動的非線形応答解析を実施し,本研究で開発した技術がこれらの実務に適用できることを検証した。また,感度解析を実施し,その結果を土木学会耐震診断試案に反映させた。1)地盤とコンクリートの境界特性とモデル化:とコンクリートを軸方向に重ねた中空供試体に,軸方向の荷重を一定とした交番繰り返しねじりせん断を作用させ,境界面でのずれとせん断膨脹変位を計測した。接触面密度関数法が地盤-コンクリートの境界特性にも適用可能であることを明らかにした。2)RC板の交番面外せん断試験による検証:矩形RC板の交番面外曲げ・せん断・捩じり試験を実施し,RC地中構造の地震時応答で問題となる,表裏2面に2方向のひびわれがそれぞれ発生し,かつ開閉する条件を再現することができた。3)3次元RC板要素の開発:せん断変形を考慮した積層RCモデルを,正負交番掲載に適用可能な2次元RC構成則をもとに定式化を行った。また,項目2)の載荷試験結果との整合性を確認し,構成則の改良・修正を行った。4)阪神大震災において被災した地下構造物の構造分析:上記1)3)の研究成果を組み入れた解析プログラムWCOMD-SJを用いて,地盤と地中RC構造を一体とした動的非線解析を行い,阪神大震災で被災した地下鉄駅舎の応答解析と損傷解析を行った。その結果,地下鉄駅舎断面の中間RC柱のせん断じん性が低いことが崩壊の主因であったこと,上下動の影響は構造応答に対して虫できる程度のものではないが,主因ではないこと,中間柱の主鉄筋比を減じてせん断補強鉄筋を増設することで,構造崩壊は免れることが予見された。(1)3次元鉄筋コンクリート構成則の開発既往の2方向ひび割れを許容する鉄筋コンクリート構成則を拡張して、2方向ひび割れが同時に載荷および除荷領域に入る状態の履歴特性を精度良く表現するモデルを構築した。これを、積層3次元板要素に組み込むとともに,3次元固体RCモデルに組み入れた。(2)函体RC構造の繰り返し3次元載荷実験鉄筋コンクリート板で構成される函体RC構造に対して,偏心圧縮荷重を作用させるとともに,構造物の境界条件を順次変化させることによって構成要素に交番繰り返し履歴を導入した。(3)都市部の地中鉄筋コンクリート構造の耐震診断都市部の軟弱地盤層を通過する地下自動車トンネル断面の耐震診断,鉄筋コンクリートケ-ソン基礎,地下鉄駅舎断面の動的非線形応答解析を実施し,本研究で開発した技術がこれらの実務に適用できることを検証した。また,感度解析を実施し、その結果を土木学会耐震診断試案に反映させた。
リーマン・ヒルベルト問題の観点に立ったパンルヴェ超越函数の解析的研究

この他、客を北見によんで、上述の研究に関連する知識の説明を受けた。主なものとして、平成15年自8月9日至8月16日に保形函数楕円函数の専門家である堀江太郎(鈴鹿高専)、加納成男(名大)、坂田裕(早稲田高等学院)三氏を招き、上述のラムダ函数のフーリエ係数を算出する際の問題点につきレクチャーを受けた。また8月15日には英国ケンブリッジ大学純粋数学数理統計学科よりマルタ・マツォッコ氏が訪れ、"Isomonodromic deformation problems and Garnier Systems"の題で1時間レクチャーをおこない、上述の研究を多変数化する際の問題点を指摘した。日本人3氏には旅費を、マツォッコ氏には講演謝金をこの科研費より支出した。図書購入については、研究に必要なものはおおむねそろえたが、一部購入を希望したにもかかわらず、出版社の都合で絶版になり入手できなかったもの、入荷が遅れ15年度以内に購入できなかったものがあった。
脳波と心理・生理的変動からみた中高年者登山の転倒原因に関する研究

中高年登山愛好者(5名)を対象にして低酸素環境下と低地における睡眠中の生理的応答の相違を検討したところ次のような結果を得た。1.被験者5名の低地と低酸素環境下の睡眠深度II以下の出現率は低地の50.2%に対して低酸素環境下では25.6%と有意に減少した(p<0.05)。2.低酸素環境下の平均SaO_2は89.8±0.45%となり、低地での平均SaO_2(95.4±0.31%)より有意に低くなった(p<0.002)。3.低地と低酸素環境下の睡眠時のHFの平均値はそれぞれ110.2±27.0と75.1±24.5となり、低酸素環境下のHFの値は有意に低かった(p<0.001)。4.低地と低酸素室の睡眠中の平均心拍数は61.7±1.58拍/分と69.1±1.35拍/分となり、低酸素環境下の心拍数が低地の値よりも有意に高くなった(p<0.001)。5.低地で睡眠を開始してから100分間の睡眠時に、低呼吸状態になった時間の割合は6.0±4.36%であった。一方、低酸素環境下では低呼吸状態になった時間の割合は28.3±15.49%と有意に長くなった(p<0.05)。以上の結果から、低酸素環境下(hypoxia)での睡眠は低地(normoxia)に比べて、睡眠の深さが浅く、低呼吸状態になり、SaO_2も低くなり、副交感神経の抑制が弱まっていることが認められた。すなわち、中高年者では低酸素環境下における睡眠中、十分な休息が取れない状況にあることが明らかになった。このことが中高年者の登山中の事故とどのような因果関係があるのかについては、さらに検討が必要である。中高年登山愛好者(69.1±5.9歳)7人を対象に、平成17年9月9日11日(2泊3日)の立山登山(実験I)、9月16日17日(1泊2日)の文部科学省登山研修所での低酸素実験(実験II)及び平成18年3月6日10日(4泊5日)同研修所で低酸素実験(実験III)を行った。その結果次の点が明らかになった。実験1:中高年者の体力には個人差が著しく、7人1グループで構成された登山では、個人によっては山行中無酸素的能力が求められる強度にしばしば遭遇した。そのため、同行程ながら個人によってその疲労度に大きな差が生じた。したがって、中高年者登山グループの構成は体力的に等質的(homogenous)であることが望ましい。もしそれが困難であるならば、体力的にマイペースで上れる単独行が理想である。大脳の活性度を測定するスタンバーグテストでは、反応時間は1.5秒から1.3秒へと速まるものの、誤解答率は27.1%から35.7%へと増加した。特に、登山中酸素負債に追い込まれた者に誤解答率が高い傾向があった。約2400mの標高にある宿泊地における動脈血酸素飽和度(SpO_2)は覚醒時には8595%が維持されるものの、睡眠時には7090%まで低下する特異な現象が現れた。実験II:実験1にみられた睡眠中のSpO_2の低下が偶発的な現象か

それとも恒常的な現象であるかを確かめるために、LT点(4mmol・L^<-1>)での1時間にわたる自転車駆動後の睡眠中のSpO_2を調べた結果、実験IでみられたSpO_2の低下が追認された。しかしこの現象は睡眠中にみられる特異な現象で、覚醒すると同時に90%台に回復するものであった。実験III:実験IとIIで認められた睡眠中のSpO_2の低下現象のメカニズムを追及するため、睡眠中と覚醒時のCO_2による換気応答に関する研究を行った。その結果、睡眠中のSpO_2低下が呼吸数や一回換気量の低下と同期することから、睡眠中のCO_2に対する感度の低下が原因と考えられる。次年度はさらにそのメカニズムについて追究する。中高年登山愛好者(5名)を対象にして低酸素環境下と低地における睡眠中の生理的応答の相違を検討したところ次のような結果を得た。1.被験者5名の低地と低酸素環境下の睡眠深度II以下の出現率は低地の50.2%に対して低酸素環境下では25.6%と有意に減少した(p<0.05)。2.低酸素環境下の平均SaO_2は89.8±0.45%となり、低地での平均SaO_2(95.4±0.31%)より有意に低くなった(p<0.002)。3.低地と低酸素環境下の睡眠時のHFの平均値はそれぞれ110.2±27.0と75.1±24.5となり、低酸素環境下のHFの値は有意に低かった(p<0.001)。4.低地と低酸素室の睡眠中の平均心拍数は61.7±1.58拍/分と69.1±1.35拍/分となり、低酸素環境下の心拍数が低地の値よりも有意に高くなった(p<0.001)。5.低地で睡眠を開始してから100分間の睡眠時に、低呼吸状態になった時間の割合は6.0±4.36%であった。一方、低酸素環境下では低呼吸状態になった時間の割合は28.3±15.49%と有意に長くなった(p<0.05).以上の結果から、低酸素環境下(hypoxia)での睡眠は低地(normoxia)に比べて、睡眠の深さが浅く、低呼吸状態になり、SaO_2も低くなり、副交感神経の抑制が弱まっていることが認められた。すなわち、中高年者では低酸素環境下における睡眠中、十分な休息が取れない状況にあることが明らかになった。このことが中高年者の登山中の事故とどのような因果関係があるのかについては、さらに検討が必要である。
歯質再石灰化測定への超音波パルス法の新しいモダリティとしての応用

齲窩形成の抑制のためには,歯質に生じた脱灰・再石灰化状態を判定することがその予防対策の立案にあたり重要な事項となる。本研究では,非破壊的に物質の状態を測定可能である超音波パルス法に着目し,脱灰あるいは再石灰モデルを実験室で構築し,ロ腔内で応用するための基礎的事項について検討を行った。前年度の実験結果から,歯質の脱灰状態を非破壊的に超音波パルス法で把握することが可能であることが判明した。そこで,本研究の2年目では脱灰抑制・再石灰作用が臨床的に注目されているカゼインホスホペプチドー非結晶性リン酸カルシウム(CPP-ACP)を用いて歯質の再石灰化モデルを実験室で構築し,石灰化状態の把握を超音波パルス法によって試みた。すなわち,0.1M乳酸緩衝液(pH 4.75)を調整,これにウシ下顎前歯エナメル質および象牙質試片を10分間浸漬した後,人工唾液(pH 7.0)に浸漬保管した。また,試片の脱灰溶液への浸漬に先立ってCPP-ACPペースト(Tooth Mousse, GC)およびプラセボペースト(CPP-ACP未含有)の10倍希釈液に10分間浸漬するというサイクルを一日二回繰り返し行い,一ケ月間この操作を連続して行った。また,1,7,14,21および28日毎に超音波パルス法を用いて試片の縦波音速を測定するとともにその試片の形態学的検索を走査電子顕微鏡(SEM)にて観察した。その結果,エナメル質においてはCPP-ACP応用群で浸漬期間7日後からコントロール群と比較してその縦波音速が有意に増加した。また,その縦波音速は実験期間の延長に伴って増加した。一方,CPP-ACP無添加のプラセボペースト応用群では,その縦波音速は浸漬期間7日後からコントロール群と比較して有意に低下し,期間の延長に伴いその音速も低下した。また,象牙質試片では,プラセボペーストは,浸漬期間の延長に伴って縦波音速が減少する傾向を示したものの,CPP-ACPペースト応用群では,音速の変化は測定期間を通じて認められなかった。また,SEM観察による形態学的な検索においてもCCP-ACP応用群では,実験期間を通じて脱灰歯質特有な形態学的な変化は散見されなかった。齲蝕は,脱灰と再石灰化との動的平衡が崩れた結果として生じることが判明するとともに,齲蝕病巣へのアプローチにも変化が認められてきた。従って,齲蝕リスクを低減化させ,口腔内の脱灰および再石灰化という動的平衡をいかにコントロールするかが重要と考えられている。齲窩の形成を抑制するために,歯質に生じた脱灰状態を判定することがその予防対策の立案にあたり重要な事項となる。そこで,非破壊的に物質の状態を測定可能である超音波パルス法に着目し,脱灰あるいは再石灰モデルを実験室で構築し,口腔内で応用するために基礎的事項について検討した。まず,歯質の脱灰状態を把握するためにウシ下顎前歯の唇側エナメル質および象牙質のブロック試片を作製し,0.1M乳酸緩衝液にCa0.75mMおよびP0.45mMを加えてpH4.75に調整した人工脱灰液に10分間浸漬した後,塩化化合物を加えpH7.0に調整した37°C人工唾液に試片を移し所定期問保管した。この一連の操作を実験期間中一日二回繰り返した。その後,脱灰エナメル質および象牙質試片について超音波パルス法を用いて試片の伝播時間を測定し,得られた値と理論値から縦波音速を求めた。その結果,人工脱灰液浸漬群では,エナメル質および象牙質伴に,浸漬期間7日後からコントロール群と比較してその縦波音速の減少に有意差が認められた。また,その縦波音速は実験期間の延長に伴い減少した。加えて試験終了後の試片の形態変化をSEM観察したところ,エナメル質では,エナメル小柱の明瞭化,象牙質では象牙細管の開口が観察され典型的な脱灰像を示し,超音波パルス法で測定した脱灰状態を裏付ける結果となった。以上のように,超音波パルス法を用いることによって,非破壊的に歯質で生じている脱灰状態を把握することが可能であることが示された。

また,試片の脱灰溶液への浸漬に先立ってCPP-ACPペースト(Tooth Mousse, GC)およびプラセボペースト(CPP-ACP未含有)の10倍希釈液に10分間浸漬するというサイクルを一日二回繰り返し行い,一ケ月間この操作を連続して行った。また,1,7,14,21および28日毎に超音波パルス法を用いて試片の縦波音速を測定するとともにその試片の形態学的検索を走査電子顕微鏡(SEM)にて観察した。その結果,エナメル質においてはCPP-ACP応用群で浸漬期間7日後からコントロール群と比較してその縦波音速が有意に増加した。また,その縦波音速は実験期間の延長に伴って増加した。一方,CPP-ACP無添加のプラセボペースト応用群では,その縦波音速は浸漬期間7日後からコントロール群と比較して有意に低下し,期間の延長に伴いその音速も低下した。また,象牙質試片では,プラセボペーストは,浸漬期間の延長に伴って縦波音速が減少する傾向を示したものの,CPP-ACPペースト応用群では,音速の変化は測定期間を通じて認められなかった。また,SEM観察による形態学的な検索においてもCCP-ACP応用群では,実験期間を通じて脱灰歯質特有な形態学的な変化は散見されなかった。
象牙質の再石灰化ならびに知覚過敏に関する研究

1象牙質の再石灰化に及ぼすレーザー照射ならびにAPFの影響脱灰歯根をAPF処理またはYAGレーザーを照射し,2週間再石灰化液に浸漬して再石灰化の程度をmicroradiographyで評価した。結果は1)APF処理(-)レーザー照射(+)群ではhyper-remineralizationが抑制され,対照群と比較して有意にlesion depthが回復した。2)APF処理は再石灰化を促進し,hyper-remineralizationの形成を抑制した。3)APF処理群ではレーザー照射の効果は認められなかった。2 EDTAで脱灰された歯根象牙質初期lesionの再石灰化能EDTAを歯根象牙質に15,30,120分間作用させて脱灰した後2週間再石灰化させ,その程度をmicroradiographyで評価した。最も脱灰条件の厳しいEDTA120分処理群においてはフッ素を含む再石灰化液浸漬での評価も行った。結果:フッ素が再石灰化液に含まれない場合,再石灰化は全く起こらなかった。フッ素が含まれる場合はlesionの底部において再石灰化が認められた。3象牙質lesionのミネラル分布と再石灰化の関連4種類のミネラル分布の異なる脱灰象牙質の再石灰化に対するフッ素濃度の効果について検討した。結果:1)nomineral lesion typeでは低濃度フッ素はlesion frontにおいてのみ再石灰化を促進したが,高濃度フッ素はlesion全体において再石灰化を促進した。2)softened lesionではフッ素は再石灰化ミネラル量を有意に促進しなかったが,再石灰化ミネラル分布の局在に影響を及ぼした。3)subsurfacelesionでは10ppmフッ素が再石灰化を有意に促進したが,これはhyper-remineralizationの影響であると考えられた。象牙質再石灰化に対するレーザー照射ならびに酸性フッ素リン酸溶液(APF)の影響をin Vitroで検討した。研磨によってセメント質を除去したヒト・小臼歯歯根を乳酸ゲル(0.1M乳酸,6wt%carboxymethylcellulose,pH=5.0,37°C)に2週間浸漬して脱灰した後,4分間のAPF処置の有無,レーザー照射(Q-switch Nd-YAG 1aser,wavelength:0.53μm,総エネルギー密度100J/cm^2)の有無によって4グループ(1グループ6試料)に分けた。全ての処置は乾燥を避けて湿潤状態で行われた。4グループ全てが2ppmフッ素を含む再石灰化溶液(20mM HEPES,1.5mM Ca,0.9mM P,pH=7.0)に2週間浸漬された。再石灰化の評価はマイクロラジオグラフィーを用い,そのdensityからミネラル分布を定量的に評価した。さらに再石灰化層をSEMで観察した。結果は1)APF処置を受けない条件でのレーザー照射は対照と比較した場合,表層の過剰再石灰化であるhyper-remineralizationを抑制しLesion depthの回復も有意に大きかった。2)APF処置は再石灰化を有意に促進すると同時にhyper-remineralizationを抑制した。3)APF処置群ではその再石灰化促進効果が大きいためにレーザー照射の効果は認められなかった。hyper-remineralizationの有無はSEM観察からも同様の結果が得られた。象牙質の再石灰化は有機質上へのミネラルの自然沈着あるいはミネラルの核化によって起こるのではなく,残留ミネラルの成長によって起こることを多くの研究が支持している。しかし一方で再石灰化阻害作用を有するnon-collagenous protein(NCP)が除去されれば有機質上に石灰化が起こることを示した報告もある。

本年度の研究の目的は中性EDTAで脱灰された歯根象牙質初期lesionの再石灰化能について検討することであった。EDTAを歯根象牙質に15,30,120分間作用させて脱灰し,さらにある群ではEDTAよりも強力なNCP除去剤である1M NaClまたは4M Guanidine chloride(GuCl)を作用させた。その後2週間再石灰化液に浸漬し,再石灰化の程度をmicroradiographyで評価した。最も脱灰条件の厳しいEDTA120分処理群においてはフッ素を含む再石灰化液浸漬での評価も行った。結果はフッ素が再石灰化液に含まれない場合,再石灰化は全く起こらなかった。フッ素が含まれる場合はlesionの底部において再石灰化が認められた。この結果は象牙質の再石灰化は有機質上にミネラル沈着が起こったりミネラルの核化が起こってできるのではなく,残留ミネラルの成長によって起こるという説を支持している。一方再石灰化液中に2ppmフッ素が含まれた場合,再石灰化がlesion底部で認められたことはNCPによる再石灰化抑制作用を乗り越えてフッ素が残留ミネラルの成長あるいは結晶の核化を促進したためと考えられる。自然の象牙質齲蝕のlesionにはsubsurfacelesionやsoftenedlesionなど様々なミネラル分布のタイプが存在することが報告されている。一方で象牙質の再石灰化はエナメル質とは異なり,再石灰化液中のフッ素濃度が高くなるとhyper-remineralizationが形成されることや,低濃度フッ素は再石灰化を促進しないという報告もある。本年度は脱灰象牙質lesionのミネラル量分布の違いによってフッ素濃度が再石灰化に及ぼす影響がどう異なるかをミネラルの量と分布という2面から検討した。すなわち,4種類のミネラル分布の異なる脱灰象牙質(no mineral type,ミネラル量の異なる2つのsoftenedlesion type,subsurfacelesion type)の再石灰化に対する0,2,10ppmフッ素の効果について検討した。その結果,1)nomineral lesion typeでは低濃度フッ素はlesion frontにおいてのみ再石灰化を促進したが,高濃度フッ素はlesion全体において再石灰化を促進した。2)2つのタイプのsoftenedlesionではフッ素は再石灰化ミネラル量を有意に促進しなかったが,再石灰化ミネラル分布の局在に影響を及ぼした。3)subsurfacelesionでは10ppmフッ素が再石灰化を有意に促進したが,これは主にlesion表層上にできたhyper-remineralizationの影響であり,lesion内の再石灰化に大きな影響を与えるものではなかった。これらのことからフッ素の効果は脱灰象牙質lesionのミネラル分布に依存することが示唆された。
六波羅探題の国家的機能の展開と公家政権・王権との関係の研究

本年度は主に、研究目的の(2)六波羅探題の西国支配機構の形成過程とその背景・影響についての研究を行った。まず前年度に引き続き、鎌倉幕府の成立を治承・寿永内乱期の戦争の実態や地域社会の動向から分析した川合康氏の著作の批判的検討を行い、荘郷地頭制、幕府権力の形成・定着、地域における領主間競合の各論点について、その特徴・成果と問題点・課題を明らかにした。この成果については書評としてまとめ、『ヒストリア』205号(2007年)に掲載される予定である。次に、上記研究課題の分析のため、『鎌倉遺文』から六波羅探題発給文書を、モンゴル襲来以前の分は全点、以後については指令執行を使節に命じる内容の御教書を検索し、整理した。これをもとに現在、『鎌倉遺文』から更に関係史料を収集し、読み込みを進めている。また、京都府立山城郷土資料館・京都大学文学部古文書室に出張し、関係史料の閲覧・撮影を行った。本年度は考察・論文執筆までには至らなかったが、今後は承久の乱の戦後処理、在京御家人の活動の内容、畿内・西国の地域社会の動向と六波羅探題の支配との関わりといった点から、この問題の考察を進めようと考えている。三点目に、前年度に引き続き、『勘仲記』裏文書の史料目録・データベースの作成、『鎌倉遺文』所収分の校訂と未収分の翻刻を行った。その作業の過程で、鎌倉後期に多武峯の内部で起こった一つの紛争に関する史料に注目し、紙焼き写真を利用して活字の校訂を進め、国立歴史民俗博物館に出張して原本の閲覧を行うとともに、分析・考察を通して裁判過程や紛争発生の経緯の復元を図った。これについては、現在論文を執筆中である。今年度の成果は以下の通りである。1、鎌倉時代の寺社紛争における六波羅探題の機能・役割とその変遷について研究し、以下の点を明らかにした。(1)六波羅探題がその成立以降、寺社嗷訴・紛争処理のための機能を次第に拡大させていったこと。(2)六波羅探題が紛争解決を主導する公家政権(院)と連携しつつ、紛争の政治的解決に関与したこと。(3)鎌倉後期に幕府が紛争解決の実質的主導権を握ると、六波羅探題もそれを支える役割を担ったこと。以上については大阪歴史学会中世史部会9月例会において、「鎌倉時代の寺社紛争と六波羅探題」の題で口頭報告し、現在論文を執筆中である。2、以上の成果も組み込んで、博士学位申請論文「六波羅探題の成立・展開と公家政権」を執筆した。その内容については、まず六波羅探題研究の現状をまとめ、その課題を提示した。その上で、京都市中とその周辺の警備活動、京都大番役、寺社紛争の処理、畿内・西国の訴訟案件の処理と悪党の逮捕、以上4つの機能の分析を通して、六波羅探題の成立・展開過程と存在形態の変化、公家政権・王権(及び幕府)との関係と歴史的位置について明らかにした。本論文は2004年12月に大阪大学に提出し、2005年3月に博士(文学)の学位を取得した。3、平安末鎌倉中期における京都大番役の実態について、その勤務の場に注目して考察し、大番と内裏・王権との関係とその変質について論じた。これについては、平安京・京都研究会編『院政期の内裏・大内裏と院御所(仮)』(東京大学出版会、2005年刊行予定)に、「王権・内裏と大番」の題で論文を発表の予定である。今年度も昨年度に引き続き史料の収集作業を進めるとともに、研究課題のうち、(1)鎌倉時代の寺社紛争における六波羅探題の機能・役割とその変遷、(2)六波羅探題の西国支配機構の形成過程とその背景・影響、以上の2点について主に研究を行った。まず史料収集については、『鎌倉遺文』所収の『勘仲記』裏文書全点を複写・整理した。また、国立歴史民俗博物館所蔵『兼仲卿記(勘仲記)』原本の紙焼き写真を購入し、日記・裏文書それぞれの一部について、『増補史料大成』・『鎌倉遺文』所収分の校訂や未収史料の翻刻、データベースの作成作業を進めている。その他、本研究に関連する活字史料を『大日本史料』や古記録などから検索し、整理した。次に(1)については、昨年度の大阪歴史学会中世史部会9月例会における口頭報告で得た意見・批判を踏まえて、史料の補足や見解の修正を行い、論文の執筆を進めた。また(2)に関連して、治承・寿永内乱期における鎌倉幕府権力の形成の実態に関する著作の批判的検討を行い、六波羅探題成立の前提状況の把握に努めた。これにより、承久の乱後における幕府・六波羅探題の畿内・西国支配のあり方を探るヒントが得られたことは収穫であった。この成果の一部は、日本史研究会中世史部会・大阪歴史学会中世史部会2月合同部会において口頭報告した。その他、史学合の依頼により「2004年の歴史学会-回顧と展望-」の「日本中世二、政治・法制鎌倉期」の項を執筆した。また昨年研究を行った、平安末鎌倉中期における京都大番役と内裏・王権との関係及びその変質についての成果は、平安京・京都研究会編『院政期の内裏・大内裏と院御所』(文理閣、2006年刊行予定)に、「王権・内裏と大番」の題で公表される予定である。

本年度は主に、研究目的の(2)六波羅探題の西国支配機構の形成過程とその背景・影響についての研究を行った。まず前年度に引き続き、鎌倉幕府の成立を治承・寿永内乱期の戦争の実態や地域社会の動向から分析した川合康氏の著作の批判的検討を行い、荘郷地頭制、幕府権力の形成・定着、地域における領主間競合の各論点について、その特徴・成果と問題点・課題を明らかにした。この成果については書評としてまとめ、『ヒストリア』205号(2007年)に掲載される予定である。次に、上記研究課題の分析のため、『鎌倉遺文』から六波羅探題発給文書を、モンゴル襲来以前の分は全点、以後については指令執行を使節に命じる内容の御教書を検索し、整理した。これをもとに現在、『鎌倉遺文』から更に関係史料を収集し、読み込みを進めている。また、京都府立山城郷土資料館・京都大学文学部古文書室に出張し、関係史料の閲覧・撮影を行った。本年度は考察・論文執筆までには至らなかったが、今後は承久の乱の戦後処理、在京御家人の活動の内容、畿内・西国の地域社会の動向と六波羅探題の支配との関わりといった点から、この問題の考察を進めようと考えている。三点目に、前年度に引き続き、『勘仲記』裏文書の史料目録・データベースの作成、『鎌倉遺文』所収分の校訂と未収分の翻刻を行った。その作業の過程で、鎌倉後期に多武峯の内部で起こった一つの紛争に関する史料に注目し、紙焼き写真を利用して活字の校訂を進め、国立歴史民俗博物館に出張して原本の閲覧を行うとともに、分析・考察を通して裁判過程や紛争発生の経緯の復元を図った。これについては、現在論文を執筆中である。
古代アンデスの農村と神殿：古環境における生態資源利用と社会変化の研究

アンデス文明の形成過程の始まりは神殿の登場にあるとされ、とくに土器の導入に先立つ「先土器神殿」の重要性が指摘されているが、その編年研究が遅れている点、「神殿が成立する要件」が実証的に説明されていない点が分野における課題である。応募者は2016年度までに、ペルー北部カハマルカ県のモスキート遺跡の発掘から、先土器神殿の至近で灌漑農耕が行われていた証拠を得た。そして「神殿間の遠隔地交易を荷駄獣リャマが支える」「リャマが肥料をもたらす」「耕作地からの除石が神殿の建材になる」という相互関係に着目し、文明形成の画期たる「農村としての神殿」の具体像を解明するべく本研究を計画した。2018年度には、モスキート遺跡の所在するモスキート平原と、その西側に谷を挟んで広がり、同じ時代の遺構群の分布が見込まれるラマダ平原にてドローン測量を実施し、2019年度に予定している発掘調査範囲全域の地形図の作成を完了した。2017年度にはモスキート平原の東半分を主たる対象として、地下に埋もれた灌漑用水路の流路をボーリング調査で特定しており、この成果を合わせて遺跡全体の土地利用を復元する準備が整った。また代表者は、同じく代表をつとめる「ワヌコ盆地の古代と現代:アンデス文明形成期の神殿遺跡と地域社会」(課題番号17H05110)において、ペルー中部山地ワヌコ盆地にて先土器期に始まる神殿遺跡群を調査しており、双方を比較する視点から成果発表を行った。なお本研究を日本のアンデス考古学史の中に位置づけた論考も複数発表した。2018年度にモスキート平原の西半分をボーリング調査し、2017年度の東半分と同様に、地下に埋もれた灌漑用水路の流路を特定することを計画していたが、多雨に伴う濃い植生に阻まれて実施できなかった。ただし2018年度にはドローン測量により調査範囲全域の地形図の作成を完了するなど、2019年度の発掘調査の準備には支障を生じていない。2019年度の発掘調査は以上の成果と懸案事項とを受けて計画する。すなわち、モスキート遺跡の1地点、ラマダ平原の2地点に見られる大型の神殿建築を発掘して、その編年上の位置と建築形態の詳細、伴う遺物を明らかにするとともに、必要に応じて多数の発掘作業員を動員して草刈りを実施し、ボーリング調査とより詳細な地形図作成を行う。その成果を現地でリアルタイムで検討し、計画的に住居址・家畜囲いなどの小規模遺構群の検出をはかる。応募者は平成28年度までに、ペルー北部のモスキート遺跡の発掘から、先土器神殿の至近で灌漑農耕が行われていた証拠を得た。同じく代表者をつとめる「ワヌコ盆地の古代と現代:アンデス文明形成期の神殿遺跡と地域社会」(課題番号17H05110)によって、ペルー中部山地ワヌコ盆地にて先土器期に始まる神殿遺跡群を調査しており、双方を比較する視点から成果を発表してきた。また東京大学総合研究博物館放射性炭素年代測定室と連携し、アンデス文明の遺物・遺構の編年の精緻化を進めた。平成29年度は11月にモスキート平原にてボーリング調査を実施した。これまでに検出した水路は、全ての区間が明確に確認できたわけではない。後世の降雨で分断された箇所はやむを得ないが、堆積で深く埋もれてしまった箇所は発掘さえすれば検出が期待できる。ただし発掘は効率が悪いため、手動ボーリング器による地下の水成層の検出を試行し、成功した。トータルステーションを用いてボーリング地点をと頭上に落とし、水路の形状が判明した。地形に応じて分岐して平原のあちこちへ水を供給しており、また大きな自然岩の狭い隙間を流路に組み込んで水門を設け、流路を調整したことがわかった。また平成27年度までに発掘した炭化物サンプルを見直し、神殿の編年を決定するのに必要なサンプルを年代測定し、またワヌコ盆地の試料との比較を行った。発掘せずに流路を推定するという手法は成功し、今後もモスキート平原の各所で実施可能である。当初の予定では土壌からサンプルを採取する考えであったが、きわめて堅い土質のため取り出しにあたって層位が保てないことが分かり、サンプル採取には不向きであることを確認した。そのためむしろ平成31年度に予定している発掘調査において体系的にサンプリングを実施することにした。

そして「神殿間の遠隔地交易を荷駄獣リャマが支える」「リャマが肥料をもたらす」「耕作地からの除石が神殿の建材になる」という相互関係に着目し、文明形成の画期たる「農村としての神殿」の具体像を解明するべく本研究を計画した。2018年度には、モスキート遺跡の所在するモスキート平原と、その西側に谷を挟んで広がり、同じ時代の遺構群の分布が見込まれるラマダ平原にてドローン測量を実施し、2019年度に予定している発掘調査範囲全域の地形図の作成を完了した。2017年度にはモスキート平原の東半分を主たる対象として、地下に埋もれた灌漑用水路の流路をボーリング調査で特定しており、この成果を合わせて遺跡全体の土地利用を復元する準備が整った。また代表者は、同じく代表をつとめる「ワヌコ盆地の古代と現代:アンデス文明形成期の神殿遺跡と地域社会」(課題番号17H05110)において、ペルー中部山地ワヌコ盆地にて先土器期に始まる神殿遺跡群を調査しており、双方を比較する視点から成果発表を行った。なお本研究を日本のアンデス考古学史の中に位置づけた論考も複数発表した。2018年度にモスキート平原の西半分をボーリング調査し、2017年度の東半分と同様に、地下に埋もれた灌漑用水路の流路を特定することを計画していたが、多雨に伴う濃い植生に阻まれて実施できなかった。ただし2018年度にはドローン測量により調査範囲全域の地形図の作成を完了するなど、2019年度の発掘調査の準備には支障を生じていない。平成29年度のボーリング調査では、モスキート平原の東半分を主たる対象として、地下に埋もれた灌漑用水路の流路を特定することに成功したが、同様にモスキート平原西側で部分的に確認済みの用水路についても、流路の全体像を把握するべく調査する。またラマダ平原については部分的にしか地図が作製されていないが、モスキート遺跡に見られる大型の公共祭祀建造物が複数地点で確認されており、それらを平成31年度に発掘するための準備として測量する。8月にモスキート平原・ラマダ平原の測量とボーイング調査を2週間実施する。また31年に過去の調査によって得られたモスキート遺跡の獣骨などの遺物を約1ヶ月間分析する。2019年度の発掘調査は以上の成果と懸案事項とを受けて計画する。すなわち、モスキート遺跡の1地点、ラマダ平原の2地点に見られる大型の神殿建築を発掘して、その編年上の位置と建築形態の詳細、伴う遺物を明らかにするとともに、必要に応じて多数の発掘作業員を動員して草刈りを実施し、ボーリング調査とより詳細な地形図作成を行う。その成果を現地でリアルタイムで検討し、計画的に住居址・家畜囲いなどの小規模遺構群の検出をはかる。
旧制高校入試における多面的・総合的評価に関する研究-現在の入試改革を見据えて-

本研究は、戦前期の旧制高校入試において、入試の実施主体である高校長がどのような教育的観点でその選抜を行ったか、受験者を送り出す中学校長がその入試に向けてどのような理念で教育指導を行ったかを分析し、学校間接続が潜在的に内包する「普遍的な問題」を考察するとともに現代の大学入試改革を考える際の着眼点を析出することを目的とする。そのため、本研究では、既知の「国家」や「受験者」の入試観に、これまでの研究では解明が十分なされていない「高校長」「中学校長」の入試観をクロスして分析することで、入試をより多角的に捉える観点を導き、学校間接続が潜在的に内包する「普遍的な問題」を考察する。
ニットー、ナショナル、日蓄オリエント各社のディスコグラフィ作成

当該年度は白熊印ナショナルレコードのディスコグラフィ(音盤目録)作成に多くの時間を割いた。ナショナルレコードは大阪蓄音機株式会社のレーベルで、同社は明治期に複写盤メーカーとしてスタートしたが、大正に入り正規盤(自社制作盤)の録音・製造も行うようになった。したがってナショナルレコードには複写盤と正規盤が混在するが、当該研究で扱うのは正規盤に関してである。正規盤制作開始の具体的な時期は不明だが、大正4(1915)年の新譜は確認できている。メーカーやレコード店発行の月報や目録、あるいは新聞・雑誌広告からの情報が確実に得られるのは大正6(1917)年あたりからで、それ以前に発売されたものに関しては不明な部分が多く、実物のレコード盤を確認することが唯一の情報である場合も少なくない。ただディスコグラフィとしての体裁はほぼ出来上がったといえる。同時期のニッポノホンやオリエントあるいは東京レコード等に比べるとナショナルの商品ラインアップは小粒だが、それでも初代中村鴈治郎や山崎長之輔、松浪義雄、若浦糸子、三笠萬里子らの演劇レコード、設立間もない宝塚少女歌劇の初録音を含む7枚、他社にも多くの録音を残した初代桂春団治や立花家花橘の初期のレコード、あるいは琉球新音譜10枚など今となっては掛け替えのない貴重な録音を多く含む。これらを網羅的に一覧できるようにできた意義は大きいと考える。また平成29年度に入力作業を終えた大正期のニットーレコード約2000枚分のデータに関しては、現在ディスコグラフィの形にするための作業中である。当該年度は予想外の所用が多発し、日蓄オリエントと昭和期ニットーのデータ入力作業が大幅に滞った。また当初予定していた入力作業補助のアルバイトに適当な人材を確保できなかったことも大きい。アルバイトの件を含め、データ入力作業を早急に進めたい。また各社レコードの書誌的データもまだ集め切れてはいないので、並行して収集に努め、ディスコグラフィに反映させたい。平成29年度は当該研究のテーマに挙げた3つのレーベルの内、大阪のツバメ印ニットーレコードの大正期に関するディスコグラフィ作成に着手した。ニットーレコードは大正10年4月の第一回発売に始まり、昭和10年代まで存在した戦前の日本を代表するレーベルのひとつである。近年の研究領域では、ニットーを東京の日本蓄音器商会のニッポノホンと比較し、関西色の強いローカルレーベルであるとする向きがある。たしかに多くの義太夫レコードや、初代桂春團治、立花家花橘の上方落語、南地力松の端唄俗曲等にばかり目を向ければ、そういった見方も出来なくはない。しかし豊竹古靱太夫、吉住小三郎・稀音家浄観、清元延寿太夫、芳村伊十郎、芳村孝次郎、常磐津松尾太夫、観世左近といった当時の一流演奏家による、それぞれのジャンルの主要曲の全曲あるいはそれに近い録音が多数あり、加えて当時の来日演奏家のクラシック音楽、外国人講師による英語教材を初めとする教育レコードなども積極的に制作している。これはニッポノホンに引けを取るどころか、それを上回る内容のものも多くあったといえる。そしてこれらの多くが大正期に集中して制作されているところから、ニットーレコードを正しく評価するためには、この時期の充実したディスコグラフィの作成が必須である。ディスコグラフィ作成の手法は、大阪朝日新聞、大阪毎日新聞掲載の新譜広告、同社の月報である『ニットータイムス』等から新譜情報を抽出し、それらをExcelに入力するものである。当該年度は、大正期に発売された約2000枚についてのデータ入力を完了した。当初の目標としては、録音方式がアコースティックからマイクロホン録音に切り替わる昭和3年頃を考えていたが、果たせなかった。ただデーターはほぼ集まっていて、入力作業は現在進行中である。

当該年度と同様の方法で推進し、ニットーレコードと並行して白熊印ナショナルレコード、日蓄オリエントレコードについてもデータ入力を進める。また各社月報等のレコード資料の収集も継続して行う。アルバイトの件を含め、データ入力作業を早急に進めたい。また各社レコードの書誌的データもまだ集め切れてはいないので、並行して収集に努め、ディスコグラフィに反映させたい。当該年度は、国立国会図書館等への出張調査の回数が予定より少なかった。次年度は出張調査を増やし、残額をより多くの資料閲覧のために充てたい。【現在までの進捗状況】において触れた通り、当該年度は予想外の所用が多発したため、計画していた調査出張の数件を実行できなかった。次年度使用額の発生はそのためである。今年度は前年度に実施できなかった分も含め調査出張を行いたい。
炭素・炭素結合のラジカル開裂と再結合を示す揺動分子の合成と性質

炭素・炭素結合の開裂により、孤立電子をもつラジカル種が生成する可能性がある化合物を幾つか合成し、その熱および光による反応を検討した。反応の中間に生成するビラジカルは期待に反して揺動的性質を示す安定な分子種として単離はできず、さらに反応へと進行し、意外な転位生成物を与えた。さらに、水素原子が、或る結合位置から分子中の別の位置に移り変わり、また元の位置に戻るという運動を繰り返している化合物を幾つか合成し、そのダイナミックな挙動の分子構造上の要因を明らかにした。21年度の研究計画に記した、NMRによるダイナミクス検討のためのモデル化合物として、ヒドロキシ基のオルト位の置換基を非対称に変えた化合物の合成を目指して多くの実験を重ねた。しかし、シクロプロパン化合物に酸化する過程に困難があり、目的のジラジカル前駆体は合成できなかった。ただし、これら酸化反応で予想外の8員環ラクトン誘導体、キノノイド化合物など構造的にも、また反応挙動としても興味深い化合物が得られた。また、既に揺動挙動が明らかにされている化合物のビラジカル状態をフラーレン(C^<60>)で補足する試みも計画通りに行った。TOFマスにより1:1で補足された化合物が確認されたが、単離と生成には至っていない。揺動挙動が明らかにされているp,p-接合のシクロプロパンの前駆体、すなわち、2,2-bis(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)indan-1,3-dionの異性体に相当する2-(3,5-di-t-butyl-4-hydroxy)-2-(3,5-di-t-butyl-2-hydroxyphenyl)indan-1,3-dione(1)を合成し、その酸化反応を行ったところ、目的のスピロ化合物はえ生成せず、3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl基がシクロヘキサジエノン型のキノノイド環に変化し、かつ3,5-di-t-butyl-2-hydroxy基の酸素原子がキノノイド環のipso位に転移した5員環ジスピロ化合物2が得られた。この予期せぬ生成物の構造はX線結晶解析により確定した。この化合物も炭素-酸素結合の開裂によりビラジカルを与え、さらに再結合による揺動挙動を示すものと期待されるため、熱反応と光反応を試みた。2は熱に対しては安定であったが、光照射により環の拡大転移した化合物3が生成することがわかった。この反応過程では結合のホモリシスが起こってビラジカルが予想通り生じていると思われるが、そのまま再結合に戻ることなく、さらに反応が進行して3を与えたものと推定される。研究計画に従ってtetrakis(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl)methaneの合成を目指した。合成経路の中間体としてquinone bis(4-hydoroxyphenyl)methide(1)の構造修飾体をいくつか得た。これらに4個目の4-hydoroxyphenyl基を導入する過程で困難に直面しているが、(1)が示す種々の興味深い性質を明らかにした。すなわち、酸あるいは塩基による可逆的クロミズム、キノンメチド骨格上でのダイナミックなプロトン移動、酸化による種々の新しいガルビノキシルラジカル誘導体の生成などである。また、これらの合成過程で得られた2,2-bis(4-hidorxyphenyl-3-phenylphenyl)-1, 3-indandione(2)が、scissors形ホスト化合物として種々のホスト・ゲスト包接結晶を与えることを見出した。これら結晶のX線結晶解析を行った結果、疑似4中心分岐型水素結合とも言うべき超分子ネットワークのモチーフを明らかにした。ケンブリッジX線結晶データベースで検索したところ、このモチーフがごく一般的に存在することを見出し、これまで見過ごされていた重要な分子間相互作用であることをつきとめた。さらに、C-C結合が開裂することによりpush-pull効果により安定化されたビラジカルが生成すると期待される化合物を、本課題の目的化合物として分子設計した。すなわち、ビンドンと種々のジアミン類との反応を試みたところ、ビンドンのC-C結合が開裂してジアミン類が縮合した窒素複素環化合物やスピロ型アミナール誘導体などが得られた。ここで得られたスピロ接合アミナール類は平面パイ共役系が大きくないにも拘らず着色化合物であることに注目し、DFT計算や電子スペクトルなどを検討したところ、スピロ共役を介した分子内電荷移動吸収が要因であることを明らかにした。研究課題に沿う目的分子として、安定なラジカルとなり得るガルビノキシルラジカルの前駆体を種々合成した。実際にこれらを酸化すると、ラジカルの生成が確認された。これらのうち、フェノキシル環のオルト位とパラ位どうしで再結合してスピロ環が形成される例を見い出した。この前駆体の揺動性は認められなかったが、光照射により意外な転位反応を起こすことがわかった。光によりsp

3炭素・炭素結合のラジカル開裂を示す例として、これまであまり例のない骨格であり、今後、新規ラジカル発生の分子設計に用いられる系として意義深いと思われる。上述の系の固体化合物の中に、融解したのち、再び固化し、再度融解するという非常に興味深い相変化の挙動を示す化合物を見い出した。顕微赤外の温度変化、NMRなどを駆使して検討した結果、再固化した固体は初めのガルビノキシルラジカルの前駆体のOH基が分子内でプロトン移動を起こしてキノノイド環の酸素にシフトした構造であることをつきとめた。また、最後に融解した状態は、初めのガルビノキシルラジカルの前駆体に戻っていることもわかった。つまり、プロトン移動が相の変化を誘起していることを示している。DSCの結果からは初期の融解の熱量変化が著しく小さいことも分った。これらの結果は、今後さらに、深く研究するに値する重要な発展の芽と思われる。本研究のきっかけとなった、スピロシクロプロパン誘導体をイサチン骨格で実現できないか検討する過程で、種々の興味深いスピロアミナール化合物や転位化合物を単離した。これらの構造およびスペクトル上のキャラクタリゼーションをおこない、新たなソルバトクロミズの系を開発した。炭素・炭素結合の開裂により安定ラジカルを生成させる目的で、push-pull型π共役系の安定ラジカルの前駆体となり得る化合物を幾つか合成した。熱および光照射による挙動を検討した結果、意外な転位反応が起こることがわかった。この転位反応機構は、炭素・炭素結合のラジカル開裂を経ていると推定され、揺動性こそ認められないものの、分子内の再結合を実現させたという点で今後の展開が期待される成果と考えられる。
空間制御型抵抗変化メモリの創成とスイッチングメカニズムの解明

絶縁体ナノワイヤーを用いた抵抗変化メモリを作成し、そのスイッチング特性を調査した。このデバイスにおいては、絶縁体の直径が約40nm程度であるため、この中に作られる導電性フィラメントの数は制限されることになり、スイッチング電圧のばらつきが改善されると期待される。そこで、ポーラスアルミナをナノテンプレートとして電解メッキ法によりニッケルをナノ細孔に埋め込むことでニッケルナノワイヤーを作成し、その後、このナノワイヤーを酸化することで抵抗変化メモリを得た。このナノワイヤーを絶縁体とする抵抗変化メモリのスイッチング特性を調べた結果、通常の薄膜を用いたものに比べ、スイッチング電圧のばらつきは抑制された。抵抗変化メモリにおけるスイッチング現象の鍵である導電性フィラメントの空間的広がりに関する情報を得るため、本研究では、色々な大きさの絶縁体ナノワイヤーで金属/ナノワイヤー/金属接合を作成し、その電流&#8212;電圧特性を調査している。H27年度は、研究計画に従って、アルミニウムをシュウ酸陽極酸化して得られるポーラスアルミナのナノホールに電解メッキ法でニッケルを埋め込み、多結晶ニッケルナノワイヤーを作成した。ナノワイヤーの典型的な大きさは、直径30 nm、長さ300 nmである。得られたニッケルナノワイヤーは導電性を示し金属であった。このナノワイヤーを酸化して絶縁体化する必要がるが、それには、2つの方法がある。一つは、ナノホール中に金属を埋め込んだまま酸素中で熱処理する方法、もう一つは、ポーラスアルミナを化学処理で除去して、ニッケルナノワイヤーを露出させ、これを酸素雰囲気中で熱処理する方法である。前者の場合、絶縁体が2種類になるため、これに電極付けを行い、スイッチングさせてもどっちの絶縁体にフィラメントが形成されているかわからない。このため、後者の方法を採用し、色々な条件でニッケルナノワイヤーを酸化させた。その結果、酸化時間が5分以上になると酸化による体積膨張のため、ナノワイヤー同士が繋がり、10分以上では、ほぼ、薄膜状になることがわかった。この結果をもとに、酸化時間を30秒にして酸化を試みたが、出来上がった試料には導電性があり、酸化膜としての十分な絶縁性を持たせることができなかった。平成27年度は、陽極酸化ポーラスアルミナをナノテンプレートとして、電解メッキ法で多結晶ナノワイヤーを、VLS成長法で単結晶ナノワイヤーを作成する予定であった。多結晶ニッケルナノワイヤーの作成には成功したが、ニッケルを酸化してNiOにした際、体積が膨張しナノワイヤー同士が繋がってほぼ薄膜状態になってしまっている。これらを踏まえて、陽極酸化条件を変えて、ナノホールの間隔を大きくし、ニッケルナノワイヤーを酸化した際にナノワイヤー同士が繋がらないような工夫を行った。上述の場合のナノワイヤーの間隔は40 nm程度であったが、今回の処理で、その間隔を100 nmすることができた。しかしながら、同時にナノホールの直径も100 nm程度になってしまい、当初の目的よりはるかに大きなものになってしまった。単結晶作成に関しては、全く研究が行えていない。これは、研究室移転に伴いMBE装置の排気装置が壊れたため、装置内部を超高真空にできなくなったためである。昨年度の研究で得られた知見を基にして平成28年度は、アルミニウムを陽極酸化することで細孔径が40nm程度のものを準備し、この細孔へのニッケルの埋め込みを電解メッキ法で行った。これにより、ナノ細孔にニッケルナノワイヤーが出来上がる。電流-電圧特製の評価の際にナノワイヤー周りのアルミナが邪魔になるので、これを化学的手法により除去し、ニッケルナノワイヤーを露出させた。このナノワイヤーを酸素プラズマにより酸化し、酸化ニッケルをニッケルナノワイヤー上に形成した。作成されたNiO/Niナノワイヤーを透過型電子顕微鏡により観察したところ、酸化時間が1分、3分、5分と長くなるにつれて、膜厚も厚くなる傾向が見られた。また、この観察により酸化ニッケルはアモルファス状になっていることが確認された。これは、高いエネルギーをもった酸素ラジカルがニッケルに打ち込まれるため、もともと規則正しい配列であったものが、ランダムになったためであると推察される。さて、これらの電流-電圧特性を評価した結果、酸化時間が1分の試料では、明瞭なスイッチングが観測されたものの、スイッチング電圧のばらつきは、やや大きなものであった。酸化時間が3分になるとこれがスイッチング電圧のばらつきはある程度抑制され、フィラメントの閉じ込め効果を確認できた。5分の試料では、再びスイッチング電圧のばらつきは大きくなった。これは、酸化時間とともに膜厚が厚くなることで、フィラメントの閉じ込め効果が小さくなったせいだと考えられる。平成27年度と28年度にわたり、陽極酸化ポーラスアルミナのナノ細孔を用いて金属ナノワイヤーを作成し、アルミナ除去後のナノワイヤーを酸化することで絶縁体ナノワイヤーを作成してきた。その結果、通常の陽極酸化条件で得られる40nm程度のナノワイヤーでは、酸化時間が長くなると、酸化による体積膨張が起こり、ナノワイヤー同士が密着してしまう結果となった。これを防ぐために、ナノ細孔の間隔が大きくなるような条件を探し出したが、同時に、ナノ細孔径も大きくなり、100nm程度となってしまった。これは、本来のフィラメントの閉じ込め効果を狙う目的とは大きく外れてしまっており、ナノワイヤー作成方法の見直しが必要である。単結晶ナノワイヤー作成に関しては、本年度、薄膜作成装置の排気ユニットを更新することができたので、VLS法での試料作成を試みている。

本装置の排気装置は、ターボ分子ポンプであり、このため、高い酸素分圧には対応できない。これまでのところ、酸素分圧を調整しながら成膜を試みているが、ナノワイヤーの作成には至っていない。抵抗変化メモリは、2枚の金属で挟まれた絶縁体の抵抗状態を記憶できる高速応答メモリであり次世代不揮発性メモリとして期待されている。抵抗変化は絶縁体が絶縁破壊を起こすときに生じるが、このときの電圧が毎回異なることが実用上大きな障害となっている。これは、フィラメントモデルによると、絶縁破壊時に絶縁体内に電気抵抗の異なる導電性フィラメントが無数に形成されて、スイッチング毎にこれらがランダムに選択されるためだと解釈される。従って、スイッチング電圧のバラツキを改善するためには、絶縁体内に形成される導電性フィラメントの数や種類を少なくすることが望まれる。これを実現するために、端的には、フィラメントが形成される空間を制限すればよいことになる。そこで、本研究では、全方位に空間制限が可能となるナノワイヤーを用いて、フィラメント形成空間を制限することで、この抵抗変化メモリのスイッチング電圧の再現性が向上するかどうかについて調査した。ナノワイヤーの作成には、陽極酸化ポーラスアルミナのナノホールをテンプレートとした電解メッキ法を用い、硫酸ニッケル水溶液にてニッケルナノワイヤーを作成した。この方法では、ナノワイヤーはポーラスアルミナのナノホール中に形成される。これを抵抗変化メモリに応用するためには、ナノワイヤーを露出させ、基板に対して垂直に自立していなければならない。このために、ニッケルの埋め込み後、ポーラスアルミナを部分的に除去し、残留ポーラスアルミナがナノワイヤーを支持する構造にした。こうして得られたニッケル金属ナノワイヤーを酸化してNiOナノワイヤーとした。この絶縁体ナノワイヤーを用いた抵抗変化メモリのスイッチング特性を調べた結果、スイッチング電圧のばらつきは、明らかに小さくなった。このことから、フィラメント形成空間の抑制でスイッチング電圧の再現性を向上できることがわかった。絶縁体ナノワイヤーを用いた抵抗変化メモリを作成し、そのスイッチング特性を調査した。このデバイスにおいては、絶縁体の直径が約40nm程度であるため、この中に作られる導電性フィラメントの数は制限されることになり、スイッチング電圧のばらつきが改善されると期待される。そこで、ポーラスアルミナをナノテンプレートとして電解メッキ法によりニッケルをナノ細孔に埋め込むことでニッケルナノワイヤーを作成し、その後、このナノワイヤーを酸化することで抵抗変化メモリを得た。このナノワイヤーを絶縁体とする抵抗変化メモリのスイッチング特性を調べた結果、通常の薄膜を用いたものに比べ、スイッチング電圧のばらつきは抑制された。多結晶絶縁体作成に関しては、ナノワイヤー同士の体積膨張による癒着を避けるために、ナノホール間隔を大きくする化学処理を用いて、ホール間隔を大きくすることまではできている。ただし、このとき、ホール径も大きくなりおおよそ100 nm程度である。