hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
ヘテロエピタキシャル成長における歪みの原子ミキシングへの影響

機能性材料の創成に重要な薄膜成長において、歪みの影響、特に、"ヘテロエピタキシャル成長における原子の混合(Intermixing)に与える歪みの影響"について焦点を絞り明らかにすることを目的とした。その結果、(1)Ge(111)面上のSi層のヘテロエピタキシー構造では、焼鈍温度が450°Cの条件で、厚さ2層が原子混合の起こらない限界の膜厚であることを示した。(2)Ge/Si(111)系の固相エピタキシー成長を例に、成長後の表面形状からIntermixingの有無を判定する条件を提案した。機能性材料の創成に重要な薄膜成長において、歪みの影響、特に、`ヘテロエピタキシャル成長における原子の混合(Intermixing)に与える歪みの影響'について焦点を絞り明らかにすることを目的とした。平成24年度は、Intermixingが起こると薄膜成長、特に、ナノスケールの薄膜形状に大きな変化が予想されることから、Ge(111)表面上に形成するSiエピタキシャル層の成長について詳細に観察し、Ge(111)面上のSi薄膜は、Si層の厚みが2層を超えるとGe基板からSi層にGe原子がIntermixingを起こす事を明らかとした。平成25年度は、格子定数を制御したGeSi(111)バッファー層にSi層を成長させSi(111)√3×√3-Agの表面バンドの状態を測定することで、有効質量の延伸歪みに対する依存性を詳細に測定することを目標とした。しかし、バッファー層の表面平坦性に強い成膜条件およびアニーリング条件依存性があること、また、バッファー層がSiGe混合層ではIntermixingの有無を判定することが難しくなることが分かり、Si/Ge/Si(111)の3層構造の中間のGe層の厚みを変えることで、最上層のSi層の歪み量を変化させる実験を試みた。その結果、昨年度明らかにしたGe層が3層以上でintermixingが起こることと対応し、Ge層が2層までは平坦な表面を形成することが分かり、その上にさらに平坦なSi層を形成させられることが分った。また、その時のSi層の歪みは、約1.8%の延伸歪みとなり、√3×√3-Agの表面バンド有効質量は歪みに対して線型ではないことが分った。この他、平成24年までの成果を国際会議で発表したが、上述の平成25年度の成果は、今後、国際会議で発表し、英文誌に投稿の予定である。平成24年度は、Intermixingが起こると薄膜成長、特に、ナノスケールの薄膜形状に大きな変化が予想されることから、Ge(111)表面上に形成するSiエピタキシャル層の成長について詳細に観察した。実験は既存の薄膜成長装置として3連の電子ビーム蒸発源が組込まれた超高真空走査トンネル顕微鏡(STM)装置を用いて行った。そして、同じ成長条件でSi層の厚みを変えた試料をKEK-PFのBL-18Aの光電子分光装置において作製し、内核励起による表面敏感光電子スペクトルから、表面におけるSiとGeの組成変化を測定し、Intermixingの量的変化を測定した。また、厚さを変えたSi層の上にAgを吸着させ、√3×√3-Ag(√3-Ag)表面を形成し角度分解光電子分光(AR-PES)により表面バンドの測定を行い、スペクトルのΓ点の位置から格子定数、表面バンドの分散から有効質量を見積もった。その結果、Ge(111)面上のSi薄膜は、Si層の厚みが2層を超えるとGe基板からSi層にGe原子がIntermixingを起こす事が明らかと成った。この成果は、国際会議で発表され、英文誌Journal of Applied Physicsに投稿、2013年2月に掲載させることが出来た。機能性材料の創成に重要な薄膜成長における歪みの影響、特に、"ヘテロエピタキシャル成長における原子の混合(Intermixing)に与える歪みの影響"について焦点を絞り明らかにすることを目的とした。平成25年度は、Si/Ge/Si(111)の3層構造の中間のGe層の厚みを変えることで、最上層のSi層の歪み量を変化させる実験を試みた。

この3層構造の薄膜形成では、Ge(111)面上のSi層で観測された約2.1%の延伸歪みよりも小さな約1.8%の延伸歪みを示したが、√3×√3-Agの表面バンド有効質量は約2.0m*となり、歪みのない場合と変わらなかった。ただし、この3層構造の表面では、表面が荒れるためか√3×√3構造のLEEDパターンはブロードであり、バンド分散の測定精度は余り良くないが、√3×√3-Agの表面バンド有効質量は歪みに対して線型ではないと考えられる結果を得た。平成26年度は、Si(111)面上にアモルファスGeを数層数十層成長させアニーリングによって、固相エピタキシ-させた表面の表面形状を観測した。このアニーリング過程における表面形状のSTM観察からIntermixingが起こるか否かの判定が可能であることを見出した。また、表面の歪み量を定量的に測定する方法として、これまで角度分解光電子分光測定のΓ点の位置から格子定数を求めていたが、反射高速電子回折の菊地線の位置変化から歪み量を見積もる手法を考案した。表面科学格子定数を制御したGeSi(111)バッファー層にSi層を成長させSi(111)√3×√3-Agの表面バンドの状態を測定することで、有効質量の延伸歪みに対する依存性を詳細に測定することを目標としたが、歪み層の成長条件探査に手間取り、Si/Ge/Si(111)の3層構造の中間のGe層の厚みを変えることで、最上層のSi層の歪み量を変化させる実験を試みた。その結果Si層の延伸歪み1.8%の試料が測定できた。そして、√3×√3-Agの表面バンド有効質量は歪みに対して線型ではないと言う大きな結果が得られた。これに加え、平坦な表面を持つGe歪み層を得るために、Si(111)面上にアモルファスGeを数十層成長させアニーリングによって、固相エピタキシ-させた表面では、アニーリング温度が400°Cまでは、インターミキシングが起こらないことを見出した。ただし、Ge原子の拡散は非常に活発で、大きな溝を形成することが分った。この溝の間隔は数百nm程度であり、かなり大きなテラスが形成される。また、アニーリング温度が600°Cを超えるとIntermixingが始まりSiおよびGe原子の拡散がさらに活発化し、溝の幅が広がり台地状のSiGeの島(幅:数百nm)が形成することが分った。また、表面の歪み量を定量的に測定する方法として、角度分解光電子分光測定のΓ点の位置から格子定数を求めていたが、光電子測定が高エネルギー加速器研究機構でないと測定できないため、実験室で行える反射高速電子回折から見積もる手法を考案した。膜成長における「歪みによるIntermixing」を明らかにし、その成果を国際会議で発表したのみではなく、英文誌Journal of Applied Physicsに年度内に掲載させることが出来たことは、計画以上に進展したと言える。当初、KEK-PFのBL-18Aの光電子分光装置が共同利用であり膜厚の異なる試料をビームラインで薄膜成長させAR-PES測定を行うには順調にいっても時間がかかることが予想された。したがって、マシーンタイムの制限から平成24年度だけでは、膜厚による変化を系統的に調べることは難しいと考えていた。しかし、年度前半で非常に順調に測定が進んだため、系統的なデータが測定できた。そして、その結果をまとめると、膜厚の増加に対して格子定数は増加するが、有効質量はSi層の膜厚が2層以上になると減少し、これまでの結果と矛盾した。この矛盾は、膜厚の増加に伴い内部歪みが増加し、2層以上でIntermixingにより緩和されることで説明出来た。
日本の回教工作とムスリム・コミュニティに関する歴史人類学的研究

本研究の目的は、日本軍主導の回教工作(対イスラーム宣撫・懐柔工作)の全体像および地域的展開を明らかにし、日本軍占領下の回教徒社会(主に回民)の具体的状況を再構成し、植民地主義と中国の「少数民族」との関連性を検討することにある。中国の「少数民族」地域における日本軍の植民地支配についてはその実態はほとんど解明されていないことをふまえ、本研究では「蒙疆」の回民に注目し、日本軍特務機関や民間団体の回教工作の全貌、日本軍の傀儡団体の組織構成と活動内容、回民社会の権力構造の変容を史料(特に日本軍の機密史料、傀儡団体の機関誌)および口述資料にもとづいて再構成し、その問題点に検討を加えた。本研究課題の主な目的は、日本軍が戦前・戦中期に中国において展開した回教工作(イスラーム工作)の具体的状況を文献調査およびフィールドワークにもとづいて把握・検討し、その問題点を歴史人類学(植民地人類学)的視点から分析することにある。初年度の2013年度は、基礎的な作業として、日本国内および中華人民共和国(北京市、内モンゴル自治区、寧夏回族自治区、甘粛省)の教育・研究機関において日本の回教工作に関連する文献資料を収集・整理し、日本の回教工作の全体像およびそれをとりまく情勢を俯瞰的に把握した。そのような文献調査と並行して、中華人民共和国の内モンゴル自治区において清真寺(モスク)を訪問し、日本の回教工作を見聞きしたことがある情報提供者(ムスリム少数民族)から具体的な話を聞き取り、文献調査では明らかにされにくい当時の具体的状況を調査・記録した。「歴史の生き証人」は現地では次第に減少しつつあるが、関係者の遺族や家族・親族から日本軍占領期の状況について聞き取り現在も可能であり、日本軍特務機関と接触のあった人物の遺族を中心に聞き取り調査を実施し、日本軍占領に対する現地住民の反応を具体的に記録することができた。今後の課題としては、日本の回教工作の全体像は把握できたものの、蒙疆や北京などにの各地域における回教工作の実施状況を丹念に調査・記録する必要がある。このためには次年度以降、さらなる文献調査およびフィールドワーク(インタビュー調査)を現地で継続して実施せねばならない。本研究課題の主な目的は、戦前・戦中期、日本軍が中国大陸において展開した回教工作(イスラーム工作)の具体的状況を文献調査およびフィールドワークにもとづいて把握・検討し、現地のムスリム・コミュニティとの関係性に焦点をあわせながら、回教工作の全体像および地域的特性を歴史人類学(植民地人類学)的視点から分析することにある。2014年度は、初年度の基礎的な作業をふまえ、日本国内および中華人民共和国(北京市の中国社会科学院、寧夏回族自治区の自治区図書館)の教育・研究機関において、日本の回教工作に関連する文献資料を収集・整理し、日本の回教工作の全体像およびそれをとりまく情勢を俯瞰的に把握するよう努めた。とりわけ、日本軍特務機関が蒙疆に設立した西北回教聯合会の機関誌『回教月刊(西北鐘声)』を撮影・整理できたことが大きな成果である。文献調査と並行して、中華人民共和国の内モンゴル自治区フフホト市において清真寺(モスク)を訪問し、日本軍関係者と接触したことがある情報提供者やその遺族(回族)から具体的な話を聞き取り、文献調査では明らかにされにくい当時の具体的状況を調査・記録した。今後の課題としては、日本の回教工作の全体像および蒙疆における回教工作の特性についてはある程度は把握できたものの、現地住民の歴史的記憶を丹念に調査・記録する必要がある。このためには最終年度にさらなる文献調査およびフィールドワーク(インタビュー調査)を現地で継続して実施せねばならない。本研究課題の主な目的は、戦前・戦中期、日本軍が中国大陸において展開した回教工作(イスラーム工作)の具体的状況を文献調査およびフィールドワークにもとづいて把握・検討し、日本軍関係者とムスリム・コミュニティとの関係性に焦点をあわせ、回教工作の全体像および地域的特性を歴史人類学的視点から分析することにある。2015年度は、過去2年の基礎的な作業をふまえ、日本国内および中華人民共和国の教育・研究機関(例えば、早稲田大学図書館、内蒙古科学技術大学)において、日本の回教工作に関連する文献資料を収集・整理し、日本の回教工作の全体像およびそれをとりまく情勢を俯瞰的に把握するよう努めた。とりわけ、日本軍特務機関が「蒙疆」に設立した西北回教聯合会の機関誌『回教月刊(西北鐘声)』の掲載記事を整理・分析できたことが大きな収穫であった。文献調査と並行して、中華人民共和国内モンゴル自治区フフホト市および包頭市において清真寺(モスク)を訪問し、日本軍関係者と接触したことがある情報提供者やその遺族(回族)から植民地支配に関する体験談を聞き取り、既存の文献調査では解明しづらい出来事の具体的状況を調査・記録した。「歴史の生き証人」は現地では次第に減少しつつあるが、関係者の遺族や家族・親族から日本軍占領期の状況について聞き取りは現在も可能であり、日本軍特務機関と接触のあった人物の遺族を中心として聞き取り調査を実施し、日本軍占領に対する現地住民の反応を記録することができた。

これらの文献調査およびフィールドワーク(聞き取り調査)の結果、年度末に成果報告書『日本の回教工作とムスリム・コミュニティの歴史人類学的研究』を冊子として刊行し、中国・日本近現代史に研究に従事する専門家に配布した。本研究の目的は、日本軍主導の回教工作(対イスラーム宣撫・懐柔工作)の全体像および地域的展開を明らかにし、日本軍占領下の回教徒社会(主に回民)の具体的状況を再構成し、植民地主義と中国の「少数民族」との関連性を検討することにある。中国の「少数民族」地域における日本軍の植民地支配についてはその実態はほとんど解明されていないことをふまえ、本研究では「蒙疆」の回民に注目し、日本軍特務機関や民間団体の回教工作の全貌、日本軍の傀儡団体の組織構成と活動内容、回民社会の権力構造の変容を史料(特に日本軍の機密史料、傀儡団体の機関誌)および口述資料にもとづいて再構成し、その問題点に検討を加えた。当初の予定通り、2014年度は現地において文献調査および現地調査(フィールドワーク、インタビュー調査地)を実施できている。とりわけ、北京市や寧夏回族自治区における文献調査では現地の研究者から多大な協力を得て、貴重な統計資料や歴史資料(史料)の複写・撮影が実現した。社会人類学最終年度も、中国の党・行政機関や教育・研究機関の協力者と緊密な連携関係を維持しながら現地調査を実施し、日本国内においては研究会を企画・開催し、本研究課題の調査・研究成果を対外的に発表することを予定している。初年度の2013年度は計画どおり文献調査および現地調査(フィールドワーク、インタビュー調査)を実施できている。現地調査では中国の政府機関や研究機関の関係者から多大な協力を得られたことがおおきい。次年度以降も中国の党・行政機関や研究機関の関係者と緊密な連携関係を維持しながら、本研究課題の成果を対外的に発表することを予定している。文献調査および現地調査を年度末に遂行することができず、次年度以降に執行することにした。2014年度内に外国調査のための旅費として執行する予定である。
メタン資化細菌に学ぶ低級炭化水素有効利用を目指した高度分子変換触媒の開発

メタンをメタノールに変換する生体内酵素としては、鉄を含む可溶性sMMOと銅を含む膜結合型pMMOがあり、後者の構造は最近精密化された。後者のX線の結果及び少なくとも本反応では3モルの銅が高活性には必要であることが報告されているが、反応活性種は特定されていない。本研究では、メタン資化細菌の酸化能力を十分に引き出して、未利用炭素資源であるメタンを有効に利用できる系の構築を目指して、以下の項目を重点的に行った。理論的・分光学的共同研究はスタンフォード大学Solomon教授ととも、銅の酸化触媒系の比較などは、ジョーンズホプキンス大学Karlin教授と、鉄の酸化触媒系の構築は、ミネソタ大学Que教授と共同で行った。1単核の銅サイトの反応性の検討し、統一的な理論を完成させる。サイドオン型スーパーオキサイド銅(II)錯体の反応性を検討した。その結果、エンドオン型に比べて、著しく反応性の低下が見られた。酵素中でも、酸化反応には、ラジカルが酸素原子上にある、三重項スーパーオキサイド種を用いている可能性を本実験から明らかにした。22核の銅サイト、特に高原子価オキソ種を生成させる系に関して検討を行った。配位子にフェニル環を導入すると、フェニル基のオルト位が水酸化され配位した2核錯体が得られた。さらに、アセトンを溶媒にすると、アセトンが酸化され配位した、乳酸錯体が得られた。詳細な解析を行ったが、本反応機構に関しては、更なる検討が必要である。水酸化されたオルト位をメチル基に変えた、メシチル基をした配位子を用いると、メシチル基が水酸化され配位した3核錯体が得られた。メチル基が水酸化されたのは、本系が初めての例である。今後反応機構の検討を行う。32核の鉄サイトの詳細な電子構造を明らかにし、その反応活性種の系統的酸化反応を行った。このように多くの知見を本研究により得ることができた。26年度が最終年度であるため、記入しない。生体内では、活性中心に含む金属タンパク質が様々な機能を発現している。これらの金属タンパク質は、通常の錯体で見られるような分光学的性質ではなく、際だって特徴的な性質が観測されることがある。つまり、このような機能・反応性を出すためには非常にまれな幾何構造と電子状態であることが必要である。これをうまく利用することにより、それが通常の人工系では成し得ない特異的・効率的な機能・反応性を実現できると考えられる。本研究では、今まで申請者が行ってきた研究をさらに挑戦的・継続発展的に展開させるとともに、合目的に合成した配位子を用いて遷移金属酸素錯体の単離・結晶化を行い、詳細な電子構造を解明し、これを基にして生体模倣の酸化触媒系を構築し、「メタン資化細菌に学ぶ低級炭化水素有効利用を目指した高度分子変換触媒の開発」を、本新学術領域研究「感応性化学種が拓く新物質科学」の中で行う。後者のX線の結果及び少なくとも本反応では3モルの銅が高活性には必要であることから、単核の銅種あるいは、2核で2つの銅間が約2.6 A; (2.57 A; by EXAFS)離れている2核種が、酸化反応に関与しているとされている。また、メタノールやジメチルエーテルを基軸物質としてエネルギーを安全に貯蔵、運搬するというノーベル賞学者G.A. Olahらによる「メタノールエコノミー」も最近日本語版が出て、本研究から得られる結果の重要性が広く一般に知られるようになった。このような経緯を踏まえて、メタン資化細菌の酸化能力を十分に引き出して、未利用炭素資源であるメタンを有効に利用できる系の構築を目指して、重点的に行う。

詳細な解析を行ったが、本反応機構に関しては、更なる検討が必要である。水酸化されたオルト位をメチル基に変えた、メシチル基をした配位子を用いると、メシチル基が水酸化され配位した3核錯体が得られた。メチル基が水酸化されたのは、本系が初めての例である。今後反応機構の検討を行う。32核の鉄サイトの詳細な電子構造を明らかにし、その反応活性種の系統的酸化反応を行った。このように多くの知見を本研究により得ることができた。26年度が最終年度であるため、記入しない。下記に示すような、成果を順調にあげている。1単核の銅サイトの反応性の検討し、統一的な理論を完成させる。本研究では、さらにかさ高いアドマンチル基を金属側に導入した配位子を用いて、銅(II)スーパーオキソ錯体の構造(世界で2例目)を決定し、反応性の検討を行った。その結果、非常に弱い水素引き抜き反応しか起こさなかった(ー40度での水素引き抜き反応の結合解離エンタルピーは約70 kcal/molであった)。このことから、酵素中では、エンドオン型のスーパーオキサイドにより、三重項になり、そのため高活性であることが初めて実験的に明らかにすることができた。2 2核の銅サイト、特に高原子価オキソ種を生成させる。配位子の金属側にメシチル基を導入した配位子を新規に合成し、そのタリウム塩の構造を決定した。これを用いて銅(I)錯体を合成し、酸素との反応を検討した。酸素付加体は観測されなかったが、酸素化生成物を再結晶すると、メシチル基中のメタンも水酸化され配位した、新規4核銅(II)錯体が生成した。外部基質との反応を現在行っている。さらに、どのくらい水酸化能力があるかを、結合解離エネルギーを用いて、検討する。3 2核の鉄サイトの核共鳴振動分光により詳細な電子構造を明らかにし、その反応活性種の系統的酸化反応を行う。これに関しては、まず、還元体の構造をX線結晶解析により決定した。核共鳴振動分光に関しては、共同研究者、ミネソタ大学のキェイ教授、スタンフォード大学ソロモン教授と共同で行っている。さらに、A04班の太田先生とも共同で研究を進めている。上記の項目に従い、今後の計画を述べる。1に関しては、論文を投稿する。これは、A04班の筑波大学の小島先生との共同研究である。2に関しては、メシチル基を2'4'6'-トリフルオロフェニル基に変えて、水酸化反応を起こさない配位子系を合成する。これを用いて、酸素との反応を詳細に検討する。特に、低級アルカンの水酸化反応の可能性を模索する。さらに、反応中間体の同定を行っていく。3に関しては、まず、酸素錯体の結晶下条件を詳細に検討する。次に、57鉄を手に入れて、酸素錯体を合成し、核共鳴振動分光をSPring8で測定する。核磁気共鳴分光に関しては、ミネソタ大学のキェイ教授、スタンフォード大学ソロモン教授、さらにA04班の太田先生との共同研究である。さらに、鉄(II)αーケト酸錯体を合成し、その反応性の検討を行う。特に2で合成した2'4'6'-トリフルオロフェニル基を導入した配位子を用いると、分子内水酸化反応を完全に抑制できると予想される。今までの実験結果から、電子供与のアルキル置換基などを導入すると、反応性が極端に落ちることから、この新規配位子を用いた錯体により、今までより高活性な反応が期待できる。
食道癌のPET/CTによる治療効果判定の分子病理学的検討

全ての食道癌症例のPET/CTを施行する。術後の摘出標本の、GLUT1, 3, 4の免疫染色を行う。その結果を、PET/CTにて得られたパラメータであるSUVmaxとの統計学的処理を行う。その統計処理により、GLUT4に関しては、Aktとの関係を調べる。その理由は、Aktの発現がなければ、腫瘍細胞内のGLUT4は、細胞膜に移動しないことが解明される。関係が、あれば細胞内から細胞膜への移動を確認できる。その結果、PI3の下流との関係が明らかになり、インスリン抵抗性と腫瘍細胞の増殖との関連性を突き止めることになる(石橋・倉田・甲斐田・小林)。さらに、EGFRやVEGFRなどに刺激が加わるとPKCは活性化され下流へと刺激が伝達され、細胞応答が起こる。従って、EGFR、VEGFRやPKCとFDGとの関係を検討することにより、細胞増殖動態とFDGとの関連性が解明を試みる。摘出標本は、ホルマリン固定標本を用い、その割面の選択は、食道外科医と共同で行った。壊死の部分は、当然除外した。術後の摘出標本を用いて、グルコース膜蛋白であるGLUT Familyのうち、GLUT 1,3,4の免疫染色を行った。その結果を、PET/CTにて得られたパラメータであるSUVmaxとの統計学的処理を行った。その統計処理により、GLUT1,3,4とSUVmaxとの関連性を調べた(石橋・倉田・甲斐田・小林)。GLUT 1,3のみがSUVmaxと相関した。さらに、VEGFを免疫染色した結果とSUVmaxとの統計学的処理を行った。その結果、VEGFとSUVmaxは相関した。VEGFRなどに刺激が加わるとPKCは活性化され下流へと刺激が伝達され、細胞応答が起こる。本年度の研究成果として、VEGFとの関連性がグルコース膜蛋白と関連があるのを発見した。本成果は、未だ報告はみられない。さらに、分子標的治療への足がかりとなる可能性を見いだした。GLUT 3に関しては、細胞間質への陽性像を認め、細胞内の陽性像は認めなかった。この病理組織の結果は、マクロファージの陽性像であった。腫瘍増殖の際は、炎症細胞も同時に活性化するため、マクロファージへの取り込みが増加したと考えられる。このマクロファージに関しては、CD抗体を使用し、さらに検討する必要があると結論づけた。
結晶構造中にかご状空間を有する「ラトリング」酸化物熱電材料の開発

大きなかご状の構造中に小さなAカチオンが内包された結晶構造を持つβ-パイロクロア型酸化物AB2O6について、内包Aカチオンのサイズが小さく質量が軽いほど熱拡散率が小さくなるという、従来モデルとは正反対の序列を得た。これをフォノン平均自由行程の短縮で裏付け、さらに熱伝導率の実測値が理論的下限とほぼ同程度に低いことから、酸化物において初めてラトリング運動によるフォノン散乱の増強を実証した。導電率がまだ低く、熱電材料としての無次元性能指数ZTは小さいが、極めて低い熱伝導率を保ちつつ導電率を2桁以上向上できたことは、かご状構造酸化物系において熱伝導率と導電率の独立制御が可能であることを示している。β-パイロクロア型酸化物AB2O6は、大きなかご状の構造中に小さなAカチオンが内包された結晶構造を持つ酸化物で、内包原子の非調和振動が超伝導を誘起するとして注目されているが、熱的特性に関する知見は乏しい。本年度は、ホットプレス装置を利用してATaWO6 (A=K, Rb, Cs)の緻密試料を合成し、内包されたAカチオンのサイズが小さく質量が軽いほど熱拡散率が小さくなるという、従来モデルとは逆の序列を得た。さらに試料の音速測定と熱拡散率からフォノンの平均自由行程を算出し、これがAカチオンのサイズが小さいほど顕著に短縮していることを見出して、酸化物において初めてラトリング運動によるフォノン散乱の増強を実証した。さらに、フォノンの平均自由行程がその理論的限界まで短くなったと仮定したときの最小熱伝導率を計算し、熱伝導率の実測値がこれとほぼ同程度に低いことを明らかにして、この酸化物中で顕著なフォノン散乱が実現していることを示した。また、かご状構造骨格への導電性の付与を目的として、Bサイト原子としてTeを有するAAl0.33Te1.67O6 (A=K, Rb, Cs)などの合成および熱電特性を検討した。AAl.033Te1.67O6の合成には成功したが、現時点では良好な導電性を得るには至っていない。この点については、今後、Bサイト原子としてSbやBiを用いて物質合成を検討し、さらにBサイトの部分置換により2結晶構造の対称性の向上、3金属-酸素配位多面体の対称性の向上を図る。第2年度となる本年度は、かご状構造骨格への導電性の付与を目的として、Bサイト原子としてTeやSbを含有するAAl0.33M1.67O6 (A=K, Rb, Cs, M=Te, Sb)などを合成し、熱電特性を検討した。AAl.033Te1.67O6の導電率は、450°Cで10-2 S/cmのオーダーであり、熱電変換材料としては十分とはいえないが、β-パイロクロア系酸化物について報告されている導電率としては最高レベルの値である。この点については、今後、Bサイト原子としてSbやBiを用いた物質合成を検討する。また、Aサイトの少量置換による酸化物骨格への変調ドーピング(ドーパントとドープされる場所が空間的に離れているドーピング)を検討する。Bサイトの部分置換による結晶構造の対称性の向上、金属-酸素配位多面体の対称性の向上についても引き続き検討する。一方、試料の振動スペクトルについては、ラマンスペクトルの測定を行い、ラトリングに帰属されると思われるピークを確認した。詳細な解析は次年度に行う。β-パイロクロア型酸化物AB2O6は、大きなかご状の構造中に小さなAカチオンが内包された結晶構造を持つ酸化物で、内包原子の非調和振動が超伝導を誘起するとして注目されているが、熱的特性や導電率の向上など、熱電特性に関する知見は乏しい。最終年度となる本年度は、酸化物としては極めて低い格子熱伝導率の起源を明らかにするとともに、導電率の増大による熱電性能の向上を主な目的とした。かご状構造骨格中のBサイトに3価カチオンを含む場合に比較的高い導電率が得られるという傾向を見出したため、BサイトにFe3+を持つAFe0.33W1.67O6 (A=K, Rb, Cs、以後それぞれKFW、RFW、CFWと略記)を合成し、結晶構造や熱電特性、振動スペクトルを検討した。リートベルト解析による結晶構造の精密化から、CFWのAサイトカチオンであるCs+はかご状構造の中心位置である8bサイトを占めるのに対し、RFWやKFWではAサイトカチオンが8bサイトから<111>方向に偏位した32eサイトを占めていることが明らかになった。室温でのラマンスペクトルの測定から、どの試料も100cm-1以下の低波数域にラトリング振動だと報告されている並進運動モードに帰属されるピークを持つことから、既に報告したATaWO6と同様にラトリング現象を示すことを明らかにした。この結果に呼応して、熱伝導率は室温で1 W/mK以下という、酸化物としては極めて低い値が得られた。一方、導電率の値は10-2 S/cmのオーダーとまだかなり低く、最大の出力因子はRFWの2.2×10-7 W/mK2であった。

結果として得られた無次元性能指数ZTは2.6×10-4とかなり小さく、熱電特性の一層の向上が望まれる結果となった。しかし、ATaWO6と同水準あるいはそれ以下の熱伝導率を示しつつ、導電率を2桁以上向上できたことは、この物質系において熱伝導率と導電率の独立制御が可能であることを示しており、かご状構造酸化物で熱伝導と電気伝導がデカップルできることを証明した。大きなかご状の構造中に小さなAカチオンが内包された結晶構造を持つβ-パイロクロア型酸化物AB2O6について、内包Aカチオンのサイズが小さく質量が軽いほど熱拡散率が小さくなるという、従来モデルとは正反対の序列を得た。これをフォノン平均自由行程の短縮で裏付け、さらに熱伝導率の実測値が理論的下限とほぼ同程度に低いことから、酸化物において初めてラトリング運動によるフォノン散乱の増強を実証した。導電率がまだ低く、熱電材料としての無次元性能指数ZTは小さいが、極めて低い熱伝導率を保ちつつ導電率を2桁以上向上できたことは、かご状構造酸化物系において熱伝導率と導電率の独立制御が可能であることを示している。当初の計画で平成26年度に予定していたTeやSbをBサイトに含有するβ-パイロクロア型酸化物の合成と熱電特性の測定評価は順調に完了しており、導電率の向上に着いても、絶対値としてはまだ十分ではないものの、本系としては最高レベルの値を得ている。これらの成果は国際学会口頭発表5件、国際学会ポスター発表2件、国内学会ポスター発表1件として発表し、博士課程学生が国内学会ポスター賞1件を授与された。一方、Aカチオンの複合化によるフォノン散乱の増強については、平成26年度は着手できなかった。無機材料化学、工業物理化学1)引き続きBサイト原子としてSbやBiを用いた物質合成を検討し、さらにBサイトの部分置換により結晶構造の対称性の向上、金属-酸素配位多面体の対称性の向上を図る。2)ラトリングとそれによるフォノン散乱、およびかご状空間内のAカチオンとかご状骨格の関係について、ラマン散乱スペクトルなどの振動スペクトルを測定・評価して、多方面からフォノン散乱減少にアプローチする。また、フォノンの分散関係を調査する。3)Aカチオンの複合化によるフォノン散乱の増強を試みる。ラトリング原子の複合化は、充填スクッテルダイトなどについて報告例があるのみで、酸化物における検討例は報告されていない。また、Aサイトに2価カチオンを導入することで、酸化物骨格への変調ドーピングが期待できる。4)高い導電性を持つパイロクロア型酸化物の組成を参考にして、新規良導電性β-パイロクロア型酸化物を探索する。候補となる良導電性パイロクロア型酸化物骨格としては、ルテニウム系パイロクロアM2Ru2O7、イリジウム系パイロクロアM2Ir2O7などが挙げられる。5)β-パイロクロア型酸化物以外のかご状構造酸化物として、例えばクラスレート型酸化物Cu6O8MXやAg6O8MXなど[7,8]が知られており、金属的伝導性の報告もあるが、熱物性に関する報告はみられない。これらのかご状構造酸化物にも探索対象を拡げ、熱物性の測定と熱電特性の評価を行う。当初の計画で平成25年度に予定していたAW2O6ATaWO6 (A = K, Rb, Cs)の合成とホットプレスによる緻密化、レーザーフラッシュ法による熱伝導率の測定とその序列の従来モデルとの比較、音速測定によるフォノン平均自由行程の評価とフォノン増強散乱の確認、最小熱伝導率の算出と測定値との比較は順調に終えており、これらの成果は国際学術雑誌論文1報、国際学会口頭発表3件、国内学会口頭発表3件として発表した。一方、かご状酸化物骨格への導電性の付与については、良好な導電性を得るには至っていない。物品費に若干の残額が出た。
ナノ組織制御アモルファス材料中の微量添加元素周囲の局所構造解析

本研究は、アモルファス材料に微量に添加された原子に注目し、熱処理条件を変えることで結晶化状態をコントロールした試料について微量添加原子周囲の局所構造をXAFSを用いて解析し、添加原子がアモルファスの結晶化に与える影響を明らかにすることを目的として行われた。本研究ではこれまでも多くの物性研究が行われてきているFe-Si-B系アモルファス合金を研究対象としている。出発のアモルファス原料は液体急冷法によるリボン状試料で,DSCならびにX線回折を用いた結晶化に伴う母相の熱力学的結晶化挙動ならびに構造変化を観察した。Fe-Si-B-Cu-Nb系についてのこれまでの研究では、母相に非固溶系であるCuは母相の結晶化が起こる温度より低温の熱処理段階においてすでに周囲の局所構造が変化しているのに対し,Nb周囲の局所構造は第1結晶化段階ではアモルファスのままであり、第2結晶化温度以上の熱処理によって結晶化する。Nbはアモルファス相を安定化しナノサイズ析出粒子の粒成長を抑える役割を持つと考えられている。Cuのかわりに母相に固溶するGaを添加したFe-Si-B-Ga-Nb系でも同様のナノサイズ結晶粒析出が見られることから、本研究ではこのFe-Si-B-Ga-Nb系におけるGaならびにNbについて、熱処理に伴う添加原子周囲の局所構造変化をXAFSを用いて観察し、その役割を解明した。Gaの場合には第1結晶化温度まで周囲の局所構造変化は見られず、母相のFe(Si)相の析出とともに結晶化しておりCuの場合とは明らかに異なる。NbについてはFe-Si-B-Cu-Nb系と同様の挙動を示し、役割は同じであると結論付けられた。本研究の成果は第8回XAFS国際会議(ベルリン、ドイツ)において報告された。
Ni基超耐熱合金単結晶のクリ-プおよび高温疲労強度の結晶方位および強化元素依存性

1.研究の目的:Ni基超耐熱合金単結晶の高温引張り強度、クリ-プ強度、高温疲労強度におよぼす結晶方位の影響と強化元素の種類の影響について組織的に研究し、実用上の見地から見て優れた性質をもつ合金系を明らかにすること。2.研究計画・方法と結果:2.引張試験:上記3種類の合金を用いて、室温1000°Cにおける耐力とCRSSの温度および結晶方位依存性を調べた。700°C付近では3合金とも[001]方位が強く、900°C以上では[001]が強い合金とそうではない合金に分かれた。3.クリ-プ試験:供試材には上記の合金AとBを用いた。初期引張方位はステレオ標準三角形の中の低指数の5方位を選んだ。試験温度は、温度と負荷応力の組合せが最も過酷となる700°C、および耐用温度の上限に近い900°Cとした。700°Cでは[001]方位のクリ-プ破断時間が長かったが、900°Cではむしろ[111]あるいは[113]の方が長寿命であった。また、合金Aの方が合金Bより強かった。4.高温疲労試験:ブレ-ド用材料においては高温高サイクル疲労強度も重要であるので、合金Aを用いて700°Cで高サイクル疲労試験を行った。応力負荷方位は[001][011]および[111]とした。応力波形は、引張り側の片振りの3角波形(5Hz)とした。3方位のS-N曲線は互いに似ており、結晶方位の影響が小さいことが判った。3.結論:従来の研究によれば、単結晶材料の高温強度は容易成長方位である[001]においても最も強いといわれているが、詳しく調べてみると、引張り、クリ-プ、疲労では強度の結晶方位依存性が異なっていることがはっきりした。しかし、合金系による強度の違いははっきりしていて、1)の合金が最も強いことが明らかになった。本研究の目的は,ガスタービンエンジン用Ni基超耐熱合金単結晶の高温クリープおよび疲労強度に及ぼす結晶方位と強化元素の種類の影響について組織的に検討し,実用上優れた性質をもつ合金系を明らかにすることである.1.設備の購入状況コンピューター制御式油圧サーボ引張圧縮疲労試験機は昭和62年11月初旬に納入された.現在,室温における単結晶材料の疲労の実験を行っている.2.研究の進展状況供試材:タービンブレード用AlーTiーTa強化型,AlーTiーV強化型,AlーSi強化型Ni基超耐熱合金を用いた.単結晶の作製と熱処理:1)ブリッジマン法により単結晶を作製し,溶解温度を高く(1660°C)することにより,亜結晶粒の少ない質の良い単結晶ができることを明らかにした.2)生長したばかりの単結晶に含まれる粗大な供晶γ'を固溶させ,高温強度の向上に寄与する微細γ'を析出させるための熱処理条件を明らかにした.引張試験:室温1040°Cにおける強度とその結晶方位依存性を調べ,クリープ試験と高温疲労試験のための基礎資料を得た.クリープ試験:代表的な結晶方位を選びクリープ試験を行い,3合金のクリープ強度の目安をつかんた.試験温度は温度と負荷応力の組合せが最も過酷となる760°C,および耐用温度の上限である1040°Cとした.

室温疲労試験:単結晶材の疲労試験を行うにあたって,試験片の装着方法など事前に解決すべき幾つかの問題点がある.そのため,今年度は単結晶材を用いて室温疲労試験を行い基礎的な問題点を解決し,次年度以降において行う予定の高温疲労試験の基礎固めを行った.本研究の目的は、ガスタービンエンジン用Ni基超耐熱合金単結晶の高温クリープおよび疲労強度に及ぼす結晶方位と強化元素の種類の影響について組織的に検討し、実用上優れた性質をもつ合金系を明らかにすることである。1.設備の購入状況マイクロコンピューターは昭和63年7月に納入され、現在疲労試験のデーター解析に使用している。2.研究の進展状況単結晶の微小領域化学分析:昭和63年度から透過型分析電子顕微鏡が使用可能になったので、薄膜を用いてγ'析出粒子とγ母相の化学成分を別個に分析した。その結果Al-Ti-V強化型合金では、Al,Ti,V,Niがγ'析出粒子中に優先的に集まり、Cr,Co,Moはγ母相中に優先的に分配されることを明らかにした。他の2合金についても現在分析中である。単結晶の転位組織の観察:Ni基合金の高温強度はγ'中での転位のKear-Wilsdorf交差すべりに依存している。今回薄膜の透過観察によって、Kear-Wilsdorf交差すべりが生じていることを直接観察することができた。本年4月の学会で、上記の微小領域の分析と転位の観察結果を発表する。クリープ試験:代表的な結晶方位を選びクリープ試験を行い、760°CではAl-Ti-Ta強化型合金がAl-Ti-V強化型合金に比べて著しく強いことを明らかにした。しかし、1000°Cでは、強度差は小さかった。また、両合金とも多重すべりの方位ではクリープ強度が高く、単一すべりの方位では強度が低かった。高温疲労試験:単結晶材の高温疲労試験を行うに当たって、試験片の装着方法と歪の測定方法を工夫して、良好なデーターが得られるようにした。現在、疲労強度と引張り試験の破断伸びとの間の相関関係について検討中である。1.研究の目的:Ni基超耐熱合金単結晶の高温引張り強度、クリ-プ強度、高温疲労強度におよぼす結晶方位の影響と強化元素の種類の影響について組織的に研究し、実用上の見地から見て優れた性質をもつ合金系を明らかにすること。2.研究計画・方法と結果:(1)供試材:3種類の合金、1)AlーTiーTa強化型、2)AlーTiーV強化型、3)AlーSi強化型合金(2)引張試験:上記3種類の合金を用いて、室温1000°Cにおける耐力とCRSSの温度および結晶方位依存性を調べた。700°C付近では3合金とも[001]方位が強く、900°C以上では[001]が強い合金とそうではない合金に分かれた。(3)クリ-プ試験:供試材には上記の合金AとBを用いた。初期引張方位はステレオ標準三角形の中の低指数の5方位を選んだ。試験温度は、温度と負荷応力の組合せが最も過酷となる700°C、および耐用温度の上限に近い900°Cとした。700°Cでは[001]方位のクリ-プ破断時間が長かったが、900°Cではむしろ[111]あるいは[113]の方が長寿命であった。また、合金Aの方が合金Bより強かった。(4)高温疲労試験:ブレ-ド用材料においては高温高サイクル疲労強度も重要であるので、合金Aを用いて700°Cで高サイクル疲労試験を行った。応力負荷方法は[001][011]および[111]とした。応力波形は、引張り側の片振り3角波形(5Hz)とした。3方位のSーN曲線を互いに似ており、結晶方位の影響が小さいことが判った。
電磁力を利用した太陽電池用モノサイズ球形シリコン粒子の製造法の開発

落下する溶融金属ジェットへの高周波磁場の間欠印加により、粒径の均一な金属球を連続的かつ高速に製造する方法を考案し、溶融Gaを用いたモデル実験によって、磁場の最適印加条件を検討した。その結果、磁場の間欠印加周波数を液ジェットの優先擾乱周波数と一致させることによって、均一な粒径を有する液滴群が得られることを明らかにした。京都議定書の発効により、化石エネルギーから自然エネルギーへの早急な切り替えが求められている。自然エネルギーの中でも、太陽光発電はその物理的限界潜在量が最も大きいといわれており、稼動部がない、材料であるSiの資源が十分にあるなどの長所を持つが、一方で太陽電池の製造エネルギーが大きいことやコストが高いといった欠点を有している。本研究ではこれらの欠点を克服できる球状太陽電池に着目し、その製造に間欠電磁力印加法を適用することを目的とした。本年度は以下のような研究を行った。1.液ジェットの微粒化特性に関する基礎実験水ジェットに一定周波数の音波振動を局所的に印加し、微粒化現象を高速度ビデオ撮影装置によって調査した。その結果、均一な液滴を得るためは、液ジェットの初速度、直径、および印加する音波の周波数に最適条件があることが見出された。同様の方法を溶融Gaの液ジェットにも適用したが、液ジェットの分裂現象は見られなかった。これは音波強度が不十分であったためであり、原理的には音波による液ジェットの分裂制御は可能であると考えられる。2.液ジェットの電磁微粒化装置の製作・調整英国グリニッジ大学との共同研究結果を参照して、溶融Siジェットの分裂に必要な装置設計を市販ソフトウェアのJ-MAGを用いて行った。ジェットに局所的に電磁力を印加するためのコンセントレータ形状、コイルのサイズと巻き数、印加する周波数などを確定し、その結果に基づいて、周波数3.06MHz、印加電流900ATの装置仕様を決定するに至った。現在、納入された装置の調整を行うとともに、溶融Gaの循環装置などを製作中である。3.球形シリコン粒子を用いた太陽電池のLCA解析本年度は製造コストの解析を行った。太陽電池をインゴットから切り出す従来法と比較すると、本法の球状Si太陽電池は、同一の発電量を得るためのSi量を約1/5に低減することができる。また、現状の球形粒子製造法では粒子径のばらつきが大きく、所求の粒子径を得るための歩留りは50%程度であることから、本法の優位性が確認された。昨年度は高周波磁場間欠印加装置納入から立ち上げ及び実験に向けた数値シミュレーション、装置の構築に注力した。具体的には、装置の試運転を行い、動作確認や装置によって発生する電流値や、電流波形などの計測を行った。装置の電流条件の計測では、想定されていた電流値と比較してより大きな電流値が得られる事を確認した。その計測によって得られたデータを元に数値シミュレーションを行った結果、一昨年度の数値シミュレーションから得られた電磁力の約3倍程度の電磁力を発生できる事が確認された。しかし、その電磁力も2004年に海外研究協力者であるボヤレビッチ博士に依頼した数値シミュレーションに用いられた電磁力と比較して、102オーダーほど小さい結果となった。そのため再度実験装置に関する数値シミュレーションを依頼し、今後の研究の方針や流体制御に関して検討するため、ボヤレビッチ博士を招きディスカッションを行った。ディスカッションでは液ジェットの分断や実験条件などに関して多くのアドバイスを受けた。また、電流条件や装置の設計図など実験装置に関する資料を渡し数値シミュレーションを依頼した。依頼した数値シミュレーションの結果、低速ジェットについて、現行の実験装置の電流値で十分に液ジェットを分断できる可能性が示唆された。その後、溶融Gaを用いたモデル実験のためのジェット噴出機構の構築や高速度カメラによる撮影準備を行い、高周波磁場印加装置を用いた実験準備を完了した。また、溶融Si実験に向けてSiの溶融条件や溶融に用いる炉を検討するため、炉メーカーに実験を依頼して昇温時間が短く炉のサイズの小さいIRイメージ炉を用いたSiの溶融実験を行った。実験の結果、IRイメージ炉を用いる事で、短時間でSiを溶融できる事や、溶融時に石英坩堝にひびが入ってしまうと行った問題点を確認できた。Siの溶融に関しては今後更なる検討が必要である。平成20年度は低融点金属(ガリウム)を用いた試験を行った。本年度の実験から、溶融ガリウムは極めて酸化されやすくジェット界面に酸化皮膜が形成されることが判明した。この酸化皮膜によって溶融ガリウムの表面張力やジェット分断の様子が著しく影響を受けるために、酸化を防止するために不活性ガスのチャンバーを装置に取り付け、実験を行った。その結果、不活性ガス雰囲気中において単発のパスル電磁力を印加することによってジェットを分断できることが明らかにされた。続いて間欠磁場印加実験を行った。間欠磁場の印加周波数を変化させ、ジェットを連続的に液滴に分断させた。その結果、以下の実験結果が得られた。

1.電磁力無印加の場合、ジェットは基本的に優先擾乱波長で分断するが、周囲の変動を受けやすく、正確に同じサイズの液滴を得ることは困難であった。2.優先擾乱波長よりも長い周期で間欠磁場を印加した場合、ジェットは印加電磁力とほぼ等しい周期で分断されるが、ジェット分断の際のネック部分が長くなるため、小さなサテライト滴が周期的に発生してしまった。3.優先擾乱波長と等しい周期で間欠磁場を印加した場合、ジェットは等しいサイズの液滴に分断された。4.優先擾乱波長よりも短い周期で間欠磁場を印加した場合、ジェットは印加電磁力とほぼ等しい周期で分断されるが、液滴間の距離が短いために、液滴同士の合体が容易に発生し、単分散の液滴を得ることができなかった。以上より、単分散の液滴を得るためには、ジェットの優先擾乱波長と等しい間隔で電磁力を印加することが必要であることが明らかにされた。さらにジェットを効果的に分断するためのコンセントレータ形状の最適化、数値計算によるジェット分断のシミュレーション等を行い、高融点金属系に移行する際の予測ツールを構築した。
D_<6h>ドデカデヒドロ[18]アヌレン誘導体の研究

ベンゼンの炭素-炭素結合にsp炭素を2個ずつ挿入することによる設計される1,2,4,5,7,8,10,11,13,14,16,17-ドデカデヒドロ[18]アヌレン1は、等価な極限構造式の間の共鳴によりベンゼンと同じD_<6h>の対称性を持つと考えられ、分子軌道の縮退や芳香族性などの観点から興味が持たれる新奇な共役系化合物である。本研究では、対称的に置換基を持った誘導体を合成しその基本的性質を明らかにした。合成に当たっては、3,9,15位にフェニル基、6,12,18位に置換基Rを持った誘導体2を標的化合物として選択し、18員環骨格を構築した後にブタトリエン結合を還元的に導入するという方法による合成を検討した。具体的には4,10,16-トリメトキシ-4,10,16-トリフェニルシクロデカ-1,7,13-トリオン(3)を鍵中間体として合成し、そのカルボニル基に求核的に置換基を導入した後塩化スズを用いて還元することにより、ヘキサフェニル体(2a)をはじめ三種の誘導体(R=Ph,4-^tBuC_6H_4,^tBu)を得ることができた。驚くべきことにこれらはかなり安定な結晶として得られ、いずれも200°C以上の高い融点を示しその温度でもあまり分解しなかった。また、^1H NMRにおいて反磁性環電流による低磁場シフトが見られ、例えばフェニル基のオルト位のプロトンでは通常より約2ppmも低磁場に観測された。その他の分光学的データも、[18]アヌレン骨格が等価な極限構造式の間の共鳴によって良く表現されることを示しており、2が高い芳香族性を有することがわかった。さらに2aのX線結晶構造解析により、[18]アヌレン骨格がほぼD_<6h>の対称性を持つことが明らかとなった。化合物1は拡大されたベンゼンとして様々な応用が期待される。また本研究で用いた分子設計は非常に単純な考えに立脚しており、同様の方法で新しい化合物群が設計でき、今後それらに対する様々な展開も期待できる。
自然体験プログラムによる体験者の現実適応と個性化へのプロセス

本研究では、思春期から青年期を対象に自然体験プログラムを実践し、自然体験プログラムによる体験者の現実適応の代表的指標(「メンタルヘルス」と「生きる力」)への効果について検討を行った。その結果、メンタルヘルスの下位尺度の「やる気次元」は向上し、「生きる力」は向上した。また、個性化(内的成熟や心理的成長など)についての視点から、継続型登山授業を対象として登山初心者の基礎装備に対する意識変化を検討した。その結果、身体的体験を通じて、主体性が萌芽し、自律・自立への意識変化プロセスが提示された。本研究は、思春期から青年期を対象に自然体験プログラムを実践し、自然体験プログラムによる体験者の現実適応(社会的に望まれる態度や行動)と個性化(内的成熟や心理的成長など)へのプロセスを明らかにすることであった。まず平成25年度は、(1)自然体験プログラムに期待される現実適応の指標について先行知見の整理を課題とし、進めてきた。この課題は、当初の計画通り3年間の研究期間を最大限に活用しながら、一定の成果を導き出す予定である。また、(2)自然体験プログラムによる現実適応に与える影響に関して、三つのプログラム実践に対して実証的研究を行った。具体的には、クライミング体験に対する信頼感へ影響を検討し、他者への信頼の低群はそれを高め、不信を全く感じていなかった者は適度な不信に変化する結果を得た(検証1)。次に、アドベンチャープログラムが児童に与えるメンタルヘルスと生きる力の影響について検討し、前者に関してはストレスをやや感じつつも自己成長過程を鑑みると好意的な変化を示し、後者に関しては心理的社会的能力の向上が認められた(検証2)。さらに、キャンプ体験が女子高校生の多次元共感性に与える影響を検討し、特に自己指向的反応が社会的に望ましい変化を示すとともに、食事作りプログラムは特に多次元的にバランス良く共感性に影響を与えていた(検証3)。これらの知見からは、自然体験プログラムは直線的に望ましい適応状態に向かうのではなく、プログラム後のある種の不適応状態の現象の事実が確認されており、それが内的成熟に必要不可欠なプロセスであることを示唆するものでもあった。今後もこれらの検証を積み重ねることで、自然体験プログラムの有用性を示していく。本年度の研究は、思春期から青年期を対象に自然体験プログラムを実践し、自然体験プログラムによる体験者の現実適応(社会的に望まれる態度や行動)と個性化(内的成熟や心理的成長など)へのプロセスを明らかにすることであった。まず、研究課題1.自然体験プログラムに期待される現実適応の指標については、当初の計画通り3年間の研究期間を最大限に活用しながら、初年度から引き続き平成26年度も先行知見の整理を行った。研究課題2.自然体験プログラムによる現実適応に与える影響に関しては、実際のプログラム実践に対して実証的研究を行った。具体的には、キャンプ体験が被災児童のメンタルヘルス等に与える影響を検討し、「やる気次元」の向上を確認した。また、「ストレス反応次元」の下位尺度「怒り感情」の増加を確認したが、これは被災経験による抑圧されていた感情が、非日常の枠組みにおいて開放されたものと推察し、健全なメンタルヘルスの変容への重要なプロセスと考えられた。さらに、児童を対象としたアドベンチャーキャンプ体験が道徳観に及ぼす影響について検討を行った。その結果、道徳観の探索的因子分析により5因子が抽出され、そのうちの「法遵守性」においてキャンプ前後で有意な向上が認められた。このように前者からは、直線的に望ましい適応状態に向かうのではなく、プログラム後にある種の不適応状態を経て、内的成熟に向かうことが示唆された。後者からは、これまであまり検討されていなかったキャンプと道徳観の関係において、重要な示唆を得ることができた。研究課題3.自然体験プログラムによる個性化プロセスの事例的検討については、現在、調査対象となる実施団体への研究協力の打診を行っている。最終年度である平成27年度は、主となる研究課題3.「自然体験プログラムによる個性化プロセスの事例的検討」について、継続型登山授業を受講した登山初心者を対象として、基礎装備をどのように内的に認識を変化させていくかについて検討を行った。その結果、「悪天候による活動意欲の減衰」や「高負荷遂行による疲労・達成感の増大」といった、登山という身体性を通した体験を繰り返すことで(つまり受動的態度で登山に臨むことの限界を体験)、登山行為への「主体性」が萌芽していることが確認された。しかし、この「主体性の萌芽」は、人の個性化に対して重要な契機になると思われるが、自然体験プログラムが深い次元の個性化(あるいは内的成熟)に、どのように影響を与えているかについてはさらに検討の必要性があると思われる。研究課題

2.自然体験プログラムが現実適応に与える実証的研究については、当初予定とは異なるキャンププログラムの参加者を調査対象としたが実施することができた。しかし、研究課題3.自然体験プログラムによる個性化のプロセスの事例的検討については、研究上、適当な事例を調査することができなかったため、総合的に達成度はやや遅れていると判断した。野外教育次年度は、研究課題1.について、海外文献を重点的に収集をおこなっていく。また、研究課題3.自然体験プログラムによる個性化プロセスの事例的検討と研究課題4.自然体験プログラムの現実適応と個性化の関係性の検討については、事例データの収集の可能性を高めるため、当初予定していた実施団体以外にも依頼をしていく予定である。平成25年度の研究課題は、(1)自然体験プログラムに期待される現実適応の分類整理、(2)自然体験プログラムが現実適応に与える実証的研究であったが、後者の課題に対しては、具体的に3事例を対象としてすすめており、当初計画以上の進捗で進めることができた。しかし、前者の課題に対しては、十分な文献収集と整理を進めることができなかったため。国際学会等に参加し、資料収集等を行うことを予定していたが、日程が合わず出張を見合わせたため、未使用額が生じた。平成26年度は、課題(1)を重点的に進めていくために、国内外の文献収集を行っていく予定である。また課題(2)に関しては、これまで通り検証事例数を維持していく予定である。さらに、課題(3)に関しては、個別記述的な質的アプローチから明らかにしていく。国際学会等における資料収集についての旅費に充てる予定である。平成25年度に購入予定であった「質的分析ソフト」「ビデオカメラ一式」「プログラム実践備品」は、次年度の課題に関して必要となるため、今年度の購入を見合わせた。また、国際学会等における資料収集に関して、渡航日程が本務校業務と重なり実施することができなかったため未使用額が生じた。昨年度購入を見合わせた「質的分析ソフト」「ビデオカメラ一式」「プログラム実践備品」を購入する。また、国際学会等における資料収集についての旅費にも充てる予定である。