hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
再帰プログラムの拡張における到達可能性問題を広く可解とする構造の究明と応用

時間プッシュダウン・オートマトンに関する研究を行い、以下の二つ結果を得た:1Synchronized Recursive Timed Automata(SRTA)と呼ばれる時間プッシュダウン・オートマトンにおける「到達可能性問題」の構造的な決定可能性証明を与えた。SRTAは上里が2015年に導入した計算モデルで、時間プッシュダウン・オートマトンで基礎となる二つの体系Pushdown Timed Automata(PTA)やDense-timed Pushdown Automata(DTPDA)を拡張し、特に言語クラスについてこの二つより真に強い。今回与えた証明は、SRTAの素朴な意味論に加え、複数の中間意味論と有限性を備える抽象意味論という4つの意味論を用いた段階的なものになっている。これにより、証明が簡明になっただけでなく、決定可能性を成立させる上で重要な構造や手法が明らかになったと言える。この内容をまとめた雑誌論文が出版済みである。2「複数の局所クロックを持つ時間プッシュダウン・オートマトン(MTPDA)」を提案した。MTPDAは、DTPDAを次の点で拡張する体系である(i)DTPDAでは局所クロックがただ一つであるのに対し、複数の局所クロックを許す; (ii) DTPDAでは局所クロックの値の検査やリセットが非常に制限されていたのに対し、これらの操作に対する制限がない。見かけには既存のPTAやDTPDAを大きく拡張することになるが、今回は(形式言語のクラスとして)これらと同等の表現力を持つことを示した。この結果自体が見かけに反する意外なものであるが、同時に、他の拡張の言語クラスを調べる上でも有効な証明手法を確立できたと考える。この内容をまとめた雑誌論文も出版済みである。29年度が最終年度であるため、記入しない。当研究課題の目的は,プッシュダウン・オートマトンの拡張における本質的な構造の抽出と,これをもとに重要な判定問題である到達可能性問題の容易な証明を獲得し,到達可能性判定手続きを実装することである.今年度の成果は,「本質的な構造の抽出」と「容易な証明の獲得」に相当する.時間プッシュダウン・オートマトンは,プッシュダウン・オートマトンと時間オートマトンを組合せた計算モデルで,スタックの要素として単一の実数(クロックと呼ばれる)を考える.スタックに加え,実数の稠密性や非有界性という異なる無限性を含む,理論的に高度なプッシュダウン・オートマトンの拡張である.2012年に,時間プッシュダウン・オートマトンの一つ,Dense Timed PushDown Automata(DTPDA)に対し,到達可能性問題が決定可能であることが証明された.ただし,その証明は難解で,それをもとに更なる拡張を行うことは困難であった.そこで,決定可能性を導く要諦を明らかにするべく,証明の構造を調べ,DTPDAの本質をSRTAとして形式化した.SRTAはDTPDAの拡張となっており,例えば,DTPDAではスタックの要素は単一のクロックであるのに対し,SRTAではクロックの組が要素となる.また,クロックの値を比較したり,クロックの小数部分の値を検査できる.これらの拡張はDTPDAで表現不能な言語を表すのに有効で,SRTAはDPDAより表現力が強いことが分かった.さらに,SRTAはDTPDAの拡張でありながら,到達可能性問題は決定可能である.この証明は,直感的な性質の組み合わせからなる,明瞭なものである.したがって,「当初の計画以上に」研究が進んでいると評価する.DTPDAという具体的な体系に対しては深い理解に至ったと考えるが,一方で,研究課題全体からみると不満が残る.研究課題は,プッシュダウン・オートマトンの広範な拡張に共通する本質的な構造を抽出し,これを具体的な体系や枠組みとして形式化することである.この視点に立つと,SRTAとは,あくまでもDTPDAに立脚した限定的な体系であると言わざるをえない.最終的な目標は,SRTAをも含む枠組みを与えるということにあるが,この点については,【今後の研究の推進方策】で詳述する.本年度は、以下二つの結果を得た1.時間オートマトンとプッシュダウン・オートマトンを組合せた計算モデルとして、時間プッシュダウン・オートマトン(Dense-Timed Pushdown Automata, TPDA)が2012年にAbdullaらにより導入された。TPDAは、複雑な体系でありながらも、位置到達可能性問題と呼ばれる重要な判定問題が解けることから注目を集めている。このTPDAを拡張し、新たに「複数の局所クロックを持つTPDA(TPDA with Multiple-Local Clocks, MTPDA)」を提案した。MTDPAは一見ではTPDAより遥かに強力な体系に思えるのだが、今回示したMTPDAにおけるUntiming定理により、TPDAと同等の表現力を持つ(同じ言語クラスを特徴づける)ことを示した。MTPDA版のUntiming定理は、先行研究のTPDA版のUntiming定理の証明を単純化し精緻化することで証明した。2.昨年度に提案した、TPDAを真に含む計算モデル、Synchronized Recursive Timed Automata (SRTA)に対してより精密な結果を与えた。昨年度は、SRTAの「位置到達可能性問題」と呼ばれる判定問題が解けることを証明した。この証明では、backward-simulationと呼ばれる証明手法が重要であったが、これを利用して、新たに「計算状況到達可能性問題」の決定可能性を示した。この判定問題は、SRTAに限定された問題ではなく、時間オートマトンの場合についても自然に考えることができ、その場合の決定可能性は既知である。

しかし、我々の知る限りでは、backward-simulationに基づく証明は存在しないため、時間オートマトンに関しても新たな証明方法を得たことになる。TPDAやSRTAには、「時間遷移」と呼ばれる、スタック全体を書き換える操作がある。TrPDSは、スタック全体を操作する拡張を扱う枠組みであるから、TPDAやSRTAをTrPDSとして形式化することは自然な発想である。しかし、TPDAやSRTAの時間操作は、TrPDSの枠組みで自然に形式化することが難しいことが比較的早い段階で分かった。そのため、TPDAとSRTAの両方を一層詳細に分析することと、それと同時にTrPDSを一般化することが不可欠であると考え、まずTPDAとSRTAの構造を調べることにした。その結果、研究概要に記した成果をあげることができたため、目的のうち前半については達成できたと考える。一方で、今年度ではTrPDSの一般化までは至らなかった。しかし、一般化の際に注意しなければならない点についての洞察を得ることができたため、このことも踏まえ「おおむね順調に進展している」とした。現在はTrPDSを一般化することで、これまで難しいと考えられていたTPDAとSRTAの形式化が自然に達成できると考えている。この点については、【今後の研究の推進方策】で詳述する。時間プッシュダウン・オートマトンに関する研究を行い、以下の二つ結果を得た:1Synchronized Recursive Timed Automata(SRTA)と呼ばれる時間プッシュダウン・オートマトンにおける「到達可能性問題」の構造的な決定可能性証明を与えた。SRTAは上里が2015年に導入した計算モデルで、時間プッシュダウン・オートマトンで基礎となる二つの体系Pushdown Timed Automata(PTA)やDense-timed Pushdown Automata(DTPDA)を拡張し、特に言語クラスについてこの二つより真に強い。今回与えた証明は、SRTAの素朴な意味論に加え、複数の中間意味論と有限性を備える抽象意味論という4つの意味論を用いた段階的なものになっている。これにより、証明が簡明になっただけでなく、決定可能性を成立させる上で重要な構造や手法が明らかになったと言える。この内容をまとめた雑誌論文が出版済みである。2「複数の局所クロックを持つ時間プッシュダウン・オートマトン(MTPDA)」を提案した。MTPDAは、DTPDAを次の点で拡張する体系である(i)DTPDAでは局所クロックがただ一つであるのに対し、複数の局所クロックを許す; (ii) DTPDAでは局所クロックの値の検査やリセットが非常に制限されていたのに対し、これらの操作に対する制限がない。見かけには既存のPTAやDTPDAを大きく拡張することになるが、今回は(形式言語のクラスとして)これらと同等の表現力を持つことを示した。
SiC基板上への高品質InGaN混晶の低温エピタキシャル成長

本研究では、PLD法を用いることによってIn_xGa_<1-x>N(0【less than or equal】x【less than or equal】1)混晶薄膜の成長温度を低減し、SiC基板上へ組成均一性に優れた高品質In_xGa_<1-x>N混晶薄膜のヘテロエピタキシャル成長の実現を目的としている。昨年度、原子レベルで平坦化したSiC基板を用いることにより、GaN薄膜の室温エピタキシャル成長を実現し、さらにその成長様式が典型的なlayer-by-layer成長であることを見出した。このような昨年度の成果を踏まえ、本年度では原子レベルで平坦な基板上へのIn_xGa_<1-x>N混晶薄膜の成長を行った。まず、In_<0.5>Ga_<0.5>N薄膜を様々な成長温度で作製したところ、XRD測定において、650°CではInGaNに起因した回折ピークが観測されなかったことから、高温領域では分解反応や相分離反応が進行し、InGaN薄膜のエピタキシャル成長が困難であることがわかった。成長温度を低減し、270°C以下でInGaN薄膜成長を行ったところ、InGaN0002回折のシングルピークが観測され、単相のIn_<0.5>Ga_<0.5>N薄膜のエピタキシャル成長が実現した。これは、低温成長を行うことによってInGaN薄膜の分解反応や相分離反応が抑制されたためだと考えられる。また、高温成長では薄膜表面が荒れたものであったのに対し、低温成長したInGaN薄膜の表面は原子レベルで平坦であった。さらに、様々な組成のIn_xGa_<1-x>N混晶薄膜の低温成長を試みたところ、全組成領域においてほぼ相分離の無いIn_xGa_<1-x>N薄膜のエピタキシャル成長を実現することができた。これらの試料についてフォトルミネッセンス測定を行った結果、バンド端近傍からの発光が明瞭に観測され、光デバイスに応用可能であることが示唆された。本研究では、PLD法を用いることによって成長温度を低減し、SiC基板上に均一な組成をもった高品質In_xGa_<1-x>N(0【less than or equal】x【less than or equal】1)混晶薄膜のヘテロエピタキシャル成長の実現を目的としている。本年度はSiC基板の表面状態がGaN薄膜の結晶性に与える影響、およびGaN薄膜成長の初期過程における成長様式、低温成長における成長条件依存性を解明した。基板として化学的機械研磨したSic基板、および熱処理により原子レベルで平坦化したSiC基板を用いた。GaN薄膜の成長を行ったところ、化学的機械研磨したSiC基板上では300°C以下の低温では多結晶となったのに対し、原子レベルで平坦化したSiC基板上では室温でもエピタキシャル成長が実現した。GaNの成長様式について成長温度依存性を調べたところ、500°C以上では3次元的な成長であったのに対して、室温ではlayer-by-layer成長となることが明らかになった。これは、室温成長を行うことによりGaNの核形成密度が高まり、二次元的な成長が促進されたことを示唆している。室温成長したGaN薄膜の表面形状を調べたところ、明瞭なステップアンドテラス構造が観察され、原子レベルで平坦な表面であることが分かった。そのステップ高さは0.76nmであり、GaNの3原子層に相当するものであった。これらの結果から、原子レベルで平坦なSiC基板を用いて室温成長を行うことにより、表面平坦性に優れた高品質GaN薄膜の作製が可能になることが明らかとなった。本年度に得られた知見を基に、次年度ではIn_xGa_<1-x>N薄膜作製を行いその構造特性、光特性を評価するとともにデバイス応用の可能性を追求する。

これは、低温成長を行うことによってInGaN薄膜の分解反応や相分離反応が抑制されたためだと考えられる。また、高温成長では薄膜表面が荒れたものであったのに対し、低温成長したInGaN薄膜の表面は原子レベルで平坦であった。さらに、様々な組成のIn_xGa_<1-x>N混晶薄膜の低温成長を試みたところ、全組成領域においてほぼ相分離の無いIn_xGa_<1-x>N薄膜のエピタキシャル成長を実現することができた。これらの試料についてフォトルミネッセンス測定を行った結果、バンド端近傍からの発光が明瞭に観測され、光デバイスに応用可能であることが示唆された。
アレルギー性鼻炎の発症・寛解を制御する末梢血免疫細胞のエピゲノム解析研究

日本国内において特にスギ花粉症の罹患率の高さと生活の質への影響は大きな問題であり、アレルギー性鼻炎の発症機序や寛解機序を解明することは、予防治療や新たな根治治療法の開発に発展できる可能性がある。アレルギー性鼻炎の病態形成にはTh2細胞を中心とした免疫応答が重要な役割を持つと考えられるが、アレルゲンの感作やアレルギー性鼻炎の発症に至る過程、またアレルゲン免疫療法による寛解においてTh2細胞の役割や、その制御機構はまだ良く分かっていない。Th2細胞の変化において、内因性や外因性のエピゲノム制御が大きな役割を持つ可能性が示唆される。しかし、これまでアレルギー性鼻炎患者におけるエピゲノム解析の報告は少なく、特にスギ花粉症患者における解析の報告はほとんどない。本研究はスギ花粉症やダニアレルギー性鼻炎患者の検体を用いて、これまでに明らかでないアレルギー性鼻炎におけるT細胞のエピゲノム制御機構を解明する研究であり、特にこれまで申請者らが臨床試験の研究から得られた候補遺伝子を含めエピゲノム制御を解析する研究である。今回、本研究において、千葉大学病院に通院され舌下免疫施行を施行している症例を対象に、採血を行い、これまでの臨床研究から治療効果に関連し変動する末梢リンパ球の候補遺伝子の発現をPCRにて検証した。その結果、治療開始前後での変動がいくつかの遺伝子で再現された。現在、この中から遺伝子候補の絞りこみを進めている。同時に、アレルギー性鼻炎の発症者と未発症者、舌下免疫療法施行者の採血サンプルの収集とリンパ球の保存を進めている。検体数が集まったところで、網羅的な末梢血T細胞のエピゲノム解析を進め、とくに候補遺伝子を含めて解析を行う。千葉大学病院に通院され舌下免疫施行を施行している症例を対象に、採血を行い、これまでの臨床研究から治療効果に関連し変動する末梢リンパ球の候補遺伝子の発現をPCRにて検証した。その結果、治療開始前後での変動がいくつかの遺伝子で再現されることを確認した。さらに、エピゲノム解析を行うために、アレルギー性鼻炎の発症者、未発症者、舌下免疫療法施行者に対し、研究参加者の募集・説明を行い、同意の得られた対象者に対し、病歴の確認、特異的IgE検査、採血からリンパ球分画を回収し凍結保存を進めている。エピゲノム解析のサンプルの収集が完了していないためエピゲノム解析に到達しておらず、予定よりやや遅れている。アレルギー性鼻炎、未発症者、舌下免疫療法施行者より採取し保存した単核球分画より、アレルゲン刺激を行い、T細胞を分離する。各リンパ球のエピゲノム解析(DNAメチル化、ヒストン修飾)、マイクロアレイ・シーケンサーによる遺伝子発現解析、サイトカイン(IL-4、IL-5、IL-13など)の測定を行い、アレルギー性鼻炎発症者と感作陽性未発症者、感作陰性未発症者、舌下免疫療法受療者の間での差異を解析する。上記エピゲノム制御と制御遺伝子の解析から、アレルギー性鼻炎関連候補遺伝子の探索を行う。候補遺伝子の発現をPCRにより検証し、コードするタンパク質の探索と、細胞内、細胞外の発現をフローサイトメトリーにより解析し、各群間での差を比較検討する。また、これまでの臨床試験から舌下免疫療法におけるバイオマーカー候補遺伝子について、さらに検証実験から絞られた遺伝子についてエピゲノム制御の有無について解析を行う。上記候補遺伝子について、遺伝子発現の変化、コードタンパク質のT細胞発現を比較解析する。またT細胞、T細胞サブセットを分離し、細胞活性・機能の違いを解析する。エピゲノム制御の調節酵素を探索し、酵素の添加により細胞機能の変化を解析する。

さらに、エピゲノム解析を行うために、アレルギー性鼻炎の発症者、未発症者、舌下免疫療法施行者に対し、研究参加者の募集・説明を行い、同意の得られた対象者に対し、病歴の確認、特異的IgE検査、採血からリンパ球分画を回収し凍結保存を進めている。エピゲノム解析のサンプルの収集が完了していないためエピゲノム解析に到達しておらず、予定よりやや遅れている。アレルギー性鼻炎、未発症者、舌下免疫療法施行者より採取し保存した単核球分画より、アレルゲン刺激を行い、T細胞を分離する。各リンパ球のエピゲノム解析(DNAメチル化、ヒストン修飾)、マイクロアレイ・シーケンサーによる遺伝子発現解析、サイトカイン(IL-4、IL-5、IL-13など)の測定を行い、アレルギー性鼻炎発症者と感作陽性未発症者、感作陰性未発症者、舌下免疫療法受療者の間での差異を解析する。上記エピゲノム制御と制御遺伝子の解析から、アレルギー性鼻炎関連候補遺伝子の探索を行う。候補遺伝子の発現をPCRにより検証し、コードするタンパク質の探索と、細胞内、細胞外の発現をフローサイトメトリーにより解析し、各群間での差を比較検討する。また、これまでの臨床試験から舌下免疫療法におけるバイオマーカー候補遺伝子について、さらに検証実験から絞られた遺伝子についてエピゲノム制御の有無について解析を行う。上記候補遺伝子について、遺伝子発現の変化、コードタンパク質のT細胞発現を比較解析する。またT細胞、T細胞サブセットを分離し、細胞活性・機能の違いを解析する。エピゲノム制御の調節酵素を探索し、酵素の添加により細胞機能の変化を解析する。現在、アレルギー性鼻炎患者、未発症者、および舌下免疫療法施行者の末梢血T細胞のエピゲノム解析を行うために、研究参加者の募集・説明を行い、同意の得られた対象者に対し、採血から末梢リンパ球を回収し保存を進めている。症例登録、検体の収集が当初の予定より少し遅れているため、エピゲノム解析の開始が遅れており、エピゲノム解析と遺伝子解析のために使用を見込んでいた費用について、次年度に使用する予定となった。検体数が集まり次第、解析に入る予定で現在進めている。
大学数学基礎教育の改善についての総合的研究

1.数学基礎教育の組織体制データベースのアップデート:特に医学部関係・教育系の調査を行った(報告書分冊I1,II2)。2.学生の数学学力調査:(1)経年学力調査・イメージ調査:入学時および1学年終了時近く。平成10年(前期のみ)と11年に実施。平成8年に実施したものと併せて、全問題の解答パターン(誤答・無解答を含む)を分類集計した(報告書分冊I2)。(2)アンケート調査:学習指導要領改訂の影響を平成10年度に調査。低下への直接的影響は確認されなかったが、学力が向上したとの回答は皆無。3.外国状況調査:(1)米国からTh.Judson氏を招聘し、米国での教育改革について聞いた(報告書分冊I3);(2)浪川・西森が米仏に出張し、現地の大学数学教育担当者達と交流した。4.学部専門教育との接続の問題の調査:理学・工学・経済学・情報科学などの分野毎に数学と関わりの深い専門学科科目について検討したが、問題解決に様々の困難のあることが判明した(報告書分冊II1)。5.微分積分学と線型代数学の基本カリキュラムの提示:素案に止まった(報告書未収録)。6.大学基礎教育の教育内容についての再調査:現状について教官側の意見調査を併せて行い、現状への強い危機感と不満とが明らかになった(報告書分冊I1)。7.教育方法改善のための調査の整理:平成11年度に行った教育方法についてのアンケート調査に基づき、授業の工夫方法についての回答を系統的に分類・研究した(報告書分冊III)。8.大学教育ネットワーク:これらの活動に際しては、大学教育ネットワークがきわめて有効に用いられた。連絡・情報交換は主としてインターネットを通じて行った。本年は第一年目として、以前の研究「大学における数学基礎教育の総合的研究」を引き継ぐ形で研究体制を確立し、新たな研究の発展に向けてスタートを切った。以下本年度に行われた、代表的な研究活動について箇条別に記す。1.浪川は、以前の研究(上記)についての総合報告をまとめ、それを踏まえた研究計画を策定した。今回は基礎教育の改善に向けての実際的研究を主とするが、同時に前回不十分であったところを補う。2.北原は、専門教育理学研究班の主査として、数学的構造を明確にした物理学教科書を共同で執筆することに着手した。これは上記研究の報告書に加筆・修正を行う形で行われる。3.戸瀬は、大学間ネットワークを更新し、全国の大学の数学関連組織が本計画に参画できる体制を整えた。またインターネットホームページを整備し、本研究の成果をただちに公開できるようにした。4.根上は、学力調査についての昨年度の調査結果の分析を行い、学生の学力の基本的部分に問題があることを明らかにした。これは次年度に行われる再調査の結果と併せることにより、一層確度の高い調査結果になると期待される。また指導要領の変化の影響もこれによって計りうると期待する。5.村田は、教員養成系の大学改革の現状についての調査結果をつとに明らかにしたが、昨年新たな教育系学生定数削減計画が出たことを踏まえ、再度教員養成系研究班で調査を行うことを決定し、それに着手した。本年度は、中間年度として、次の活動を行い、成果を得た。0.新たな組織体制・研究協力者を最終的に確立した。1.数学基礎教育の組織体制データベースのアップデート(アンケート調査)基礎教育体制の見直しが多くの大学で進んでいる。2.新学習指導要領実施後の新入学生の数学学力変化についての調査(教員へのアンケート調査)さらに低下し、しかも状況が悪化している。3.学部専門学科との接続の問題の調査

理学・工学・経済学・情報科学などの分野毎に専門学科科目のカリキュラムを検討し、基礎教育レベルでの数学教育との接続について、それぞれの専門家と数学側とが協同して検討する研究会を実施した。4.教育方法改善のための調査大学基礎教育を行っている教員にどの様な工夫を行っているかアンケート調査を行い、100通以上の具体的な回答を得た。これを冊子として出版公表した。5.大学基礎教育ネットワークの充実各大学の数学教育担当組織を結ぶネットワークをさらに整備した(約200組織)。6.国際的活動1)平成9年8月17日から21日まで韓国で行われた東アジア地域数学教育国際研究集会に参加し、これまでの研究成果・日本の状況などを報告発表するとともに、韓国・シンガポールなど日本と似た状況下にある国の研究者に接し、情報を交換した。非常に似通った点について問題があり、国際協力の必要がある。2)平成10年1月13日から16日に米国サン・アントニオで行われたアメリカ数学会年会に参加し、本計画のレビューを受けるとともに、米国の状況を調査した。日本の大学の状況が米国のそれに著しく近付きつつあることが判明し、諸問題の解決のため、大学レベルの共同研究の必要性がお互いに認識された。本年度は、最終年度として、次の活動を行い、成果を得た。1.数学基礎教育の組織体制データベースのアップデート:特に医学部関係・教育系の調査を行った。学力不足を補う教育が目立ってきた。2.学生の数学学力調査・イメージ調査:入学時および1学年終了時近く。以前からのものと同じ問題・質問を用い、経年変化も見られる。現在データ集計を終え、解析中。3.外国状況調査:米国からTh.Judson氏を招聘し、公開講演会で米国の教育の現状について聞いた。4.学部専門学科との接続の問題の調査:理学・工学・経済学・情報科学などの分野毎に専門学科科目、特に学部レベルでの数学的科目について、各分野の専門家と数学側とが協同して検討し、基礎教育レベルでどのような内容が必要かを研究した。5.微分積分学と線型代数学の基本カリキュラムの提示。6.大学基礎教育の教育内容についての再調査:現状について教官側の意見調査を併せて行い、現状への強い危機感と不満とが明らかになった。7.教育方法改善のための調査の整理:調査は昨年行ったもの。授業の工夫の仕方を分類。8.大学教育ネットワークの充実:各大学の数学教育担当組織を結ぶネットワーク(約200組織)のサーバーを名古屋大学大学院多元数理科学研究科に移し、これを一層整備した。9.理学系諸学会との教育問題についての連携強化:平成12年2月には公開シンポジウムを開催。10.国際的活動:平成11年7月18日から21日までパリで行われた国際数学教育委員会理事会に浪川が参加し、国際的な数学教育の現状・活動計画について議論した。
WWWで利用可能なオンライン手書き数式入力インタフェースの開発研究

本研究では、WWW上で利用可能な手書き数式入力インタフェースの設計を行い、そのプロトタイプシステムを実現した。本システムはサーバ&クライアントモデルに基づいており、ユーザとのインタフェースはJava言語で記述され、WWWブラウザ上で動作する。クライアントでは、電子ペンを用いた手書き入力の受付、文字の自動切り出し、サーバの認識結果の表示およびジェスチャと機能ボタンによる入力の修正機能を実現した。サーバには、C言語で記述された文字認識エンジンが、クライアントに電子ペンを用いて入力されたストロークを、文字や記号として認識する。認識はDDCPM(Directional and Direction-Change Pattern Matching)法に基づいている。認識結果はクライアントに送信され、クライアントでは手書きストロークが消去され、その場所にフォントで表示される。オンライン手書き入力データの収集を継続して行い、手書き文字認識のベースとなるオンラインデータベースを更新するとともに、オンライン手書き認識のための認識辞書を更新し、その性能向上を図った。さらに、入力に対する編集を容易に行うために、ジェスチャ機能を検討し、その実装を行った。これにより電子ペンを用いた手書きによる自由な編集対象の指定、削除、移動、コピーが実現された。本研究を通じて、WWWブラウザ上でオンライン手書きにより数式の入力および編集が可能なインタフェースを実現した。本年度では、WWW上で利用可能な手書き数式入力インタフェースの基本設計を行い、機能設計、構造設計そして実際のコーディングを行い、プロトタイプシステムを実現した。システムはサーバ&クライアントモデルに基づいており、ユーザとのインタフェースはJava言語で記述され、WWWブラウザ上で動作する。クライアントでは、手書き入力の受付、文字の自動切り出し、サーバの認識結果の表示、機能ボタンによる誤認職修正機能を実現した。また、さらに、オンライン手書き入力データの収集、解析を行い、手書き文字認識のベースとなるオンラインデータベースを作成し、オンライン手書き認識のための認識辞書を作成し、その性能評価を行った。これとは別に、オンライン手書き文字認識の結果得られた文字列を文字の大きさと位置関係から数式の局所的解析を行い、同列の文字であるのか、それとも添字、あるいは冪であるのかを認識し、その結果をDCG(Definite Clause Grammar)を用いて解析し、数式全体としての構造認識を実現するメカニズムを検討し、実際に数式の構造認識を行うモジュールの設計を行った。
心筋における細胞間ギャップ結合チャネルのコンダクタンス調節機構に関する研究

「目的」心筋において細胞間興奮伝導の障害は細胞の同期的興奮異常やreentryを惹起させ不整脈発生の重要な一因子となる。細胞間興奮伝導の良否はgap junction電気的抵抗の低高に依存し、gap junctionの抵抗はこれを構成するchannelの開閉に依存する。不整脈発生の重要な因子となる低酸素虚血下で見られる細胞内イオン強度変化、代謝産物のchannelへの影響、これらの影響の改善、修飾要素を追究することは、channel開閉機構及び不整脈発生、消退機構の解明に有意義となろう。低酸素下では細胞内CaとHイオンの増加が認められ、一方gap junction channelはCaやHイオンで閉鎖され、c-AMPで開口する。本研究では興奮伝導速度(CV)とgap junction抵抗を反映するlongitudinal internal resistance(ri)の同時評価のの方法を開発とこれを用い低酸素、細胞内Ca過負荷、酸性化におけるri CVの変化及び此れ等の変化に対するc-AMPの効果について検討した。「結果」1)3室隔絶法を用い細胞内活動電位と短絡抵抗回路による細胞外活動電位とからCVとriを同時に記録出来る方法を開発した。この方法で以下の結果を得た。2)低酸素下、CVの減少とriの増加との時間依存性対応が見られた。3)CV及びriが正常の40%,4倍になるとき伝導遮断、高不整脈発生率が認められた。4)c-AMPは低酸素下のCV、riの変化を予防且つ改善させた。5)c-AMPの効果発現の有無とgap junctionの微細構造の変化とは一致した。6)細胞内Ca過負荷、酸性化(低酸素時細胞内で起こり得る現象)でCV減少、ri増加を認めた。7)Ca過負荷下のCV、riの変化は低濃度c-AMPで改善されるが、高濃度では改善後増悪が認められた。8)pH6.5以上でc-AMPの改善効果が認められるがpH6.4以下では認められなかった。9)抗不整脈剤第三群の中に抗不整脈機序としてgap junctionの対する促進作用を持つものがあった。10)これらのc-AMP効果はPKA抑制剤で消失した。「結論」低酸素下のθ減少、ri増加はc-AMP-PKAで改善、抑制される。これはc-AMP-PKAのgap junctionに対する燐酸化或いはup-regulation効果であることが示唆された。また、Caイオン、Hイオンのgap junction connexinへの相互作用及び,両イオンのChannelへの結合がconnexinの燐酸化状態によって変化するかと言う重要な新たな課題が提唱された。本研究の最終目的は、心筋のgap junction channelの開閉機構、特に燐酸化による制御をgap junction channel伝導度の変化から追究しようとするものである。

これに先立ち、まず、心筋が機能的合胞体として機能する上で重要な要素、興奮伝導の主役を果たしているのがgap junctionであることから、gap junctionを含む心筋多細胞標本での伝導障害とこれに対する燐酸化効果を検討することから始めた。その結果、c-AMPはhypoxiaやheptanolによる伝導障害を細胞膜要素に関係なく改善、予防すること、このc-AMP効果がc-AMP依存性蛋白キナーゼ(PKA)抑制剤によって抑制されることを明らかにした。この結果は、gap junction channelの燐酸化によってgap junction伝導度が強く影響されることを示唆する。hypoxiaの伝導障害は細胞内に増加したCa^<2+>によるgap junction構成蛋白(コネキシン)の変化に基づくchannel閉鎖に起因するものと考えられている。しかるに燐酸化により、コネキシン結合Ca^<2+>が離脱するのかという新たな問題が提起された。またheptanolはコネキシンに直接作用しchannelが閉鎖させるものと考えられている。しかるに燐酸化でheptanol効果が改善されても、それが不完全であったことは、heptanol不感受性channelの存在という新たな問題が提起された。次に、洞結節と心房筋間、Purkinje線維と心室筋間の興奮伝導速度は、洞結節内、Purkinje線維内、心室筋内のそれより有意に小さく、かつheptanolによる障害を受け易いことを明らかにした。これは、異なった組織間のgap junctionには、数、面積に差があることを考えさせるが、コネキシンにも差がある(C×_<45>、C×_<43>、C×_<48>など)ものとすると、コネキシンの種で、燐酸化によるchannel開閉機構もまた異なるであろうという興味ある問題を提起した。心筋の細胞間興奮伝播の場として機能しているgap junction channelの閉鎖因子としてCa^<2+>、H^+が、開孔因子としてC-AMPが極めて有力であることが、gap junction conductance測定の結果明らかにされた。しかるに、低酸素下にみられる不整脈は、細胞内に増加したCa^<2+>やH^+によるchannel閉鎖に基づく興奮伝導障害に起因する可能性が大きく、C-AMPはchannelの開孔を促し、抗不整脈効果を持つであろうことは十分考えられるが実証はない。今年度は、低酸素及び細胞内Ca^<2+>、H^+負荷条件、およびheptanol(channelに直接作用しこれを閉鎖させる)による興奮伝導遅延に対するC-AMPの効果を、in vitro、多細胞標本を用い、電気生理学的に、必要に応じて電子顕微鏡学的に観察し、不整脈発生消退におけるgap junctionの関与とC-AMPの意義について検討した。C-AMP(8 Bromo C-AMP,6β-forskolin,d-sotalol、細胞内C-AMPレベル上昇試薬)は、低酸素誘発興奮伝導遅延を予防かつ回復させた。この効果はPKA抑制により消失すること、gap junctionの微細構造維持と強く関連することが判明した。
Kras変異陽性肺癌に発現するsurvivinの治療標的分子としての基礎的検討

サバイビンは悪性腫瘍に高発現しているが、KRAS陽性肺腺癌においてサバイビンの役割はよく知られていない。我々は、28例のKRAS陽性肺腺癌の手術検体と、2つの細胞株でサバイビンが治療法的分子として有効かどうか調べた。サバイビン高発現群は有意に予後不良であることがわかった。細胞実験ではサバイビンノックダウンにより細胞老化が誘導されることがわかった。サバイビンノックダウンにMEK阻害薬であるトラメチニブとBcl2阻害薬であるABT-263を併用することにより著明な細胞死を誘導することがわかった。この併用療法はマウス皮下移植モデルでも同様に有効だった。札幌医大肺癌データベースを使用し、肺腺癌の手術検体を検討したところ、Kras陽性肺腺癌はTTF-1陽性、E-cacherin陽性の比較的分化度の高い上皮型が多いことがわかった。Kras変異陽性、TTF-1陽性の肺腺癌細胞株H358、H441を用いて、survivin knockdownを行った。survivin knockdownにより2つの肺癌細胞株はapoptosisが促進し、増殖は顕著に抑制された。しかし生存する癌細胞の総数を治療介入開始時点よりも低下させることができず、survivin knockdownのみでは有効な治療法とはなり難いと考えられた。survivin knockdownにより細胞形態は扁平・膨張化しp21が上昇、細胞周期がG2/Mで停止することがわかった。分裂障害による2倍体のG1/Sでの停止と考え、細胞老化様の細胞に対しアポトーシス促進薬であるABT-263を用いた。またsurvivin knockdownによってリン酸化ERKが上昇していた。KRASの下流であるMEKに対して、MEK阻害薬を投与することによりviable cellを減少させることができた。またABT-263、MEK阻害薬の併用によって、より生細胞数を減少させることができた。これらの事象は平面dishにおける2D培養系のみならず、生体内の微小転移をモデルとしたmatrigel上での微小スフェロイドの3D培養でも同様の結果が得られた。survivinと併用することにより、相乗的にKRAS陽性肺腺癌細胞株の生細胞数を減らす薬剤を見出したため、申請時の期間内目標をおおよそ達成している。昨年に引き続き、マウス治療モデルを使用したSurivin発現抑制による治療効果のin vivo解析を行った。予めsiRNAでsurvivinをknockdownしたKRAS-mutantadenocarcinoma cellsをマウスの皮下に移植し、その後trametinib、ABT-263を経口投与した。siRNAの効果は減弱するため、移植10日でatellocollagenを用いて、knockdown効果を持続させた。siRNA未介入群に比較して、survivin knockdown群では有意な腫瘍の縮小を認め、さらにsurvivin knockdownおよびtrametinib, ABT-263治療群では著しい腫瘍縮小を認めた。また腫瘍の重量についても有意差を持ってsurvivin knockdown群で減少しており、さらにsurvivin knockdownおよびtrametinib, ABT-263治療群では著しい腫瘍重量の減少を認めた。次に札幌医大肺癌データベースを使用し、survivin蛋白の発現量と肺腺癌症例の術後経過の相関をKaplan-Meire法で解析した。具体的には同データベースの全症例の肺癌組織を含むtissue microarrayを対象に免疫組織化学的にsurvivin蛋白発現の有無、発現量を評価した。Survivin高発現群では有意にOverall survivalが短かった。今回検討に用いたKRAS-mutantadenocarcinoma cellsであるH358,H441はともにEcadherin, TTF-1を発現する上皮型のAdenocarcinoma cellsだが、それらのTTF-1をknockdownすると、細胞のviabilityが低下した。またそれと同時にsurvivinも低下する傾向もみられ、TTF-1依存性の肺腺癌は一部、survivinにも生存を依存している可能性が示唆された。マウス治療モデルを使用したSurivin発現抑制による治療効果のin vivo解析を行う。札幌医大肺癌データベースを使用し、survivin蛋白の発現量と肺腺癌症例の術後経過の相関をKaplan-Meire法で解析する。具体的には同データベースの全症例の肺癌組織を含むtissue microarrayを対象に免疫組織化学的にsurvivin蛋白発現の有無、発現量を評価する。肺癌研究が順調に進み予定していた物品購入がなくなったため、残額が生じた。初年度分を次年度に追加使用することにより、実験動物や実験試薬の購入に活用出来る。
コミュニティに最適化した多言語コミュニケーション支援に関する研究

コミュニティにおける言語の壁を超えた多言語コミュニケーション支援環境を構築することを目的に、1多言語コミュニケーションツール課題のパターン化,2ケーススタディを踏まえた多言語間知識伝達のプロセスと実現性の分析,に関する研究を行った.1では,国際的活動および多文化共生活動組織の活動現場において,コミュニケーションツールの導入観察および問題点抽出を行い,コミュニケーション支援の類型化を行った.2では,機械翻訳と人的サービスによる多言語間知識伝達の可能性について検証し,最適なインターフェースの提案と統制実験による評価を行い,その有効性を示した.本研究では,機械翻訳連携サービスにおける多言語間コミュニケーションにおいて,人によるサービスが機械翻訳によるサービスフローにどのように介入することで,低コスト高品質な翻訳結果を得られ,ボランティアの介入者に受け入れが可能であるのかに関して実験・分析を行なった者である.非専門家がどのような手法で書換えサービスを行なうのが最適であるのかについて,翻訳前編集である翻訳リペアサービスと翻訳後編集である書換えサービスの実験を行い,書換えサービスにおいては提示する情報を変化させた実験を行い,その結果,以下の知見を得た.日本語ネイティブが機械翻訳サービスと連携する場合,前編集である翻訳リペアサービスと比べ,後編集である書換えサービスがより流暢で正確な文章を得ることができるとともに,コスト面でも大幅に削減することができる.後編集である書換えサービスのインタフェースにおいては,翻訳結果の日本文のみではなく,翻訳入力文である英文が重要である.また,このとき,日本文の書換え作業を行なうのではなく,出力の日本文を参考に英文を和訳する傾向があることがわかった.翻訳サービスに書換えサービスとして人が介入する際に,翻訳結果として最終的に得られる日本文の流暢さおよび正確さにおいて,英語能力はあまり影響しないことがわかった.上記の知見から,多言語間コミュニケーションにおける翻訳連携プロセスにおいて,人的サービスとしては書換えサービスを配置するのが最適であり,そのインタフェースに必要な情報も考慮した上で,システム設計を行なう必要があることがわかった.コミュニティにおける言語の壁を超えた多言語コミュニケーション支援環境を構築することを目的に、1多言語コミュニケーションツール課題のパターン化,2ケーススタディを踏まえた多言語間知識伝達のプロセスと実現性の分析,に関する研究を行った.1では,国際的活動および多文化共生活動組織の活動現場において,コミュニケーションツールの導入観察および問題点抽出を行い,コミュニケーション支援の類型化を行った.2では,機械翻訳と人的サービスによる多言語間知識伝達の可能性について検証し,最適なインターフェースの提案と統制実験による評価を行い,その有効性を示した.平成24年度は、目的の一つである「コミュニティの多言語コミュニケーションのパターン化」に焦点をあて、以下の2点についての研究を進めた。(1)パターンランゲージによるコミュニケーションのモデル化教育分野での多言語教材の共有化に焦点を当て、パターンランゲージによるモデル化の提案を行った。具体的には、Web教材作成における学習オブジェクトのパターン分析と言語グリッドとの連携モデルについて検討を行った。(2)国際的活動および多文化共生活動組織のコミュニケーション形態の類型化多文化共生センターきょうとの協力のもと、日本語の理解が困難な入院患者と看護師とのコミュニケーションを支援する「ぷち通」(多文化共生センターきょうと、和歌山大学との共同開発)の京都大学付属病院への導入過程を観察するとともに、現場導入および利用における問題点などの抽出を行った。Webサービスを中心としたシステムでの支援の場合、ネットワーク環境の確保および、対象のユーザを絞ったインタフェースの検討が必要であること、現場支援者の導入支援の重要さなど具体的な課題抽出を行うことができた。さらに、NPOパンゲアらが推進しているYMC-Vietプロジェクト(農業支援プロジェクト)における翻訳支援フローの分析を行った。具体的には、共通言語のない環境でモノリンガルのみの支援により情報伝達がどのように成立するのかについて分析を行った。特に、モノリンガルの機械翻訳の利用前後におけるモノリンガル支援者の編集作業に注目した。その結果、モノリンガルの翻訳前編集の方法をカテゴリ分類し、情報伝達への影響との要因を調べ、情報伝達を円滑に行うためには、一定のルールを設ける必要があることを明らかとした。以上のように、言語サービスを用いたコミュニケーションツールでの支援形態の分析・課題抽出を行った。2つの国際的活動および多文化共生活動組織の活動の分析に注力したため、「コミュニティ辞書形成のためのインセンティブ分析」に関する研究が遅れている。しかし、京都大学生協のサイトにて申請者が中心に構築した「京大翻訳!」システムにおいて、一般ユーザが利用できる「ユーザ拡張辞書機能」によるデータ蓄積は行われている。これらのデータをもとに、H25年度に分析を進める予定である。研究申請書に基づき、以下の2点について研究を推進する。(1)コミュニティ辞書形成のためのインセンティブ分析:インセンティブのない一般ユーザの辞書作成過程について、H24年度に蓄積した「京大翻訳!」のデータを基に分析を行う。また、ご当地翻訳(東北地方の翻訳サービス)の実現を目指し、ボランティアによるコミュニティ辞書の作成を計画し、具体的な作成過程における問題点および意識調査を行う。さらに、コミュニティ辞書の多言語化に伴う課題を明らかにするとともに、スケーラビリティを考慮した作成フローの構築を行う。(2)多言語コミュニケーションのパターン化:H24年度に調査を行った3つの国際的な活動および多文化共生活動を基に、多言語サービスの利活用におけるコミュニケーション形態および支援形態の類型化をパターンランゲージを用いて行う。以上の2点から現場のニーズにあった多言語コミュニケーション支援環境のモデル化を行う。

(1)コミュニティ辞書形成のためのインセンティブ分析:コミュニティ辞書形成過程の分析のため、被験者実験における謝金、および多言語化の翻訳に研究費を利用する。また、コミュニティ辞書形成のための支援ツールの実装および公開のためのサーバ運営費に支出する。(2)多言語コミュニケーションのパターン化:国際的な活動および多文化共生活動の分析のための観察等における旅費および現場データ提供に関わる謝金が必要となる。さらに、(1)(2)に関わる研究発表および関係組織との意見交換および研究打ち合わせのための旅費が必要となる。
水田土壌への土壌改良剤混入による土の物理性改良並びに侵食防止効果

重粘土壌はその大なる粘着性のため、農作業における耕転作業を困難にし、砕土性が悪く、走行能が低下する原因となっている。このような重粘性の土壌或いは一般の水田土壌を畑地として利用する場合、一つの方法として土壌改良剤添加による土の物理性改良が考えられる。研究はその他に土壌改良剤を用いての侵食防止にも取り組んでいる。水田土壌として粘土含有量が2565%程度の試料を選択した。また土壌改良剤は、市販されている水処理剤のハイドラール、農地土壌の改良に用いられているランドライフとソイルターの3種である。水田土壌への土壌改良剤の添加は、いずれの土壌の団粒を形成するが、粘土含有量の違いにより集合体の形成効果が異なる。そして、土の団粒構造の発達は土の物理性を改良するが、コンシステンシー限界においては改良効果があまりみられない。3種の土壌改良剤がどの試料土にも同じように効果が現れるのではなく、符合性がある。改良効果が顕著であるのは透水性である。また全ての添加土では、土の疎水化が促進されているものと思われる。降雨侵食実験において、土壌改良剤の添加は土壌団粒の形成、透水性の向上により飛散量、土壌流亡量が減少するが、ある土壌では飛散量が増大する傾向を示すものもある。これは供試土によっては土壌団粒形成が最も飛散し易い団粒径を形成していると考える。そして土壌改良剤の添加方法、添加量と添加土の乾燥方法等によって微妙に処理効果が異なる。傾斜地土壌面における侵食防止については、土壌改良剤の添加が土壌の安定化をもたらし、侵食抑制にある程度効果的であり、他の侵食防止方法と違って土壌面をそのままの状態で利用できるため、農地などの侵食防止法としては有効である。土壌改良剤の添加のみで土壌流亡を阻止するのではなく、農地の土壌を改良することの両面からの防止も必要であると思われる。農地の大規模化指向と減反政策に伴い農地の汎用化を促進することが切実に迫られている。それには,畑地として利用するためには乾田化する必要がある。このような水田の改良法の一つとして土壌改良剤を用いる方法がある。これは水田の土壌自体の物理性を改良することによる。水田土試料としては,粘土分50%以下の鳥大農場土,農工圃場土と粘土分50%以上の中海干拓土,北海道紋別土を選んだ。その他に比較のため黒ボク,火山灰質粘性土を用いた。土壌改良剤としては,市販品であるハイドラ-ル,ソイルタ-,ランドライフの3種を選択した。水田土への土壌改良剤の添加は,いずれの土も団粒を形成するが,粘土分含量の違いにより集合体の形成効果が異なることが分かった。そして,土の団粒構造の発達は土の物理性を改良するが、コンシステンシ-限界においてわずかな減少はあるものの改良効果があまりみられなかった。特に改良効果が顕著であったのは透水性においてであった。これは土の試験法の違いーコンシステンシ-限界試験では,供試土が土壌改良剤添加後練り返されるが,透水試験では土の練り返しがないーによるのではないかと考える。飛散侵食実験においては,土壌改良剤の添加により土壌団粒の形成,すなわち透水性の向上により飛散量が減少するが,ある水田土においては飛散量が増大する傾向を示すものもある。これは供試土によっては土壌団粒形成が最も飛散し易い団粒径を形成していることが考えられる。

これについてはより一層の実験研究を進めて,供試土の粒径組成と土壌改良剤添加による土壌団粒形成との関係を明らかにしていきたい。また土壌改良剤の添加方法,添加量と添加土の乾燥方法等によって微妙に処理効果が異なることが分かった。土の重粘性は,農地の汎用化,すなわち水田を畑に転換し,利用するときに,その耕拡,畑作物の生育阻害の主要因となっている。また稲収穫直後の畑地転換に際して,土壌の水分過多と強い粘性並びに一度畑地として利用され乾燥し,硬化した土壌はその硬さが農作業を著しく困灘している。これら一連の問題の解決のためには,土自体の物理性を改良し,土粒子の凝集,団粒化を促進することが最も有効と考えられる.平成2年度は3種類の土壌改良剤を用い,水田土壌と黒ボク,火山灰質粘性土との比較実験を行い,供試土の粒径組成と土壌改良剤添加による土壌団粒形成との関係並びに土乾燥度合いと添加方法を明らかにした。本年度は,供試土として水田土壌である4種類の土を用いた。試料土の粘土分は25.765.4%である土壌改良剤としては,土壌固粒形成効果があるといわれている市販名ランドライフ,ハイドラ-ル及びソイルタ-の3種類である。土のコンシステンシ-への土壌改良剤添加効果は若干の値の低下がみられるものの,試料土により異なっている。そして,3種の土壌改良態がどの試料土にも同じように効果が現れるのではなく,符合性があることが分かった。このことは,土の透水性への添加効果でも同様であった。また全ての添加上では,土の疎水化が促進されているものと思われる。一方,雨滴と薄層流による侵食実験では,土壌改良剤添加により土壌流亡量は減少するが,添加量の違いによっても差があると考える。また土測端に設置された板には飛散土が多量に付着しており,10°程度の斜面では,地表流去水とともに,雨滴の衝撃エネルギ無視できないことが分かった。土壌改良剤の添加は,土譲面侵食の制御に,ある程度効果的であることが分かった。重粘性の水田土壌は、排水不良により過湿状態であることが多く、農作業機械による耕耘作業において、砕土性が悪く、走行能が低下する原因となっている。このような易耕性の悪い重粘性土壌を改良するためには、過剰水の排水を行うことが肝要である。また水田の汎用化に伴い畑に転換して、畑作物栽培の可能な環境を得るには、排水の促進とともに土の物理性の改善を必要とする。土壌改良剤添加による水田土の物理性改良について、重粘性土壌と考える4試料土に2.3年度で用いた土壌改良剤のハイドラール、ランドライフとソイルターを添加すると土の団粒構造が発達し、物理性が改善されることが分かった。特に透水性と排水性の向上が顕著であった。このことは土壌の関隙が増加し、通気性の改善が行われ、農作業における易耕性の改善にも役立つものと考える。傾斜地土壌面における侵食防止については、土壌改良剤の添加が土壌の安定化をもたらし、侵食抑制にある程度効果的であることが分かった。他の侵食防止法と違って土壌面をそのままの状態で利用できるため、農地などの侵食防止法としては有効である。土壌流亡に伴う濁水の土壌改良剤による処理とその効果は、3種の土壌改良剤の黒ボク、赤色土、干拓土に対する凝集効果に関して、土壌改良剤の濃度による違いだけではなく、それぞれ土の性質によっても凝集の態様が変わってくるものと考える。また土壌流出をくい止めるために添加した土壌改良剤が、水質汚染源にならないためにも、添加量が少ないことが望まれる。
窒化物系半導体トランジスタのノーマリーオフ・低オン抵抗化

GaNトランジスタのノーマリーオフ化,低オン抵抗化を微細加工技術の導入により実現した.ノーマリーオフ化はゲートリセス構造を用いることでしきい値電圧+0.5Vを実現した.低オン抵抗化についてはゲート長等の素子寸法を短縮することで0.1mΩ・cm2を実現した.またこれらを両立するゲート構造を提案し電磁界解析,実験ともに実証した.GaNトランジスタのノーマリーオフ化,低オン抵抗化を微細加工技術の導入により実現した.ノーマリーオフ化はゲートリセス構造を用いることでしきい値電圧+0.5Vを実現した.低オン抵抗化についてはゲート長等の素子寸法を短縮することで0.1mΩ・cm2を実現した.またこれらを両立するゲート構造を提案し電磁界解析,実験ともに実証した.(1)ノーマリーオフ化○SiN膜形成条件について調べた。蒸着,プラズマCVD,熱CVD法について検討を行い,低温堆積,カバレッジ,高絶縁耐圧を満たす成膜方法としてプラズマCVD法を選定し,その形成条件を確立した。○電子ビーム描画とドライエッチングにより,SiN膜ヘリセスエッチング用マスクの形成し,ゲート長0.2μmに相当するマスク形成を可能とするプロセスを確立した。○プラズマCVDのプラズマ発生条件を制御することでAIGaN/GaNウェハのシート抵抗が高抵抗化することがわかった。その要因としては表面のチャージアップが考えられ,新たなノーマリーオフ化のプロセスへ発展させる可能性を見出した。(2)低オン抵抗化○多孔構造によるオーミックコンタクト低減を目指し,電子ビーム描画とドライエッチングにより半径r=0.2O.5μm程度の微小孔を充填率1090%で形成したオーミックコンタクト構造を形成し,評価した。結果として,コンタクト抵抗は孔を形成する前と比べて若干上昇し,10^<-5>Ω・cm^2前半程度となった。この原因としてエッチングガスと表面の反応による電極領域の低キャリア濃度化やエッチングから電極形成に至るまでの間での表面処理に問題があると考えられる。○上述したSiN形成条件を用い,電流コラプスの影響を防ぐためのSiN保護膜の効果について検討した。SiN膜の形成することでドレイン電流の減少を10%以下に押さえることができた。○電子ビーム描画による短ゲート長化,短ゲート・ソース長化について実施し,ゲート長0.1μm,ゲートソース長0.5μmのHEMTで0.1mΩcm^2を実現した。今後はノーマリーオフと高耐圧を兼ねた構造へ発展させていく。1ノーマリーオフ化ノーマリーオフ化についてはプラズマ表面処理とリセスゲート構造について検討した.リセスゲート構造については,塩素ドライエッチングによりリセス構造を形成し,ゲート電極下部のAIGaN厚を5nm以下とすることでゲートしきい値電圧0.0+0.5Vとノーマリーオフ化が実現できた.一方,N_2プラズマ表面処理ではゲート制御ができず,CF_4プラズマ表面処理ではMISゲートの場合にエッチング作用によりしきい値が若干増加する効果は得られたがプラスのしきい値電圧には至らなかった.2低オン抵抗化リセスゲートによるノーマリーオフ化と低オン抵抗化を両立させるために短リセス長化を試み,最短0.2μmのリセス長でのノーマリーオフ動作を実現した.ゲート幅50μmのTEGにおて最大相互コンダクタンス250mS/mmが得られた.低コンタクト抵抗化については多孔構造によるコンタクト抵抗低減については充分な効果が得られず10^-7Ohm-cm^2には至らなかった.3リセスゲート構造での高耐圧設計またこの場合にゲートのドレイン端に発生する高電界を分散して高耐圧を得る手法として,リセス長に比べて大幅に長いゲート電極長をもつ構造を採用することで(例:リセス長0.2μmに対してゲート金属長1.0μm以上)ノーマリーオフ,低オン抵抗,高耐圧を全て満たす構造をシミュレーションにて確認することができた.そしてオン抵抗,相互コンダクタンスがリセス長に依存し,短リセス長にすればゲート長を長くしてもこれらの性能が維持されることが実験的に示された.大型素子の作製についてはオン抵抗20Ωの素子が得られたが,ピンチオフ特性について改善の余地が残った.これはゲート形成プロセスで改善可能と思われる.