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要支援消費者への家計管理の教育と支援のあり方に関する研究

本研究では、家族や支援者の見守りが日常的に必要な「要支援消費者」に対する家計管理の教育と支援のあり方を検討した。全国の特別支援学校を対象にした郵送調査では、数学や家庭科に加えて、領域や教科を合わせた生活単元学習などでお金の使い方に関する授業が実施されていた。教員は、障害の種類や程度、生活経験に合わせて調整しやすい教材を求めていた。障害のある生徒が卒業しても地域で安全に暮らすためには、特別支援学校の連携先として就労と社会福祉の関連機関だけでなく、地域の消費生活センターも加えることの重要性が示唆された。プロジェクトIー全国の特別支援学校教員への質問紙調査全国1100校の特別支援学校の進路指導並びに家庭科の担当教員に協力を依頼して、生活とお金に関する教育と支援に関する質問紙調査を実施した。質問項目は1基本属性、2生活とお金に関する授業のニーズ、3お金に関する授業等の実施状況に関する事項から構成した。本調査の対象校の選定と調査項目の設定に関わり研究分担者から助言等を得た。回収した718の調査票は、調査員が確認してデータ入力をした。研究分担者と連携研究者による助言を踏まえ、消費者教育等を専門にする研究代表者が分析を進めた。プロジェクトIIー全国の特別支援学校教員への聴き取り調査熊本県の特別支援学校の教員及び福岡県にある社会福祉協議会の職員を対象に、家計管理の教育と支援に関する聞き取り調査を実施した。半構造化インタビューを実施するにあたり、対象先の選定と調査項目の設定については調整・助言等を担う研究分担者、主に調査の分析を担う研究分担者、社会福祉学を専門にする連携研究者らから意見を求めた。研究代表者と研究分担者とで生活とお金に関する授業実践や、知的障害等の種類や程度、生活経験の違いによる工夫や配慮等に関する事項を聴き取った。質問紙調査のおおよそのとりまとめはできた。今後はさらに分析を深め、学会発表や情報交換会を実施して、本調査研究全体のとりまとめを行いたい。本研究では、消費生活を送る上で家族や支援者の見守りが日常的に必要な「要支援消費者」に対する家計管理の教育と支援のあり方について検討した。全国の特別支援学校について各都道府県教育委員会のホームページに掲載されていた情報をもとに1,105校のリストを作成し、調査票を用いた郵送調査を実施した。調査協力者は714人で、1,105の学校数に占める割合は64.6%となった。調査項目は、生活とお金に関する授業のニーズや実施状況、外部の講師や機関の活用状況、授業等で扱いたいテーマ、地域の連携者と協力体制に関する事項とした。熊本県と北海道の特別支援学校においてヒアリング調査を実施するとともに、教員や消費生活行政の関係者らとの情報交換会を開催して、調査内容をまとめる際の参考とした。調査では、特別支援学校における生活とお金に関する授業は算数や数学、家庭科などの教科教育や、進路学習、校外学習、生活単元学習など生徒に応じて領域や教科を合わせた形での実施が多く、障害の種類や程度、生活経験に合わせた調整のしやすい教材が求められており、教科横断的な素材で、買い物学習など目的に特化した細かいユニット型の教材が望まれていた。学校生活や進路に関する地域の連携先については、「障害者就業・生活支援センター」「福祉施設」「ハローワーク」といった就労や福祉に関連する機関が続き、「消費生活センター」の割合は低く、地域と生徒規模数によって活用の状況に差があった。消費生活センターが特別支援学校における地域の連携先として活用されるためには、活用することのメリットや利用方法の具体的な紹介といった働きがけをしたり、就労や社会福祉の領域との連携が望まれる。学校側も卒業後を見据えた連携先として、就労と社会福祉の関連機関に加え、消費生活に関わる機関を加えることで、生徒や卒業生が地域で安全に暮らすための後押しが可能となることが示唆された。全国の特別支援学校教員への質問紙調査については、前年度の結果を踏まえ、研究代表者と研究分担者、連携研究者がそれぞれ所属する学会発表を行う。特別支援学校教員への聴き取り調査については、質問紙調査に協力頂いた特別支援学校の教員を中心に、北海道・東北、関東、中部、関西、四国・中国などのいずれかで実施する。全国の特別支援学校の教員を対象にした調査を実施した結果を踏まえ、調査協力者や学校関係者を対象にした意見交換会を開催する。意見交換会には研究代表者と研究分担者、連携分担者が研究成果について発表するとともに、出席可能な調査協力者に講評を頂く。研究成果を広く社会に還元するため、意見交換会の内容はインターネットを通じて公表する。消費者教育特別支援学校教員を対象にした聴き取り調査が九州地区でしか実施できなかったため。特別支援学校教員への聴き取り調査を北海道・東北、関東、中部、関西、四国・中国のいずれかで実施する。
柱状湖成堆積物の生物化石及び化学化石を主とした古環境の変遷の研究

1.目的;琵琶湖湖心部でボーリングされた1400メートルの推積物コアを可及的高密度にサンプリングを行ない、生物微化石,軽元素特に炭素の同位体,クロロフィル,脂質,リグニン等の有機物,無機微量元素等の化学化石を解析することにより、過去200万年間の古環境の変動を検討する。2.経過と結果;昭和59年度には12メートル間で、また昭和60年度には6メートル、さらに昭和61年度には3メートル間隔でサンプリングを行ない、数百以上の試料について解析を進めて来た。その結果全ての解析項目について次の様な一致した結論が得られている。(1)約200250万年前以降、堆積物深度804732メートルでは、水深の浅い沼か河川のような環境であった。(2)堆積物深度で732582メートル(R層)の頃は、やや水深の深い堪水が生じ、現在の琵琶湖よりはかなり規模の小さい湖か池のような環境が出現しその水深は深い時で3040メートル程度であった。(3)堆積物深度で、582250メートル(S層)の堆積した頃は、(1)と同様に再び水深が0メートル近くになり干上った状態の環境となった。(4)堆積物深度で250メートル以浅(T層)の堆積時になって、現在の琵琶湖と同じ湖らしい水深100メートルに達する湖が形成された。現在の湖盆が誕生したのは約70万年前と推定される。この間寒冷な氷河時代がわくとも5回認められ、地球規模での古気候の研究に一つの明確な基準資料を提供することができた。
電磁界可視化教材とＰＤＣＡ式実験による実践的高周波回路設計者育成プログラムの開発

本研究では、実践的高周波回路設計者育成プログラムの開発を目的にして、電磁界可視化教材の開発とPDCA(Plan Do Check Action)式の実験科目の検討を行った。電磁界可視化教材の開発については、前年度に引き続き、講義での説明で活用し、無記名のアンケートを実施することでその効果および課題を確認した。また、積層チップインダクタの隣接配置によるインダクタンスの変化を理解するための教材については、製品設計で広く用いられている0.6mm×0.3mm×0.3mm形状の小型品を題材にした教材を新たに作製し、より実践的な教材に改善した。PDCA式の実験科目については、平成29年度に構築した高周波フィルタ回路の設計を題材にした実験に改善を加えた。具体的には、確実にPDCAサイクルを実施するための実験時間を確保するため、内容を絞り込むとともに、シミュレータの操作法をより丁寧に解説した資料を作成することで実験をスムーズに進められるようにした。その結果、実験時間の確保が可能となりPDCA方式で実施できるようになった。また、他の実験題材についても検討し、新たなPDCA式の実験方法として、マイクロストリップラインとチップ部品を活用した小型インピーダンス整合回路に関する実験を構築し、専攻科生を対象に実施した。本実験は、伝送線路とチップ部品の両方を必ず利用する課題であり、回路・電磁界シミュレーションを組み合わせた設計方法についての学習に適した内容となった。また、この実験課題は,設計仕様を基に学習者が小型化の工夫を検討できる課題であり、創造性を育むことにも適した内容に仕上がった。また、本実験では、インピーダンス整合の状態および不整合の状態を理解するために作製した講義用の電磁界可視化教材と組み合わせることでより効果的な実験プログラムとなることがわかった。本研究では、電磁界可視化教材とPDCA(Plan Do Check Action)式の実験を用いた実践的高周波回路設計技術者育成プログラムの開発を目的としている。平成28年度に取り組んだ内容を以下に記す。(1)電磁界可視化教材の開発無線通信機器で広く活用されているチップ部品である積層インダクタ及びキャパシタについて、チップ部品の3次元構造のモデルを作製し、3次元構造の持つ電磁界分布,電気特性をシミュレータによる電磁界解析から導出した。また、その等価回路を作製した。インダクタ及びキャパシタの素材についてはセラミックスを想定した。電磁界解析においては、評価基板の3次元構造を含めてモデル化して計算を実施し、データを取得した。次に、インダクタとキャパシタが隣接した際の実際の物理構造、可視化された電磁界分布及び電気特性の対応を理解するための教材の作製を検討した。インダクタとキャパシタ間の距離を0.1mmから0.5mmまで少しずつ変化させたモデルを作製することで、部品間の干渉が電気特性に与える影響を確認し易い教材が開発できた。また、隣接したマイクロストリップラインの物理構造、可視化された電磁界分布及び電気特性の対応を理解するための教材についても作製した。これらの開発した教材は実際に講義で活用可能な水準で作製でき、次年度に実際の教育に導入する目処が立った。(2)PDCA式実験の準備実験での使用を予定している部品を測定するための評価基板を設計、試作するとともに、作製した評価基板を用いて、部品の電気特性を評価した。また、実験内容や指導方法の検討等、PDCA式実験の実現に向けた準備を行った。次年度では実際の教育に導入する予定である。本年度はおおむね計画通りに研究を進めることができた。具体的には、インダクタ及びキャパシタの物理構造,可視化された電磁界分布,電気特性及び等価回路の対応を理解するための教材を作製した。また、部品や伝送線路が隣接した際の電磁界の干渉の影響を理解するための教材も作製できた。PDCA式実験についても実施に向けた準備を行うことができた。本研究では、電磁界可視化教材とPDCA(Plan Do Check Action)式の実験を用いた実践的高周波回路設計者育成プログラムの開発を目的としている。平成29年度に取り組んだ内容を以下に記す。(1)電磁界可視化教材の開発昨年度の検討結果を踏まえて、隣接して実装された部品が積層インダクタの電気特性に与える影響に関する電磁界可視化教材を講義で活用した。また、マイクロストリップラインを題材にインピーダンス整合の状態での電界及び磁界の様子を可視化したアニメーションを作製し、講義での説明に活用した。これらの講義内容については、無記名のアンケートを実施することで、現状の課題と作製した教材の効果を確認した。更なる教材の開発として、隣接して配置した2台の積層インダクタを直列に接続した場合のインダクタンスの変化を理解するための教材を作製した。また、積層インダクタと積層キャパシタを隣接して配置し、並列の共振回路を構成した場合の周波数特性を理解するための教材を作製した。(2)PDCA式実験の検討昨年度の検討結果を踏まえて、高周波フィルタ回路の設計を題材に実際に教育を実施した。実験は2人1組のグループで実施する方法を採用した。仕様を基に設計する内容を含めた実験であり、実験計画書の作成、回路シミュレータを用いた設計等の実験内容を実際に実施することができた。一方、測定器やシミュレータの操作方法の習得に想定した以上の時間が必要となり、その結果、回路、電磁界シミュレータを併用した設計法及び2回目の実験を実施するための時間が確保できず、実験時間の確保に課題を残した。電磁界可視化教材の開発については、概ね順調に進展した。

具体的には、マイクロストリップラインを題材にインピーダンス整合の状態での電界及び磁界の様子を可視化した教材を作製し、昨年度に作製した教材とともに、実際の講義で活用することができた。また、電磁界可視化を利用した更なる教材の開発も実施するとともに、これまでの研究成果を研究会、大会で発表した。一方、PDCA式実験の検討は、やや遅れている。具体的には、仕様を基に実験計画を立て、回路シミュレータを活用して設計する実験を実施できたが、実験時間の配分が課題となり、回路、電磁界シミュレータを併用した設計法及び2回目の実験が実施できなかった。この課題については、平成30年度に引き続き検討する計画である。本研究では、実践的高周波回路設計者育成プログラムの開発を目的にして、電磁界可視化教材の開発とPDCA(Plan Do Check Action)式の実験科目の検討を行った。電磁界可視化教材の開発については、前年度に引き続き、講義での説明で活用し、無記名のアンケートを実施することでその効果および課題を確認した。また、積層チップインダクタの隣接配置によるインダクタンスの変化を理解するための教材については、製品設計で広く用いられている0.6mm×0.3mm×0.3mm形状の小型品を題材にした教材を新たに作製し、より実践的な教材に改善した。PDCA式の実験科目については、平成29年度に構築した高周波フィルタ回路の設計を題材にした実験に改善を加えた。具体的には、確実にPDCAサイクルを実施するための実験時間を確保するため、内容を絞り込むとともに、シミュレータの操作法をより丁寧に解説した資料を作成することで実験をスムーズに進められるようにした。その結果、実験時間の確保が可能となりPDCA方式で実施できるようになった。また、他の実験題材についても検討し、新たなPDCA式の実験方法として、マイクロストリップラインとチップ部品を活用した小型インピーダンス整合回路に関する実験を構築し、専攻科生を対象に実施した。本実験は、伝送線路とチップ部品の両方を必ず利用する課題であり、回路・電磁界シミュレーションを組み合わせた設計方法についての学習に適した内容となった。また、この実験課題は,設計仕様を基に学習者が小型化の工夫を検討できる課題であり、創造性を育むことにも適した内容に仕上がった。また、本実験では、インピーダンス整合の状態および不整合の状態を理解するために作製した講義用の電磁界可視化教材と組み合わせることでより効果的な実験プログラムとなることがわかった。電磁界可視化を利用した教材については、インピーダンス整合設計が視覚的に理解できる教材の開発を検討する。また、平成28年度に作製した教材で実際に教育を実施する。PDCA式の実験については、回路、電磁界シミュレータを用いた設計手法をスムーズに実験に導入するための準備を検討した上で、実際の教育に導入する。また、得られた研究成果をまとめて関連する研究会や大会等で発表する予定である。
IgG4関連肺疾患の病変進展因子の検索と新規治療ターゲットの探求

IgG4関連疾患においては、全身の臓器に多彩な病態を形成するが、その原因は不明である。また臨床的にステロイド治療が有効であるが漸減に伴う再発も多く、治療方針は定まっていない。従って病態の解明と治療法の確立が臨床的な課題である。申請者らはIgG4関連疾患の病態は、何らかの抗原刺激による宿主のTh2反応と、その抗炎症性制御が働いた結果によるIgG4産生亢進と線維化病変の発症という仮説の元に、Th2優位のLAT Y136F変異マウスの肺病変が、IgG4関連呼吸器疾患のモデルになり得ること研究し発表した。そのモデルマウスを用いて、1IgG4関連疾患の病態形成におけるTLR(Toll-like receptor)を介した自然免疫の関与の検索と2新規治療ターゲットの探求を計画した。このLAT Y136F変異マウスの肺病変において、TLR 7・TLR 9が炎症部位に一致して発現しているが、Th7はウイルスのRNAを認識するレセプターであり、IgG4関連疾患の膵病変において発現が報告されているが、肺は外界と接して気道経由で細菌やウイルスなどにより病変を形成する可能性があると考え、申請者等は細菌・ウイルスの両者の共通病原体を認識するTLR 9の役割に着目した。LAT Y136F変異マウスにおけるTh9の役割とその制御の探索を目的として、TLR 9ののリガンドであるCpG-ODNをLAT Y136F変異マウスに投与して、その効果を検証したところ、マウスの肺病変が軽減する例が認められた。CpG-ODNはTh1分化を誘導する免疫アジュバンドとしてアレルギー疾患への応用が期待されているが、IgG4関連疾患の肺病変においても、新規治療薬の候補となる可能性が示唆された。IgG4関連疾患の多彩な病態を形成する要因は不明であり、また臨床的にもステロイド漸減に伴う再発など治療に難渋する症例が多いため、本疾患の病態解明と治療法の確立は急務である。申請者らはこれまでIgG4関連肺疾患の臨床に携わり、多数例のIgG4関連肺疾患を検討してきた。これらの臨床経験を通じて、IgG4関連疾患の病態として、何らかの抗原刺激による宿主のTh2反応と、その抗炎症性制御が働いた結果によりIgG4産生と線維化病変が生じるという仮説をたてた。そのため、まずはIgG4関連肺疾患のモデル動物の確立を研究し、T細胞活性化リンカー(Linker for activation of T cell;LAT)の136番目のチロシンをフェニルアラニンに変異したLAT Y136F変異マウスが、Th2優位の免疫反応を有し、IgG4関連肺疾患のモデルになりうることを報告した。肺は直接外界と接するため、アレルゲンや細菌、ウイルスに暴露されやすい臓器である。近年、悪性腫瘍、自己免疫性疾患、アレルギー疾患などにおいて、Toll-like receptor (TLR)の関与が報告されていることから、IgG4関連疾患の病態形成においても、その関与が推測されることから、樹立した本モデルマウスにおいて、肺病変形成および進展に関与するサイトカイン等の因子や、TLRを介した自然免疫の異常の解明などを解明することを計画した。本年度は、主にIgG4関連肺疾患の病態形成に自然免疫が与える影響について検討を行った。ヒトIgG4関連疾患のモデルマウスであるLAT Y136F変異マウスの、肺におけるTLR 7とTLR 9の発現について免疫組織学的評価を行った。TLR 7および9は炎症部位に一致して発現を認めた。また、同部位においては、CD3、F4/80、CD138、IgG1、IgG陽性細胞の発現も認められた。本研究の中心である、TLRに関して基礎的なデータが得られたため、おおむね順調に進展しているとした。IgG4関連疾患における多彩な病態を形成する原因は不明であり、また臨床的にもステロイド漸減に伴う再発など、治療に難渋する症例が多いため、本疾患の病態解明と治療法の確立は急務である。申請者らはIgG4関連疾患の病態は、何らかの抗原刺激による宿主のTh2反応と、その抗炎症性制御が働いた結果によるIgG4産生亢進と線維化病変の発症という仮説を立て、1IgG4関連疾患の病態形成にTLR(Toll-like receptor)を介した自然免疫の関与の検索と2新規治療ターゲットの探求を計画した。昨年度までに、ヒトのIgG4関連疾患のモデルマウスであるLAT Y136F変異マウス(Th2優位)の肺病変において、TLR 7とTLR 9が炎症部位に一致して発現していることを確認した。TLR 7は、自己免疫性膵炎においての発現が報告されているが、申請者らは細菌やウイルスなどに共通した病原体を認識するTLR 9の役割に着目し、本年度は、特にTLR 9の役割について、そのリガンドであるCpG-ODNを投与し、Th1への誘導を試みることにより、病変部位の炎症程度の変化を観察した。肺病変におけるTLR9の役割について、興味深い知見が得られている。しかしマウスの発育が十分でなく、まだ検討数が少ない。再現性の確認・サイトカインなどの評価実験が遅れているため、「やや遅れている」とした。従って病態の解明と治療法の確立は急務である。

申請者らはIgG4関連疾患の病態は、何らかの抗原刺激による宿主のTh2反応と、その抗炎症性制御が働いた結果によるIgG4産生亢進と線維化病変の発症という仮説の元に、Th2優位のLAT Y136F変異マウスの肺病変が、IgG4関連呼吸器疾患のモデルになり得ること研究し発表した。そのモデルマウスを用いて、1IgG4関連疾患の病態形成におけるTLR(Toll-like receptor)を介した自然免疫の関与の検索と2新規治療ターゲットの探求、を計画した。H28年度までに、このLAT Y136F変異マウスの肺病変において、TLR 7とTLR 9が炎症部位に一致して発現していることを確認した。Th7はウイルスのRNAを認識するレセプターであり、IgG4関連疾患の膵病変において発現が報告されているが、肺は外界と接していることから、肺病変は気道経由で細菌やウイルスなどにより病変を形成する可能性があると考え、申請者等は細菌・ウイルスの両者の共通病原体を認識するTLR 9の役割に着目した。LAT Y136F変異マウスにおけるTh9の役割とその制御の探索を目的として、H29年度は、TLR 9ののリガンドであるCpG-ODNをLAT Y136F変異マウスに投与して、病変部位のTh2からTh1への誘導を試みることにより、肺局所の炎症程度の変化を観察して治療に応用可能か否かを検討した。肺病変におけるTLR9の役割について、10週齢のWTマウスとLAT Y136F変異モデルマウスにCpG-ODNを投与した。WTマウスにおいては、コントロールと差は認めなかったが、Y136F変異モデルマウスにのCpG-ODNを投与したところ、投与時期によって肺病変の炎症の軽減を認めたマウスが存在した。一方で、肉芽腫を認めたマウスも存在した。その後のマウスの成長が遅いため再現性の確認が遅れたため、「やや遅れている」としたIgG4関連疾患においては、全身の臓器に多彩な病態を形成するが、その原因は不明である。また臨床的にステロイド治療が有効であるが漸減に伴う再発も多く、治療方針は定まっていない。従って病態の解明と治療法の確立が臨床的な課題である。そのモデルマウスを用いて、1IgG4関連疾患の病態形成におけるTLR(Toll-like receptor)を介した自然免疫の関与の検索と2新規治療ターゲットの探求を計画した。このLAT Y136F変異マウスの肺病変において、TLR 7・TLR 9が炎症部位に一致して発現しているが、Th7はウイルスのRNAを認識するレセプターであり、IgG4関連疾患の膵病変において発現が報告されているが、肺は外界と接して気道経由で細菌やウイルスなどにより病変を形成する可能性があると考え、申請者等は細菌・ウイルスの両者の共通病原体を認識するTLR 9の役割に着目した。LAT Y136F変異マウスにおけるTh9の役割とその制御の探索を目的として、TLR 9ののリガンドであるCpG-ODNをLAT Y136F変異マウスに投与して、その効果を検証したところ、マウスの肺病変が軽減する例が認められた。CpG-
難治性および反復性中耳炎のメカニズムと予防に関する基礎的・臨床的研究-ウィルスの混合感染および粘膜免疫からの検討-

かぜウィルスであるアデノウィルスを実験動物チンチラ(12匹)に経鼻的に接種,その7日後に中耳炎を発症させる起炎菌(インフルエンザ菌)を経鼻的に接種し,耳管のどの部位をどのように上行していくか,蛍光顕微鏡と透過型電子顕微鏡にて経時的に観察した.細菌接種1日,4日,7日,10日14日後にチンチラの中耳骨胞を開き,耳管と中耳粘膜を摘出し急速凍結をおこないクライオスタットで凍結切片を作成し蛍光抗体法にて耳管内のインフルエンザ菌を染色する.また同組織をエポキシ樹脂に包埋後,電子顕微鏡のために超薄切片を作成した.そして耳管咽頭孔から中耳粘膜へかけ耳管咽頭部,耳管中部,耳管鼓室部および中耳での付着菌量を経時的に計測した.また耳管の底部・上部に分け,さらに粘液内・線毛上に分け付着菌量を測定した.その結果,インフルエンザ菌は摂取後約1週間かけて耳管を上行し中耳に到達し中耳炎を起こすことが確認された.またインフルエンザ菌は耳管の内腔の底部の粘液中を上行していくことも確認された.アデノウィルス感染によって耳管が傷害され粘液線毛機能が低下すると,細菌は耳管の中の上皮ではなく粘液に付着し,徐々に中耳の方へ上行し中耳腔に到達する.粘液は耳管の上部には少なくむしろ底部に多くこの中を細菌が増殖しながら中耳腔へ向かう.この細菌が耳管を上行し中耳腔に達するには7日から10日を要し,そしてその時,中耳炎を発症する.以上の結果は動物実験によるものであるが,実際の臨床の場でも,小児が風邪をひいてからいったん治り,風邪発症約1週間後に中耳炎を続発する子供が多いことの裏付けとなると考えられるかぜウィルスであるアデノウィルスを実験動物チンチラ(12匹)に経鼻的に接種,その7日後に中耳炎を発症させる起炎菌(インフルエンザ菌)を経鼻的に接種し,耳管のどの部位をどのように上行していくか,蛍光顕微鏡と透過型電子顕微鏡にて経時的に観察した.細菌接種1日,4日,7日,10日14日後にチンチラの中耳骨胞を開き,耳管と中耳粘膜を摘出し急速凍結をおこないクライオスタットで凍結切片を作成し蛍光抗体法にて耳管内のインフルエンザ菌を染色する.また同組織をエポキシ樹脂に包埋後,電子顕微鏡のために超薄切片を作成した.そして耳管咽頭孔から中耳粘膜へかけ耳管咽頭部,耳管中部,耳管鼓室部および中耳での付着菌量を経時的に計測した.また耳管の底部・上部に分け,さらに粘液内・線毛上に分け付着菌量を測定した.その結果,インフルエンザ菌は摂取後約1週間かけて耳管を上行し中耳に到達し中耳炎を起こすことが確認された.またインフルエンザ菌は耳管の内腔の底部の粘液中を上行していくことも確認された.アデノウィルス感染によって耳管が傷害され粘液線毛機能が低下すると,細菌は耳管の中の上皮ではなく粘液に付着し,徐々に中耳の方へ上行し中耳腔に到達する.粘液は耳管の上部には少なくむしろ底部に多くこの中を細菌が増殖しながら中耳腔へ向かう.この細菌が耳管を上行し中耳腔に達するには7日から10日を要し,そしてその時,中耳炎を発症する.以上の結果は動物実験によるものであるが,実際の臨床の場でも,小児が風邪をひいてからいったん治り,風邪発症約1週間後に中耳炎を続発する子供が多いことの裏付けとなると考えられるチンチラを用いてかぜウィルスの存在下に中耳炎の起炎菌の耳管からの感染過程を経時的に観察した.更に,その耳管内のどの部分を細菌が上行していくのかを観察した.アデノウィルスをチンチラに経鼻的に接種,その7日後に細菌(インフルエンザ菌)を経鼻的に接種した.その後経時的に鼓膜所見観察,チンパノメトリーを行い中耳炎の推移を記録した.また経時的にチンチラを麻酔後,瀉血断頭し用い中耳骨胞を開き,耳管と中耳粘膜を摘出し急速凍結をおこないクライオスタットで凍結切片を作成し蛍光抗体法にて耳管内および中耳腔内のインフルエンザ菌を染色し耳管内の細菌の上行状態を観察した.その結果,インブルエンザ菌は摂取後約1週間かけて耳管を上行し中耳に到達し中耳炎を起こすことが確認された.またインフルエンザ菌は耳管の内腔の底部(floor)の粘液中を上行していくことが確認された.かぜウィルスであるアデノウィルスを実験動物チンチラ(12匹)に経鼻的に接種,その7日後に中耳炎を発症させる起炎菌(インフルエンザ菌)を経鼻的に接種し,耳管のどの部位をどのように上行していくか,蛍光顕微鏡と透過型電子顕微鏡にて経時的に観察した。細菌接種1日,4日,7日,10日14日後にチンチラの中耳骨胞を開き,耳管と中耳粘膜を摘出し急速凍結をおこないクライオスタットで凍結切片を作成し蛍光抗体法にて耳管内のインフルエンザ菌を染色する。また同組織をエポキシ樹脂に包埋後,電子顕微鏡のために超薄切片を作成した。そして耳管咽頭孔から中耳粘膜へかけ耳管咽頭部,耳管中部,耳管鼓室部および中耳での付着菌量を経時的に計測した。

また耳管の底部・上部に分け,さらに粘液内・線毛上に分け付着菌量を測定した。その結果,インフルエンザ菌は摂取後約1週間かけて耳管を上行し中耳に到達し中耳炎を起こすことが確認された。またインフルエンザ菌は耳管の内腔の底部の粘液中を上行していくことも確認された。アデノウィルス感染によって耳管が傷害され粘液線毛機能が低下すると,細菌は耳管の中の上皮ではなく粘液に付着し,徐々に中耳の方へ上行し中耳腔に到達する。粘液は耳管の上部には少なくむしろ底部に多くこの中を細菌が増殖しながら中耳腔へ向かう。この細菌が耳管を上行し中耳腔に達するには7日から10日を要し,そしてその時,中耳炎を発症する。以上の結果は動物実験によるものであるが,実際の臨床の場でも,小児が風邪をひいてからいったん治り,風邪発症約1週間後に中耳炎を続発する子供が多いことの裏付けとなると考えられる。
量子力学の非局所性の完全な検証実験

量子力学は、非常に離れた地点に存在する物理現象にもそれらの間の相関を予言する。その相関は、たとえば測定や物理量を局所的に記述できる立場からは、超光速の相互作用が存在しているかのように見える。そのような性質を「非局所性」とよび、そのような性質の存否をめぐってさまざまな議論が行われてきた。ベルの不等式とは、「測定や物理量を局所的に記述できる」場合に満たされなければならない不等式である。ベルの不等式が実際に破れていること、すなわち量子力学の非局所性の検証は、1984年のアスペによる光子対を用いた実験以来さまざま行われてきた。しかし、それらすべての実験には、「発生した光子対を十分な量検出できていない」という、「量子効率の抜け穴」とよばれるものが存在した。それらの実験のひとつとして、光子対をビームスプリッタへ入射する実験がMandelらによって行われた。われわれはその検出器として「高量子効率光子数検出器」を用いる方向で研究に取り組み、今回、より遠赤外線の迷光を確実に減らすことをめざし、あらたにクライオスタット用シールドを作成した。これにより実験に必要な2台の光子検出器を立ち上げることができた。また、光子対源を用いたMandel型の実験にも取り組み、その途中段階でビームスプリッタによる光子パンチングの確認に成功した。しかし、実験の過程で、モードマッチングの困難さ等に直面し、結果的にベルの不等式の破れを確認するまでにはいたらなかった。今後は、実験方法をあらため、新しくもつれ合った明るい光子ビームを開発するなどの方法で、引き続き量子力学の非局所性の検証実験に取り組んでゆきたい。平成12年度には、主に下記の研究を行った。我々の開発したVLPC(Visible Light Photon Counters)を用いた光子数検出器は大変高い性能を有するが、ヘリウム温度への冷却が必要など調整が大変複雑である。まず一年目は、市販の光子検出器SPCM(Single Photon Counting Module)(本研究で購入予定)を用いて、「制御性がよく、バックグラウンドの少ない光子間の量子もつれ合い状態の発生」について研究を行った。バックグラウンド光を減らす為には、一方の光子を検出した場合にできるだけ高い確率で他方の光子を検出しなければならない。研究の結果、その相関値が80%(検出器の量子効率、途中に挿入した光学部品による減衰を補正)とこれまでの方法に比べて非常に高い値を得ることができた。(Optics Letters発表。)また、VLPCを用いた光子数検出器の改良にも取り組んだ。これまでは、検出器のシールドを開閉すると、赤外線輻射のリークによる高いダークカウントに悩まされることがしばしばであった。このシールド構造の全面的な見直しを行い、安定した動作を実現することができた。平成13年度には、ひきつづきVLPCの改良ならびに光子対源の見直しに取り組み、完全なベルの不等式の検証実験を目指す。
脊髄損傷における軸索ガイダンス分子DCCを用いた効率的な軸索伸長法の開発

生体内で正しく神経回路網が形成される為の基本原理として軸索ガイダンスという概念があり、神経接着因子や神経軸索ガイダンス分子、神経活動シグナルが関わっているとされる。申請者の所属施設では、慢性期完全脊髄損傷に対する自家嗅粘膜移植法の臨床研究を2002年より行い(研究代表者:岩月幸一)、2011年に我が国の先進医療の指定を受け現在に至る。本法が施行された胸髄損傷8例中3例において、随意筋の下肢筋電図の発見を認め、1例においてはリハビリ期間の後に杖歩行が可能となっている。リハビリテーションは神経活動性シグナルによる軸索ガイダンスに相当すると考えられるが、現状では歩行可能となるまでに移植後3年のリハビリ期間を要している。これまでの当グループでの知見で嗅粘膜自体に神経幹細胞が含まれ、嗅粘膜上でのRelayneuronの新生が確認されている。申請者は、嗅粘膜移植法に付加する新規の神経伸長促進法を開発することを目標とし、脊髄損傷後の細胞膜脂質代謝の破綻に着目した。遺伝性神経変性疾患の原因遺伝子であるPLA2G6遺伝子がコードするカルシウム非依存性ホスホリパーゼA2β(iPLA2β)は膜リン脂質のリモデリングにおいて重要な役割を果たす。PLA2G6ノックアウト(KO)マウスの脊髄損傷モデルを用いて、野生型(WT)マウスの損傷モデルと比較したところ、KOマウスでは下肢運動機能の改善が有意に上昇した。また、組織学的評価では損傷部の空隙形成および脱髄が軽減される傾向にあった。損傷部脊髄の質量分析ではリゾリン脂質がKOマウスで低下しており、損傷後の脱髄や炎症反応の惹起に関与している可能性が考えられた。以上の結果より、嗅粘膜移植法にiPLA2βの阻害剤あるいは抗体を付加することで、手術操作に伴う正常脊髄の損傷後の脱髄や炎症反応の惹起を軽減させ、軸索伸長を促進できる可能性がある。当プログラムで実施しているリハビリテーションは神経活動性シグナルによる軸索ガイダンスに相当すると考えられるが、現状では歩行可能となるまでに移植後3年のリハビリ期間を要している。申請者は神経軸索ガイダンス分子に着目し、嗅粘膜移植法に付加する新規の神経伸長促進法を開発することを目的としている。これまでの当グループでの知見で嗅粘膜自体に神経幹細胞が含まれ、嗅粘膜上でのRelay-neuronの新生が確認されている。移植した嗅粘膜内でも軸索ガイダンスが起こっていると仮定し、ウェスタンブロット法により、ラット嗅粘膜での軸索ガイダンスリガンドNetrin-1および軸索ガイダンスレセプターDCCの発現量を調べた。同時にRobo, Nogo receptorなどの軸索ガイダンスに関わると考えられる他のレセプター分子についても検索を行っているところである。次年度は、このうち、最も発現量が高いレセプター分子について精製、徐放化を試みる予定である。本年度は、代表研究者の姓変更および所属変更に伴う諸般の事務手続きに時間がかかり、動物購入などの予定が遅れた。加え、当初計画を推進しようとした軸索ガイダンス分子の嗅粘膜中の発現量を調べる中で、分子の徐放化に踏み切る前に検証しなければいけない事象が生じたため。マウスの脊髄損傷モデルを使用し、in vivoで軸索ガイダンス分子を発現させる手法を模索した。8-9週齢のマウスに吸入麻酔下で第10胸椎椎弓切除を行い、培養細胞を移植する技術を確立した。astrocytoma cell lineにサイトメガロウイルスベクターを用いて目的の遺伝子を導入し、48時間培養したものをin vivoで定位的注入装置を用いて移植した。

免疫抑制剤を1週間投与した後にマウスをsacrificeし、移植した細胞の生着を確かめた。当初、徐放化した軸索ガイダンス分子を脊髄損傷モデル動物に留置し軸索伸長が促進できるかを検討しようと計画した。従来法の嗅粘膜移植に対し、徐放化した分子を付加することで伸長効果を増大させることができるかどうかを調べる予定であった。しかし徐放化した分子を直接脊髄内に留置する手法に問題があった。ベクターを使用して軸索ガイダンス分子を発現させた嗅粘膜細胞を移植するほうが、より現実的であると考え改めたため、その手法を確立することに時間を費やした。生体内で正しく神経回路網が形成される為の基本原理として軸索ガイダンスという概念があり、神経接着因子や神経軸索ガイダンス分子、神経活動シグナルが関わっているとされる。申請者の所属施設では、慢性期完全脊髄損傷に対する自家嗅粘膜移植法の臨床研究を2002年より行い(研究代表者:岩月幸一)、2011年に我が国の先進医療の指定を受け現在に至る。本法が施行された胸髄損傷8例中3例において、随意筋の下肢筋電図の発見を認め、1例においてはリハビリ期間の後に杖歩行が可能となっている。リハビリテーションは神経活動性シグナルによる軸索ガイダンスに相当すると考えられるが、現状では歩行可能となるまでに移植後3年のリハビリ期間を要している。これまでの当グループでの知見で嗅粘膜自体に神経幹細胞が含まれ、嗅粘膜上でのRelayneuronの新生が確認されている。申請者は、嗅粘膜移植法に付加する新規の神経伸長促進法を開発することを目標とし、脊髄損傷後の細胞膜脂質代謝の破綻に着目した。遺伝性神経変性疾患の原因遺伝子であるPLA2G6遺伝子がコードするカルシウム非依存性ホスホリパーゼA2β(iPLA2β)は膜リン脂質のリモデリングにおいて重要な役割を果たす。PLA2G6ノックアウト(KO)マウスの脊髄損傷モデルを用いて、野生型(WT)マウスの損傷モデルと比較したところ、KOマウスでは下肢運動機能の改善が有意に上昇した。また、組織学的評価では損傷部の空隙形成および脱髄が軽減される傾向にあった。損傷部脊髄の質量分析ではリゾリン脂質がKOマウスで低下しており、損傷後の脱髄や炎症反応の惹起に関与している可能性が考えられた。以上の結果より、嗅粘膜移植法にiPLA2βの阻害剤あるいは抗体を付加することで、手術操作に伴う正常脊髄の損傷後の脱髄や炎症反応の惹起を軽減させ、軸索伸長を促進できる可能性がある。当プログラムで実施しているリハビリテーションは神経活動性
多時期の地理空間情報とGISを用いた地盤の液状化に関する危険度評価の試み

2011年東北地方太平洋沖地震、2013年4月13日淡路島付近の地震、2016年熊本地震などにおける液状化発生域の土地条件について、地図や空中写真などとGIS(地理情報システム)を用いた解析を行い、検討した。2011年東北地方太平洋沖地震と2013年4月13日淡路島付近の地震における液状化は、1950年代以降に造成(陸域化)された臨海部の埋立地、旧河道や埋め戻された採掘地などの人為的土地改変地(新しい人工地盤)において集中的に発生した。2016年熊本地震では、液状化発生域が自然堤防上に帯状に集中する「液状化の帯」が確認され、地形分類図には表現されていない旧河道における液状化発生と推定された。平成26年度は、2011年東北地方太平洋沖地震による液状化発生領域とその地形(土地)条件に関する現地調査、GIS(地理情報システム)を用いた解析作業をおこなった。また、2013年4月13日に淡路島付近で発生した地震における液状化発生地点の土地条件を検討し、その成果を取りまとめた。現地調査に関しては、宮城県北部、福島県南部・南東部、茨城県南東部においておこなった。現地調査では、液状化発生地点や被害状況のマッピング、液状化発生地点の土地条件に関する資料収集や聞き取り調査などを実施した。GISを用いた解析作業に関しては、Google Earth画像の判読結果等も加え、利根川下流低地、久慈川低地、大崎平野における液状化発生領域のポリゴンデータを作成した。そのデータを旧版地形図や地形分類図などと重ね合わせ、液状化発生地点の土地条件を検討した。茨城県南東部においては、砂利採取場分布の変遷を空中写真判読により明らかにし、液状化発生地点との関係を検討した。それらの結果、旧河道・旧湖沼における液状化発生面積および液状化発生面積率は、明治期以降の河川改修に伴い埋め立てられた領域が特に多数分布する利根川下流低地において、久慈川低地、大崎平野と比較して大幅に高い値であることが判明した。また、茨城県南東部においては、過去の砂利採取場を埋め戻した領域における液状化発生面積率が高い値を示し、既存報告では自然地盤における液状化発生とされていた領域の土地履歴を再検討した結果、過去の砂利採取場を埋め戻した領域であったことが判明した事例が複数みられた。2013年4月13日に淡路島付近で発生した地震における液状化は、自然地盤における発生は見られず、1970年代から1990年代にかけて浚渫砂で埋め立てられた領域で集中的に発生していた。この成果は、日本地図学会発行の学会誌「地図」に投稿、受理された。東北地方太平洋沖地震において砂利採取場跡地(過去に造成された砂利採取場を埋め戻した領域)を中心として、地盤の液状化が多数の領域で発生した茨城県鹿嶋市、神栖市を対象として、液状化発生域の土地条件に関する調査・検討をおこなった。本地域の液状化発生域に関しては、現地踏査とGoogle Earth画像の判読から明らかにした。過去の砂利採取場分布に関しては、多時期の地理空間情報(空中写真や旧版地形図)を用いて詳細に明らかにした。その結果、本地域の砂利採取場跡地における液状化発生率は、これまで液状化が生じやすいことが示されてきた臨海部埋め立て地や旧河道などと同様に高い数値を示し、液状化しやすいことが明らかとなった。また、東北地方太平洋沖地震における液状化発生域の土地条件に関する再検討を実施したところ、これまで自然地盤における液状化発生とみなされていた領域には、かつて砂利採取場が存在していた事例が複数みられ、表層地盤の人為改変が液状化の発生に強く影響していたことを示した。これらの結果を受け、かつて(1900年代初期中期)砂利採取場が多数分布していた那珂川、鬼怒川、多摩川などの河川下流域において、砂利採取場跡地の詳細な分布に関する調査・検討に着手した。鬼怒川と那珂川下流域においては、東北地方太平洋沖地震により砂利採取場跡地において液状化が多数発生したことが明らかとなった。収集した地理空間情報からは、それらの河川流域には砂利採取場が多数分布していたことが把握でき、今後、GIS(地理情報システム)を用いて詳細な分析を実施する予定である。地盤の液状化の発生に関して、砂利採取場の埋め戻しが強く影響していることを具体的事例を示して明らかにできた。既存研究では自然地盤における液状化発生とみなされていたものが、砂利採取場跡地における液状化発生であった事例が多数見出され、液状化危険度評価の際には砂利採取場跡地の分布を考慮に入れることの重要性を示すことができた。また、研究成果の公表に関しては、日本地球惑星科学連合の学術大会において発表し、大学紀要において複数の論文が掲載された。前年度までの調査により、2011年東北地方太平洋沖地震においては臨海部の埋立地や旧河道・旧湖沼のみならず、過去の砂利採取場を埋め戻した領域(砂利採取場跡地)においても液状化が多発し、液状化しやすいことが明らかとなった。最終年度においては、2011年東北地方太平洋沖地震における液状化発生域の土地条件に関する再検討を、関東地方のみならず東北地方南部太平洋側についても実施した。その結果、宮城県の江合川、鳴瀬川、白石川流域においても、砂利採取場跡地における液状化発生事例が複数認められた。それらの液状化発生地点は、既存研究では後背湿地や自然堤防などの自然地盤における液状化発生とみなされていた。

砂利採取場跡地は、その分布に関する資料は少なく、既存の地形分類図にも図示されていない。したがって、液状化しやすい領域である砂利採取場跡地の存在は液状化危険度評価に十分反映されておらず、液状化発生危険度が過小評価されている領域が多数存在している可能性がある。多摩川低地における砂利採取場跡地の分布について、多時期の地理空間情報(旧版地形図や過去に撮影された空中写真など)を用いてGISによる解析を行った。その結果、多摩川低地には砂利採取場跡地が多数分布しており、今後、表層地盤の情報の収集を進め、液状化発生危険度を再評価する必要があることが示唆された。2016年熊本地震における熊本平野における液状化発生地点の分布と土地条件を検討するため、現地踏査、空中写真判読や多時期の地理空間情報を用いたGIS解析などを行った。その結果、液状化は熊本平野の広範囲において多数発生していたことが明らかとなった。特に、白川下流域左岸の複数の自然堤防上において、液状化発生地点が帯状に多数分布する領域がみられた。それらは、自然堤防を形成、発達させた江戸期初期以前の旧河道または水路跡地における液状化発生と推定された。2011年東北地方太平洋沖地震、2013年4月13日淡路島付近の地震、2016年熊本地震などにおける液状化発生域の土地条件について、地図や空中写真などとGIS(地理情報システム)を用いた解析を行い、検討した。2011年東北地方太平洋沖地震と2013年4月13日淡路島付近の地震における液状化は、1950年代以降に造成(陸域化)された臨海部の埋立地、旧河道や埋め戻された採掘地などの人為的土地改変地(新しい人工地盤)において集中的に発生した。2016年熊本地震では、液状化発生域が自然堤防上に帯状に集中する「液状化の帯」が確認され、地形分類図には表現されていない旧河道における液状化発生と推定された。現地調査、GISを用いた解析作業ともにほぼ計画通りに達成できた。特に、液状化発生面積率の地域的差異に関しては、既存研究において報告されていない要因を指摘できた。また、茨城県南東部の液状化発生領域の土地条件に関しては、既存の報告とは異なる新しい知見が得られた。それらの成果の一部を学会発表において公表することができた。2013年4月13日淡路島付近で発生した地震における液状化の土地条件に関しては、その研究成果を取りまとめ、日本地図学会発行の学会誌「地図」に投稿し、受理された。東北地方太平洋沖地震による液状化発生域の土地条件の検討結果から、砂利採取場跡地において液状化しやすかった(液状化発生率が高かった)ことが明らかにされた。そのため、米軍・国土地理院撮影空中写真や旧版地形図等、多時期の地理空間情報を活用して、かつて砂利採取が盛んにおこなわれていたことが知られている那珂川、鬼怒川、多摩川などの河川下流域における砂利採取場跡地の分布を詳細に明らかにしていく。また、平成28年度は当該研究課題の研究最終年度にあたるため、これまで得られた研究成果を取りまとめ、日本地理学会や日本地球惑星科学連合などの学術大会や研究集会における発表、講演や、査読のある学術雑誌への論文投稿などを進めていく予定である。また、平成28年熊本地震の液状化に関しても調査・検討をおこなう予定である。自然地理学、地形学平成27年度は、那珂川・涸沼低地など液状化発生領域のポリゴンデータの作成が未完了の領域における調査・解析作業を進める。
信仰受容の重層性からみた信仰圏の地球構造に関する研究

平成12年度は継続調査の金村別雷神社(茨城県つくば市豊里地区)に加え,ひたちなか市津田地区および水戸市中心部における住民の生活組織への参加動向の調査を通して,信仰圏の動態解明に関する分析を進めた。これらの調査結果の成果は以下の2本の学術論文に発表した。本年度の研究で得られた知見を整理すると次の通りである。つくば市豊里地区の住民にとって,個人祈願の対象としては特定の御利益を持って奉じられる流行神的な利益神ではなく,地域の鎮守神として信仰が受容されていた。これに対して,雷を司り降雨をもたらす利益神としての信仰は,豊里地区各集落における共同祈願にみることができた。乏水性の筑波台地の上に位置する豊里地区各集落では,第2次世界大戦以前には農業生産を天水に依存する集落もあり,夏季の渇水時には降雨を求めて,金村別雷神社に祈雨祈願が行われていた。第2次世界大戦後になると,このような共同祈願を機縁として豊里地区の各集落には講が組織されていった。しかしながら講としての参拝は形骸化しており,固定化された世話人による代参か,もしくは氏子組織や自治会組織など他の組織の代表者が金村講世話人を兼務し,輪番制で選出される世話人が代参するのが通例である。豊里地区における金村講の特性は,講が宗教組織として独自の機能集団を形成しておらず,従属的組織となっている点にあるといえる。続いて,ひたちなか市津田地区の調査の結果,「勝田式」と呼ばれる自治組織の再編により宗教組織をはじめとする地域集団が活性化されたことがわかった。適性規模となった新しい自治会では,新旧住民が自治会への参加を通して相互交流し,新たな住民ネットワークが生じている。この住民ネットワークの結節点として津田公民館が機能している。地区住民は公民館で行われる余暇活動を通して,相互のネットワークを強化・発展させていることが明らかになった。平成11年度は,金村別雷神社(茨城県つくば市)と天理教団(奈良県天理市),那珂湊天満宮(茨城県ひたちなか市)を事例とし,その信仰圏の動態を明らかにする方向で調査を進めた。まず日本における宗教地理学の1990年代における研究動向を整理し,信仰圏研究の位置づけを検討した。続いて,つくば市とひたちなか市における信仰受容の実態調査を実施し,雑誌論文として成果を発表した。金村別雷神社の事例調査においては,金村信仰が受容された地域を講および個人崇敬者の分布から抽出し,信仰圏各圏域の空間的特性を検討した。その結果,既往の研究において解明されてきた山岳信仰における事例との類似性が指摘されたとともに、第三次信仰圏が画定されないといった雷神信仰に基づく金村信仰の特殊性も明らかとなった。那珂湊天満宮の事例調査では,天満宮の祭礼である八朔祭に着目し,八朔祭の担い手である氏子会・青年会組織の空間的範囲や参加主体,組織構成,活動内容に関するデータを収集した。その結果,氏子会が祭礼組織に留まらず,自治組織の代替的な機能を有してきたこと,青年会が祭礼の実務全般を担うことによって地域集団として実質的に機能していることが明らかとされた。さらには,青年会の活動を通して八朔祭に参加することによって,那珂湊という地域アイデンティティが確立されることがわかった。天理教の事例調査からは,天理教系教団の分派成立に関する予察的な報告を得た。近代日本の農村社会に広く信仰が受容された天理教の場合,生神教祖のもつ教祖カリスマに信仰の源泉が求められるが,教祖の死後,教団は大きな変容を迫られることとなった。研究代表者はその大きな変容の焦点として,「場所の宗教化」をあげた。しかし聖地に救いの源泉を求める場所の宗教化は,天理教のもっていた宗教的志向性のすべてを汲み尽くすことはできず,そこから分派教団が成立したものと推測した。

適性規模となった新しい自治会では,新旧住民が自治会への参加を通して相互交流し,新たな住民ネットワークが生じている。この住民ネットワークの結節点として津田公民館が機能している。地区住民は公民館で行われる余暇活動を通して,相互のネットワークを強化・発展させていることが明らかになった。
ミクロン領域過剰キャリアライフタイム評価によるSiCデバイス性能劣化欠陥の特定

本研究はシリコンカーバイト(SiC)デバイスの性能を劣化させる欠陥の同定を目指し、ミクロンオーダーの分解能を有する過剰キャリアライフタイムマッピング装置の作製をしたものである。その結果、シリコン試料におけるライフタイムマップの取得に成功したが、SiCの評価には改善が必要であることが判明した。その一方、様々な欠陥濃度を有するp型SiCの評価を行うことで、炭素に関連する結晶欠陥がp型SiCにおけるキャリアライフタイムに影響することを明らかにした。平成19年度において申請者らはミクロンオーダーの面分解能を持つ新規過剰キャリアライフタイムマッピングシステムの開発を行ってきた。その過程においてマッピング用にX-Yステージを購入し、過剰キャリア信号を検出するオシロスコープと連動させ自動測定を行うソフトウェアを開発した。このソフトウェアにより2次元的な過剰キャリアライフタイムマップの取得が可能となり、測定時の人的な負担が少なくなると考えられる。現在は励起レーザーの光学系を整備中であり、測定システムの面分解能をミクロンオーダーまで上げる予定である。また一方、p型4H-SiCサンプルを準備し従来の過剰キャリアライフタイム測定装置を用いて予備的な評価を行った。その結果、p型4H-SiCのバルク結晶においては過剰キャリアライフタイムの分布がミリメーターオーダーで存在することがわかり、構造欠陥がその原因であることが予想された。さらにバルク結晶の過剰キャリア減衰曲線には時定数成分が複数あり、バンドギャップ中の深い準位がキャリアをトラップしていることが示唆された。またp型4H-SiCのエピタキシャル膜の過剰キャリアライフタイムの評価も行い、そのライフタイムがバルク結晶のものよりも長く、単調な減衰曲線を示すことが確認された。その結果によりエピタキシャル膜においては深い準位はライフタイムに影響を及ぼすほどの濃度がないことが想定され、転位などの影響が懸念される結果となった。今後はこれらのサンプルで得られた結果と、新規に開発するマッピングシステムによる評価結果を比較し、新規システムによる評価が妥当であるかを検証する。また、新規システムにより構造欠陥よりも小さいミクロンオーダーの転位などがライフタイムに与える影響を詳細に調査する予定である。平成20年度は平成19年度に引き続きミクロンオーダーの面分解能を持つ新規過剰キャリアライフタイムマッピング装置の開発を行ってきた。その過程において、信号の取得にはキャリアを励起するレーザーとマイクロ波による励起キャリア検出部分の最適化が重要であることが判明した。現在は装置の最適化による信号強度向上を図っており、マッピング測定に十分な信号強度が得られるまで最適化を行う予定である。平成21年度中にはマッピング装置が完成する見込みである。一方、SiCにおける過剰キャリア減衰の物理的機構を解明するために、p型4H-SiCエピタキシャル膜を準備し従来の過剰キャリアライフタイム測定装置による評価を行った。ここでp型4H-SiCエピタキシャル膜には電子線照射により意図的に欠陥を形成し、様々な欠陥濃度を有する試料を作成し過剰キャリア減衰曲線の欠陥濃度依存性を調査した。その結果、照射により形成される炭素空孔などの真性欠陥が過剰キャリアのライフタイムキラーとなることが判明した。さらか過剰キャリア減衰曲線と理論計算とのフィッティングにより、ライフタイムキラーとなる真性欠陥の推定を行った。その結果、従来n型4H-SiCにおいて報告されてきた真性欠陥のうちEH6/7センターと呼ばれる欠陥がp型4H-SiCにおいてライフタイムキラーとして働く可能性があることがわかった。この情報はキャリアライフタイム制御によるSiCデバイスの性能向上に有用だと考えられる。平成21年度においては平成20年度に引き続きミクロンオーダーの面分解能を持つ新規過剰キャリアライフタイムマッピング装置の開発を行った。その結果、装置は完成し、シリコンのキャリアライフタイムをマッピングすることに成功したが、目標であるSiCのマッピングには信号雑音比の問題により成功していない。よって、研究期間終了後も改善の努力を続ける必要がある。一方、SiC中のキャリアライフタイムを支配している物理現象の理解のために、平成20年度に引き続きp型4H-SiCエピタキシャル膜に対し電子線照射により意図的に欠陥を形成した試料を作成し過剰キャリア減衰曲線を評価した。さらにこれらの試料に対するアニールの影響を過剰キャリア減衰曲線の点から議論した。その結果、電子線照射によって形成された再結合中心として働く欠陥は1000°Cのアニールによってある程度消滅することがわかった。この結果は、欠陥を形成させることでキャリアライフタイムコントロールを行う場合、その後の工程のアニール条件に注意する必要があることを示している。その一方で、as-grownのP型4H-SiCエピタキシャル膜においても1000°Cのアニールによりキャリアライフタイムが変化することも判明した。結晶成長後に成長温度以下のアニールにおいてもキャリアライフタイムが変化することは、結晶の微細構造がアニール雰囲気に依存しながら変化することを示唆している。これらの実験結果はSiCバイポーラデバイスにおけるスイッチング速度、オン抵抗の値を制御する際に有用な情報を与えると考えられる。