hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
複屈折消去材料の開発によるコア径に制限の無い偏波保持光ファイバーの実現

本研究は、Tagaya, Koikeらによって構築された3種以上のランダム共重合によって光弾性複屈折および配向複屈折のいずれも発現しないことを特色とするゼロ・ゼロ複屈折ポリマー系[Macromolecules 39, 3019 (2006)]を光ファイバーコアに適応することを主旨とする。この構造は、いわゆるPANDAファイバーなどの一般的な偏波保持光ファイバーとは異なる機構での、特異的な偏波伝搬特性が期待できる。コアとなるゼロ・ゼロ複屈折性ポリマーは、その物性調査の豊富さより、初期に発表されたpoly(methyl methacrylate (MMA)/ 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate (3FMA)/ benzyl methacrylate (BzMA))を、課題初年度より採用し、最終年度までに光ファイバー化に成功した。ただし、この材料系であると、クラッドには上記ポリマー組成よりBzMAを除いた組成のみが有効で、光ファイバーの開口数を自在に選択できない。そこで、最終年度の目標は、同光ファイバーに開口数の自由度を与えることであった。結果として、クラッド材料であるpoly(MMA/3FMA)の共重合組成の増減により若干の開口数の調整が可能であることが示唆された。一方で、PMMA単体をクラッドに用いた場合などはコアークラッド界面が激しく白濁し、この傾向は最適組成に近づくにつれ連続的に軽減するが、この白濁の指標についての定量化は未了となった。開口数に関するもの以外の最終年度の成果として、同ファイバーのコアに色素を添加して応力の検知に用いるという実用化案のもと、その原理実証に成功した。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。平成28年度は課題の初年度にあたり、年間の目標を「複屈折を発現しない材料の開発」とした。分極率の相殺をコンセプトとした高分子系の複合体(BzMA, benzyl methacrylate; MMA, methyl methacrylate; 3FMA, 2,2,2-trifluoroethylmethacrylateの三元共重合体[1])を光ファイバーのコア材料とし、このコア材料に適合したクラッド材料の選定を行った。結果、三元共重合体からBzMAを欠いた組成の共重合体がクラッド材料として適することを確認した。一方、このようにクラッドの組成が限定されてしまうと開口数に自由度を持たせることができなくなるため、コア/クラッド界面の白濁などのトラブルを回避することができるクラッド組成の範囲の特定を検討した。プリフォームの成分分析および特異的な光ファイバーの試作において、クラッド組成の特定を行った。また、光ファイバーの偏光解析および屈折率解析を行うため、顕微鏡での観察試料の準備、および評価法を検討した。初年度の目標である「複屈折を発現しない材料の開発」において、文献の組成を参考にしたところ、大きな問題もなく試作が成功した。また、予定を先取って、顕微鏡での観察の準備を進めることができた。そのため、おおむね順調であると判断した。本案では、複屈折を消去できる高分子系複合材料を使い、既存と異なる原理で偏波保持ができる新規の偏波保持光ファイバーを開発することを目的とする。当該年度は2年目にあたり、問題とされた白濁の低減と機構の分析を中心に行った。結果、以前に増して長距離の偏波保持ポリマー光ファイバーが得られるようになった。また、次年度へ向けたいくつかの組成で複屈折消去組成をコアに有するポリマー光ファイバーの作製の準備を行った。本案では、複屈折を消去したいコア部は屈折率が固定されるため、光ファイバーの開口数を始めとした導波路設計の自由度が低くなってしまうことが、当初の懸念としてあった。この課題に対応するため、本年度はこれまでのフッ素系樹脂を含む三元共重合体[1]に加え、別の原料についての報告[2]を参考に材料の調達や小スケールでの試作や物性の評価を行った。さらに、本案の応用展望として、土木シーンで利用できる分布型ひずみセンサーとしての実現性について、材料および機能の側面より検討を行った。コンクリートへ埋め込み、各種の刺激に対する出力変化を調べた。同様に、試作した光ファイバー10メートル超をフィールドに敷設した状態での調査を行った。結果として、フィールドでの利用においては、フッ素系樹脂を含むものは物性的に脆く、光ファイバー作製時の熱延伸プロセスにおいての配向コントロールなどの工夫が必要であることが示唆された。課題であった、白濁の低減が達成された。また、昨年度までに注力した光ファイバーの試作とその屈折率評価法が、多少の改善はしているが、その後繰り返し機能していることが示された。従って、概ね順調であると言える。

コアとなるゼロ・ゼロ複屈折性ポリマーは、その物性調査の豊富さより、初期に発表されたpoly(methyl methacrylate (MMA)/ 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate (3FMA)/ benzyl methacrylate (BzMA))を、課題初年度より採用し、最終年度までに光ファイバー化に成功した。ただし、この材料系であると、クラッドには上記ポリマー組成よりBzMAを除いた組成のみが有効で、光ファイバーの開口数を自在に選択できない。そこで、最終年度の目標は、同光ファイバーに開口数の自由度を与えることであった。結果として、クラッド材料であるpoly(MMA/3FMA)の共重合組成の増減により若干の開口数の調整が可能であることが示唆された。一方で、PMMA単体をクラッドに用いた場合などはコアークラッド界面が激しく白濁し、この傾向は最適組成に近づくにつれ連続的に軽減するが、この白濁の指標についての定量化は未了となった。開口数に関するもの以外の最終年度の成果として、同ファイバーのコアに色素を添加して応力の検知に用いるという実用化案のもと、その原理実証に成功した。次年度は、本年度確立した材料系を使った光ファイバーの試作を目標とする。本年度に引き続き、光ファイバーの開口数に自由度を持たせるため、クラッド材料の組成の範囲を確定させる予定である。クラッドとコアの間にレイヤーをもうけた構造によるプリフォームの試作を行い、そのアピアランスと伝送特性の評価を通じて、実験的な評価を行う。並行して、白濁した箇所などの成分分析を行い、界面ゲル重合法においての膨潤母体の成分がどのようにコア形成に影響を与えているかなどの考察を行う。また、光ファイバーの偏光解析および屈折率解析を引き続き行い、伝送特性と合わせた考察を行う。以上により、偏波保持ファイバーの実現という目標と並行して、界面ゲルを使った共重合の機構についての解明を目指す。今後は、引き続き複数の組成でのポリマー製偏波保持光ファイバーの試作と偏波保持特性を中心とした評価を行う。また、色素などの機能性分子をファイバーに分散させ、偏波との相互作用や散乱特性を中心に調査し、分布型ひずみセンサーなど、本技術の応用展望の探索を併せて行う。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
被災生活のＱＯＬ向上に資するアレルギー対応食品の開発

【目的】雑穀は日本人に不足しがちなミネラルや食物繊維を豊富に含んでいる。本研究では雑穀をパフ化させ、保存食として利用することを考え、膨化・乾燥食品の特性である、吸湿の影響による物性の変化に着目し、雑穀パフの水分収着特性およびレオロジー特性を明らかにすることを目的とした。【方法】発芽玄米、はと麦、アマランサス、大麦の4種の雑穀を用い、0.11.1MPaの圧力で膨化させ、試料を調製した。4種の雑穀パフを1535°Cの条件下で相対湿度694%の8段階に調湿した容器の中で512日間保存し、平衡状態に達したパフの水分含量を測定した。また破断特性及びテクスチャー特性を測定した。【結果】各雑穀パフの水分収着等温線を比較したところ、発芽玄米、大麦、はと麦ではRH 90%付近の25°C及び35°Cの含水率はほぼ等しい値となったが、アマランサスはRH 90%付近で35°C、25°C、15°Cと温度が低くなるに従って含水率は高くなった。0.7MPa、25°C、RH 84%以下の条件下で吸湿させた雑穀パフの初期弾性率は、アマランサスの値が最も高く、次いで大麦、発芽玄米、はと麦の順となり、いずれのパフにおいても含水率が高くなるにつれて低下した。雑穀パフは、含水率が約8%以上になると脆性破断から延性破断を示すことが明らかとなった。テクスチャー特性の結果より、4種の雑穀パフの脆さは大麦、発芽玄米、はと麦、アマランサスの順に高くなった。雑穀パフの保存食としての可能性を検討するため、各種雑穀パフの温度、相対湿度の異なる条件下での水分収着特性と物性との関係を明らかにすることができた。現在、それぞれのガラス転移温度を測定しており、物性とガラス転移温度との関係を検討中である。最終年度は組織構造の観察を行い、水分収着特性、物性、ガラス転移、組織構造との関連を総合的に考察する。さらに、粉体素材をブレンドして食物アレルギー対応保存食を開発する。具体的には雑穀を複合化させ結着させて、災害保存食としての形状を創製し、官能評価を行い、嗜好性、受諾性の評価を行う。【目的】雑穀は食物繊維やミネラルを豊富に含み、その栄養学的価値が見直されてきている。しかし、米と比べて食味が劣るため、一部の地域を除いてはそれほど消費されていないのが現状である。そこで、本研究では雑穀をパフ化させて、子供から高齢者まで手軽に食することのできる食味の良い雑穀パフを開発することを目的とした。さらに保存食、非常食への用途拡大も視野に入れ、雑穀パフの物性と保存性について検討した。【方法】発芽玄米、はと麦、大麦、アマランサスの4種の雑穀を選び、膨化圧力を0.7MPaと0.9MPaに設定し、試料を膨化させた。雑穀パフについては色度、水分含量を測定した。破断特性は一粒法を用い、圧縮速度を0.05、0.1、1.0、10mm/sの4段階に設定し、99%圧縮させて破断特性値を求めた。併せて雑穀パフを相対湿度694%の8段階に調湿した容器の中で512日間保存し、水分収着特性を調べた。【結果及び考察】雑穀パフの水分含量は、生と比較してアマランサス、大麦で低下したが、発芽玄米、はと麦では増加した。破断特性に及ぼす膨化圧力の影響をみたところ、発芽玄米、はと麦、大麦は、膨化圧力が高くなるに従い破断応力は低下した。圧縮速度の影響については、いずれの試料も破断ひずみは圧縮速度が速くなるに従って高値を示したが、破断応力については粒径の小さいアマランサスは最も速い10mm/s、粒径の大きいはと麦は最も遅い0.05mm/sの時に破断点が認められなかった。また、0.9MPaで膨化させたはと麦、玄米のパフは水分含量が約8%以上になると、破断点が見られなくなった。これらの結果より、雑穀パフの破断特性値は圧縮速度によって挙動が異なり、パフの物性を測定する際には、パフの特徴を考慮に入れた測定条件を選ぶ必要があることが示された。4種の雑穀を用いてパフ化させる条件を確立させることができた。また、雑穀パフの物性の測定条件を検討し、雑穀パフの破断特性値は圧縮速度によって挙動が異なり、パフの物性を測定する際には、パフの特徴を考慮に入れた測定条件を選ぶ必要があることが示された。現在、温度、相対湿度の異なる条件下で、各種雑穀パフを保存し、水分収着特性を検討中である。【方法】

発芽玄米、はと麦、アマランサス、大麦の4種の雑穀を用い、0.11.1MPaの圧力で膨化させ、試料を調製した。4種の雑穀パフを1535°Cの条件下で相対湿度694%の8段階に調湿した容器の中で512日間保存し、平衡状態に達したパフの水分含量を測定した。また破断特性及びテクスチャー特性を測定した。【結果】各雑穀パフの水分収着等温線を比較したところ、発芽玄米、大麦、はと麦ではRH 90%付近の25°C及び35°Cの含水率はほぼ等しい値となったが、アマランサスはRH 90%付近で35°C、25°C、15°Cと温度が低くなるに従って含水率は高くなった。0.7MPa、25°C、RH 84%以下の条件下で吸湿させた雑穀パフの初期弾性率は、アマランサスの値が最も高く、次いで大麦、発芽玄米、はと麦の順となり、いずれのパフにおいても含水率が高くなるにつれて低下した。雑穀パフは、含水率が約8%以上になると脆性破断から延性破断を示すことが明らかとなった。テクスチャー特性の結果より、4種の雑穀パフの脆さは大麦、発芽玄米、はと麦、アマランサスの順に高くなった。雑穀パフの保存食としての可能性を検討するため、各種雑穀パフの温度、相対湿度の異なる条件下での水分収着特性と物性との関係を明らかにすることができた。現在、それぞれのガラス転移温度を測定しており、物性とガラス転移温度との関係を検討中である。雑穀パフの測定条件が明らかになったので、保存食としての可能性を検討するため、温度、湿度を変化させて各種雑穀パフを保存し、水分収着特性と物性の評価を行う。併せて、ガラス転移温度を測定し、状態の観察を行う。最終年度は組織構造の観察を行い、水分収着特性、物性、ガラス転移、組織構造との関連を総合的に考察する。さらに、粉体素材をブレンドして食物アレルギー対応保存食を開発する。具体的には雑穀を複合化させ結着させて、災害保存食としての形状を創製し、官能評価を行い、嗜好性、受諾性の評価を行う。(理由)研究に必要な試薬については、ストックを有しているものがあり、研究開始にあたってはまずそちらの方から使用したため、予定より安く済ませることができた。(使用計画)研究室のストックはほぼなくなったため、今後は研究遂行に伴い試薬を新規購入する予定である。(理由)示差走査熱量測定装置の不具合により、実験を一部次年度に行うことになったため、液体窒素等の試薬類の購入を控えた。(使用計画)今後は研究遂行に伴い、前年度に使用予定であった消耗品試薬類を新規購入する予定である。
微生物由来の水酸化鉄を用いた水環境からのレアアースの回収

平成30年度は、天然BIOSヘのレアアースの濃集実態を把握することを目指して(1)海底熱水孔や温泉、河川、地下水口を含む計10地点でのBIOSの採取、および(2)採取した試料の酸分解およびICP-MSを用いたレアアースの定量を行った。その結果、採取場所により総レアアース濃度(ΣREY)は異なるものの、BIOSはレアアースを高濃度に吸着濃集する能力を持ち、レアアースの回収剤として有用である可能性が示された。特に、地下水口で採取したBIOSに含まれるΣREYは645ー1722 mg/kgと極めて高濃度であり、新たな海底鉱物資源として注目されているレアアース泥に含まれるΣREYに匹敵する濃度であることがわかった。一方、海底熱水孔で採取したBIOSのΣREYは2ー110 mg/kg程度であり、レアアースの濃集率は陸源性のBIOSと比べ約1/10ー1/100であることがわかった。一般に、海水に含まれる溶存レアアースは地下水や河川水の1/10ー1/100程度であることが報告されていることから、溶存濃度の違いによって天然BIOSへのレアアースの濃集率に違いが生まれていると考えられる。本年度は、BIOSの天然試料を採取することが最も重要な実施項目の一つであったが、当初の計画通り複数箇所でBIOSを採取することができた。また、サンプリング時に現場の水温、pH、溶存酸素、溶存鉄濃度なども取得しており、BIOSへのレアアースの濃集メカニズムを考える上で重要となる物理化学データも得られた。試料採取後のレアアースの定量も問題なく進めることが出来ている。したがって、全体の進歩状況はおおむね順調とした。今後はBIOSがレアアースを高濃度に濃集するメカニズムを明らかにすることを目指す。特にレアアースを最も濃集している・濃集していないBIOSを中心に(1)鉱物種解析、(2)表面積分析、(3)表面電荷の測定を行うことで、レアアースの濃集に寄与する最も重要な因子を明らかにする。
市民参加における国際協力活動の可能性と今後の課題

本研究では、日本社会において国際協力活動に関わる「市民」を対象とした。昨今、「市民参加による国際協力」がODA事業の一つの課題としても掲げられ、21世紀に入ってからNGOなども非常に活発に開発途上国やポストコンフリクト地域で活動を行ってきた。その影響から、市民の国際協力への意識も高まり、ボランティア活動などNGOへの支援も活発になった。今回の調査研究では、10数年以上にも及んで「草の根」の国際協力活動を行っているNGOまた団体にインタビュー調査を行い、支援活動に関わる意味、きっかけを比較研究した。そこから判明したことは、日常生活、または仕事の延長線上で出会った事柄、人とのつながりを維持したことから、開発途上国との国際協力活動が生まれ、ごく少数で始まった活動が年数を経るに従ってその趣旨に賛同する仲間が増えていったことが分かった。平成21年度は、「ボランティア」に関する概念について文献や資料収集から分析を行った。さらに、国際協力に関わるNGO・NPO団体やJICA等の関係者などにインタビュー調査を行いながら、「国際協力に個人レベルで関わる市民が、なぜ開発途上国の支援活動にボランティアベースで関わるのか」についてまとめていく作業を行った。また本年度は、研究代表者が学生などを対象にアフガニスタンやハイチへの支援活動を実際に行いながら、「国際協力」と「ボランティア」の二つのキーワードから「ボランティア」の持つ特性について考え、まとめていく作業を行った。活動と研究を進めて行くにしたがって、「開発途上国の支援活動」に関心が高く、実際に活動を行っている割合が高い世代として、学生・シニア層に偏っていることが分かった。ただし、彼らの能力の活かし方や、関心については、異なっていることも分かってきた。また、女子学生においては、「女性・子ども・母親」といったキーワードに共感し、活動に参加したという動機を持つ数が多いことが見受けられた。平成22年度は、このデータをふまえ、関西地域を中心にして、ローカルな活動から開発途上国の問題に関わり、それをサポートしているボランティアやNGO会員を対象にインタビューやフォーカスグループディスカッションを行い、彼らの活動の動機、原動力、そして希望について聞き、研究をまとめていく。本研究では、国際協力が日本の市民社会の中でいかに浸透し、その支援の輪が広がっていったのかについて、実態を調査し、分析研究を行ったものである。国際協力に関しても様々な分野(平和構築、教育、保健等)に分かれ、自分たちの専門性を活かした活動もあれば、地域性や偶然の出会い等から活動に至った団体も多くあった。留学生や在日外国人のお世話などをしているうちに、途上国とのネットワークが構築され、継続的に支援活動に発展し、それをサポートする家族、友人などの輪が広がり、組織化されていったと話すインフォーマントも多くあった。多くのインフォーマントは、NPO等の組織化を意図しておらず、ただ「隣人を助けたい」という思いから出た活動であると話していた。そこには、日常生活での「気づき」やちょっとした「助け合い」から端を発したものが少なくなかったようである。多くの団体が無償での活動であるが、「思い」によって確立された活動であり、途上国の人々とのネットワークだけではなく、課題解決のためにつながった他の国の人々とのネットワークも構築されていることが分かった。また、生活や仕事に支障のない範囲であるため、小規模であるが、10年20年という継続的な活動を行っており、地域の人々や自治体にも信頼を置かれ、途上国だけではなく、地域貢献にも一役買っている団体もあった。途上国の課題解決を支援しているうちに、日本の身近な課題を見落としていた事実に気付くと共に、その課題解決にもまた奔走している人々がおり、途上国、日本という問題ではなく、地球上の「市民社会の形成(共生社会)の確立のために邁進している姿が調査中に見受けることができた。東日本大震災以後、日本社会の舵取りを市民一人一人がボランタリーな精神で築きあげて行くことが求められ、それに力を注ぐ基盤が確かに根づき始めていることが分かった。
膵島移植、ハイブリッド人工膵臓、および携帯型人工膵臓の開発

I型糖尿病患者の治療法として期待されている膵島移植の長期成績を改善する目的で、Ricordi型の膵島分離装置を製作し、これを用いてブタ膵島の分離、精製を行った。膵島の精製には卓上型遠心分離装置SEPAXを用いてブタの膵島分離精製を繰り返し行い、その条件設定を行った。分離開始後25本のコニカルチューブに膵臓の細胞が採取されるが、そのうち712番目のコニカルチューブに膵島が集中的に現れることが明らかになった。本年度は、腸間膜の動静脈吻合による血管ループを小型のポリカーボネイト製デバイスに収納し、内部に分離膵島を注入するタイプのハイブリッド型人工膵臓デバイスを製作することが目標であった。大動物の膵島分離に必要なSEPAXは高価なため購入できず、また貸与使用の機会は限られるため、我々医学部肝胆膵・人工臓器移植外科と疾患生命工学センター再生医療工学の共同研究であるラット肝癒着モデルを用いた腹膜癒着防止材料の開発の実験と併行して、ラットの分離膵島実験を開始した。しかし、研究代表者の成瀬が期間中に民間病院に異動となったため、本研究は現時点において廃止となった。共同研究者である疾患生命工学センター准教授伊藤大知と共に今後の研究の継続を検討中である。I型糖尿病患者に対する治療法として膵島移植が期待されている。Edmonton protocolによる膵島移植患者の追跡調査の結果、インスリン治療からの離脱の長期成績が20%台であることが問題点として考えられたが、その原因としては経門脈的な点滴により肝臓内に生着させる移植方法が挙げられる。我々は、米国の臨床膵島移植施設での経験を踏まえ、われわれが開発した三次元で合流分岐を繰り返すマクロ流路ネットワーク構造を持つポリ乳酸製の多孔質担体、および、腸間膜の動静脈吻合による血管ループを小型のポリカーボネイト製デバイスに収納し、内部に分離膵島を注入するタイプのハイブリッド型人工膵臓を膵島移植用デバイスとして検討してきた。しかし、前者は血漿を直接膵島と接触させる灌流式ハイブリッド型人工膵臓デバイスになり、培養液を灌流するならよいが、血液灌流は凝固反応を避けることが難しいため現実的に無理と考えられた。膵島分離はMiami大学糖尿病研究センターで開発されたRicordi chamberに膵臓を収納し、LiberaseまたはCollagenaseを灌流することによって行われる。今年度は、まずRicordi型の装置を製作し、これを用いてブタ膵島の分離、精製を行った。膵島の精製には血液成分遠心分離装置COBE2991が濃度勾配遠心分離ができる唯一の器械なので一般に用いられるが、新しく開発されたという卓上型遠心分離装置SEPAXは濃度勾配遠心分離ができる。そこでこの装置を用いてブタの膵島分離精製を繰り返し行い、SEPAXの条件設定を行った。分離開始後25本のコニカルチューブに膵臓の細胞が採取されるが、そのうち712番目のコニカルチューブに膵島が集中的に現れることが明らかになり、この層を集めて移植用膵島を得ている状況である。
膀胱平滑筋細胞の収縮制御機構の解明に関する研究

1.家兎膀胱平滑筋細胞を用いてムスカリン受容体のサブタイプによる膀胱平滑筋収縮機構について検討した。2.SDラットの膀胱を摘出して粘膜除去後、平滑筋組織を細切し0.03%コラゲナーゼを含むPBSにて平滑筋細胞を遊離させ、これをMEM培地(10%FBS,100U/mlペニシリン,100μg/mlストレプトマイシン添加)に移しCO_2インキュベータ-(本予算で購入)内で37°C、10%CO_2環境下で培養した。固着細胞を0.05%トリプシンで処理し、継代培養して3-4代後に実験に使用した。細胞のviabilityはtrypan blueにより、平滑筋細胞の同定は平滑筋αアクチンにたいするモノクローナル抗体を用いてimmunoblotting法にて行った。膀胱平滑筋細胞の収縮反応は250μl細胞浮遊液に250μlの薬剤(KCl,acetylcholine)を含んだ溶液を加えて攪拌し、60秒間incubationして25%glutaraldehydeを加えて反応を停止させて、倒立顕微鏡にて細胞長の変化を観察した。ムスカリン受容体のサブタイプのantagonists(pirenzepine(M1),methoctoramine(M2),4-DAMP(M3))は約15分間前処置してacetylcholineによる収縮反応の変化を観察した。3.この方法により得られた細胞のviabilityは約75%であり、ほとんどすべての細胞に平滑筋αアクチンが検出され、平滑筋細胞であることが同定された。KClおよびacetylcholineにより平滑筋細胞は用量依存生に収縮反応を示し、最大収縮率はともに約30%であった。ムスカリン受容体のサブタイプのantagonistの前処置はいずれも用量依存生にacetylcholineによる収縮を抑制したが、そのpA_2値によるそれぞれの薬剤の作用強度は4-DAMP>>methoctoramine≧pirenzepineの順であった。4.以上の結果より家兎膀胱平滑筋細胞にはいずれのムスカリン受容体のサブタイプも存在するが、その収縮に関係するサブタイプはM3であることが確認された。またこの細胞単離法は簡便であり、今後単一細胞を用いての細胞内情報伝達機構などの解明に有用であることが示唆された。
チェレンコフ光計測による非破壊ビームモニターの原理実証

電子ビームが誘電体近傍を通過するときに放射するチェレンコフ光計測による非破壊ビームプロファイルモニターの原理実証とリアルタイム非破壊プロファイルモニターシステムの構築を目指し研究を行った。電子が誘電体近傍を通過する際に放射するチェレンコフ光の強度は誘電体と電子の距離に依存することが知られているが、理論考察の結果、円柱状の穴を有する誘電体(ラジエーター)の穴の内部を電子ビームが通過する場合、ビーム通過位置が穴の中心からずれると、放射されるチェレンコフリングの輝度にコントラストが生じ、このコントラスト(方位角分布)からビーム位置をモニターできる可能性が示唆された。そこで東北大学電子光理学研究センターの試験加速器(t-ACTS)のビーム診断部に実験装置を設置し、穴あきラジエーターを用いた場合のチェレンコフ光の発生と、電子ビームの位置依存性などについて確認することとした。ラジエーターはt-ACTSのビームパラメータを考慮してパラメータを決定し作製した。穴あきラジエータ中を電子ビームが通過する際のチェレンコフ光の一次元強度分布から、チェレンコフ光の発生を確認することができた。また本実験のパラメータから理論的に求まるチェレンコフ光の主要な周波数は1.2THzであったが、実験の結果、観測されたチェレンコフ光の主要な周波数帯域は0.9THzとなり、理論的に予想された値と近い値となった。また本実験により電子ビームとラジエーターとの距離に依存してチェレンコフ光の強度が変化することが確認でき、この応答特性を非破壊ビーム位置モニターへ応用できる可能性を見出すことができた。電子ビームが誘電体近傍を通過するときに放射するチェレンコフ光について理論検証を行い、ラジエータとして使用するシリカエアロゲルのパラメータを決定し作製した。また原理実証実験に使用する直線導入器を備えた真空容器をt-ACTSのビーム診断部に設置した。実験準備が予定より早く完了したため、当初は次年度に行う予定であった原理実証実験を11月から開始し、穴あきラジエーターを用いた場合のチェレンコフ光の測定に成功した。また電子ビームとラジエーターとの距離に依存してチェレンコフ光の強度が変化することを実験的に確認できた。上述の成果により、本研究はおおむね順調に進展していると判断した。平成30年度に原理実証実験を行い、穴あきラジエーターを用いたチェレンコフ光の発生を確認することができた。実験結果からシングルショットでのビーム計測を行うためには、チェレンコフ光の高輝度化が必須である。そのためラジエーターの材質や形状等について詳細な検討を進め評価試験を行う。これらの検討と実験結果をまとめて学会発表を行う。
近世東アジアの女仙信仰

報告者の研究では、東アジアにおける女仙思想文化について論述を試みる。具体的には、道教において西王母が伝授したとされる「五岳真形図」を手掛かりに研究を進めていきたい。徳川光圀の花押が五岳図(恒山図)の形に由来することを中心に、江戸時代の知識人の受容等も考察している。こうして、日本に伝えられ存在してきた女仙思想文化の伝承・発展及び変容について知見を深め、最終的に東アジアにおける女仙思想の全体像とは何かという問いに一定の解答を得ることが、本研究において目指すところである。報告者は前年度に引き続き、近世東アジアの女仙信仰について、各地にて資料を収集及び研究してきた。日本国内の資料のみならず、海外の資料をも対象とし、幅広い領域の間接的な文献に至るまで資料の収集を行った。また、国内の学会発表とアメリカへの短期訪問も行った。更に、1年目と2年目の研究で得られた結果を用いて、予備論文を提出した。まず4月に香港にて中文大学の「從《道藏》到《道藏輯要》:版本、流變與傳承」シンポジウム・会議後の懇親会に参加し、道教文献の版本について、専門家と意見交換した。また、「九天玄女授天書考ー『水滸伝』からの考察ー」というタイトルで、東京大学で行った2018年10月6-7日の日本中国学会第七十回大会において、口頭発表を行った。この口頭発表した原稿をもとに、内容を加筆・整理し、完成次第雑誌に投稿する予定である。ボストンに赴き、ハーバード大学に短期訪問、学術的な交流及び現地調査研究を行った。受入が承認されたのは、ハーバード大学フェアバンク中国研究センターである。Michael A. Szonyi教授のもとで、明清時代における道教・民間信仰について、社会史的な考え等を学んだ。また、可能性のある資料の所蔵地等について伺い、ハーバード燕京図書館とボストン美術館をメインに、資料を確認する等の現地調査と交流も行った。平成30年度が最終年度であるため、記入しない。今年度は、近世東アジアの女仙信仰について研究を行い、また女仙信仰以外にも近世東アジアにおいて広く受容されていた五嶽真形図という道教の図像に関する資料を収集し、この図が日本の江戸時代においてどのように受容されたのかについても検討した。そして、女仙信仰や五嶽真形図に関する研究の成果の一部を学会発表し、また論文として発表した。まず、台湾の中央研究院により2016年4月に出版された『中國文哲研究通訊』第二十六巻第三期号に「東皐心越詩文中的航海信仰ー以天妃信仰和五嶽真形圖在日流傳為中心」というタイトルの論文が掲載された。その後、女仙信仰を扱った最も重要な資料が女仙集伝であるという見解に基づき、女仙集伝を皮切りとして研究を行った。その成果として、2016年10月20日に行われた道教文化研究会、2016年11月12日の日本道教学会大会において、2017年2月22日に開催された東京大学人文社会系研究科の中国思想文化学研究室と韓国の成均館大学との「學問後續世代靑年學者國際交流」という学術交流会において、口頭発表を行った。報告者の研究は東アジアの中でも非常に特殊な日本における女仙信仰の受容のあり方を探ることであり、従来注目されてこなかった日本での道教受容のあり方に着目し、学際的な視野を持ち、画像と文字、そしてテキストと現地調査とを結び付ける研究手法によって道教に由来する日本文化の特色の解明を試みるものである。このような観点に基づいて、本年度は二つ方向から研究を進めた。第一に、各地の文献資料の調査を行った。まず、日本国内では九州、東京、京都、奈良、仙台、富山の各地の資料を調査し、さらに、フランス、台湾(中央研究院、国家図書館等)、中国(中国国家図書館、故宮博物院、各地の図書館)等の海外の各地の資料も調査の対象とし、様々な分野の文献資料の調査を行った。また、夏季休暇期間を利用して台湾に赴き、中央研究院・中国文学与哲学研究所の訪問学員となって文献資料を収集するとともに、近接する研究分野の研究者との交流も行った。第二に、各地のフィールドワークを行った。道教における媽祖という神格は女仙思想文化の伝播・流伝の痕跡を示す代表的な存在であり、また移民社会にとって重要な女仙であるという見解に基づき、媽祖を中心に女仙が信仰されているパリの会館・廟の調査を行った。さらに、課題に関わる日本の寺院として赤山禅院等についても調査を行った。また、これまでの成果として、国内では3回、海外(フランス)では1回、学会での口頭発表等を行った。また、調査すべき資料は膨大な量にのぼるが、予定通り、2年目までには出来るだけ完了したいと考えている。このように、重要な文献資料や現地資料の調査を完遂させて論文の執筆に備えたいと考えている。今後、資料収集や現地調査は予定通りに進んでいくものと考えられ、これによって初歩的な研究成果の発表を行うこともできるであろう。

報告者の研究は東アジアの中でも非常に特殊な日本における女仙信仰の受容のあり方を探ることであり、従来注目されてこなかった日本での道教受容のあり方に着目し、学際的な視野を持ち、画像と文字、そしてテキストと現地調査とを結び付ける研究手法によって道教に由来する日本文化の特色の解明を試みるものである。今年度は、前年度に引き続き、日本の以外、フランス等の海外資料をも対象とし、幅広い領域な文献に至るまで資料の収集を行った。更に、フランスへの短期訪問もできた。具体的な発表を行った研究成果に関して、フランスでの学術出版物に掲載された“A Preliminary Study on Different Versions of Wuyue zhenxing tu in Japan"という論文は、江戸時代の知識人が五嶽真形図に対して認識したのかという問題、また彼らが日本において独自に展開させた思想などを中心に考察したものである。幸いにも自身の東アジアにおける五嶽真形図についての一連の研究の初作として掲載した。そして、2017年10月9-10日の日本中国学会第六十九回大会において、「江戸時代における五岳真形図の受容」というタイトルで口頭発表をした。徳川光圀が道教の図を花押に採用したこと、また道教思想が一般庶民・知識階層だけでなく支配階層にも受け入れられたことの文化的背景などを論じた。また、日本道教学会によって2017年11月に出版された『東方宗教』第百三十号に「『新鐫仙媛紀事』の成立と明代の女仙信仰について」というタイトルの論文を掲載した。本稿では、女仙伝記集の中で最も大部のものとして注目され、最初の挿絵入りの伝記集である点、更に初めて文人によって執筆されたという点でも意義深い書物である『仙媛紀事』の成立事情を中心に、撰者である楊爾曽の道教信仰と『仙媛紀事』に関する基礎的な諸問題について考察した。報告者はこの一年の間、これまでの東アジア女仙信仰研究の成果をまとめ、その一部の成果を複数の口頭発表と論文執筆を行った。また、前年度に引き続き、近世東アジアの女仙信仰について、日本、フランス、中国に所蔵されている資料を収集及び研究してきた。具体的な発表を行った研究成果については、2018年3月24-25日にフランスのパリで開催されたシンポジウムで口頭発表した原稿をもとに、内容を加筆・整理し、フランスでの学術出版物に“A Preliminary Study on Different Versions of Wuyue zhenxing tu in Japan"というテーマの論文を掲載する予定があった。また、日本道教学会によって2017年11月に出版された『東方宗教』第百三十号に「『新鐫仙媛紀事』の成立と明代の女仙信仰について」というタイトルの論文が掲載された。また、夏季休暇期間を利用して、フランスに赴き、GSRL, EPHEの訪問研究員となり、文献資料を収集するとともに、研究分野の近い先生や研究者との交流も行った。更に、道教女性史研究の第一者であるCatherine DESPEUX先生のお宅で勉強でき、大変有意義だと考えられる。また、コレージュドフランス図書館とギメ東洋美術館の漢籍資料を確認する等の現地調査も行った。そして、日本中国学会第六十九回大会において、口頭発表をした。徳川光圀が道教の図を花押に採用したこと等の文化的背景等を論じた。また、調査すべき資料は想像以上に、膨大な量にのぼったが、予定通り、海内外の重要な文献資料や現地資料の調査を完遂させることができたと考えられる。今後は調査の成果に基づいて論文の執筆に備えたいと考えられる。報告者の研究では、東アジアにおける女仙思想文化について論述を試みる。
高専における天体観測システムと計算機シミュレーションの科学教育への応用

高専の物理系科目をより魅力的にするための方策として、宇宙・天文についての教育とJava言語等を用いた計算機シミュレーションによる物理現象の視覚化に注目している。本研究では、その大掛かりなハードウェア的土台である「大島インターネット天文台」構築にシフトした内容となったが、天文台の具体的な完成に漕ぎつけることが出来た。研究実績については以下の通りである。1ディジタル天体観測システムの構築インターネット天文台構築方針を決定し、科研費等により口径35cmシュミットカセグレン式望遠鏡、口径4cm太陽望遠鏡、冷却CCDカメラ、制御BOX、制御用PC、また、本校教育設備充実費により縦2m×横4mの電動スライディングルーフから成る天体観測室を設置した。これらハードウェアだけでなく、インターネット天文台として機能させるためには、各種機器を制御するソフトウェアが必要である。大島インターネット天文台は熊本大学方式を採用している。具体的には、インターネット上のクライアントPCがアクセスするWebサーバと制御PCの間はTCP/IPソケット通信を行い、制御PCは受け取った制御信号により、Perlプログラムあるいはシェルスクリプトで各種機器をシリアル制御する方式となっている。クライアントはRealPlayerにより、天体ライブを体験できる。また、天文台構築中の段階から、幾つかの教育的実践も行った。2視覚化プログラムの開発Java言語を用いた量子力学や力学の視覚化プログラムを幾つか作成している。Flashも用いたプログラム開発はこれからであるが、そのための最新の科学的知見を得るため、宇宙初期の相転移や中性子星内部の高密度状態に関連する計算機シミュレーションをスーパーコンピュータ上で行い、幾つかの研究成果を得ることができた。今後はこれらの研究の発展と科学教育への応用、特に高専の物理系科目用の数時間分の教材作成とその実施を目指したい。1ディジタル天体観測システムの構築宇宙・天文分野の教育のため、科研費により口径35cmのシュミットカセグレン式望遠鏡を導入しインターネット天文台とする計画を進めている。システム詳細を検討・設計し、3月31、設置する機器の保護のために必要不可欠な施設である縦2m×横4mのスライディングルーフを(昨年10月の科研費内示と前後して計画が認められた)本校教育充実設備費にて校舎屋上へ設置した。この中に35cm望遠鏡を設置し、電気工事とLANケーブル配線工事も行っている。現在はルーフを開けて、アイピースから覗いて通常の天体観測ができる状態になっている。早速、4月23日には小中学生を対象とした金星・火星・木星・土星を観望する公開講座を実施予定である。また、4月中には科研費等により準備した、ルーフと望遠鏡の制御BOX・冷却CCDカメラ・ガイドスコープ・制御用PC等が揃い、インターネット天文台としての第一段階のシステムが完成する。続いて、太陽のプロミネンス・フレア等を観測するための口径4cmの太陽望遠鏡も35cm望遠鏡の鏡筒に取り付けられ、第二段階のシステムが完成する。16年度には、システム構築の報告、さらに教育への活用事例報告書の業績も見込まれる。2視覚化プログラムの開発15年度の業績として、宇宙初期の相転移や中性子星内部の高密度状態に関連した最新の計算機シミュレーションによる成果がある。16年度は天文を含む物理現象についてJava言語やFlashによるシミュレーションプログラムを作成する。3カリキュラムの検討15年度の検討の結果、16年度は本校商船学科2年生の物理の中に宇宙・天文分野を組み込んだ授業を行う予定である。その際、実験として、昼間の授業中に物理実験室PCからネットワーク経由で屋上の天文台を操作し、太陽望遠鏡により太陽を観測する計画である。

1ディジタル天体観測システムの構築インターネット天文台構築方針を決定し、科研費等により口径35cmシュミットカセグレン式望遠鏡、口径4cm太陽望遠鏡、冷却CCDカメラ、制御BOX、制御用PC、また、本校教育設備充実費により縦2m×横4mの電動スライディングルーフから成る天体観測室を設置した。これらハードウェアだけでなく、インターネット天文台として機能させるためには、各種機器を制御するソフトウェアが必要である。大島インターネット天文台は熊本大学方式を採用している。具体的には、インターネット上のクライアントPCがアクセスするWebサーバと制御PCの間はTCP/IPソケット通信を行い、制御PCは受け取った制御信号により、Perlプログラムあるいはシェルスクリプトで各種機器をシリアル制御する方式となっている。クライアントはRealPlayerにより、天体ライブを体験できる。また、天文台構築中の段階から、幾つかの教育的実践も行った。2視覚化プログラムの開発Java言語を用いた量子力学や力学の視覚化プログラムを幾つか作成している。Flashも用いたプログラム開発はこれからであるが、そのための最新の科学的知見を得るため、宇宙初期の相転移や中性子星内部の高密度状態に関連する計算機シミュレーションをスーパーコンピュータ上で行い、幾つかの研究成果を得ることができた。今後はこれらの研究の発展と科学教育への応用、特に高専の物理系科目用の数時間分の教材作成とその実施を目指したい。
遺伝子破壊マウスを用いたACTH受容体(MC2R)シグナルの機能的解析

C57BL/6系を用いて交配を続けたMC2R遺伝子破壊(KO)ホモマウスは出生後まもなく多くは低血糖にて死亡するため、B6/Balbcの混合遺伝背景をもつMC2R KOマウスを用いて、野生型およびMC2R-/-雄マウスを活動記録ケージで飼育し、自由行動下における活動を赤外線センサーを用いて、明暗サイクルならびに恒常暗期における行動リズムを評価した。現在のところ明暗リズムへの反応については野生型のマウスとMC2R-/-マウスで差を認めていない。引き続き、恒常暗期における活動周期のフリーランを評価し、さらに光刺激を加えリズム変位を解析する予定である。本研究は下垂体ホルモンである副腎皮質刺激ホルモン(ACTH)のあらたな生理的作用および細胞内情報伝達についてACTH受容体(MC2R)を遺伝子操作により破壊したマウス(MC2RKOマウス)を肘いて解析することにある。MC2R遺伝子の蛋白翻訳領域はひとつのエクソンで構成されており、それを欠失させるノックアウトベクターを用いてMC2R欠損マウスを作製、これまでC57BL/6系を用いて交配を続けていたが、ホモの仔は出生するも生後まもなく死亡することにより解析対象とすることができなかった。そのため、129系統でバッククロスを開始し、継代4世代までの雌雄ヘテロマウスが得られている。継代を続ける一方、ヘテロ同士を交配させたところ、ホモマウスは出生するもののいまだ離乳時期を越える個体は得られていない(ホモマウスの生存出生数も少なく生後数日で死亡)。今後は、現在行っている129系統とのバッククロスを継続しつつ、ホモマウスの約半数が離乳時期まで生存可能なB6/Balbcの混合遺伝背景をもつMC2RKOマウスを入手し、研究目的にある諸実験を行いたいと考えている。本研究は下垂体ホルモンである副腎皮質刺激ホルモン(ACTH)のあらたな生理的作用および細胞内情報伝達についてACTH受容体(MC2R)を遺伝子操作により破壊したマウス(MC2RKOマウス)を用いて解析することにある。そのため、129系統でのバッククロスによるホモマウス取得は断念し、ホモマウスの約半数が離乳時期まで生存可能なB6/Ba1bcの混合遺伝背景をもつMC2RKOマウスを入手し、現在繁殖を進めている。現時点において、オスホモマウスに対して10匹のメスヘテロマウスとの交配を試み、いずれも妊娠は確認できたが、実際に仔が成長したのは1匹のメスヘテロマウスから得られた5匹(オスホモ2匹、メスヘテロ3匹)だけであり、更なる交配を進めることによりホモマウスを多数取得し、研究目的にある諸実験を行いたいと考えている。B6/Balbcの混合遺伝背景をもつMC2RKOマウスにて繁殖を開始、満足すべき数のホモマウスが得られるようになった。形態学的には、MC2Rノックアウトマウスでは野生型マウスと比較して副腎が肉眼上著明な萎縮、HE染色での検討ではMC2Rノックアウトマウスの副腎組織は野生型マウスと比較して皮質の著明な萎縮を認めるが、髄質には明らかな変化を認めなかった。また、MC2Rノックアウトマウスの副腎は野生型で見られる球状層、束状層、網状層の3層構造が認められなかった。副腎束状層に主に発現するステロイドホルモン合成酵素の一つであるCYP11A1に対する抗体を用いた免疫染色ではMC2Rノックアウトマウスの副腎では染色像を認めず、束状層の萎縮が考えられた。髄質に発現するTyrosine Hydroxylaseに対する抗体を用いた免疫染色では明らかな差を認めなかった。今後組織学的検討として肝、下垂体、視床下部といった副腎以外の臓器の組織学的検討を行う予定である。またマウスMC2Rに対する抗体を用いた免疫染色も抗体濃度や切片条件(パラフィン切片、固定凍結切片、新鮮凍結切片)を変えて検討しているが良い染色像が得られる条件が確立できておらず、MC2Rの発現の証明としてはinsitu hybridization法を用いることも検討している。次にMC2Rノックアウトマウスにおける概日リズムの検討を行っている。

方法として、活動記録装置を用いて明暗サイクルならびに恒常暗期における行動リズムを評価している。野生型およびMC2R-/-雄マウスを活動記録ケージで飼育し、自由行動下における活動を赤外線センサーを用いて計測している。現在のところ明暗リズムへの反応については野生型のマウスとMC2R-/-マウスで差を認めていない。今後恒常暗期における活動周期のフリーランを評価し、さらに光刺激を加えリズム変位を解析する予定である。
鉄系超伝導体薄膜の作製方法開発と超伝導発現機構解明

本研究課題は機械的剥離を用いて原子層高温超伝導体の作製を実現することとその物理的特性評価を行うことを目的としている。平成30年度は最終年度であり、前年度に引き続いてイオン液体を用いた薄膜試料のエッチング装置を開発すること、および薄膜試料の複合積層構造を作製することを目的とした。本研究の対象物質であるFeSeは機械的剥離によって単層膜を作製した例がなく、困難である。実際グラフェン以外の物質で機械的剥離を用いた単層膜作製の例は非常に乏しい。そこで比較的厚い薄膜試料をまず機械的剥離によって作製し、その後イオン液体を用いた電気化学的反応を用いたエッチングによって薄膜化の技術を確立し、同時に各膜厚における試料の特性評価を行うこと、そして最終的には単層膜を得る手法を確立することを主要な目的のひとつとしている。これを実現するため、まず研究例が豊富で既に単層膜が得られることが知られているグラファイトを用いて、100 nm程度の薄膜試料を作製し、それにおいて磁場中輸送特性評価を行うことを課題に設定した。結果として、実際にその系においていくつかの成果を得ることに成功した。具体的には機械的剥離法によってグラファイト結晶を劈開後、熱酸化膜付きのシリコン基板上に転写してデバイスを作製し、薄膜グラファイトの磁気抵抗およびゲート電圧依存性の測定を行った。ここでゲート電圧印加はイオン液体を用いた場合の電気化学反応が起こらない範囲の電圧を印加することに相当し、後にイオン液体を用いた測定を行った場合と比較することができる。本試料をアメリカ合衆国国立強磁場施設における35 Tまで磁気抵抗測定を行った結果、ゲート電圧が磁気抵抗の振る舞いに大きな影響を与えることが観測された。今後、イオン液体を用いてより強いゲート電圧を印加し、さらには電気化学反応による膜厚制御を組み合わせることで発展的な研究につながると期待される。初年度となる平成28年度は主に環境整備を優先して行った。具体的には試料劣化に対する対策と効率的なデバイス評価、そして高磁場中での評価のためのパルス磁場中輸送特性システムの構築の3つに縮約される。まずプロトタイプとして機械的剥離法によって複数の厚みのデバイスをシリコン基板上に作製し、輸送特性を評価した。その結果、それらにおいて試料劣化の影響が大きいことが確認された。この結果は薄膜化の効果が出る十分薄いデバイスが作製できることを示した一方、この劣化の対策が不可欠であることを意味している。したがって大気暴露せずにデバイス作製を可能とするグローブボックス環境が計画を前倒しして構築された。実際この環境において作製された表面劣化しやすい薄膜半導体の系で有効に機能することが確かめられている。次に本研究の特徴であるイオン液体を用いた評価を行う際、液体の取り扱いが煩雑であるためにデバイス評価が非効率となることが問題となった。そこで当初の研究計画にはなかった横型のクライオスタット導入を行い、イオン液体の取り扱いが簡便となるようにした。具体的には光学用のヘリウムフロー型クライオスタットを横倒しにして試料をサンプルステージに固定し、最後にイオン液体を滴下するだけにしたことで試料上に液体を保持することが容易になるようにシステムを構築した。最後に強磁場中での超伝導の次元性の評価を予定しているが、それに必要なパルスマグネットを作製し、さらにノイズ対策としての数値ロックインを取り入れた測定手法を確立し、ハード・ソフト両面からパルス磁場中輸送特性評価システムを構築した。これら3つの環境整備が完了したため、次年度から高品質なデバイス作製を行い、その輸送特性評価を無磁場下およびパルス磁場下で行う。本研究課題において取り扱う原子層超伝導物質FeSeは大気中で比較的不安定であり、この問題を解決するための環境整備を行った。まず、実際に複数のFeSe薄膜試料をシリコン基板上に作製した結果、これらにおいてバルク試料では見られなかった半導体的温度依存性を示すことが明らかとなった。これは大気に触れた表面の寄与が大きくなるほど薄い試料が作製できたことを意味する。さて、試料品質劣化を解決するために用いるのが新規に導入したグローブボックスである。実際、このグローブボックス内で作製された薄膜半導体(黒リン)のデバイスは非常に高品質な輸送特性を示すことが実験的に確かめられた。FeSe薄膜試料においても品質向上が期待される。次に試料評価を行う際の環境整備として、横型ヘリウムフロー型クライオスタットの導入を行った。本研究では薄膜化及びキャリア制御をイオン液体を用いて行うが、通常の縦型のクライオスタットでは試料交換時にイオン液体を保持することが困難で、実験が極めて非効率であることが分かった。そこで光学用の横型クライオスタットを導入し、この問題を解決した。具体的にはサンプルステージに試料を固定した後、最後にイオン液体を滴下することができるようになった。本クライオスタットを用いることで次年度からのデバイス評価が効率よく進むことが期待できる。最後に当初の研究予定の順番を入れ替えて行ったのが、強磁場中での特性評価を行うために開発しているパルス磁場システムの改良である。新たに自身でコイルを巻き、約10 msのパルス幅で42 Tの磁場が発生できるシステムが完成したが、さらに輸送特性評価を行えるよう数値ロックインシステムを立ち上げた。これによって、ハード・ソフト両面から強磁場中測定が容易に行えるようになった。一方、当初予定していたFeSe関連物質単結晶合成は優先順位を下げ、次年度以降に予定を繰り下げて行う。

本研究課題は機械的剥離を用いて原子層高温超伝導体の作製を実現することとその物理的特性評価を行うことを目的としている。平成29年度は2年目であり、磁場中輸送特性評価を行うことを目的とした。本研究の対象物質であるFeSeは機械的剥離によって単層膜を作製した例がなく、困難である。実際グラフェン以外の物質で機械的剥離を用いた単層膜作製の例は非常に乏しい。そこで比較的厚い100 nm程度以下の薄膜試料をまず機械的剥離によって作製し、その後イオン液体を用いた電気化学的反応を用いたエッチングによって薄膜化の技術を確立し、同時に各膜厚における試料の特性評価を行うこと、そして最終的には単層膜を得る手法を確立することを主要な目的のひとつとしている。これを実現するため、まず研究例が豊富で、すでに単層膜が得られることが知られているグラファイトを用いて、機械的剥離によって比較的厚い薄膜試料を作製し、それにおいて磁場中輸送特性評価を行うことを当面の課題とし、実際にその系においていくつかの成果を得ることに成功した。具体的にはグラファイト結晶を機械的剥離によって薄膜化し、比較的厚い試料においてもシリコン基板上への転写、輸送特性の評価が可能となるような電界効果トランジスタのデバイス構造を電子線リソグラフィ技術によって作製することに成功した。この成功によって最終年度に実際にFeSe薄膜を実現することが期待でき、整備を進めている横型ヘリウムフロー型クライオスタットと組み合わせることで様々な条件での試料の評価を推進していくことが可能となった状況である。本研究課題では従来の分子線エピタキシー法やパルスレーザー堆積法といった大型の薄膜作製装置を用いたものではなく、機械的剥離を用いた試料作製によって比較的厚い薄膜試料を作製し、それに対してイオン液体を滴下し、電気化学的反応を用いてさらなる薄膜化を行おうとするものである。大型装置に頼らないことによって研究分野の裾野が広がるばかりでなく、超伝導転移する試料を得るための本質的な点が明らかになることが期待される。一方、グラファイトの原子層薄膜であるグラフェンはそのような手法で超薄膜を作製することはなく、通常、機械的剥離のみで作製される。ところが、面内結合と面間結合の比あるいは結晶の剛性の差のために、機械的剥離のみで単層膜を得られる物質群は非常に限られている。実際に一例としてトポロジカル絶縁体の薄膜試料は機械的剥離による方法で高品質な単層膜を得た例が乏しい。本研究の対象物質であるFeSeもそのひとつであると考えられる。したがって、まず比較的厚い薄膜試料を機械的剥離によって作製し、それをデバイス構造にする技術が必要不可欠である。そこで、本研究において、研究例が豊富で特性が十分理解されているグラファイトを用いて比較的厚い試料の作製すること、及びその試料において輸送特性の測定を成功させることは重要であると考えられるため、これを当面の課題とした。本年度はそのような試料の作製及び磁場中輸送測定を主に行い、実際に成功した。このようにして確立した技術をFeSe薄膜に次年度適用することが可能となった。