hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
東日本大震災後長期避難生活における循環器疾患をもつ人の身体認識の構造化

本研究は、災害後に住まいの移動を強いられた循環器疾患をもつ人々の身体の認識を構造化することを目的に,2011年の東日本大震災後、応急仮設住宅で暮らした経験があり、現在、災害公営住宅などの新たな生活の場に転居した人のインタビューを行っている。前年度の文献検討、学会や専門家からの情報収集をもとに、現在の被災地の住宅建設などの復興状況、自然災害後の応急仮設住宅から災害公営住宅へ転居した人々の生活環境、周囲の環境、日常生活行動パターン、人とのつながり、趣味や余暇活動、災害後の循環器疾患の発症・増悪因子、平常時の循環器疾患をもつ人の身体感覚や身体の認識について文献検討を踏まえ、インタビューガイドを作成した。また、インタビュー対象者の選定条件として、生活の場の違による影響を考慮し、現在、災害公営住宅に暮らす住民に限定し、既往疾患も住民は複数の様々な慢性疾患を抱えていることから、既往疾患の中に高血圧、不整脈、心疾患などの循環器疾患をもっている人とした。データ収集は、東日本大震災により応急仮設住宅に転居した後の時期に焦点を当て、研究者が東日本大震災後に応急仮設住宅に暮らす住民を対象に行った健康支援活動記録(フィールドノート、健康相談票)の調査と、健康相談票の本研究への使用の同意を得られた住民に対する半構成面接法を用いたインタビュー調査で実施を進めている。今年度中にインタビューデータを質的記述的分析を行い、結果をまとめ、災害後に住まいの移動を強いられた循環器疾患をもつ人々の身体の認識を構造化を行う。研究者の業務の都合により、当初予定していた国内外への学会等への参加ができず、最新の知見の収集が進まなかったことに加え、データ収集の実施においても、本研究の対象となる東日本大震災後の災害公営住宅に暮らす人々への倫理的配慮として、他機関・団体による研究との重複を避けると共に、東日本大震災が発生した時期のインタビューを避けたため、データ収集に遅れが生じ、2019年度に1年間の延長を申請した。今後は、健康支援活動記録の質的分析とインタビューによるデータ収集を同時並行で行っていく。データの分析は,質的記述的分析で行うため、質的研究の専門家に助言・指導を頂きながら、丁寧にかつ効率よく進めていく。本研究は災害後慢性期における循環器疾患をもつ人への看護介入プログラムの開発を目指す研究のプロセスの一部分であり、災害後住まいの移動を強いられた循環器疾患をもつ人々の生活状況および身体の健康状態の経過に伴う自己の身体の認識を構造化することが目的である。東日本大震災後、応急仮設住宅で数年間暮らし、その後災害公営住宅・防災集団移転・自宅再建など新たな生活の場に転居した循環器疾患をもつ人へのインタビューに向けて、現在の被災地の住宅建設などの復興状況、自然災害後の応急仮設住宅から災害公営住宅へ転居した人々の生活環境、周囲の環境、日常生活行動パターン、人とのつながり、趣味や余暇活動などの生活状況や健康問題、さらに、災害後の循環器疾患の発症・増悪因子、平常時の循環器疾患をもつ人の身体感覚や身体の認識について文献検討を行った。文献検討から、循環器疾患の疾患の病態の進行度により症状や身体感覚、身体認識が異なること、転居先の災害公営住宅、防災集団移転など転居先により暮らしぶりが異なることから、対象者の選定条件をさらに検討する必要がある。また、文献検討をもとに質問内容の検討を遂行中であり、今後は災害医療および災害看護に精通している専門家、循環器疾患の看護に携わる看護職へのヒアリングを実施し、質問内容の妥当性について検討を実施し、被災地の公営住宅に暮らす循環器疾患をもつ人への半構成面接法を用いた面接調査を予定している。本研究は半構成的質問紙を用いた面接調査を実施するため、現状に即した質問項目の検討が必要である。しかしながら東日本大震災から7年が経過しており、被災地の復興状況ならびに公営住宅で暮らす人々の生活状況や健康状態に関する情報発信が少なくなっている現状があり、現状把握に向けて、災害医療・看護に関連した学会への参加による新たな知見の獲得、過去の大規模自然災害における文献検討のみならず、実際に現地で健康支援活動を行っている人々や現地で暮らす人々にヒアリングを実施する必要性が生じた。文献検討ならびにヒアリング結果をインタビューガイドに反映し面接調査の実施を行う。

データ収集は、東日本大震災により応急仮設住宅に転居した後の時期に焦点を当て、研究者が東日本大震災後に応急仮設住宅に暮らす住民を対象に行った健康支援活動記録(フィールドノート、健康相談票)の調査と、健康相談票の本研究への使用の同意を得られた住民に対する半構成面接法を用いたインタビュー調査で実施を進めている。今年度中にインタビューデータを質的記述的分析を行い、結果をまとめ、災害後に住まいの移動を強いられた循環器疾患をもつ人々の身体の認識を構造化を行う。研究者の業務の都合により、当初予定していた国内外への学会等への参加ができず、最新の知見の収集が進まなかったことに加え、データ収集の実施においても、本研究の対象となる東日本大震災後の災害公営住宅に暮らす人々への倫理的配慮として、他機関・団体による研究との重複を避けると共に、東日本大震災が発生した時期のインタビューを避けたため、データ収集に遅れが生じ、2019年度に1年間の延長を申請した。平成30年度は研究フィールドとの研究協力体制の強化を図り、面接調査の実施、データ分析。結果のまとめを進めてる。今後は、健康支援活動記録の質的分析とインタビューによるデータ収集を同時並行で行っていく。データの分析は,質的記述的分析で行うため、質的研究の専門家に助言・指導を頂きながら、丁寧にかつ効率よく進めていく。平成30年度は、面接調査のための旅費ならびに海外で開催される世界看護科学学会(WANS)やアジア太平洋地域救急と災害看護ネットワーク会議等、また国内の日本看護科学学会、日本災害看護学会等にも参加予定であるため、その旅費および学会参加費として使用する。また、面接調査を実施する予定であることから、旅費に加えて、協力者への謝礼品代、インタビュー内容の逐語録作成費、アルバイトの人件費等に使用予定である。研究の進捗の遅れに伴い、予算の執行計画にも遅れが生じた。今年度、インタビューによるデータ収集と分析を進め、当初予定していたデータ収集のための交通費、研究協力者への謝礼、テープ起こし、研究結果の論文投稿、考察するための文献代、発表に向けた翻訳代・英文校閲の予算を執行する予定である。
Fli1欠損モデルを用いた全身性強皮症の血管障害における脂肪細胞の役割の検討

全身性強皮症は線維化、血管障害、免疫異常を特徴とした自己免疫疾患であり、近年その血管障害の病態と様々なアディポカインとの関与が指摘されている。また全身性強皮症の病因は不明なものの、転写因子Fli1の恒常的発現低下が疾患素因の1つとして考えられている。そこで我々は、脂肪細胞が全身性強皮症の血管障害とどのように関わっているかを調べるため、脂肪細胞特異的Fli1欠損マウスを作成し、全身性強皮症様の血管障害を発症するか、また発症する場合はその機序に関して検討を行うこととした。この検討により脂肪細胞の全身性強皮症への寄与が明らかになるとともに、同疾患に対する新規薬剤開発につながるものと考えた。
テトラヒメナ・ミオシンの研究

我々はすでに抗体との反応性とK/EDTA-ATPase活性を指標としてTetrahymena pyriformisよりミオシンの精製に成功した。テトラヒメナ・ミオシンは分子量約22万の重鎖を持ち他の生物のミオシンより約40nm程長い尾部を持つ双頭の分子であること、K/EDTA-ATPase活性の値がウサギ骨格筋ミオシンよりも低い塩濃度で最大値を取ることなどユニークな性質を持つことが明かになった。しかし、テトラヒメナ・ミオシンを大量に精製することができなかったので、その実体を明らかにするため、テトラヒメナ・ミオシン遺伝子のクローニングを試みた。進化的に保存されたミオシン頭部の配列をプライマーとしてRTPCR法を試みた結果、すでにクローニングした3種類のミオシン遺伝子の他に新たに2種類のミオシン遺伝子が存在することを明らかにした。これら2つのミオシン遺伝子はT.thermophilaに存在するものであった。これら5種類のテトラヒメナ・ミオシンの部分アミノ酸配列と従来知られているミオシンのアミノ酸配列とを比較検討した結果、テトラヒメナ・ミオシン5種が他のミオシンサブグループと異なり新しいグループを作ることが明かになった。今後はこれら5種類のテトラヒメナ・ミオシン遺伝子の全塩基配列を決定し、その全体像を明かにする予定である。
戦後の漁村の空間変容に関する研究

(1)漁村の空間整備に関わる政策の歴史的系譜と漁村の空間変化(前年度より継続)漁村空間の物理的変化は、特に高度成長期後に顕著であり、海陸境界部分への防波堤、岸壁の建設、埋立てによる平地の拡大(以上、主に漁港法等に基づく国庫助成を得て実施)、各漁村と外部を接続する幹線道路の拡幅が起こった。一方で、集落内部の街路構成には特段の変化はなかった。また、集落の内部にあった漁業生産に関わる諸行為は漁港の建設とともに沿岸部に移り、集落が非生産機能化した一方、物理的空間変容が沿岸部にあった社会・文化的諸行為を不可能化したケースも数多く観察された。(2)我が国の戦後の漁村空間変遷過程に関する総合的考察と今後への提言○総合的考察:過去の研究成果と以上を併せ、漁村を対象化する学術的実践、空間整備政策、実際の空間変化の関係を考察した。まず、学術は大きく(1)水産業の全体的発展の要請から調査・分析・開発されるべき存在、(2)固有な自然・文化・社会性を有する存在、として漁村を対象化した。政策の大部分は(1)のみを参照し、(2)に基づき構成されたものはほぼ皆無だった。ここ20年の生活空間整備も集落の都市化を目指すもので、漁村固有の社会性を考慮したものではない。そして、これら政策の誘導により漁村の物理的・社会的空間は産業的に再編され固有性を縮減してきたと考えられる。○今後への提言:方、現代は以上が形成された時代と水産業、漁村の状況が異なり、適切な学術・政策が求められていると考える。学術的には(1)「海辺の村」として、漁業に必ずしも特化しない漁村の知を生産し、政策的には(2)諸学問の成果を全体的に反映すべく空間整備を再編すべきである。具体的施策としては、(3)各漁村で全体の空間利用に基づく空間整備計画を策定すること、(1)の知をこの計画策定のために/の中で形成してゆくことが望まれる。1漁村に関する学術的実践の分析第一に、漁村を対象とする学術的実践の歴史的分析を行った。具体的には、昨年度設定された分析枠組みを用いて、明治末期以降の各県水産試験場による漁村調査、昭和初期以降の学術による漁村を対象化する規則等を分析した。結果として、まず、漁村調査、経済学等により、漁村はその漁業生産の側面から対象化された。他の学問分野も含め、生活面など非生産的部門が扱われる場合も生産(力)と関連する部分のみが可視化された(生活が生産に従属して記述された)。これにより、その後の漁村に関わる学術は、漁村の漁業生産管理技術として開発・蓄積されたと概括できる。以上に対応し、空間整備に関わる諸分野は、漁村空間を陸海境界-内陸に分割し、各々を生産-生活の機能を担うものとして対象化した。これ以降の学術成果は、この対象化を所与として、蓄積されていった。2漁村の空間整備に関わる政策の歴史的系譜と漁村の空間変化第二に、漁村の空間整備に関わる施策とその実施状況の変遷を分析した。まず、戦後の漁村の空間整備は、漁業生産施設の整備を行う、漁港法を頂点とする施策-事業体系として主に編制されたが、実施件数・予算とも他の諸事業を遥かに上回る形で実施された。一方、近年実施され始めた(生活環境整備を主とする)他の諸事業は、総数自体は少ないが、実施件数・予算とも増加傾向にある。質的にも多様化傾向にあるが、大きく、観光に供する空間整備、都市部に比較して劣る漁村の生活基盤の改良、に分類された。前者は、漁業生産の停滞に対する産業振興施策で従来の事業と同一の系譜にあり、後者は漁村の都市化促進を目的としており、何れも事業対象漁村の固有性の保護・向上を目指してたものではないといい得る。来年度は、島根県の個々の漁村で実施された空間整備の内容とこれに基づく空間(形態・利用)の変化に関わるデータを収集し、分析してゆく。

そして、これら政策の誘導により漁村の物理的・社会的空間は産業的に再編され固有性を縮減してきたと考えられる。○今後への提言:方、現代は以上が形成された時代と水産業、漁村の状況が異なり、適切な学術・政策が求められていると考える。学術的には(1)「海辺の村」として、漁業に必ずしも特化しない漁村の知を生産し、政策的には(2)諸学問の成果を全体的に反映すべく空間整備を再編すべきである。具体的施策としては、(3)各漁村で全体の空間利用に基づく空間整備計画を策定すること、(1)の知をこの計画策定のために/の中で形成してゆくことが望まれる。
大気海洋結合モデルを用いた極端な気象現象の20世紀中の変化と将来予測に関する研究

地球温暖化が進むことで、極端な気象現象(以下極端現象)が大きく変化することが、大気海洋結合モデルを用いて予測されている。しかし、これまではモデルが現実の極端現象を精度良く再現しているかどうかは、十分に検証されてこなかった。本研究では、モデルの計算結果と観測データを比較することでモデルの検証を行う。また精度を検証されたモデルを用いて将来予測を行う。H18年度は、モデルで計算された20世紀中の極端現象の頻度分布変化が、観測を再現できているかどうかを、最新の統計分析手法を用いて全球規模で検証し、さらに過去の変動の要因推定を行った。この際、英国ハドレーセンターの協力を得た。これらの成果をふまえ、H19年度は、今後30年間の近未来予測を行った。まず極端な気温現象(夏期または冬期における極端に暑い昼・夜または寒い昼・夜)の発生頻度の変化について調べた。20112030年平均の極端現象の発生頻度分布を19511970年平均のそれと比較すると、陸上のほとんどの地域で、温暖化シグナルは内部変動を凌駕することがわかった。つまり数十年規模内部変動の位相にかかわらず、暑い昼・夜が増加し、寒い昼・夜が減少することが示された。さらに「年平均降水量」と「年間で4番目に多い日降水量(極端な降水)」がどのように変化するかを調べた。高緯度と熱帯では、数十年規模の内部変動の位相によらず、降水量の増加が予測された。一方、亜熱帯では、内部変動の位相によって降水量変化の符号が変わり得ることが示された。温暖化シグナルと内部変動の大きさの比が地域によって異なる原因も調べた。地球温暖化が進むことで、極端な気象現象(以下極端現象)の頻度分布が大きく変化することが、大気海洋結合モデルを用いて予測されている。しかし、これまではモデルが現実の頻度分布を精度良く再現しているかどうかは、十分に検証されてこなかった。本年度は、モデルで計算された20世紀中の極端現象の頻度分布変化が、観測を再現できているかどうかを、最新の統計分析手法を用いて全球規模で検証し、さらに過去の変動の要因推定を行うことを目標としていた。実際に、英国ハドレーセンターと協力関係を結ぶことで、全球規模のグリッド化された日最高・最低気温観測データセット[Caesar et al.,2006]を入手し、モデルの実験結果との比較を行った。その結果、モデルは人為起源温暖化の影響を過小評価気味であることが分かった。また「日最低気温の年間最高値」および「日最高/最低気温の年間最低値」に統計的に有意な人為起源温暖化の影響が見られることがわかった。冬日日数の減少にも人為起源の影響が検出された。さらに、エアロゾルによる冷却効果が温室効果ガスによる影響を半分近く相殺していることも分かった。このことは,近い将来にエアロゾルの排出削減が急速に進んだ場合,気温の極端現象により大きな変動が現れることを示唆している。来年度は、上記の結果をふまえて、モデルの再現性の良い極端現象に関して、将来予測を行う。
コンドライトおよびコンドライト前駆物質の分化に関する実験的研究

本研究の目的は,太陽系創成期に始原的物質がどのような火成作用によって,エコンドライトなどの分化した隕石を形成したかを明らかにすることである.そのために,原始太陽系物質の相平衡実験を行い,その相関系の決定とエコンドライトへの分化過程の再現を試みた.出発物質として,太陽系元素存在度の物質を調製した.加熱実験は常圧炉中で, 1070°C1600°Cの範囲で行った.実験時間は,平衡が十分達成されるように設定し,その後水で急冷した.回収した試料は,反射電子線像による観察およびEPMA分析を行った.その結果,部分融解した液組成は, (1)どの温度でもユークライトやダイオジェナイト組成そのものにはならない. (2)液組成は, 1400°C付近でユークライト組成とダイオジェナイト組成を結ぶ線上にのる.また,この温度で液と共存する相はF_<o86>程度のオリビンのみであり,パラサイトに含まれるオリビンの平均組成と一致する.この実験での液組成は,ユークライトやダイオジェナイト組成にはならないが,それらの混合組成をもつ液が生成される.このため,二番目の実験を,ダイオジェナイト55%とユークライト45%の混合組成をもつ出発物質で行った.その結果, (1)1180°Cで, F_<o68>のオリビンとEn7079Wo4の輝石が晶出する.このオリビン組成はダイオジェナイトのものと一致している.また,輝石組成は,ほぼダイオジェナイトの輝石組成の範囲に含まれる.(2)液組成は,普通ユークライトの組成範囲に入る.これらの実験結果から,従来の全溶融説で考えられているような単一の分化過程ではなく,第一段階目の分化によってコンドライト組成の出発物質から,ユークライトとダイオジェナイトの混合組成をもつ液が生成され,この液組成をもつ物質が第二段階目の分化をしてユークライトとダイオジェナイトができたと考えられる.本研究の目的は,太陽系創成期に始原的物質がどのような火成作用によって,エコンドライトなどの分化した隕石を形成したかを明らかにすることである.そのために,原始太陽系物質の相平衡実験を行い,その相関系の決定とエコンドライトへの分化過程の再現を試みた.出発物質として,太陽系元素存在度の物質を調製した.加熱実験は常圧炉中で, 1070°C1600°Cの範囲で行った.実験時間は,平衡が十分達成されるように設定し,その後水で急冷した.回収した試料は,反射電子線像による観察およびEPMA分析を行った.その結果,部分融解した液組成は, (1)どの温度でもユークライトやダイオジェナイト組成そのものにはならない. (2)液組成は, 1400°C付近でユークライト組成とダイオジェナイト組成を結ぶ線上にのる.また,この温度で液と共存する相はF_<o86>程度のオリビンのみであり,パラサイトに含まれるオリビンの平均組成と一致する.この実験での液組成は,ユークライトやダイオジェナイト組成にはならないが,それらの混合組成をもつ液が生成される.このため,二番目の実験を,ダイオジェナイト55%とユークライト45%の混合組成をもつ出発物質で行った.その結果, (1)1180°Cで, F_<o68>のオリビンとEn7079Wo4の輝石が晶出する.このオリビン組成はダイオジェナイトのものと一致している.また,輝石組成は,ほぼダイオジェナイトの輝石組成の範囲に含まれる.(2)液組成は,普通ユークライトの組成範囲に入る.これらの実験結果から,従来の全溶融説で考えられているような単一の分化過程ではなく,第一段階目の分化によってコンドライト組成の出発物質から,ユークライトとダイオジェナイトの混合組成をもつ液が生成され,この液組成をもつ物質が第二段階目の分化をしてユークライトとダイオジェナイトができたと考えられる.
戦国期九州大名権力の性格-中央政権との関わりを中心に-

平成22年度の研究計画は、戦国期における九州大名関係の未翻刻史料の収集に重点を置くものであった。実際に鹿児島県立図書館にて近世の地誌類や未翻刻の史料を収集できた。結果、戦国期島津氏の祈祷政策の方向性として、京都の寺社と領国内の寺社に仏事を開催させるパターンがあることが判明した。京都の寺社は中央政権の政治的動向と密接に関わっていると想定され、仏事の開催を通して、島津氏と中央政権との関係を検討できる手応えを得た。また、領国内の寺社に行わせた仏事に関しては、特に施餓鬼会という追善仏事について検討を加えた。その成果は日本史研究会中世史部会で報告しており、島津氏が民衆を懐柔する手段として、施餓鬼会を行い、亡霊を鎮魂していたことが分かった。この成果は、本来の研究目的には直接関係しないが、島津氏の新たな一面を見出すことができた。
ビジュアル・シンキング・ストラテジー(VTS)を援用した新しい日本語教育の試み

Visual Thinking Strategies (VTS)が日本語教育へ応用可能であるかを検討した。実際に日本語教師が日本語教育としてVTSセッションとVTSを使わずアート作品を利用したセッションを行い、教師と参加学生(日本語学習者)へのアンケートをし、両セッションでの教師と学生の発話を分析した。VTSセッションでは学生から肯定的な反応が得られたが、教師からは新しい教授法としての問題点が挙げられた。発話の分析をみると、ファシリテーターである教師の役割が談話上でより限定的なものになっていた。教師が常に学習者の発話のパラフレーズを行うVTSは、日本語教育にも援用可能なものである。日本語教育においてVTS(Visual Thinking Strategies)が実際に援用できるのかを検討した。今年度は日本語学習者を対象に、VTSのセッションとこれまで行われているようなアート作品を使ったセッション(非VTSセッション)を行い、前年度のデータを含めて教師と学生の発話を分析した。教師と学生のインターアクション(やり取り)を分析するため、Sinclair&Coulthard(1975)と村岡(1999)の分類方法を基にいくつかの項目も新たに付け加えた。VTSセッションにおける学習者の発話は、非VTSセッションのものに比べて比較的長いことが分かった。また、教師の発話は、VTSセッションでは決められた発話とパラフレーズ(学習者の発話を正しく言い換えながらまとめ、他の学習者の発話と関連付ける)だけだが、非VTSセッションでは学習者の発話を促したり自分の意見を述べたりして、多様なフィードバックが見られた。このように、VTSセッションでは学習者に自由に発話をさせるため「非収束(拡散)型」授業スタイル、非VTSセッションでは教師が全体のインターアクションを導く「収束型」スタイルになる。学習者が自由に考え発話する環境を作ることが日本語学習の習得につながると考えられ、今後はどのような形のVTSが言語教育に効果的なのかを探り、「日本語学習向けVTS」を作っていきたい。今年度は「日本語教育VTS研究会」を立ち上げ、そのホームページを作成するとともに、第1回研究会を開催し、本研究の成果報告をし、また他大学でVTSを言語教育に利用している教師の報告を聞くことができた。また、本研究の参加者の論文、研究会での報告内容、またVTSの創始者のPhilip Yenawineへのインタビューを載せた「研究報告書」を発行した。【初年度の具体的内容】1.ビジュアル・シンキング・ストラテジー(VTS)に関する情報収集。VTSを実際に行っている複数の美術館へ行き、担当している学芸員にインタビューした。また、VTSを使って外国語を教えている公立学校にも取材に行き、実際のVTSセッションを見学、分析した。加えて、VTSの創始者の一人にもインタビューを行った。2.VTSの理論の理解。VTSの基礎となっている理論とその方法を調べた。そのために、文献を調べたり、日本で行われたVTSのセミナーに参加して理論と実践を学んだりした。3.日本語教育へのVTSの援用に関する調査。どのようにVTSを日本語教育に応用できるかを検討し、実際にVTSを使ったセッションを8回、比較するために同じ作品を使ってVTSでない授業を2回行った。最初の4回分(日本語中級と上級の学生)は文字化し、日本語のレベルに応じたVTSの方策について考察している。また、参加した学生とVTSを行った教師にアンケート・インタビューをし、VTSセッションについての感想などを聞いた。4.研究内容の公開。初年度に行ったセッションをもとに、VTSの日本語教育への援用の可能性について、日本語教育の学会で口頭とポスターによる発表を行った。【研究の意義と重要性】初年度はVTSの内容を調査・検討し、本当にVTSが日本語教育に応用できるかを考えた。日本語学習者の日本語のレベル、教育環境、日本語教師の能力など、様々な要因が影響されると思われるが、VTSは日本語教育でも十分用いることができ、言語の習得、教室運営、批判的思考や論理的思考の発達などの面を考慮しつつ、新しい日本語教育の方法として提案できると考えている。今後、さらに日本語教育に合った方法論を検討し、そのやり方や期待できる結果などをまとめ、インターネットや論文で、また可能なら書籍の形で広く公開していきたい。当初の予定は、初年度はVTSの理論と方法論を理解し、日本語教育に用いることができるかを考察するものだった。そのために、複数の美術館やVTSを実践している学芸員に取材を行ったり、VTSの仕方を教えるセミナーに参加したり、文献を読んだりし、また本研究参加者が何度もミーティングを行って内容の理解を共有し討論したので、当初の目的は達成したと考えている。また、VTSの日本語教育への援用の可能性を探るために、数回に分けて実際に日本語学習者を対象にVTSのセッションを行い、その内容を考察した。

そして、その結果を学会で発表しており、研究はおおむね順調に進展していると考える。最終年度は以下の内容を検討する。1.日本語学習を念頭に置いたVTSの効果性の検証。なぜVTSが日本語教育に有効なのかを考えるため、VTSを用いたセッションと用いないセッションを行う。その内容を比較・分析し、VTS固有の特徴を挙げ、VTSのどのような要素が日本語教育に効果的なのかを考える。例えば、発話の内容や長さ、クラスの雰囲気、教師の役割などを考察する。2.日本語習得のためのVTSの具体的な内容の検討。同じ日本語学習者を対象に連続してVTSのセッションを行い、学習者の発話にどのような変化があるのかを調査する。VTSセッションをすることで、学習者の日本語が教師側の期待するような形で上達していくのか、あるいは上達するための援助(例えば、動機付けといった感情面など)となっているのか、などを検討する。3.研究内容の公開。研究内容をもとに、日本語教育にあわせた新しい「日本語教育用VTS(Visual Thinking Strategies for Japanese Language Education)」を提案する。インターネットや学会などでその内容を発表し、VTSの理解を広めていく。また限られた研究者だけでなく、より多くの日本語教師にもVTSを実践してもらい、その内容の妥当性や効果などについて情報を共有していきたい。そのために、インターネットや可能であれば書籍などの媒体を使って、多くの人との情報の共有を図っていく。1.VTSセッションのデータ収集。データ収集のための機材、研究協力費、文字おこしのための経費、VTSで使用する作品(ポスターや写真)購入、美術館への入館料など。2.成果発表。学会発表のための旅費、インターネットサイトの開設や印刷(報告書など紙媒体)の経費など。3.VTSの追加調査。必要であれば、VTSの創始者や実践者、実践している美術館や学校への取材。平成23年度からの繰越金(6846円)は、今年度のデータ収集のため(文字おこしのための経費)の一部に使用する予定である。
自発的な話し言葉に見られる節連鎖構造の研究

本研究の目的は、自発的な話し言葉に現れる「多重的な節連鎖構造」の実態を、自発音声コーパスに基づいて明らかにすることである。自発的な話し言葉では、連用節が何重にも連なることによって、長大な発話が形成されることがある。これは日常の話し言葉で頻繁に観察される現象であるが、そこでどのような形式の連用節がどのような組み合わせによって用いられているのかは、明らかになっていない。その実態を、『日本語話し言葉コーパス』(CSJ)を用いて定量的に分析する。また、『現代日本語書き言葉均衡コーパス』(BCCWJ)を用いて同様の分析を実施することにより、話し言葉と書き言葉の比較・対照を行う。本年度は、当初の研究計画のうち、(1)「連用節の末尾に現れる述語句の形態論的な構造を自動的に抽出し、ラベルを付与するプログラムを開発する」、(2)「付与されたラベルをもとに、どのような形態の連用節がどのように連鎖して発話が形成されるのか、そのパタンを数量的に記述する」、(3)「書き言葉における節連鎖構造の特徴を分析し、話し言葉の節連鎖構造の特徴と比較する」という3項目について、分析を進めた。(1)は、コーパス中に現れる連用節末尾の述語句部分を解析し、自動的に「節境界構造ラベル」を付与しようとするものである。『日本語話し言葉コーパス』(CSJ)にあらかじめ付与されている節境界ラベルとほぼ同じ仕様の節境界ラベルを、『現代日本語書き言葉均衡コーパス』(BCCWJ)に対して付与した。このために、節境界検出プログラムCBAPを独自に改良したプログラムを用いた。さらに、節境界を構成する述語句に含まれるモダリティ要素を検出するプログラムを開発した。(2)と(3)は、節境界構造ラベルを利用して、話し言葉・書き言葉に見られる節境界構造、および節連鎖構造を分析しようとするものである。(1)によるアノテーションの結果を集計し、以下の論文にまとめた。(1)丸山岳彦(2013)「現代日本語の従属節に現れるモダリティ形式の分布」『第4回コーパス日本語学ワークショップ予稿集』, 299-308.国立国語研究所.(2)丸山岳彦(2014)「現代日本語の連用節とモダリティ形式の分布ーBCCWJに基づく分析」.益岡隆志・大島資生・橋本修・堀江薫・前田直子・丸山岳彦編.『日本語複文構文の研究』, 399-425.ひつじ書房.本研究は、現代日本語の自発的な話し言葉を研究対象として、そこに見られる「節連鎖構造」に関して、その実態を大規模音声コーパスに基づいて記述的に解明しようとするものである。初年度である24年度は、研究のための基盤整備として、(1)『日本語話し言葉コーパス』に付与されている「節境界ラベル」の妥当性の検証、および、(2)述語句の内部構造を解析してラベリングするためのプログラムの開発、という2点を行った。本研究は、現代日本語の自発的な話し言葉を研究対象として、そこに見られる「節連鎖構造」に関して、その実態を大規模音声コーパスに基づいて記述的に解明しようとするものである。平成26年度は計画の最終年度であったが、4月より1年間、英国オックスフォード大学東洋学部へ招聘研究員として派遣されることが急遽決まったため、この期間に研究課題を完遂することが困難な状況となった。このため、事業延長承認申請を行い、受理された。なお、平成25年度26年度の前半に実施した研究内容を取りまとめ、石黒圭・橋本行洋編『話し言葉と書き言葉の接点』(ひつじ書房)に「現代日本語の多重的な節連鎖構造についてーCSJとBCCWJを用いた分析」と題した論文を刊行した。また、英国で参考資料として英国でコーパスを購入し、英語の自発音声に関して分析を行うなど、若干の支出があった。本研究は、現代日本語の自発的な話し言葉に見られる「節連鎖構造」について、その実態を明らかにしようとするものである。特に、連用節が繰り返し出現することで、発話が長大化していく「多重的な節連鎖構造」について、『日本語話し言葉コーパス(CSJ)』、および(比較対象として)『現代日本語書き言葉均衡コーパス(BCCWJ)』という2つの現代日本語コーパスを用いて、分析を行った。研究期間を通じて、研究成果の発表(書籍、論文、国際・国内学会での発表)を進めてきたが、最終年度である本年度は、節境界解析プログラムの開発、および最終的な研究成果の発表を実施した。まず、当初の研究計画における課題として残されていた節境界解析用プログラムの開発を行った。名古屋大学大学院工学研究科佐藤理史研究室と共同でシステム開発を進め、手始めに、BCCWJに対して節境界を自動付与するプログラムを開発した。これは、形態素解析用辞書UniDicにより形態素解析されたテキストを入力として、節境界の位置と種類を特定してそのラベルを自動的に付与するものである。BCCWJ(コア)の一部に対して節境界ラベルを付与した結果は、国立国語研究所コーパス開発センターのウェブページ上で公開した。今後、このプログラムを話し言葉の節境界解析にも応用していく予定である。また、国際シンポジウム(招待講演)、複数の学会・研究会などで、研究成果の発表を行った。そのうちの一つは、「言語処理学会第22回年次大会優秀賞」を受賞した。これまで、現代日本語の節連鎖構造の実態を定量的に分析した研究は存在しなかった。

コーパスにもとづいて、実際の話し言葉でどのような節連鎖構造が生じているのかを明らかにした点で、当初の研究目的は達成できたと言える。本研究の目的は、自発的な話し言葉に現れる「多重的な節連鎖構造」の実態を、自発音声コーパスに基づいて明らかにすることである。自発的な話し言葉では、連用節が何重にも連なることによって、長大な発話が形成されることがある。これは日常の話し言葉で頻繁に観察される現象であるが、そこでどのような形式の連用節がどのような組み合わせによって用いられているのかは、明らかになっていない。その実態を、『日本語話し言葉コーパス』(CSJ)を用いて定量的に分析する。また、『現代日本語書き言葉均衡コーパス』(BCCWJ)を用いて同様の分析を実施することにより、話し言葉と書き言葉の比較・対照を行う。平成26年度は計画の最終年度であったが、4月より1年間、英国オックスフォード大学東洋学部へ招聘研究員として派遣されることが急遽決まったため、この期間に研究課題を完遂することが困難な状況となった。このため、事業延長承認申請を行い、受理された。日本語学平成27年度は、計画の最終年度として、研究の取りまとめを行う。研究計画の段階では、自発音声の節連鎖構造について国際ワークショップを開催する予定であったが、平成27年8月にブラジルのミナス・ジェライス大学で開催される国際ワークショップ"Units of Reference for Spontaneous Speech Analysis and their correlations across languages"に招待講演者として招かれており、趣旨がほぼ共通することから、当初計画していた国際ワークショップを開催は、ブラジルでの国際ワークショップへの参加をもって替えることにしたい。話し言葉・書き言葉のコーパスに対する節境界ラベルの付与、モダリティ形式を検出するプログラムの開発とアノテーション、論文の執筆など、研究計画はおおむね順調に進展している。ただし、課題の一つとして挙げていた「連用節の外部関係に関する分析」には至らなかった。当初の研究計画では、話し言葉コーパスに現れる述語句の内部構造を解析するプログラムの開発を24年度中に行う予定であったが、書き言葉コーパスにも対応できるようにプログラムの仕様を変更することにしたため、開発の完了には至らなかった。その分、話し言葉コーパスの分析結果を国際ワークショップで発表し、多言語間における比較・対照研究の可能性を探るなど、26年度に計画していた研究内容を前倒しで実施した。全体としては、おおむね順調に進展していると言える。今年度までの分析とアノテーションの結果に基づいて、話し言葉と書き言葉を直接に比較・対照する分析を実施し、論文にまとめる。さらに、国際ワークショップを企画し、研究成果のとりまとめを行なう。25年度は、解析用プログラムの開発に加え、その処理結果を利用した分析を開始する。分析の結果は、国内外の学会やワークショップなどで発表する。また、新規にアノテーション(情報付与)した結果を一般に公開するための方策について検討する。
嫌気性細菌で発見された未知の酸素代謝機構と酸素毒性防御機構の解明

当初計画と初年度の実施概要、および成果(1)嫌気性菌で発見された酸素代謝系酵素の機能解明筆者は、代表的な絶対嫌気性菌で、環境浄化やバイオマスエネルギー生産の主力菌であるクロストリジウム属細菌の酸素感受性機構の解明を目的として研究を行い、優れた酸素応答機構・活性酸素分解系の存在を報告しました。初年度は、クロストリジウム属細菌で酸素誘導性タンパク質として新規に発見されたタンパク質群の機能解明を目的として、Rubrerythrin様タンパク質、NROR、Flavoprotein、Dsrなど機能未知の計6種のタンパク質を大腸菌にて発現・精製を行いました。Rubrerythrin様タンパク質に関して機能解析を行った結果、活性酸素(H_2O_2)の分解に直接関与する新規タンパク質であることが判明し、Rubperoxinと命名、FEBS letter誌に投稿、受理されました。(2)嫌気性菌ビフィズス菌の酸素代謝機構の解明ビフィズス菌は、ヒト腸内で有用な微生物作用を発現するプロバイオティクスとして活躍しますが、酸素下で生育が阻害される弱点があります。初年度は、ビフィズス菌が酸素下では過酸水素を自ら生産することが生育阻害原因であることの証明、また大気酸素濃度(20%O_2)下の液体振とう培養でも良好に生育する微好気性種2株の発見、を行い、Applied Environmental Microbiology誌に投稿、受理されました。次年度は微好気性種の生育が酸素で促進することの原因解明を試み、酸素による生育の促進が二酸化炭素による生育促進機構に類似する点が明かとなり、Applied Environmental Microbiology誌に投稿、受理されました。そこで初年度は、クロストリジウム属細菌で酸素誘導性タンパク質として新規に発見されたタンパク質群の機能解明を目的として、Rubrerythrin様タンパク質、NROR、Flavoprotein、Dsr、Thioredoxin reductaseなど、現在までに機能未知の計6種のタンパク質を大腸菌にて発現・精製を行いました。今後は他の精製タンパク質の機能解明を随時行う方針であります。1年度目は、ビフィズス菌が酸素下では過酸水素を自ら生産することが生育阻害原因であることの証明、また大気酸素濃度(20%O_2)下の液体振とう培養でも良好に生育する好気性種2株の発見、を行い、Applied Environmental Microbiology誌に投稿、受理されました。20%酸素下で生育可能な2株は、代謝解析の結果、酸素存在下で生産される酢酸:乳酸量比が変化しません。このことからも、本2株は研究材料として優れた性質を有することが証明され、今後は酸素耐性株と感受性の比較解析を通して酸素感受性の原因酵素の特定を試みる方針であります。
筋強直性ジストロフィーのモデル構築とRNAリピート配列結合タンパク質の解析

本研究では、前年度においてRNA結合タンパク質MBNL1の性状解析を行った。MBNL1は、筋強直性ジストロフィー(DM)患者の細胞で発現される伸長したリピート配列のRNAに捕捉され、機能低下していると考えられている。DM患者の細胞内では、幾つかの遺伝子におけるスプライシング異常が報告されており、症状への関与が示唆されている。最近、MBNL1ノックアウトマウスがDMの症状の一つである筋強直を再現し、また、骨格筋特異的塩素チャネル遺伝子Clcn1のスプライシングが異常に制御されていることが報告された。ここから、MBNL1とClcn1のスプライシングの異常が筋強直に関与することが示唆されたが、その機構は不明である。そこで、本研究では、Clcn1のスプレイシング制御とMBNL1の機能の解析を行った。マウスのClcn1遺伝子のエクソン6からエクソン7までの遺伝子配列を取得し、これもminigeneとして培養細胞に発現させ、スプライシングを検出するモデル系を作製した。この遺伝子を伸長したCUGリピートRNAと共発現させると、選択的エクソン7Aの挿入が促進させ、DM患者で見られる異常なパターンと一致した。一方、MBNL1を発現させるとエクソン7Aの挿入は強く抑制され、正常なパターンが促進された。このことは、リピートRNAの発現によるMBNL1の機能低下がClcn1の異常スプライシングにつながることを示している。次に、Clcn1遺伝子配列のうち、MBNL1に対する応答性を持つ部位を決定した。さらに、この配列に対してMBNL1が結合性を示すことから、MBNL1によるClcn1スプライシング制御が直接的であることが示唆された。以上の結果より、筋強直の症状に関わるClcn1のスプライシング制御の機構が明らかになった。また、これらの知見は、DMでの筋強直の治療法の確立にも貢献することが期待される。筋強直性ジストロフィー(Dystrophia Myotonica,DM)は、CTGまたはCCTG繰り返し配列(リピート)の伸長によって発症するが、その詳しい機構は不明である。これらの伸長した配列は、RNAに転写されてCUG、CCUGリピートとなる。これまでの知見から、これらの伸長したRNAが、何らかのRNA結合タンパク質を捕捉あるいは活性化することによって、細胞内の正常な代謝経路や分化誘導などを阻害する可能性が考えられる。CUGリピートと相互作用するタンパク質は既に幾つか報告されていたが、細胞内で実際にCUGおよびCCUGリピートと結合するかは不明であった。私は、これらのRNA結合タンパク質の結合特異性を比較解析し、その中で重要だと考えられるタンパク質に焦点を絞って解析することを試みた。CUGリピート結合タンパク賛の候補としてCUG-BP、MBNL1、PKRの三者を酵母three-hybridの系において比較解析した。この系では、酵母細胞内におけるタンパク質-RNA相互作用を検出することができる。その結果、MBNL1のみがCUG、CCUGリピートともに結合性を示し、CUG-BPとPKRはどちらの配列にも反応しなかった。次に、様々な種類のリピートRNA配列を用いて、MBNL1の結合配列特異性を検討した。すると、MBNL1はCHHGまたはCHGリピート配列(HはG以外の塩基)に結合性を示すことが明らかとなった。組換えMBNL1タンパク質を用いたゲルシフト解析でも同様の結果を確認した。これらの配列はミスマッチを含む二重鎖構造をとると予測されるが、MBNL1の標的RNAもこのような配列を含むことが予測される。今後はMBNL1の標的遺伝子の特定を行い、リピート伸長によるMBNL1の機能欠損が、それらの遺伝子にどのように影響するかを細胞レベルで検討する。
環境レチノイドによる水環境汚染の実態把握とその原因物質の特定

本研究では、レチノイン酸(RA)受容体(RAR)にアゴニスト作用を示し、多様な脊椎動物に生体影響をもたらす可能性のある環境レチノイドによる水環境汚染とそれに伴う生態リスクの可能性を明らかにするため、汚染実態調査と原因物質の特定を試みた。その結果、(1)環境レチノイド汚染は水環境中に普遍的に存在していること、(2)下水中の環境レチノイドは天然のRA類とその代謝物であること、(3)現在の汚染レベルでは野生動物に悪影響が生じる可能性は高くないことが明らかになった。本研究では、ビタミンAの代謝物であるレチノイン酸を真似て核内受容体の一種であるレチノイン酸受容体(RAR)にアゴニスト作用を示し、多様な脊椎動物種に外部形態異常などの生態影響を引き起こす可能性のある環境汚染化学物質"環境レチノイド"による水環境汚染に伴う健康被害や生態系崩壊の可能性を適正に評価するための基礎研究として、日本の水環境中における環境レチノイドによる汚染の実態を調査するとともに、水環境中の環境レチノイド特定のための分離・精製法について検討を行った。酵母two-hybrid法を用い、近畿圏内の水環境(淀川、猪名川および大阪湾)および大阪府下の4つの下水処理場から採取した環境水試料のRARへのアゴニスト活性、アンタゴニスト活性、およびエストロゲン受容体、甲状腺ホルモン受容体へのアゴニスト活性を評価した。RARアゴニスト活性は実験に供した全ての河川水試料、海水試料において検出され、環境レチノイドによる汚染が水環境中に普遍的に存在していることが明らかになった。また、活性レベルも他の受容体と比較して高いことが確認され、環境レチノイドによる汚染が重大なものである可能性が示唆された。また、環境レチノイドによる水環境汚染の分布は、従来の内分泌撹乱化学物質研究の中心であったエストロゲン受容体アゴニスト、甲状腺ホルモン受容体アゴニストによる汚染の分布とは異なっていることが確認され、下水処理場が水環境中に存在する環境レチノイドの重要な排出源にはなっていないことが示唆された。また、環境水試料からの環境レチノイドの分離・精製するため、固相抽出および高速液体クロマトグラフィー分析の条件について検討を行い、夾雑物を除去し、環境レチノイドを選択的に分取する条件を明らかにした。また、その検討の結果から、水環境中の環境レチノイドが極性物質であることが明らかになった。本研究では、ビタミンAの代謝物であるレチノイン酸を真似て核内受容体の一種であるレチノイン酸受容体(RAR)にアゴニスト作用を示し、多様な脊椎動物種に外部形態異常等の生体影響を引き起こす可能性のある"環境レチノイド"による水環境汚染に伴う健康被害や生態系崩壊の可能性を適正に評価するため、日本の水環境中における環境レチノイド汚染の実態把握および原因物質の特定を試みた。昨年度の調査から、河川や都市下水ではRARアゴニスト汚染が普遍的に生じていることが明らかになった。そこで今年度は、顕著なRARアゴニスト活性が検出された試料から原因物質の特定を試みた。HPLCを用いて活性画分を分画・精製し、精密MS分析により原因物質の化学構造の同定を試みた結果、下水中の主要なRARアゴニストが天然のレチノイン酸類(all-transレチノイン酸、13-cisレチノイン酸)とその酸化代謝物である4-oxo-レチノイン酸類(4-oxo-all-transレチノイン酸、4-oxo-13-cisレチノイン酸)であることが明らかになり、ヒトの排泄物に由来していることが示唆された。一方、河川水中の主要なRARアゴニストは、化学構造の特定には至らなかったが、下水中のRARアゴニストとは異なる物質であることが明らかとなった。このことから、水環境中には多様なRARアゴニストが存在していることが示唆された。さらに、下水中の主要なRARアゴニストについて、RARαアゴニスト活性の用量反応性を調査して半影響濃度等の毒性指標を算出すると共に、下水処理系内での挙動を定量的に解析した。これらの結果に基づき、下水中のRARアゴニストの放流に伴う自然界での生態リスク発現の可能性について検討したところ、現在の汚染レベルは毒性発現レベルに比べて十分に低く、野生動物への悪影響が生じる可能性は高くないことが示唆された。
トンネル電界効果トランジスタを用いた極低電圧シリコン光変調器の基礎検討

シリコン光変調器の低消費電力化を目的として、低電圧駆動が可能なトンネル電界効果トランジスタを位相変調器として利用した低電圧駆動マッハツェンダ型シリコン光変調器の実現可能性を検討した。トンネルトランジスタはソース・チャネル間で電子のトンネルによって動作するトランジスタであり、本研究ではそれを光変調器に適用するための構造を提案し、それを作製するための簡便化したCMOS互換プロセスを検討した。試作したデバイスでは光変調を確認出来なかったが、SOI基板上のシリコントンネルトランジスタ作製プロセスにおける様々な課題を洗い出すことが出来た。本研究で提案するシリコン光変調器は、位相変調部にトンネル電界効果トランジスタ(TFET)を利用したマッハ-ツェンダー型であり、0.5V以下の極低電圧駆動を目標としている。本年度はまず数値シミュレーションを行い、位相変調素子として適切な構造を探索した。シミュレーションにはOptiwave社のOptiFDTDを利用した。位相変調素子として利用するTFETの構造として、リブ型導波路の両サイドにソース(n+層)及びドレイン(p+層)を設けた構造や、光が導波するコア部分をTFETのチャネル部に、コアの両側のクラッド部分はフォトニック結晶にしてソース及びドレインとする構造が考えられる。TFETは通常のMOSFETに比べて電流駆動力が小さく、電流が流れている時のチャネル部の伝導電子密度は10の15乗cm-2程度である。したがってキャリヤプラズマ効果による屈折率変化は非常に小さく、数値解析の結果、位相を十分シフトさせるためには位相変調器の長さを十分長く取らなければならないことが分かった。一方でTFETとして動作させるためには導波路コアの上面にゲート酸化膜及びゲート電極を形成することになるが、このゲート電極が光強度の損失の原因となる。これについては導波路の断面サイズを大きくすることである程度回避可能である。また、フォトニック結晶を利用した場合ではスローライト効果によって素子のサイズを小さくすることができるため、光強度の減少をある程度抑える事が出来る。以上の解析結果から極低電圧で位相をπシフトさせるためには位相変調器の長さを数ミリメートルのサイズにしなければならないことが分かった。このデータを参考に、デバイスの設計を行う。本研究で試作するシリコン光変調器は位相変調部がTFETで構成されたマッハツェンダー型であり、チャネル部に注入された伝導電子によるキャリヤプラズマ効果によって屈折率を変化させて位相をシフトさせる。TFETは通常のMOSFETに比べて電流駆動力が小さいことからキャリヤプラズマ効果による屈折率変化が小さいことが予想されるので、実際にデバイスを試作する前にあらかじめ数値解析により適切なデバイスサイズを見積もっておくことが望ましい。これまでの数値解析により、デバイス長は数ミリメートル必要であることがわかったが、一方でゲート電極による伝搬損失のため、伝搬距離が長くなりすぎると光強度が大きく減衰する。ゲート電極による光の減衰は導波路の断面サイズを大きくすることである程度回避可能ではあるが、導波光はマルチモードとなる。シングルモードを実現するには更なるデバイス構造の探索が必要である。以上のことから数値解析によりいくつかの困難が見えてきたが、デバイス試作のために必要な最小限のデータの収集は出来たと考えられる。本研究で提案するシリコン光変調器は位相変調部にトンネル電界効果トランジスタ(TFET)を利用したマッハ-ツェンダー型であり、0.5V以下の極低電圧駆動を目標としている。平成27年度の数値シミュレーションによる解析によって、TFETはチャネル部の伝導電子密度が10の15乗cm-2程度とあまり高くないことからキャリヤプラズマ効果による屈折率変化によって位相をπシフトするには光変調器の長さを十分長く取る必要があることが分かった。一方でTFETのポリシリコンゲート電極部による光吸収により、変調器を長くしすぎると光損失が急激に増大するジレンマがあることも分かった。平成28年度はより効率良く光の位相変調が出来る構造を探索することを目標として、フォトニック結晶導波路を用いたTFET光変調器を検討し、スローライト効果によって素子のサイズを小さくすることが可能かどうかを数値シミュレーションにより解析した。数値解析にはOptiwave社OptiFDTD及びWolfram社Mathematicaを利用した。解析の結果、フォトニック結晶導波路を用いることである程度の素子サイズの縮小は可能ではあるが、トランジスタのポリシリコンゲート電極やソース・ドレイン領域による光損失は依然として大きいことが分かった。またソース・ドレイン領域は光導波路のクラッド部に形成されるが、トランジスタの構造上これらを導波路コア部から遠ざけたり、不純物濃度を下げたりして光損失を抑えることは難しい。そのため、更なるデバイス構造の最適化が必要であることが分かった。当初は平成28年度中にデバイス試作を開始する予定であったが、数値シミュレーションによるデバイス構造の探索をより慎重に行い、デバイス試作は次年度に持ち越すこととした。本研究で試作するシリコン光変調器は位相変調部がTFETで構成されたマッハツェンダー型である。TFETは通常のMOSFETに比べて電流駆動力が小さいことからキャリヤプラズマ効果による屈折率変化が小さいことが予想されるので、デバイス試作の前にあらかじめ数値解析によりデバイス構造を最適化することが重要である。平成27年度の数値解析によりデバイス長は数ミリメートル必要であることがわかったが、一方でゲート電極やソース・ドレイン領域が存在することによる光損失のため、伝搬距離が長くなりすぎると光強度が大きく減衰することも分かった。本研究では素子構造の探索が重要な課題の一つと考えていることから、平成28年度も引き続き数値シミュレーションに用いたデバイス構造の探索を行った。

フォトニック結晶導波路を用いたTFET光変調器を考案して素子サイズの縮小の可能性を検討したが、より効率の良い光変調器を作製するには更なるデバイス構造の最適化が必要であることが分かった。チップ上光配線用のSi光変調器には微細な素子サイズ、高い消光比、低消費電力、高速変調、温度安定性等の多くの要求が課せられる。従来のSi光変調器の研究では主に高消光比や高速変調が追及されてきたが、消費電力の低減に関する積極的な研究はなかった。本研究では低消費電力化に焦点を絞り、低電圧駆動が可能なトンネル電界効果トランジスタ(TFET)を位相変調器として利用する低電圧駆動マッハツェンダ型シリコン光変調器の実現可能性を検討し、下記の成果を得た。(1)位相変調器としてMOSキャパシタ等のMOS構造を採用した場合、従来では光導波部の直上にゲート電極が配置されるため伝搬損失が大きくなり、シリコン細線導波路には不向きであった。これを解決するためゲート電極を光導波部から離れたところに配置する構造を考案した。この構造は位相変調器にTFETを採用することにより可能となった。(2)デバイス作製プロセスの簡素化を検討した。本来MOSトランジスタの作製には非常に時間がかかるが、本研究ではゲート電極にAlを採用し、層間絶縁膜は無しとする等、作製プロセスを可能な限り簡略化した。簡略化したプロセスでもCMOSトランジスタは正常に機能することを確認した。(3)最終年度はSOI基板上にTFETを位相変調器とするシリコン光変調器を試作した。TFETはかろうじて動作を確認したが、ゲート電圧を10V程度かけないと動作しない結果となった。これはトランジスタのチャネル部の不純物濃度が低かったため、ゲート電圧を十分かけないとソース-ドレイン間でトンネルが起きないためと考えられる。また光変調を試みたが観測は出来なかった。これはTFETの駆動電流が小さいため、キャリヤプラズマ効果による屈折率変化が非常に小さかったためと考えられる。今後はチャネル部の不純物濃度の最適化やTFETの駆動電流密度を大きくする構造を再検討する。シリコン光変調器の低消費電力化を目的として、低電圧駆動が可能なトンネル電界効果トランジスタを位相変調器として利用した低電圧駆動マッハツェンダ型シリコン光変調器の実現可能性を検討した。トンネルトランジスタはソース・チャネル間で電子のトンネルによって動作するトランジスタであり、本研究ではそれを光変調器に適用するための構造を提案し、それを作製するための簡便化したCMOS互換プロセスを検討した。試作したデバイスでは光変調を確認出来なかったが、SOI基板上のシリコントンネルトランジスタ作製プロセスにおける様々な課題を洗い出すことが出来た。