hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
メレオロジーとオントロジー--歴史的分析と現代的探究

中山は、発表論文や著作のなかで指標的表現と四次元メレオロジーとの関係が自己解釈と時間解釈にもたらす問題についても展開したほか、四次元主義の立場から各分担者への批判的コメントを行った。そして、長坂は、現代におけるオントロジーの応用研究について検討し,哲学者による生物の機能の定義(「因果機能」,「起源機能」など)と工学研究者による設計者・使用者の意図を含んだ人工物の機能の定義の間には超えがたいギャップがあることを指摘する論文・学会発表を行った。研究代表者、分担者ともに精力的に研究成果を発表するとともに、「メレオロジーとオントロジーワークショップ」において相互に進展度合いを確認し、論議を行っている。24年度が最終年度であるため、記入しない。2012年11月に開催予定の第45回日本科学哲学会に研究代表者と分担者で「「心的生命」をめぐるメレオロジーの歴史と現在」というワークショップの開催申し込みを行っている。それを目標に共同研究を収斂させていきたい。
電場による原子結像系の開発

原子のレーザー冷却の技術が発展する中、原子光学の実現に向けて原子結像系の開発が急がれているが、いまだ実用化に到っていない。我々は昨年夏世界に先駆けて原子線による像再生「原子線ホログラフィー」に成功したが、原子結像系を用いなかったため、いわばレンズを使ったカメラに対するピンホールカメラのようなもので、その解像度は低く再生した像は1文字「F」という簡単なものであった。そこで当初の計画とは多少異なるが、ホログラム自体に凸レンズの機能を組み込むことを行った。すなわちホログラムのパターンを計算する際に入射する原子波を球面波であり、またスクリーンが有限の距離にあることを考慮に入れ、別途の結像系を用いることなくても一点から出射した原子がスクリーン上でシャープな像を結ぶように設計したのである。このことにより長さ0.7mm、解像度50ミクロン程度の3文字の像再生に成功した。また近々20文字程度の像再生が可能となる予定である。ところでこのようにして得られる再生像の解像度は、理論的な検討を行った結果ホログラムのパターンのピッチ程度よりは良くならないことが判った。これはこの方法では回折せずに透過してくる原子による0次のスポットが有限の大きさを持ちホログラムをスクリーンに近づけることを妨げるために、開口指数NAを大きく取れないからである。折角原子は波として短い波長を持つのであるからこれは残念である。そこでこれを回避するためにホログラムと電場による結像系を併用する像再生の実験を計画している。
シリコンナノワイヤアレイを用いた革新的大容量蓄電デバイスの開発

Siナノワイヤ(SiNW) MOSキャパシタは、3次元ナノ構造の非常に大きな表面積を利用することにより、平板のMOSキャパシタと比べて大きな静電容量を得ることができると考えられる。しかし、作製方法の問題からこれまでの報告では、最大で18μF/cm2の静電容量に留まっていた。それゆえ太陽光発電の出力を安定化させるなどの大容量蓄電デバイス用途などには応用するに至っていない。我々は、大面積化が可能なMetal assisted chemical etching (MACE)法によるSiNWと原子層堆積(ALD)法による誘電膜を組み合わせることで、SiNWの長さ、誘電膜を制御して、さらなる大容量化を目指した。これまではSiNW MOSキャパシタの誘電膜には低誘電率材料であるSiO2とAl2O3が用いられていたが、SiNW MOSキャパシタのさらなる大容量化に向けて、原子層堆積法(ALD)での製膜が容易で比較的大きな比誘電率を持つAl2O3/TiO2/Al2O3スタック誘電膜(ATA)に着目した。今年度はこのATAを用いたSiNW MOSキャパシタを作製し、その知見を得ることを試みた。ALD後の走査型電子顕微鏡像および透過型電子顕微鏡像から、長さ8μmのSiNW表面全体にATAが3.7nm/15.2nm/3.6nmの厚さで製膜できていることがわかった。キャパシタ構造を作製し、C-V測定を行った結果、蓄積領域側静電容量が5.9μF/cm2であることがわかった。これはSiNWの大きな表面積とATAの高い比誘電率の相乗効果によるものである。さらに負バイアス下では電気二重層の形成により、静電容量の増加が確認され、V =-10 Vにて84 μF/cm2の静電容量を得ることができ、これまでにない大容量化に成功した。金属電極の作製方法を変えることでさらなる静電容量向上が可能と期待される。本年度はシリコンナノワイヤアレイの作製と誘電体薄膜の製膜・平面型キャパシタ構造の作製を行った。シリコンナノワイヤアレイをMetal assisted chemical etching(MACE)法を用いて作製した。p型Si基板上に無電解めっき法により銀ナノ粒子を堆積した。その後、過酸化水素水とフッ酸の混合溶液にその試料を浸漬し、MACE法によるエッチングを試みた。この際、エッチング時間2分と5分の試料を作製した。走査型電子顕微鏡による構造評価により、エッチング時間2分の試料では長さ1.4μm、5分の試料では3.0μmのシリコンナノワイヤアレイが形成していることがわかった。このように長さの異なるシリコンナノワイヤアレイを得ることに成功した。誘電体膜として酸化アルミニウムを原子層堆積法により作製した。原料にトリメチルアルミニウムと水を用い、それらを交互に供給することで酸化アルミニウム層を堆積した。この際、基板温度は200°Cとした。シリコン表面の欠陥低減を目的として、ランプアニール炉を用いて、フォーミングガス雰囲気中で400°C、30分間の熱処理を行った。堆積後の電子顕微鏡による構造評価により、酸化アルミニウム膜がシリコンナノワイヤの根元から先端まで一様に製膜できていることを確認した。本結果はシリコンナノワイヤキャパシタ構造を作製する上で非常に重要な知見である。平面Si基板上に酸化アルミニウム膜とアルミニウム電極を堆積することで、キャパシタ構造を作製し、キャパシタンス評価を行った。その結果、平面型構造でキャパシタ動作を確認することができ、静電容量0.3μF/cm2を得ることができた。また、酸化アルミニウム堆積後のポストアニールにより、リーク電流が低減することを確認できた。今後はこれをシリコンナノワイヤ構造に適用し、評価を進めていく。本年度はシリコンナノワイヤアレイの作製と原子層堆積法による酸化アルミニウムの堆積、およびそれらを用いた平面型キャパシタ構造の作製を目標としてきたが、すべての項目を達成することができた。本年度はSiナノワイヤ(SiNW)上に酸化アルミニウム薄膜を堆積し、SiNWキャパシタ構造の作製を試みた。SiNWは、銀の無電解めっきとMetal assistedchemicaletching (MACE)法を用いて作製した。原子層堆積法を用いて、200サイクル、200°Cの製膜条件で酸化アルミニウムをSiNW上に製膜した。原料としてトリメチルアルミニウムとH2Oを用いた。製膜後、フォーミングガス雰囲気中で400°C、30分間の熱処理を施した。次に、真空蒸着法を用いて、Al電極をSiNW面に作製した。裏面電極としてInGaを塗布した後、容量-電圧(C-V)特性の測定を行った。断面SEM像から、エッチング時間5分で長さ3.0μmのSiNWが形成していることがわかった。容量-電圧(C-V)特性を測定したところ、f=1 kHz、V=-6 VでSiNW MOSキャパシタの静電容量は0.995 μF/cm2を得ることができた。この値はフラット基板上のものの約3倍であった。これは、SiNW構造を用いることで、表面積が増加し、蓄積する電荷量が増加したことを示す結果である。一方、SiNWを用いたサンプルは周波数による分散が大きくなった。酸化アルミニウム界面の構造欠陥がフラットなものと比べて多いことが予想され、界面構造の改善が今後の課題である。

さらなる静電容量向上のため、比誘電率の高い酸化チタンを利用し、酸化アルミニウム/酸化チタン積層構造をSiフラット基板上に作製することを試みた。酸化チタンの原料にはTDMATとH2Oを用いた。Siフラット基板に作製したMOSキャパシタの静電容量は、酸化アルミニウムだけのものと比べておよそ2倍ほどに増加していた。これは、酸化チタン薄膜層を挿入することで比誘電率が増加したことによると考えられる。本年度はSiNWアレイに原子層堆積法により酸化アルミニウムを堆積し、それをキャパシタ構造とし、キャパシタ動作を確認することが目的であった。結果として、キャパシタ動作を確認することに成功し、フラット基板上のものの約3倍の静電容量を獲得することに成功した。また、さらなる静電容量の材料として酸化チタンを導入し、フラット基板上に作製したMOSキャパシタ構造にてさらなる静電容量の向上を期待できる結果を得た。よって本研究は概ね順調に推移していると考える。Siナノワイヤ(SiNW) MOSキャパシタは、3次元ナノ構造の非常に大きな表面積を利用することにより、平板のMOSキャパシタと比べて大きな静電容量を得ることができると考えられる。しかし、作製方法の問題からこれまでの報告では、最大で18μF/cm2の静電容量に留まっていた。それゆえ太陽光発電の出力を安定化させるなどの大容量蓄電デバイス用途などには応用するに至っていない。我々は、大面積化が可能なMetal assisted chemical etching (MACE)法によるSiNWと原子層堆積(ALD)法による誘電膜を組み合わせることで、SiNWの長さ、誘電膜を制御して、さらなる大容量化を目指した。これまではSiNW MOSキャパシタの誘電膜には低誘電率材料であるSiO2とAl2O3が用いられていたが、SiNW MOSキャパシタのさらなる大容量化に向けて、原子層堆積法(ALD)での製膜が容易で比較的大きな比誘電率を持つAl2O3/TiO2/Al2O3スタック誘電膜(ATA)に着目した。今年度はこのATAを用いたSiNW MOSキャパシタを作製し、その知見を得ることを試みた。ALD後の走査型電子顕微鏡像および透過型電子顕微鏡像から、長さ8μmのSiNW表面全体にATAが3.7nm/15.2nm/3.6nmの厚さで製膜できていることがわかった。キャパシタ構造を作製し、C-V測定を行った結果、蓄積領域側静電容量が5.9μF/cm2であることがわかった。これはSiNWの大きな表面積とATAの高い比誘電率の相乗効果によるものである。さらに負バイアス下では電気二重層の形成により、静電容量の増加が確認され、V =-10 Vにて84 μF/cm2の静電容量を得ることができ、これまでにない大容量化に成功した。金属電極の作製方法を変えることでさらなる静電容量向上が可能と期待される。今後は、これまで得られた知見をもとに、酸化アルミニウムをシリコンナノワイヤアレイ上に堆積し、シリコンナノワイヤキャパシタ構造を作製する。作製されたキャパシタの静電容量評価・リーク電流評価を行い、現状の構造の問題点を探る。特に酸化アルミニウム膜の結晶構造がリークパス形成に寄与するため、リーク電流と結晶構造の関連を明らかにする。これと並行して、原子状堆積法による高誘電率材料の製膜を試みる。
持続可能な作物生産環境の創出に関する研究

持続可能な生産環境の創出に関して、新たに生産基盤を創出するにあたっては作物が育ちやすい環境を備えた農地をどのように造成するか、また、不適切な土地利用や水利用による土壌劣化防止あるいは劣化した土壌での適切な土地利用と水利用をどのように行うかなどが重要な課題となる。一方、劣化しつつある農地や劣化が進んだ農地の保全・修復をどのように行うか等も重要な課題である。そこで、本研究では、まず、水利用に関してより少ない水量で作物生産が可能な土壌水分感応型の地中連続潅漉法の開発と素焼き多孔質管を用いて電池式の間断による自動地中潅概法の検討を試みた。その結果、運搬・設置や撤収が容易なホース一体型の水管理システムとしての地中連続潅漑法が有望であることが明らかになった。また、間断による自動地中潅漑法でも根群域における土壌水分環境に対応できる節水的な水管理を行うことのできることを明らかにすることができた。一方、土地利用に関して、持続可能な生産基盤について土壌物理性の観点から劣化防止あるいは修復に緑肥作物導入による土壌改善を試みた。その結果、12回の鋤込みでは明瞭な土壌改善効果を期待できないが、4回以上の継続的な鋤き込みを行うとある程度土壌改善に有効であることを明らかにすることができた。これらの結果より判断して、緑肥作物のすき込みだけでは土壌物理性や土壌化学性の改善には限界が見られ、さらに高度の成果を得るためには、土壌の物理性の改善に関しては緑肥作物の導入と土木的対策を併用することが必要であり、土壌化学性の改善に関しでは緑肥作物による窒素固定の利用と牛糞・鶏糞などの有機質堆肥の投入を併用することが必要である推察された。試験目的と試験方法:新たに造成された農地は土壌物理性や土壌化学性等に不利な条件下にあることが指摘されており,持続可能な作物生産環境に改善する必要性がある。そこで,悪い生産環境を改善するために緑肥作物を導入し,その効果を追究した。実験では,3種類の試験を行った。試験1では,造成直後1年目にソルガム播種・栽培-すき込みを,2年目にカンショ栽培,3年目に長ダイコン栽培を行い土壌環境を土壌物理性と土壌化学性から生産環境を追求した。試験2では,造成後数年経過した圃場においてカンショと黒ダイズのマルチ栽培を行い,土壌および水環境管理の有り方を追求した。試験3では,造成後3年経過しても土壌環境が悪い圃場にアルファルファ,ヘイオーツ等の緑肥作物を栽培-すき込み,土壌改善効果を追求した。試験結果と考察:試験1では,緑肥作物をすき込んだ直後の土壌物理性は改善されたが,その後,作物栽培を続けると徐々に悪化して行くことがわかった。試験2では,マルチ効果により定植前と収穫後の土壌物理性や化学性にはほとんど変化は見られないが,栽培期間中に被覆外からの水分移動が十分でないため被覆内の土壌乾燥が厳しい状態になった。試験3については,供試作物の生育不良で目ぼしい結果が得られなかった。以上の結果より,土壌環境を良好な状態に維持するには緑肥作物と食用作物の組み合わせを考えた土壌管理が必要であり,マルチ栽培では十分な有効水分を維持できるような土つくりと水資源の確保が必要であることがわかった。今後,さらに持続可能な生産環境創出のための実証試験を継続する必要性がある。試験目的と試験方法新たに造成された農地は土壌の物理性・化学性等が不利な条件下になることが指摘されているが,その詳細は明らかでなく,それを持続可能な作物生産環境に改善する方法はほとんど提案されていない.

そこで,造成直後の農地や造成後数年経過した農地における問題点追究と生産環境改善のために緑肥作物の導入による効果を追究した.すなわち,造成直後の農地では土壌物理性や化学性がどのような状態になっているか,れているか,造成後数年経過した農地では土壌物理性や化学性が作付けによりどのように推移するか,緑肥作物のすき込みがどのような効果をもたらすかについて追究した.試験結果と考察造成直後は大型機械施工により透水性,保水性等の物理性が非常に悪く,また有機物の投入量不足や化学的栄養分が乏しいこともわかった.この傾向は作付けの繰返しによっても改善されることが少なく,初期状態が継続することもわかった.一方,これらの改善のために緑肥作物のすき込みを行ってみたが,すき込み直後は改善の兆候が見られるものの,作付けを継続するとほとんど改善効果を認めることができなかった.したがって,今後の検討課題として,持続可能な生産環境創出のための土壌改善を目指すには継続した緑肥作物のすき込みを行うか,緑肥作物と食用作物の組合わせにより土壌改善効果を発揮させる方策を追究する必要があると考えている.持続可能な生産基盤を創出に関して、新たに生産基盤を創出するにあたっては作物が育ちやすい環境を備えた農地をどのように造成するか、また、不適切な水利用による土壌劣化防止あるいは劣化した土壌での適切な水利用をどのように行うかなどが重要な課題となる。一方、劣化しつつある農地や劣化が進んだ農地の保全・修復をどのように行うか等も重要な課題である。そこで、本研究では、不適切な水利用を改善する方法としてより少ない水量で作物生産が可能な土壌水分感応型の地中連続潅漑法の開発と素焼き多孔質管を用いて電池式の間断による自動地中潅漑法の検討を試みた。その結果、運搬・設置や撤収が容易なホース-体型の水管理システムとしての地中連続潅漑法が有望であることが明らかになった。また、間断による自動地中潅漑法でも根群域における土壌水分環境に対応できる節水的な水管理を行うことのできることを明らかにすることができた。さらに、持続可能な生産基盤の土壌物理性に関する劣化防止あるいは修復に緑肥作物の23回の連続鋤込みでは明瞭な土壌改善効果を期待できないが、5回以上継続的に鋤き込みを行うとある程度土壌改善に有効であることを明らかにすることができた。これに対して土壌の化学性に関しては当然のことながらまめ科の緑肥作物等のすき込みを行っても土壌改善工を期待できないことが分った。これらの結果より判断して、緑肥作物のすき込みだけでは土壌物理性や土壌化学性の改善には限界が見られ、さらに高度の成果を得るためには、土壌の物理性の改善に関しては緑肥作物の導入と土木的対策を併用することが必要であり、土壌化学性の改善に関しては緑肥作物による窒素固定の利用と牛糞・鶏糞などの有機質堆肥の投入を併用することが必要である推察された。
乳癌検診への非造影MRI導入：高分解能拡散強調像による診断能向上を目指して

乳癌検診は一般にマンモグラフィが主体で、それに加え超音波検査や触診が行われている。乳腺MRI検査は被曝なく安全な検査で、3テスラMRIや乳房専用多チャンネルコイル、新たな撮像技術により、従来を大きく凌駕する可能性があるが、検査時間が長く、造影剤も使用するため検査対象が限られている。乳腺MRIも造影剤を用いずに適切な時間内に施行可能であれば、客観的に高い精度で乳癌を診断でき、早期発見・治療へつながっていく可能性が示唆される。本研究では、従来の乳癌検診症例に、造影剤を使用しない乳腺MRI検査を取り入れることで検出率や診断能の向上をめざし、スクリーニング検査としての乳腺MRIの有用性を評価する。
インフレーション会計の理論的・実証的研究

研究課題の理論的側面では、外貨換算会計が、国際間の貨幣価値変動に対処する会計として一種の貨幣価値変動会計であることをその定式化によって明らかにして日本の現行外貨換算会計基準の複雑な計算構造を解明すると共に、一般物価水準変動会計と前者との比較検討により、純貨幣項目保有損益と為替差損益が同一の性格をもつことが判明する。名目経済計算原則(1円=1円原則)より貨幣項目保有損益が発生するにもかかわらず制度会計(名目資本維持会計)では認識されないが、対外貨幣価値変動より生ずる貨幣項目保有損益(為替差損益)は制度会計においても計上されざるをえず、両者の同性格より、正確な財務状況を示すには、国内においても、貨幣価値変動会計の実践の必要性が明らかとなる。研究課題の実践的側面では、貨幣価値変動会計の財務者表修正法の定式化による既開発コンピュータプログラムモデルを制度会計の部分的変更、基礎財務会計データ作成方法の変更にあわせて改良し、1950年頃より1990年まで40年強の長期間にわたる日本英独の企業財務データの修正をおこなった。既製の名目資本会計による企業財務データを長期間にわたって貨幣価値修正をした唯一の例という点において、統計データの提供としても一定の意味をもちえよう。またインフレ率の高い時期については、修正データの名目データからの乖離が大きいことは従来も予想されていた。しかし、1980年代の日米独のように、低インフレ率の時期においては、貨幣項目保有損益や収益計上不足の対名目利益比率は小さくなるが、減価償却計上不足は、固定資産の経過年数期間のインフレ率の影響をうけるため、必ずしもその比率は小さくならない。よって、インフレ沈静下でも、固定資産の平均経過期間を超える程に貨幣価値安定期間が続かないかぎり、インフレ沈静下でも、貨幣価値変動会計が必要なことが判明する。研究課題の理論的側面では、日本的会計の考察の中で、インフレ-ション会計が「欠如の会計」(事実を写像する会計の不存在)として「行政主導型会計」の側面とともに、その特質の一端をなしていることが明らかとなる。英米では、民間団体である会計基準設定機関が、インフレ-ション会計を第二次大戦後、提唱し、部分的には補足的情報としてにせよ制度化がはかられたのに対し、日本では、民間団体(日本公認会計士協会)からは検討の動きさえなく、会計基準設定機関たる企業会計審議会が昭和55年の「物価変動会計意見書」において、会計規範が示されな答申をしたことにも、またその作成過程においてアンケ-ト以外のインフレ会計修正実態調査の動きもみせなかった点にも、債務者利益を経済界全体としては亨受している事実をふまえて、経済界の意向を体した本音の会計があられており、また経済発展という国家政策目標に矛盾する会計方法を事前に排除する点では行政主導型会計の側面をも兼ねそなえている。このような「欠如の会計」は、意思決定情報提供の面、国民経済単位間のインフレの影響を示さない点で欠陥を有する。次に課題研究の実証的側面については、以前に行った1985年までの日本の大企業の財務諸表の貨幣価値修正計算を1988年まで拡張した。これにより日本では、インフレ率の低い期間には、修正後利益が名目利益を下まわることが再確認され、また長期間の平均的修正値は各項目とも点加デ-タいかんにより大きく変動しうることが示され、一般的傾向はとらえがたい。なお前任校と使用計算機種が異なることなどによりコンピュ-タ計算にトラブルが多く、1990年までの追加デ-タをいれた場合に結果がうまくでないなど、修正計算の範囲などで、研究予定が遅延しているが、次年度以降でこの遅れをとりもどす所存である。

研究課題の理論的側面では、外貨換算会計の考察の中で、外貨換算会計が、外貨建財務諸表(ならびにその基礎となる取引)を通常は自国通貨建財務諸表に統一換算する点において、国際間の貨幣価値変動に対処する会計として一種の貨幣価値変動会計であることに注目して、一国内の貨幣価値変動会計であるいわゆる一般物価水準変動会計(GPLA)-インフレーション会計、安定価値会計-と対比し、その計算構造を検討した。従来なされてこなかった外貨換算会計の定式化をはじめておこなって、これによって日本の現行外貨換算会計基準の複雑な計算構造を解明した。すなわち、修正テンポラル法は、純利益概念の性格、在外支店換算会計との済合性で問題はあるが、補助的報告でなく財務諸表上に為替変動の影響を反映させながら-為替換算調整勘定は為替変動(貨幣価値変動)を考慮して算定された取引日レートによる「修正値」を決算日レートによる「名目値」にひきもどすために計上される評価勘定たることを解明-、内国返貨価値の変動(インフレ)は考慮しないで、GPLAをとらず名目資本会計をとつていることと斉合的に、外貨価値変動を純利益概念に反映させない点で、現行制度会計では一定の意味をもつことを明らかにした。次に課題研究の実証的側面では、以前におこなった1985年までの日本の大企業およびアメリカの規模別製造業会社の財務諸表の貨幣価値変動修正計算を1990年まで拡張した。これにより、日本では、インフレ率の低い期間には、純債務者利益が発生していても、修正後利益が名目利益を下まわることが確認され、日本、アメリカとも長期間の平均的修正値は各項目とも追加データいかんにより大きく変動することが示され、一般的傾向はとらえがたい。これら修正結果については、掲載誌等の都合で次年度に発表の予定である。平成3年度においては、前任校より移管したコンピュータプログラムが大型計算機センターの機種の相違によりスムーズに稼動するまでに相当の時間を要し、平成4年度、最終年度にいたって、ようやく、日本の大企業、総資産規模別のアメリカ製造業、ドイツ鉱工業会社、イギリス大企業について1950年頃より1990年までの既製の名目資本会計による企業統計データを基にして、貨幣価値変動会計による修正計算結果を示しえた。(他国についても、国別比較のためデータを収集する予定であったが、政府統計など既製の財務統計データはオーストリアなどを除いて発表されているものがなく、とくに高インフレ国については、資料不足により不可能であった。アメリカの製造業等以外、オーストラリア、フランスなどは個別年次報告書を集計することによって修正は可能であるが、経済的に今回の研究交付金では不可能であった。今後に期待したい。)また従来、研究代表者自身によっても十分になされてこなかった修正データの相関分析や、一定の仮定にもとづくシミュレーションをかなり広汎におこなった。四ケ国の大企業や国によっては、規模別、大業種別の修正データを算出し、その関連比率、変動率と一般物価水準変動率との関係、各項目相互間の関係についても分析をなしえた。長期間の分析によって、インフレ率、利益変動、自己資本変動のさまざまのパターンの期別分析が可能となったが、修正結果の多様性より、一般的な傾向をみいだすことは容易でないことがうかがえる。
地域的な堅果類の豊凶と野生動物の生息状況ならびに獣害発生のダイナミクスの解析

兵庫県域スケールで,ブナ,コナラ,ミズナラの豊凶を4年間観測した結果,ブナとコナラにおいて地域的な豊凶の同調性を確認した。これら堅果の豊凶とツキノワグマの人里への出没の関係について解析した結果,ブナとコナラの豊凶がクマの出没に強い影響を及ぼしていることが明らかになった。さらに,豊凶の影響を組み込んだ標識再捕法に基づくクマの生息個体推定モデルから、豊凶によって左右されるクマの増加率や生息個体数を推定することが可能になった。イノシシについても、植生の地理的な変異の影響が、生息密度に影響することを,包括的な解析によって明らかにできた。ツキノワグマ等の大型野生動物の季節遊動とブナ科堅果類の豊凶の関係を明らかにするために、兵庫県全域を対象にブナ科堅果類の豊凶調査を2006年の9月に行った。調査対象はブナ、ミズナラ、コナラの3種で、調査地点はそれぞれ206地点、14地点、15地点である。前年の2005年9月に行った調査結果と併せて現在までの結果をみると、各樹種の豊凶は地域的に同調する傾向があること、県内では2005年はブナを中心に堅果類は全般的に豊作だったのに対し、2006年はブナ、ミズナラ、コナラの3種が凶作であったことが明らかとなっている。県内におけるツキノワグマの出没が2005年に少なく、2006年に多発していることを考え合わすと、この2年間のツキノワグマの出没と堅果類の豊凶は対応関係が認められる。この結果は、兵庫県においてブナ科堅果類の豊凶とツキノワグマの出没が関係していることを示唆しており、野生動物被害対策を講じる上で本研究の進展が有用であることを示している。本研究は、今後も継続して新規データを収集することを予定している。今後の予定としては、地理情報システム上で、ブナ科堅果類3種の豊凶とツキノワグマの出没情報のデータを統合的に解析することで、堅果類の豊凶とツキノワグマの出没の関係が明らかにしたい。また、今後は、ツキノワグマのみならずイノシシやニホンジカ等の他の野生動物に関しても、その生息動向や被害と豊凶の関係について、より詳細な解析を行う予定である。本研究は、堅果類(ドングリ)の豊凶の地理的なダイナミクスが、大型野生動物の個体群動態や土地利用様式、ひいては獣害発生め様式や動向とどのように関連しそしているかを,兵庫県域スケールで解明することを目的としている。現在までに,コナラ,ミズナラ,ブナの3樹種を対象に兵庫県下の約220調査地点において,3年間の豊凶調査データを収集した。堅果類の豊凶が時空間的同調することは,これまでブナ以外の日本のブナ科樹種では明確なデータは示されていない。しかし,本研究において,コナラにおいても,ある程度の時空間的な同調性が存在する結果が得られた。3年間の豊凶データと,兵庫県で毎年収集しているツキノワグマの目撃情報を解析した結果,ツキノワグマの人里への出没と堅果類の豊凶には開係があった。つまり,3種全てが凶作であった2006年はツキノワグマの大量出没年となっており,ブナまたはコナラが豊作であった他の2年では出没数が少なかった。東北地方ではブナの豊凶とツキノワグマの人里への出没には関係があることが示されている。しかし,本研究のように複数の樹種の豊凶画ツキノワグマの出没に関係していることが示された例はない。本研究の結果は,ツキノワグマの出没と豊凶の関係には,植生の地域性も影響していることを示唆している。したがって,今後も継続的なデー夕の収集を行うとともに,東方地方との植生の地域性の違いを検討することで,豊凶に伴うツキノワグマの出没メカニズムについて理解が進むことが期待できる。イノシシについては,2万件以上の狩猟者からの報告を分析した結果,その密度分布に地理的変異画が存在し,広葉樹林域において生息密度が高いことが明らかとなった。これらの結果は,2007年度に哺乳類学会と日本生態学会大会で発表するとともに,哺乳類科学誌において原著諭文が受理された。イノシシが広葉樹林を主要な生息域としていることは,その個体群動態が豊凶の影響を強く受けることを示唆している。今後,堅果類の豊凶データと併せて解析されることで,イノシシの個体群動態に及ぼす豊凶の影響についても明らかになることが期待できる。本研究は,堅果(ドングリ)の豊凶の時空間的変動が、大型野生動物の個体群動態や土地利用様式,ひいては獣害発生とどのように関連しているかを,兵庫県域スケールで解明することを目的とした。

ブナ科樹種の豊凶を4年間にわたって県下約220調査地点で観測し,地理情報システム上で,その時空間的変化を分析したところ,ブナとコナラにおいて地域スケールでの豊凶の同調性が認められた。堅果の豊凶が地域的に同調することは,ブナにおいてはこれまでも認められてきたが,本研究では,新たにコナラにおいても同調性が存在する結果が得られた。豊凶データと,県内におけるツキノワグマ(以下,クマ)の目撃情報データを関係分析した結果,目撃情報の時空間的変動の約9割はブナとコナラの豊凶の地理的変異によって,クマの出没が大きく影響されていることが明らかになった。捕獲-標識放獣した個体のデータを元に,標識再捕法個体数推定の原理と目撃情報の頻度を組み合わせてクマの生息個体数を推定するモデルを構築した。推定モデルに、年次ごとの豊凶による影響の補正を組み込んだところ,推定生息個体数について現実的で妥当な推定結果を得ることができた。今後,継続的な調査によってモデルの精度が十分確認できれば,地域スケールでのクマの頭数管理のための個体数推定手法として活用することが期待できる。また,イノシシについても、植生の地理的な変化の影響が、その生息密度に影響していることを,他の要因も含んだ地理情報データの包括的な解析によって明らかにした。
粒度制御発破に関する研究

発破における起砕物の粒度分布を予測・評価する方法を開発するとともに,粒度分布を制御する方法について検討を加えた。本研究で得られた成果をまとめると以下のようである。1)岩石の微視的強度の不均一性を考慮して,ホプキソン効果実験の破壊プロセス解析を行い,不均一性に起因した破壊プロセスから,破壊の時間効果が合理的に説明されることを明らかにした。これにより,開発した破壊プロセス解析法の有用性が確認された。2)一自由面破砕の破壊プロセス解析を行い,加圧速度と破壊形態の関係を明らかにするとともに動的破壊形態から準静的破壊形態への遷移条件を明らかにした。3)上述の破壊プロセス解析法に亀裂ネットワーク抽出と亀裂ネットワークに対しての亀裂内ガス流動解析の機能を付加した新たな結合解析法を開発した。また,開発した方法により解析された亀裂内ガス流速は実験値とほぼ一致することを示した。4)破壊プロセス解析法をベンチ発破に適用し,ベンチ発破における岩盤の破壊プロセスを解析するとともに,解析された破壊形態から起砕物の粒度分布を評価する方法を開発した。そして,解析された粒度分布は実測された粒度分布の傾向をよく表現すること,最小抵抗線長・孔間隔・火薬原単位などの発破設計値が粒度分布に及ぼす影響に関する経験的事実もよく説明できることを確認した。これらの結果,提案する方法により,発破設計値から粒度分布を予測することが可能となった。5)亀裂内平均ガス流動と応力波の相互作用を分析し,粒度分布制御のための最適起爆秒時差の存在を証明するとともにその値の理論的予測法を提案した。粒度制御発破法の確立を目的として一連の基礎研究を実施し,以下に示す成果を得た。(1)応力波とガス流動を考慮した動的亀裂進展解析法の開発:動的応力場におけるマルチクラック進展の解析結果からガス流動経路となる亀裂ネットワークを検索するサブプログラムを完成させるとともに,単一亀裂内の高圧ガス流動の解析プログラムを拡張した亀裂ネットワークに対するガス流動計算のサブプログラムを完成させた。これらのサブプログラムを動的応力場におけるマルチクラック進展解析プログラムに組み込み,応力波とガス流動を考慮した動的亀裂進展解析法を開発した。開発した方法による数値計算結果と(2)の室内発破実験の結果とを比較し,両者のガス流速の値が良く一致することを確認した。この成果は,国際シンポジウムで発表している。(2)亀裂内ガス流動速度の実験的評価:モルタル供試体を用いた発破実験の高速ビデオ画像を分析し,爆発生成ガスの亀裂内流速を評価した。その結果,ガス流速は装薬孔からの距離の増大に伴って低下し,平均的には100200m/sとなることが明らかとなった。(3)粒度分布予測法の開発:動的亀裂進展解析の結果に画像処理を行うことにより,分離岩塊を自動抽出し,粒度分布を評価する方法を開発した。とくに,引張亀裂により分離される岩塊の粒度分布に圧縮破壊領域の細粒分を補正することにより,数オーダーの粒径範囲における粒度分布が求められることを明らかにした。この成果は国際誌に論文として受理されている。前年度の研究成果に基づいて,発破における超砕物の粒度分布を予測・制御する方法について検討を加えた。1)岩石の微視的強度の不均一性を考慮して,無自由面破砕および一自由面破砕の破壊プロセス解析を行い,破砕形態の加圧速度依存性を明らかにするとともに,動的破壊形態から静的破壊形態への遷移条件を定量的に明らかにした。2)破壊プロセス解析結果の画像解析により,亀裂分布から岩片を分離抽出し,それぞれの岩片サイズから粒度分布を評価した。特に,最小抵抗線長・孔間隔・火薬原単位などの発破設計値が粒度分布に及ぼす影響に関する予想計算を行い,得られた結果は,従来の経験的事実とよく一致することを確認した。

これらの結果,提案する方法により,発破設計値から粒度分布を予測することが可能となった。さらに,起爆秒時差と粒度分布の関係を分析し,粒度分布制御のための最適起爆秒時差の存在を明らかにするとともにその値の理論的予測法を提案した。3)前年度開発した動的破壊プロセスと亀裂内ガス流動の結合解析法を改良した。特に,亀裂閉合挙動の表現のための新たなアルゴリズムを開発し,これによりガス圧力が極めて高い場合でも亀裂の拡大・亀裂が合理的に解析できるようになった。さらに,亀裂内平均ガス流動と応力波の相互作用を分析し,粒度分布制御のための最適起爆秒時差の存在を証明するとともにその値の理論的予測法を提案した。
心臓再同期療法適応診断におけるスペックルトラッキング法の有用性評価に関する試験

本研究は心臓再同期療法(CRT)の適応決定において、新たな心エコー技術であるスペックルトラッキング法が有効か否かを検証する前向き多施設協同研究として遂行された。187例が登録され、レスポンダーと診断されたのは99例であった。CRTレスポンダーの予測因子としてスペックルトラッキング法で計測した円周方向ストレイン値による指標が最も有用である事も明らかとなった。本研究は心エコー図指標がCRT効果予測に有用な指標である事をはじめて多施設共同研究において明らかにする事が出来た。1.症例登録状況心臓再同期療法への反応症例を効率的に予測するため、新しい心エコー技術であるスペックルトラッキング法の有用性を明らかにする多施設共同前向き観察研究として症例エントリーを開始した。2011年3月31日現在で132例の症例登録が行われた。全国で本研究に参加を表明した18施設中17施設から症例エントリーが行われている。2.運営委員会の開催試験開始後約6ヶ月となる平成22年5月14日、日本心エコー図学会が開催された札幌にて運営委員会および参加施設全体会議を開催した。エントリー状況の説明後、各心エコー図指標測定方法の再確認、エントリー症例基準の再確認および改定を行った。また本会議にて滋賀医科大学の参加が承認され参加施設は計19施設となった。3.データ登録状況の把握と改善データ登録機関である筑波大学次世代医療研究開発・教育統合センター(CREILセンター)とは適宜事務局との間で登録データクリーニングを行った。不十分なデータや不適切なデータについては適宜事務局から参加施設に連絡し、改善が図られた。また、スペックルトラッキング解析を行うコアラボ担当の施設問とのデータのやりとりは、画像データをCDにて宅配便を利用し滞りなく行われている。4.第二回運営委員会第二回運営委員会および総会を平成23年3月日本循環器学会開催期間中に行う予定であったが、先の震災に伴って当学会開催が中止されたため、それに伴い運営委員会および総会を中とした。平成23年9月頃に運営委員会を開催予定である。本研究は、心臓再同期療法の適応決定において、新たな心エコー技術であるスペックルトラッキング法が有効か否かを検証する前向き多施設協同研究として遂行されている。症例登録開始から2年が経過する2011年8月を持って症例登録を終了した。目標登録症例数200例に対して、全国17施設から合計187例の登録を頂いた。2011年2月28日において登録後6ヶ月での臨床評価および心エコー図検査を終了できた169例を対象として、スペックルトラッキング法で計測した心臓非同期指標の心臓再同期治療(CRT)のレスポンダーを予測する有用性について検討を行った。その結果は2012年3月に行われた日本循環器学会学術集会において、late breaking clinical trialセッションで発表する機会を得た。CRT後左室容量が15%以上減少し、CRTレスポンダーと診断されたのは169症例中99例(58.5%)であった。CRTレスポンダーの予測因子では、術前の左脚ブロックの存在、利尿薬の使用、およびスペックルトラッキング法で計測した左室非同期指標が独立した予測因子であった。スペックルトラッキング法の指標では円周方向ストレイン値による指標が最も有用である事も明らかとなった。また、症状をNYHA classの改善で評価し、NYHA class 1以上の改善をレスポンダーの指標とした場合にも、スペックルトラッキング法で計測した左室非同期指標が独立した予測因子であった。このように、本研究は心エコー図指標がCRTレスポンダー予測可能な指標である事を、はじめて多施設共同研究において有用である事を明らかにする事が出来た。また、新たな心エコー法であるスペックルトラッキング法が唯一有効な方法であることも明らかにする事が出来た。2012年9月30日において登録後12ヶ月での臨床評価および心エコー図検査記録の登録が終了した。スペックルトラッキング法で計測した心臓非同期指標の心臓再同期治療(CRT)のレスポンダーを予測する有用性について検討を行った。CRT後左室容量が15%以上減少し、CRTレスポンダーと診断されたのは58.5%であった。

CRTレスポンダーの予測因子では、術前の左脚ブロックの存在、利尿薬の使用、およびスペックルトラッキング法で計測した左室非同期指標が独立した予測因子であった。スペックルトラッキング法の指標では円周方向ストレイン値による指標が最も有用である事も明らかとなった。また、症状をNYHA classの改善で評価し、NYHA class1以上の改善をレスポンダーの指標とした場合にも、スペックルトラッキング法で計測した左室非同期指標が独立した予測因子であった。このように、本研究は心エコー図指標がCRTレスポンダー予測可能な指標である事を、はじめて多施設共同研究において有用である事を明らかにする事が出来た。また、新たな心エコー法であるスペックルトラッキング法が唯一有効な方法であることも明らかにする事が出来た。論文の骨子を作成し、早期の論文化を計る準備を行った。当初の予定症例数の登録、およびその解析が予定通り終了した。24年度が最終年度であるため、記入しない。現在、心臓再同期療法後の心不全の再増悪、心臓死といった予後との関連を追跡中である。平成24年度内に、予後との関連を含めた結果を解析し、速やかに学会で報告し、論文発表する予定である。
ヒト精液オキシトシナーゼの電気泳動法的研究

1.(1)健康成人男子から提供されたヒト精液検体223例をろ紙上に滴下乾燥させた。(2)法医解剖時に採取した主要臓器組織をホモジネート後遠心し、上清をろ紙に付着乾燥させた。(3)正常分娩時に得られたヒト胎盤組織をホモジネート後遠心し、上清をろ紙に付着乾燥させた。2.(1)各種pH範囲を有するアンフォラインを用いポリアクリルアミドゲル板を作成し、等電点電気泳動後S-benzyl-L-cystine-p-nitroanilideを基質としてオキシトシンーゼ活性を染色した。(2)10%水解でんぷんを用いてでんぷんゲル電気泳動後同様の方法によりオキシトシナーゼ活性を染色した。3.(1)ポリアクリルアミドゲル等電点電気泳動法ではヒト精液オキシトシナーゼはゲル板全体にびまん性に弱く染色され、pH範囲を各種に変化させても、バンドと検出されるまでには至らなかった。(2)でんぷんゲル電気泳動法ではヒト精液オキシトシナーゼは3本のアイソエンザイム帯に明瞭に分離され、223例を調べてすべて同じパターンで多型や変異型は識別されなかった。ヒト胎盤では精液の3本のバンドと移動度の異なる2本のバンドが検出された。ヒトの主要臓器組織ではいずれも全くバンドとして検出されなかった。4.ヒト精液オキシトシナーゼには今回の方法を用いるかぎり遺伝的多型を確認することができず、個人識別への応用は不成功であった。しかし、でんぷんゲル電気泳動法では精液検体全例とも同一パターンを示し、胎盤のみが精液と異なる2本のバンドを示し、他の臓器組織では明確なバンドを欠いている点で、精液斑の同定が可能であることを見い出した。今後はヒトの他由来の体液斑のパターンをチェックし、実際の事件例への応用性を検討していく計画である。
不完全に水和した溶融水和物の微視的構造解析

溶質イオン1個に対して数個の水分子しか含まない溶融水和物の微視的構造特性を明らかにする目的で、非常に濃厚な臭化リチウム、ギ酸リチウム、塩化ユーロピウムおよび塩化ジスプロシウム水溶液およびメタノール溶液に対してX線回折,中性子回折およびRaman散乱実験を行なった。複雑な溶液構造の中から注目する原子周囲の構造を選択的に取り出すために、X線異常常散乱法、同位体置換法中性子回折およびIsotropic Ramanスペクトルを使用して、1)濃厚Eucl_3水溶液2)塩化物イオン大過剰DyCl_3水溶液3)濃厚HCOONa水溶液4)濃厚LiBr水溶液5)濃厚HCOOLi水溶液6)濃厚LiBrおよびLiIメタノール溶液の構造解析を行なった。通常の2mol%DyCl_3水溶液中ではDy^<3+>は8個の水分子に囲まれているが、HCl大過剰DyCl_3水溶液中(Dy^<3+>:Cl^-=1.6)ではDy^<3+>の水和数は約5に減少し、最近接Dy^<3+>・・・Cl^-相関が2.9Åに出現する事をX線異常散乱法を用いて明らかにした。^6Li/^7Li同位体置換法中性子回折およびIsotropic Ramanスペクトルにより、濃厚LiBr、HCOOLi水溶液および濃厚LiBrおよびLiIメタノール溶液中におけるLi^+の溶媒和構造を解明した。これ等の溶液中に存在する接触イオン対Li^+・・・X(X:Br^-,I^-,HCOO^-)の構造に関する詳細な知見を得る事ができた。X線回折、中性子回折およびIsotropic Ramanスペクトルを組み合わせた解析により、濃厚HCOONa水溶液中におけるNa^+およびHCOO^-の水和構造の詳細を明らかにした。X線異常散乱法がEuCl_3溶液に対して適用可能である事を実証し、データ解析法を確立する目的で、まず、2,4および6mol%EuCl_3水溶液に対して回折実験を行なった。Eu原子の吸収端に近いCu kα線を用いた実験では、約2.5倍の積算時間をかける事によりMo kα線によるデータとほぼ等価な統計精度を確保できる事が分かった。解析の結果、比較的低濃度の2mol%のEuCl_3溶液においても良好な統計精度で散乱強度の差Δ_<Eu>(Q)を求める事ができた。Δ_<Eu>(Q)のFourier変換により求めたEu^<3+>周囲の分布関数G_<Eu>(r)には、最近接Eu^<3+>...OH_2相関による第一ピークが明瞭に観測された。低濃度溶液のG_<Eu>(r)から求めた最近接距離および配位数は、これまでに報告されている値と実験誤差内で良く一致した。この結果は実験室系のX線回折装置でもEu原子に対するX線異常散乱法が充分適用可能である事を示すものである。これ等の内容について、「第17回溶液化学シンポジウム(岡山)1994」にて発表を行なった。Cu kα線を用いた実験では、観測可能なQの上限は7.7Å^<-1>に制限される。Fourier変換の際に生じる打ち切り誤差の影響を避け、正しい構造パラメータを得るめに「長距離原子対相関を採り入れたQ空間上での最小二乗fit」および「観測データと全く同条件で打ち切った理論ピークによるr空間上での最小二乗fit」による解析プログラムを開発中である。

試料加熱用大面積加熱装置は、試料保持用石英セル、加熱ヒ-タおよびステンレスカバーの製作を完了し、現在性能評価中である。Lix-nH_2O融体の中性子回折実験は日本原子力研究所2号炉のPANSI回折計を用いて行なった。10,25および33mol%LiBr各組成について、^6Li/^7LiおよびH/D同位体分率の異なる各々5種類の試料の測定を完了した、これ等のデータは現在解析中であるが、既に10および25mol%LiBi溶液について、Li^+周囲の分布関数G_<Li>(r)を導出する事ができた。これ等の結果について、現在投稿準備中である。X線異常散乱法およびlsotropic Raman散乱を用いて2および6mol%DyCl_3水溶液およびCl^-を大過剰に含む2mol%DyCl_3水溶液の構造解析を行なった。MoKαおよびCuKα、二つの異なる波長の線源を用いた回折実験から得られた干渉項の差、Δ_<Dy>(Q)に対し、遠距離原子対相関を含むモデル関数を用いた最小二乗法による解析を行い、Dy^<3+>周囲の配位構造の詳細を調べた。通常の2mol%DyCl_3溶液中ではDy^<3+>は8個の水分子に囲まれているが、HCl大過剰の2mol%DyCl_3溶液中(Dy^<3+>:Cl^-=1:6)におけるDy^<3+>の水和数はおよそ5に減少し、さらに最近接Dy^<3+>...Cl^-相関を2.91Åに見出した。これ等の結果は「第18回溶液化学シンポジウム(草津)1995」にて発表した。X線、中性子回折、Ramanスペクトルを併用した解析により、15mol%HCOONa水溶液中におけるNa^+およびHCOO^-の水和構造を明らかにした。この結果はBull. Chem. Soc. Jpn. 69(1996)5-6月号に掲載予定である。^6Li/^7Li同位体置換法中性子回折実験を12mol%DCOOLi-D_2O溶液に対して行なった。Li^+周囲の分布関数G_<Li>(r)の解析から、この溶液中における接触イオン対Li^+...DCOO^-の存在が示唆された。非常に濃厚なLiBrおよびLil-メタノール溶液の同位体置換法中性子回折およびRaman散乱実験を行ない、非水溶液中におけるLi^+の溶媒和構造を詳細に調べた。この結果をPhysica B 213&214,477(1995)にて発表した。10,25および33mol%LiBr重水溶液の同位体置換法中性子回折実験から得られた干渉項の差、Δ_<Li>(Q)に対して最小二乗fitによる解析を行い、溶融水和物中のLi^+の水和構造を調べた。この結果は「3rd Liquid Matter Conference, (Norwich, UK)6-10 July, (1996)」にて発表予定である。
酸素酸塩接合トランジスターを用いた高性能NOxセンサの設計と開発

本研究では、電界効果トランジスター(FET)と酸素酸塩を組み合わせた新規なNO_2センサの設計と開発を行った。まず、FETのゲート部に亜硝酸ナトリウム補助相を接合した基本素子について、180°CでNO_2検知特性を調べたところ、亜硝酸ナトリウムとNO_2の平衡反応に基づきゲート・ソース間電圧(VGS)が変化し、これがネルンスト式に従うことを確認した。そこで、ソース・ドレイン間電流を一定値に保つようにVGSを制御し、NO_2濃度を変化させて、VGSの変化からNO_2の検出下限値を求めたところ、500ppbであることがわかった。次に、検出下限濃度を向上させるために、亜硝酸ナトリウム補助相に種々の酸化物を添加したところ、酸化タングステンを添加したセンサが130°Cで10ppbの検出下限値を有することが明らかとなった。さらに、このセンサ素子について妨害ガスの影響を調べたところ、CO_2にはまったく影響を受けず、NOには10倍の感度があることがわかった。つまり、NO_2の測定対象濃度がNOの1/10以上あればNOにはまったく影響を受けずに測定できる。次に水蒸気の影響を調べたところ、電極とリード線の接合に用いた金ペーストが水蒸気の影響を受けることがわかり、熱処理を施すことで回避できることがわかった。以上の結果から、本センサ素子は、日本のNO_2規制値が4060ppbであることを考慮すると、大気環境中のNO_2を検知できる超小型のセンサとして有望であることが示唆された。本研究は、トランジスターに酸素酸塩を接合した新規なNOxセンサについて高感度化、高選択性、長期安定性などを検討し、高性能化に関する設計と開発を目指したもので、具体的には電界効果型トランジスターについて新規酸素酸塩の探索、ゲート誘電体の探索と最適化、素子構造の設計、検知原理の明確化を行うものである。平成12年度の研究実績概要は以下のとうりである。(2)ゲート誘電体膜の探索:ゲート誘電体膜としてSi_3N_4やSiO_2を用いた場合、酸素酸塩中のNaイオンが誘電体膜と反応し、FET特性が安定しないが、Ta_2O_3を用いることにより安定したセンサ特性が計測可能となった。但し、Liイオンとの反応性を考慮するとさらなる探索が必要である。(3)検知原理の明確化:本センサ素子の検知原理は亜硝酸ナトリウムの平衡起電力に起因し、ゲート電極と亜硝酸ナトリウムとの界面の電位がFETのソース・ドレイン電流を支配していることをセンサ特性から確認した。本研究では、トランジスターに酸素酸塩を接合した新規なNOxセンサについて、高感度化、高選択性、長期安定性などの高性能化に関する設計と開発を目指している。本年度は以下の項目について検討し、炭酸ガスおよび水蒸気存在下でも10ppbのNO_2を検知できるセンサが得られた。1.酸素酸塩への金属酸化物添加効果亜硝酸ナトリウムに酸化タングステンを添加した酸素酸塩をFETのゲート部に接合したところ、130°Cで10ppbのNO_2を検知できることがわかった。また、センサの応答速度は亜硝酸ナトリウムと酸化タングステンの比に依存し、亜硝酸ナトリウム:酸化タングステン=5:1のときが最も良好な応答速度を示した。2.他ガスの影響I他ガスの影響を調べるために、NOおよびCO_2をNO_2と共存させ、センサ特性を検討したところ、NOよりNO_2の方が検出下限濃度が約ほど低く、NOが100ppb存在下でもNO_2濃度が20ppb以上あればNOの妨害は無視できることがわかった。また、CO_2は3,000ppmの高濃度であってもまったくNO_2検知に影響を及ぼさないことがわかった。3.他ガスの影響II水蒸気共存下でのNO_2の応答特性について検討を行った。

水蒸気をわずかに共存させると、NO_2感度は大きく低下することがわかり、この原因を調べるためにゲート絶縁膜およびリード接合部について検討したところ、リード接合に用いる金ペーストに感湿特性があることがわかった。この湿度の影響は、接合後に熱処理を行うことで大幅に低減でき、50%RHから30%RHへの変化に対してNO_2濃度測定に与える誤差は30%以内にすることができた。