hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
低分子リン錯体液晶による擬似らせん共役高分子の構築

昨年度までに,ビナフチル基をもつリン酸イオンを対イオンとする長鎖アルキルアンモニウム塩を合成し,その液晶挙動について調べてきた。この化合物は,室温でも液晶性を示し,液晶相はカラムナー構造を有していることが明らかとなった。X線回折測定の結果,格子定数a=54.6Å,b=27.6Åの2次元レクタンギュラー格子をもつことが明らかとなった。さらに,単位胞内の分子数(Z)を見積もった結果,Z=4であり,格子の対称性がP2/aであることがわかった。さらに,旋光度測定により,カラム形成はビナフチル基のらせん状πスタッキングに起因している可能性が示唆された。本年度は,この仮説を分光学的手法を用いて検証した。まず,液晶化合物の溶液状態およびバルク状態における吸収スペクトル,蛍光スペクトル測定を行った。その結果,溶液サンプルの吸収スペクトルは,ナフタレンに由来する典型的なスペクトルであることがわかった。一方,バルク状態ではピークトップが数nm長波長シフトし,吸収端もかなり長波長側にシフトした。また,振動構造にも変化がみられた。これらの結果は,バルク状態においてナフタレン環の間で励起子相互作用が働いていることを示唆している。さらに,蛍光スペクトルにおいても最大発光波長のシフトが観察され,スペクトルの半値巾も若干狭くなった。以上の結果より,バルク状態においてビナフチル部位の電子構造が変化することがわかった。これは,ビナフチル基の一次元スタッキング(擬らせん共役高分子構造)を支持すると考える。本研究では,キラルなビナフチル骨格を有するリン酸イオンを対イオンとする2本の長鎖アルキル基をもつアンモニウム錯体を合成した。合成したアンモニウム錯体は,DSC測定により昇温過程において10°Cと62°C付近に,冷却過程では49°Cと-7°Cにそれぞれ2つの相転移を示すことがわかった。高温側の相転移温度以上では,等方状態であることを確認した。一方,2つのピーク間の温度範囲では,流動性と光学的異方性が観察され,室温以下の低温において液晶相を発現することが明らかとなった。次に,液晶相構造を調べるため偏光顕微鏡観察を行った。その結果,ドメイン間に十字の欠陥がある特徴的なテクスチャーを示した。さらに,液晶相構造をより詳細に検討するため,X線回折測定を行った結果,室温(液晶状態)で低角側に層構造(周期構造)の存在を示す強い反射ピークを呈した。しかし,この錯体の液晶相は,一般的なイオン性液晶が示すスメクチック相と仮定した場合,層間隔が極端に小さい。回折パターンを詳細に解析した結果,2次元レクタンギュラー構造をもつカラムナー相であることが明らかとなった。このカラム構造は,キラルなビナフチル基がπスタッキング相互作用によって1次元的に積み重なることによって発現すると推察できる。ここで興味深いのは,カラムがらせん構造をとっているか否かである。そこで,パッキング様式を評価するため旋光度測定を行った。溶液サンプルでは,比旋光度は[α]_D^<20>=-232°(c=0.44,メタノール)であった。一方,液晶状態の室温で測定したところ,比旋光度は[α]_D^<20>=-1333°と非常に大きな値を示し,溶液系と比較して旋光性が顕著に増大することがわかった。これらの結果から,カラム内においてビナフチル基がらせん状にスタッキングしている可能性が示唆される。
マグネシウムの塑性変形における活動すべり系の寄与のマルチスケール解析

Mg-0.1ZnおよびMg-0.1Al合金単結晶を,77K-473Kで<11-20>引張試験した結果,2次錐面すべりが活動した.その降伏応力はZn添加の場合上昇し,Al添加では減少することが明らかになった.また純Mg単結晶を作製し,<0001>圧縮試験を,77K-473Kで行った結果,すべての温度範囲で2次錐面すべりにより降伏した.その降伏応力は,293K以下では異常温度依存性を示した.それ以上の温度では,負の温度依存性を示した.この降伏応力は,2次錐面上のせん断方向が同じである<11-20>引張の場合に比べて1.5-2倍高い値であり,シュミットの法則が成り立たない特異性を示すことが明らかになった.この特異な挙動を解析するために,分子動力学シミュレーションにより転位の運動過程を調査した.2次錐面すべりにおける(c+a)転位の運動に必要な応力は,<0001>引張と<0001>圧縮では異なった.これは転位芯構造が非対称な構造であることが原因と考えられる.またhcp結晶における転位運動と荷重軸の関係を,分子動力学シミュレーションにより解析した.約80000個の原子からなるモデル結晶を作製し,これに転位の発生源として底面に平行な切り欠きを入れ<0001>引張を行った.その結果,切り欠きから(c+a)転位が運動し,それが抑制されると{10-12}双晶が生じることがわかった.<10-10>引張では,柱面上をa転位がすべり運動し,荷重軸方向により活動する転位が異なることが分かった.Mg-0.1ZnおよびMg-0.1Al合金単結晶を,77K-473Kで<11-20>引張試験した結果,2次錐面すべりが活動した.その降伏応力はZn添加の場合上昇し,Al添加では減少することが明らかになった.また純Mg単結晶を作製し,<0001>圧縮試験を,77K-473Kで行った結果,すべての温度範囲で2次錐面すべりにより降伏した.その降伏応力は,293K以下では異常温度依存性を示した.それ以上の温度では,負の温度依存性を示した.この降伏応力は,2次錐面上のせん断方向が同じである<11-20>引張の場合に比べて1.5-2倍高い値であり,シュミットの法則が成り立たない特異性を示すことが明らかになった.この特異な挙動を解析するために,分子動力学シミュレーションにより転位の運動過程を調査した.2次錐面すべりにおける(c+a)転位の運動に必要な応力は,<0001>引張と<0001>圧縮では異なった.これは転位芯構造が非対称な構造であることが原因と考えられる.またhcp結晶における転位運動と荷重軸の関係を,分子動力学シミュレーションにより解析した.約80000個の原子からなるモデル結晶を作製し,これに転位の発生源として底面に平行な切り欠きを入れ<0001>引張を行った.その結果,切り欠きから(c+a)転位が運動し,それが抑制されると{10-12}双晶が生じることがわかった.<10-10>引張では,柱面上をa転位がすべり運動し,荷重軸方向により活動する転位が異なることが分かった.ブリッジマン法により,純Mg, Mg-0.1Al, Mg-0.1Anの単結晶を作製し,77K473Kの範囲で[11-20]引張試験を行った.その結果,いずれの場合も非底面すべり系として{11-22}<-1-123>2次錐面すべりにより降伏した,純Mgは77Kから293Kの範囲で降伏応力が上昇する正の温度依存性を示し,293Kから473Kにかけて,降伏応力は急激に低下した.この2次錐面すべりでは,Alを0.1at%添加した場合,全温度範囲で降伏応力が低下した.これに対しZn添加の場合,293K以下では降伏応力が上昇した,すなわち2次錐面すべりに対する合金添加の影響はそれぞれ異なることがわかった.また純Mgを<0001>圧縮すると,2次錐面すべりにより降伏するが,その値は引張の2倍以上高い値を示し,シュミット則が成り立たないことがわかった.純Mg単結晶の薄片を平面曲げにより繰返し引張圧縮を加えた結果,圧縮過程で{10-12}双晶が発生すると,双晶面にそってき裂が進展し,容易に破断することがわかった.この2次錐面すべりの(c+a)転位の運動過程を,分子動力学シミュレーションにより解析した.転位芯に<0001>引張および圧縮歪を加えた結果,従来明らかでなかった,<0001>引張における転位の運動過程が示された.またミクロサイズ結晶における応力-歪曲線を求めた結果,圧縮のほうが転位の運動開始応力が低いことがわかった.(c+a)転位には2つの芯構造をもつことは知られていたが,本研究の結果,2つの部分転位からなる構造の場合,降伏応力は極めて低く,結晶の温度上昇により急激に低下することが示された.

このシミュレーションにより得られた値は,Mgの引張試験の降伏応力とほぼ一致した.すなわちマクロスケールの実験結果をミクロスケールによる解析結果より説明できることが示唆された.ブリッジマン法により純Mg単結晶を作製し,<0001>圧縮試験を,77K-473で行った結果,すべての温度範囲で{11-22}<-1-123>2次錐面すべりにより降伏した.その降伏応力は,77K-133Kでは負の温度依存性を示すが,133K-293Kでは異常温度依存性を示した.それ以上の温度では,再び負の温度依存性を示した.この降伏応力の値は,2次錐面上のせん断方向が同じである<11-20>引張の場合に比べて1.5-2倍高い値であり,シュミットの法則が成り立たない特異性を示すことが明らかになった.また<0001>圧縮における破断までの塑性歪量は77K-293Kでは約0.5%程度であり,<11-20>引張の1/5程度であることも明らかになった.Mgの変形に対する元素の影響を考えるために,蒸留法による高純度Mg単結晶を作製し,室温で<11-20>引張試験を行った.,この場合も2次錐面すべりが活動したが,その降伏応力は1/2に低下し,不純物元素が非底面すべりに強く影響することが示された.しかし詳しいメカニズムは不明である.このMgにおける2次錐面すべりの転位運動を分子動力学シミュレーションにより解析した.約200000個の原子からなるモデル結晶を作製し,これに転位の発生源として底面に平行な切り欠きを入れ<0001>引張を行った.その結果,切り欠き先端から2次錐面上を,1/2(c+a)の部分転位が発生した後,後続の1/2(c+a)転位が発生した.すなわち2次錐面すべりでは,(c+a)転位は最初から部分転位の状態で運動することがわかった.これは,2次錐面すべりの降伏応力の異常温度依存性の原因である(c+a)転位の不動化機構を,合理的に説明するものであるといえる.このことは,ミクロスケールにおけるシミュレーションの重要性を示している.
DNA塩基配列の改変によるアロステリック酵素の触媒部位・制御部位の解析と機能変換

ホスホエノールピルビン酸カルボキシラーゼ(PEPC)は一般にアロステリック酵素として知られているが、その調節因子は生物種によって多様性に富んでいる。本研究はこの多様性の分子的基盤の解明と調節能の人為的改変を目的とするものである。以下に成果の概要を記す。1.ラン藻から本酵素の遺伝子PPCを、トウモロコシから本酵素のCDNAをクローン化し、塩基配列を決定した。これによって、先にクローン化していた大腸菌のPPCと合わせて3つの本酵素遺伝子を取得した。2.これら3つの生物種のPEPCは互いに調節能を異にするが、それらの一次構造を比較すると、ホモロジーの程度はC-末端側の半分で高く、N-末端側の半分で低かった。このことより前者が触媒機能,後者が調節機能に関与している可能性が示唆された。3.ラン藻PPCによって大腸菌内で合成されたPEPCを均一精製し、アミノ酸組成、N-末端配列を決定し、DNA塩基配列の正しさを裏づけた。4.大腸菌酵素を用いて、触媒機能に必須のシステイン残基は568番目のものであることを化学修飾の手法で明らかにした。5.大腸菌遺伝子のStuIおよびSac【II】部位(それぞれ344および670番目のアミノ酸に対応)に種々の欠失を加えた実験の結果、これらの部位は触媒および調節機能に直接関与していないことが示唆された。6.大腸菌とラン藻PPCの間で継ぎかえたキメラ遺伝子を3種類作成し、それらのPEPCの諸性質を調べた。その結果、大腸菌のアロステリックな制御能はN-末端側の半分によって担われている可能性が示唆された。7.N-末端側をラン藻,C-末端側をトウモロコシ由来とし、相同な部位で継ぎ換えたキメラ遺伝子を作成したが、大腸菌内でPEPC活性はみとめられず、蛋白も蓄積されなかった。
高度学術利用を目的としたNOAA衛星デ-タ処理システムの開発

本研究は,NOAA衛星に於けるAVHHRセンサの観測画像を処理対象とし,リモ-トセンシングデ-タの受信から,受信デ-タの直接的利用可能な地図画像や,温度分布画像の生成までを自動的に行なう統合システムの関発を目的しとている。特にユ-ザへのデ-タ配布の迅速化を達成するため処理の高速化を主たる研究目的とし,NOAAモ-トセンシング画像のラジオメトリック補正ならびに幾何補正手法に関し,そのアルゴリズムの詳細化を行なうと共に本研究費により導入した共有メモリ型並列コンピュ-タ,シ-ケント社,シンメトリS81を利用し,アルゴリズムの並列化を行ない,実際にS81上にインプリメンテ-ションを行なった。この結果,ラジオメトリック補正に関してはライン間での補正が必要であるもののピクセル毎の処理を独立に実行可能であることから高度の並列性を抽出することができ大きな性能向上が得られた。又,幾何補正はラジオメトリック補正に比べ,より問題が複雑であるものの並列処理効果は大きく,並列処理の導入により既設のメインフレ-ムコンピュ-タに比べ処理速度を向上させることが出来た。特にリモ-トセンシング画像から地図画像への変換に関しては,変換効率向上の為ある程度の大きさのメッシュサイズに区切って変換し,他の点は補間処理によって行なう。このメッシュサイズの最適化は処理効率上重要な決定事項となるが,衛星画像,地図画像上で高中低緯度の種々のエリアに於ける実験を繰り返し,最適値を求めると共に並列化を各処理段階で徹底した。又,誤差の定量的評価についても詳細な検討を行なった。気象衛星NOAAのデータは地球上の現象の動的な把握に適し、学術研究に新しい手段を提供出来る。受信・処理システムを充実し、データの提供と処理システム利用の便宜を図り、学術的な共同利用の中心的役割を果たして来た。利用が進むにつれ、(1)過去のデータの遠隔地での検索、(2)補正済のデータの提供、(3)高次利用のために必要な気象、海象、国土情報等の関連データのデータベース化等々の要望が寄せられている。本研究はNOAA衛星データの学術的高次利用を更に一層促進するために、並列処理によりスループットの向上を図り、補正済データの提供を可能とすると共に、大容量衛星データベース管理システムを構築する。NOAAデータ処理アルゴリズムの高速化の面では、放射量補正処理におけるセンサの感度補正と較正、放射輝度から温度への変換を精度の面から徹底的に検討し、LUT化して高速化するアルゴリズムを開発した。並列処理アルゴリズムの設計と実装では、マルチプロセッサによる並列処理に適したアルゴリズムを研究し、実装するアルゴリズムの負荷配分を最適にし、スループットを向上させることを検討した。並列コンピュータSynmetryシステムを導入し、マルチバスを介し、NEXASのフレームメモリをアクセスする。これにより並列コンピュータにより処理されたNOAA画像は即座にイメージディスプレイにより確認可能となる。又、画像用大容量磁気ディスク装置を接続した。既存のNOAA処理プログラムを、並列オペレーティングシステムDYNIX下で並列処理可能な様に変換作業を進め、実装したが、予想通りの性能向上が得られた。NOAA画像及び関連データ大規模データベースシステムの構築するために、規模階層記憶管理システムの方式設計を行い、各記憶媒体上での記憶管理方式を確立すると共に、追記型光ディスクに対するディレクトリデータ構造並びにその実装方式を確立した。気象衛星NOAAのデ-タは地球上の現象の動的な把握に適し、学術研究に新しい手段を提供出来る。受信・処理システムを充実し、デ-タの提供と処理システム利用の便宜を図り、学術的な共同利用の中心的役割を果たして来た。利用が進むにつれ、(1)過去のデ-タの遠隔地での検索、(2)補正済みのデ-タの提供、(3)高次利用のために必要な気象、海象、国土情報等の関連デ-タのデ-タベ-ス化等々の要望が寄せられている。

本研究ではNOAA衛星デ-タの学術的高次利用を更に一層促進することを目的とし、並列処理によりスル-プットの向上を図り、補正済デ-タの供給を可能とする大容量衛星デ-タベ-ス管理システムの構築を目指している。並列処理アルゴリズムに関しては昨年度購入した並列コンピュ-タシステム・Symmetryに対し、本年度更にプロセッサ数を増加し性能を向上させるとともに、大規模画像の操作の高速化の為メモリも増強した。衛星画像のラジオメトリック補正・幾何学的補正の両処理をル-チンに関し,内部並列性ならびにそのグラニュ-ルについて詳細に検討するとともに実際に直列プログラムを並列プログラムに書き換えSymmetry上で実行し、達成可能な速度向上に関し実験を繰り返した。その結果、ラジオメトリック補正についてはほぼ理想的な並列性が得られ、又幾何学的補正については直列部分が少々あるものの大きな性能向上が達成できた。MOAA画像デ-タベ-ス化については最近その研究が盛んであるオブジェクト指向デ-タベ-スのアプロ-チを採用することを検討した。特に画像デ-タベ-スでは、従来の関係デ-タベ-スに於けるSQLでは記述能力が不充分であり、より高度なアクセス方式の導入が要求される。これらを画像オブジェクトに対するメソッドとして記述することによって一元管理する方式について検討を行った。来年度よりその実装を進める予定である。本研究は,NOAA衛星に於けるAVHHRセンサの観測画像を処理対象とし,リモ-トセンシングデ-タの受信から,受信デ-タの直接的利用可能な地図画像や,温度分布画像の生成までを自動的に行なう統合システムの開発を目的としている。平成2年度は,特にNOAAリモ-トセンシング画像の幾何補正手法に関し,そのアルゴリズムの詳細化を行なうと共に幾何変換に伴う誤差について,各種パラメタについてその定量的評価を行なった。更に昭和63年度に本研究費により導入した共有メモリ型並列コンピュ-タ,シ-ケント社,シンメトリS81を利用し,アルゴリズムの並列化を行ない,実際にS81上にインプリメンテ-ションを行なった。この結果,幾何補正はすでに昨年度に研究を進めたラジオメトリック補正に比べ,より問題が複雑であるものの並列処理効果は大きく,リモ-トセンシングに見られる大規模画像処理に於いては,並列処理の導入により既設のメインフレ-ムコンピュ-タに比べ向上させることが出来た。特にリモ-トセンシング画像から地図画像への変換に関しては,変換効率向上の為ある程度の大きさのメッシュサイズに区切って変換し,他の点は補間処理によって行なう。このメッシュサイズの最適化は処理効率上重要な決定事項となるが,衛星画像,地図画像上で高中低緯度の種々のエリアに於ける実験を繰り返し,最適値を求めた。正変換の逆変換ならびに補間処理の各々の並列化について詳細に検討を行なった。
慢性疼痛治療における神経伝達修飾に関する薬理学的研究

1.前年度にギャバペンチンがノルアドレナリン(NA)神経の起始核である青斑核ニューロンでGABA性抑制性シナプス電流(IPSCs)を傷害特異的に抑制することを見出し,神経因性疼痛緩解作用と下行性NA神経活性化との関係を明確にしたが,本年度はさらに,protein kinase A(PKA)阻害剤でIPSCs抑制作用が拮抗されたことから,神経因性疼痛時のPKA持続的活性化がギャバペンチンの作用の前提条件である可能性を示した.2.過分極で活性化される非選択的陽イオンチャネルであるHCNチャネルの阻害剤であるZD7288を神経因性疼痛の動物モデル(坐骨神経部分結紮によるSeltzerモデル)に脊髄内投与すると熱痛覚過敏や機械アロディニアを緩解した.また,脊髄内投与したZD7288はストレプトゾトシン誘発糖尿病マウスの機械アロディニアやホルマリン誘発痺痛反応の第2相を抑制した.後根を付した脊髄スライス標本の後角ニューロンで根刺激により単シナプス性興奮性シナプス電流(EPSCs)を誘発した.Seltzerモデルマウスから作製したスライスで,ZD7288はC-線維誘発性EPSCsをA-線維誘発性EPSCsよりも強く抑制した。また,C-線維の入力を受ける後角ニューロンで記録した微小興奮性シナプス電流を多くの例でその頻度を抑制した(現在解析中).従って,HCNチャネルは一次求心性終末で興奮性伝達を促進して神経因性疼痛の維持に関与する可能性が高い.3.脊髄内にグリシンあるいはグリシントランスポーターサブタイプGlyT1阻害剤のsarcosineやNFPSを投与すると,Seltzerモデルマウスの神経因性疼痛を緩解し,さらに糖尿病性ニコーロパチーの機械アロディニアを緩解した.また,ホルマリン試験の第2相が選択的に抑制された.一方,Seltzerモデルマウスから作製した海馬スライスCA1領域の興奮性シナプス伝達長期増強現象は低レベルに推移するが,NFPSは正常レベルに回復させ,認知機能向上作用も確認された.1.前年度にギャバペンチンがノルアドレナリン(NA)神経の起始核である青斑核ニューロンでGABA性抑制性シナプス電流(IPSCs)を傷害特異的に抑制することを見出し,神経因性疼痛緩解作用と下行性NA神経活性化との関係を明確にしたが,本年度はさらに,protein kinase A(PKA)阻害剤でIPSCs抑制作用が拮抗されたことから,神経因性疼痛時のPKA持続的活性化がギャバペンチンの作用の前提条件である可能性を示した.2.過分極で活性化される非選択的陽イオンチャネルであるHCNチャネルの阻害剤であるZD7288を神経因性疼痛の動物モデル(坐骨神経部分結紮によるSeltzerモデル)に脊髄内投与すると熱痛覚過敏や機械アロディニアを緩解した.また,脊髄内投与したZD7288はストレプトゾトシン誘発糖尿病マウスの機械アロディニアやホルマリン誘発痺痛反応の第2相を抑制した.後根を付した脊髄スライス標本の後角ニューロンで根刺激により単シナプス性興奮性シナプス電流(EPSCs)を誘発した.Seltzerモデルマウスから作製したスライスで,ZD7288はC-線維誘発性EPSCsをA-線維誘発性EPSCsよりも強く抑制した。また,C-線維の入力を受ける後角ニューロンで記録した微小興奮性シナプス電流を多くの例でその頻度を抑制した(現在解析中).従って,HCNチャネルは一次求心性終末で興奮性伝達を促進して神経因性疼痛の維持に関与する可能性が高い.3.脊髄内にグリシンあるいはグリシントランスポーターサブタイプGlyT1阻害剤のsarcosineやNFPSを投与すると,Seltzerモデルマウスの神経因性疼痛を緩解し,さらに糖尿病性ニコーロパチーの機械アロディニアを緩解した.また,ホルマリン試験の第2相が選択的に抑制された.一方,Seltzerモデルマウスから作製した海馬スライスCA1領域の興奮性シナプス伝達長期増強現象は低レベルに推移するが,NFPSは正常レベルに回復させ,認知機能向上作用も確認された.抗てんかん薬ギャバペンチンやプレギャバリンの神経因性疼痛緩解作用と下行性ノルアドレナリン神経活性化の関係を明らかにするために、行動薬理学的(ギャバペンチンについては既に報告済)あるいは神経化学的に検討した。坐骨神経を部分結紮して作製する神経因性疼痛の動物モデル(Seltzerモデル)で、プレギャバリンはギャバペンチン同様に上位中枢に作用して熱痛覚過敏と機械アロディニアを緩解したが、ノルアドレナリンを枯渇させたり脊髄内にα_2-アドレナリン受容体阻害薬を前処置しておくと作用が消失することから、上位中枢に作用したプレギャバリンは下行性ノルアドレナリン神経を活性化して放出されたノルアドレナリンが脊髄内でα_2-アドレナリン受容体を介して神経因性疼痛を緩解することが明らかになった。さらに、脊髄内のモノアミンとその代謝物を測定し、上位中枢へ投与したギャバペンチンやプレギャバリンが神経結紮後にのみ脊髄内のノルアドレナリンの代謝回転を亢進させること、すなわちノルアドレナリンを放出させることが明らかとなった。ノルアドレナリン神経の起始核である青斑核を含む脳幹スライスを作製し、青斑核ニューロンからホールセル記録してGABA性の抑制性シナプス電流(IPSCs)を記録した。

ギャバペンチンはIPSCsに対して抑制作用を示し、paired-pulse ratioを増加させたことからシナプス前終末に作用することが明らかとなった。しかし、微小シナプス電流(mlPSCs)はその頻度も振幅も変化させなかったことから、GIBA性シナプス終末に作用してCa^<2+>のavailabilityを変化させる可能性が示された。すなわち、ギャバペンチンは青斑核ニューロンを抑制性入力の抑制によって脱抑制し、下行性ノルアドレナリン経路を活性化させることがシナプスレベルで示唆された。また、グリシントランスポーター(Glyt)のサブタイプのひとつであるGlyt1を脊髄内で阻害すると神経因性疼痛や炎症性疼痛が緩解すること、さらに、神経因性疼痛で低下した海馬シナプス伝達長期増強現象をGlyt1阻害剤が回復させることを示した。1.前年度にギャバペンチンがノルアドレナリン(NA)神経の起始核である青斑核ニューロンでGABA性抑制性シナプス電流(IPSCs)を傷害特異的に抑制することを見出し,神経因性疼痛緩解作用と下行性NA神経活性化との関係を明確にしたが,本年度はさらに,protein kinase A(PKA)阻害剤でIPSCs抑制作用が拮抗されたことから,神経因性疼痛時のPKA持続的活性化がギャバペンチンの作用の前提条件である可能性を示した.2.過分極で活性化される非選択的陽イオンチャネルであるHCNチャネルの阻害剤であるZD7288を神経因性疼痛の動物モデル(坐骨神経部分結紮によるSeltzerモデル)に脊髄内投与すると熱痛覚過敏や機械アロディニアを緩解した.また,脊髄内投与したZD7288はストレプトゾトシン誘発糖尿病マウスの機械アロディニアやホルマリン誘発疼痛反応の第2相を抑制した.後根を付した脊髄スライス標本の後角ニューロンで根刺激により単シナプス性興奮性シナプス電流(EPSCs)を誘発した.Seltzerモデルマウスから作製したスライスで,ZD7288はC-線維誘発性EPSCsをA-線維誘発性EPSCsよりも強く抑制した.また,C-線維の入力を受ける後角ニューロンで記録した微小興奮性シナプス電流を多くの例でその頻度を抑制した(現在解析中).従って,HCNチャネルは一次求心性終末で興奮性伝達を促進して神経因性疼痛の維持に関与する可能性が高い.3.選択的セロトニン再取り込み阻害薬のフルボキサミンは主に脊髄に作用して急性疼痛や神経因性疼痛を緩解することを我々は以前示している.今回は,ノーマルマウスの後根付き脊髄スライス標本を作製してフルボキサミンの後根刺激により誘発される単シナプス性EPSCsに対する作用を検討した.フルボキサミンはA-線維およびC-線維誘発EPSCsを抑制することを示した.
心筋の分化・肥大における心アンジオテンシノーゲン、アンジオテンシン受容体の役割

1.アンジオテンシノーゲン(ATNG)遺伝子の転写調節機構の検討:培養肝細胞および分化誘導可能な培養脂肪細胞を用いて,ノーザンブロット法,CATアッセイ,ゲルシフト法,DNaseIフットプリント法を行い,細胞特異的・分化特異的なATNG遺伝子の転写調節には複数の近位プロモーター領域(AGE1,AGE2,およびAGE3)に作用する転写調節因子間の相互作用が重要であることを明らかにした.2.心筋細胞におけるATNG遺伝子発現調節の検討:培養心筋細胞および培養心筋維芽細胞を用いて,ノーザンブロット法を行い,心肥大シグナルであるアンジオテンシンIIにより心筋細胞および心線維芽細胞におけるATNG遺伝子の発現が増加することを明らかにした.現在,心肥大を促進する物理的刺激(stretching)によるアンジオテンシン受容体の結合能の変化,ATNG遺伝子発現調節の検討,およびATNG遺伝子転写活性化に関与するプロモーター領域の同定を行っている.3.遺伝性高血圧モデルラット(SHR)および遺伝性肥満ラット(WFR)における心ATNG遺伝子発現調節の検討:RIA法およびノーザンブロット法により,SHRでは高血圧に伴い血中ATNG濃度が上昇し心肥大とともに心ATNG遺伝子発現が増加することを明らかにした.週齢とともに血圧が上昇するWFRでは高血圧に伴い心血管系でのATNG遺伝子発現が増加することを明らかにした.4.冠動脈疾患におけるヒトATNG遺伝子多型性の意義の検討:冠動脈造影検査を受ける患者の白血球から染色体DNAを抽出し,PCR法を施行してATNG遺伝子多型について解析した.その結果,特定のATNG遺伝子多型(T235M変異型)が冠動脈硬化症と有意に相関することを明らかにした.1.アンジオテンシノーゲン(ATNG)遺伝子の転写調節機構の検討:培養肝細胞および分化誘導可能な培養脂肪細胞を用いて,ノーザンブロット法,CATアッセイ,ゲルシフト法,DNaseIフットプリント法を行い,細胞特異的・分化特異的なATNG遺伝子の転写調節には複数の近位プロモーター領域(AGE1,AGE2,およびAGE3)に作用する転写調節因子間の相互作用が重要であることを明らかにした.2.心筋細胞におけるATNG遺伝子発現調節の検討:培養心筋細胞および培養心筋維芽細胞を用いて,ノーザンブロット法を行い,心肥大シグナルであるアンジオテンシンIIにより心筋細胞および心線維芽細胞におけるATNG遺伝子の発現が増加することを明らかにした.現在,心肥大を促進する物理的刺激(stretching)によるアンジオテンシン受容体の結合能の変化,ATNG遺伝子発現調節の検討,およびATNG遺伝子転写活性化に関与するプロモーター領域の同定を行っている.3.遺伝性高血圧モデルラット(SHR)および遺伝性肥満ラット(WFR)における心ATNG遺伝子発現調節の検討:RIA法およびノーザンブロット法により,SHRでは高血圧に伴い血中ATNG濃度が上昇し心肥大とともに心ATNG遺伝子発現が増加することを明らかにした.週齢とともに血圧が上昇するWFRでは高血圧に伴い心血管系でのATNG遺伝子発現が増加することを明らかにした.4.冠動脈疾患におけるヒトATNG遺伝子多型性の意義の検討:冠動脈造影検査を受ける患者の白血球から染色体DNAを抽出し,PCR法を施行してATNG遺伝子多型について解析した.その結果,特定のATNG遺伝子多型(T235M変異型)が冠動脈硬化症と有意に相関することを明らかにした.
介護離職防止のための介護職員のストレス軽減に関する研究

わが国は高齢化に伴って介護離職が深刻化しており、年間約10万人が家族の介護を理由に仕事を辞めている現実がある。一方、介護職員の離職が後を絶たず、介護職員の確保が喫緊の課題となっている。介護職員の離職は、重労働、低賃金、イメージの悪さ等の要因が指摘されてきたが、介護職員のストレスと就労継続の意思との関連についての研究はこれまで十分解明されてこなかった。介護職員が離職しない環境づくりが、家族の介護のための離職を防ぐことにつながるといえる。本研究の目的は、介護職員のストレスと就労継続の意思との関連を解明し、介護職員の離職防止策を提言することを目指した。新たな知見は、1上司からのサポートは、すべてのストレッサーの低減に効果をもつとともに、身体的なストレス反応を直接低減する効果をもつこと、2同僚からのサポートは、同僚との意思疎通や意見のすり合わせに効果をもち、同僚とのコンフリクトの低減を介して心身のストレス反応の低減につながること、3ソーシャルスキルは、利用者対応における葛藤や仕事の量的な負荷を減らすとともに、心身のストレス反応を直接低減する効果をもつことの3点が示唆された。介護施設職員のストレス軽減のためには,上司が部下の抱えている問題や職場の問題について把握し,具体的解決につながる支援を行うことで職場のストレッサーを減らしていくとともに,職員個々のソーシャルスキルを高め,利用者への対応力や仕事のマネジメント力を高めることが重要であると考えられる。2025年には、介護職員が2012年度の149万人(推計値)を大幅に上回る237249万人程度必要とされている。本研究は、介護職員のストレスと就労継続の意思との関連を解明し、介護職員の離職防止策を提言することを目的としたものである。平成28年度は施設系の「介護老人福祉施設の介護職員」と「介護老人保健施設の介護職員」のストレスと就労継続の意思との関連を明らかにするための介護職員の効力感、介護職員のストレス反応尺度、コーピング尺度を作成して質問紙調査(量的調査)票を完成させ、倫理委員会に審査を求めた。承認が得られた後、質問紙調査の発送の準備を行った。「介護老人福祉施設の介護職員」と「介護老人保健施設の介護職員」の各施設に了解を得て調査票を郵送し、調査票に記述後に郵送によって返送してもらう方式をとり、順次、高齢者施設への送付を行っており、平成29年5月末には送付が完了する。回収後、直ちに統計的に分析を進めている。平成29年度は施設系の「介護老人福祉施設の介護職員」と「介護老人保健施設の介護職員」のストレスと就労継続の意思との関連を明らかにするための介護職員の効力感、介護職員のストレス反応尺度、コーピング尺度を作成して質問紙調査(量的調査)を実施し666人から回答を得た。回収率は80.2%であった。施設系の「介護老人福祉施設の介護職員」「介護老人保健施設の介護職員」の職場環境、地域別、個人的要因、組織的なストレス反応の違い、就労継続の意思を統計的手法によって比較分析を行った。その結果、従来介護職の離職問題を考える場合、低賃金・身体的及び精神的理由・職場の人間関係等が主な原因とされてきたが、現在の介護施設では認知症の利用者の比率が高く、介護職員は利用者やその家族から暴言・暴力を受ける場合が少なくなく、新たな対応を迫られている。そのことが介護職員の「ストレス」を増幅させ、離職の原因の一つになっていると考えられる。

平成29年度は施設系の「介護老人福祉施設の介護職員」と「介護老人保健施設の介護職員」のストレスと就労継続の意思との関連を明らかにするための介護職員の効力感、介護職員のストレス反応尺度、コーピング尺度を作成した質問紙調査(量的調査)票を発送し、80.2%の回収率が得られた。回収後、直ちに統計的に分析を進めている。わが国は高齢化に伴って介護離職が深刻化しており、年間約10万人が家族の介護を理由に仕事を辞めている現実がある。一方、介護職員の離職が後を絶たず、介護職員の確保が喫緊の課題となっている。介護職員の離職は、重労働、低賃金、イメージの悪さ等の要因が指摘されてきたが、介護職員のストレスと就労継続の意思との関連についての研究はこれまで十分解明されてこなかった。介護職員が離職しない環境づくりが、家族の介護のための離職を防ぐことにつながるといえる。本研究の目的は、介護職員のストレスと就労継続の意思との関連を解明し、介護職員の離職防止策を提言することを目指した。新たな知見は、1上司からのサポートは、すべてのストレッサーの低減に効果をもつとともに、身体的なストレス反応を直接低減する効果をもつこと、2同僚からのサポートは、同僚との意思疎通や意見のすり合わせに効果をもち、同僚とのコンフリクトの低減を介して心身のストレス反応の低減につながること、3ソーシャルスキルは、利用者対応における葛藤や仕事の量的な負荷を減らすとともに、心身のストレス反応を直接低減する効果をもつことの3点が示唆された。介護施設職員のストレス軽減のためには,上司が部下の抱えている問題や職場の問題について把握し,具体的解決につながる支援を行うことで職場のストレッサーを減らしていくとともに,職員個々のソーシャルスキルを高め,利用者への対応力や仕事のマネジメント力を高めることが重要であると考えられる。平成29年度は、施設系の「介護老人福祉施設の介護職員」「介護老人保健施設の介護職員」と訪問系の「訪問介護事業所の介護職員」の職場環境、地域別、個人的要因、組織的なストレス反応の違い、就労継続の意思を統計的手法によって比較分析を行う。また、訪問介護職を対象として質問紙調査を実施する。訪問介護事業所に了解を得て調査票を郵送し、調査票に記述後に郵送によって返送してもらう方式をとる。調査票は全国8地域を選定した上で、各地域から事業所別に100名の調査票を配布することを予定しており、全国8地域で800名程度に調査票を配布する。平成30年度は、施設系の「介護老人福祉施設の介護職員」「介護老人保健施設の介護職員」と訪問系の「訪問介護事業所の介護職員」の職場環境、地域別、個人的要因、組織的なストレス反応の違い、就労継続の意思を統計的手法によって比較分析を行う。平成28年度研究費の繰越金は501,870円発生した。これは倫理審査・質問紙調査票票作成を効率的に行ったことによる。平成29年度は全国規模での訪問調査を予定しており、600千円では不足する可能性がある。平成28年度の繰越金と合算し調査費に充当する。平成29年度研究費の繰越金は45,092円発生した。これは質問紙調査票配布・回収を効率的に行ったことによる。平成30年度は全国規模での訪問調査を予定しており、60千円では不足する可能性がある。平成29年度の繰越金と合算し調査費に充当する。平成29年度は九州・東北地方でインタビュー調査を実施する。このための国内旅費、また学内で研究報告を行うための費用等で600千円を計上する。また、調査実施に伴いアルバイト2名を5日間雇用するための費用
低炭素化浄化槽実現のためのマイクロバブルとプラズマの融合による促進酸化法の開発

本研究では家庭用浄化槽の低炭素化を実現するために,液体中の微細気泡へプラズマを形成し,生成した化学種を利用して有機物の分解を行う,新たな促進酸化法の確立を目指している.本年度の成果としては以下の3点である.:(1)流体混合装置内部構造の改良,(2)気泡径と印加電圧がプラズマ形成に及ぼす影響調査,(3)気体物性の違いが分解処理に及ぼす影響調査(1)流体混合装置内部構造を多孔質式からバネ式へ変更を行った.自吸空気流量・発生する気泡径・DO改善能力を評価項目として性能比較を行ったが,製作が容易となるとともに,既存の装置と同程度の性能を有していることが確認された.また,本実験体系では放電電極間距離は1mmが妥当であることが確認された.(2)液体中の微細気泡への安定したプラズマ形成条件を調査する為に,気泡径と印加電圧についてそれぞれ実験を行った.本研究で用いている流体混合装置では,供給する気体と液体の流量を調整する事で,発生する気泡径の調整が可能である.2018年度は主に供給する気体の量を調整する事で気泡径がプラズマ形成に及ぼす影響を調査し,気泡径が小さすぎると酸化処理が遅くなることが分かった.また,印加電圧については,電圧の高さよりも放電回数が支配的に酸化処理へ影響することが明らかとなった.(3)供給する気体の種類を3種類(空気・窒素・酸素)に変えて酸化処理へ及ぼす影響を調査した.処理効率としては,酸素,空気,窒素の順に良く,気体中の酸素量に応じて処理速度が速くなることが明らかとなった.2018年度の研究計画は,気泡直径と気泡量がプラズマ生成と分解反応速度に及ぼす影響調査であり,研究実績に記したとおり,概ね計画通りである.2018年度の実績をもとに,酸化分解処理速度に対する気泡径や印加電圧のより優位な条件を明らかにする.また,液中プラズマの分光計測や溶液の吸光度測定により,2018年度の計画である,プラズマ形成により生成した物質の定量的な評価,供給する気体・液体の物性値の組み合わせがプラズマ生成や酸化分解反応処理に及ぼす影響を調査する.本研究では家庭用浄化槽の低炭素化を実現するために,液体中の微細気泡へプラズマを形成し,生成した化学種を利用して有機物の分解を行う,新たな促進酸化法の確立を目指している.本年度の成果としては以下の3点である.:(1)流体混合装置内部構造の改良,(2)気泡径と印加電圧がプラズマ形成に及ぼす影響調査,(3)気体物性の違いが分解処理に及ぼす影響調査(1)流体混合装置内部構造を多孔質式からバネ式へ変更を行った.自吸空気流量・発生する気泡径・DO改善能力を評価項目として性能比較を行ったが,製作が容易となるとともに,既存の装置と同程度の性能を有していることが確認された.また,本実験体系では放電電極間距離は1mmが妥当であることが確認された.(2)液体中の微細気泡への安定したプラズマ形成条件を調査する為に,気泡径と印加電圧についてそれぞれ実験を行った.本研究で用いている流体混合装置では,供給する気体と液体の流量を調整する事で,発生する気泡径の調整が可能である.2018年度は主に供給する気体の量を調整する事で気泡径がプラズマ形成に及ぼす影響を調査し,気泡径が小さすぎると酸化処理が遅くなることが分かった.また,印加電圧については,電圧の高さよりも放電回数が支配的に酸化処理へ影響することが明らかとなった.(3)供給する気体の種類を3種類(空気・窒素・酸素)に変えて酸化処理へ及ぼす影響を調査した.処理効率としては,酸素,空気,窒素の順に良く,気体中の酸素量に応じて処理速度が速くなることが明らかとなった.2018年度の研究計画は,気泡直径と気泡量がプラズマ生成と分解反応速度に及ぼす影響調査であり,研究実績に記したとおり,概ね計画通りである.2018年度の実績をもとに,酸化分解処理速度に対する気泡径や印加電圧のより優位な条件を明らかにする.また,液中プラズマの分光計測や溶液の吸光度測定により,2018年度の計画である,プラズマ形成により生成した物質の定量的な評価,供給する気体・液体の物性値の組み合わせがプラズマ生成や酸化分解反応処理に及ぼす影響を調査する.今年度に購入を予定していた分光システムについては,測定の内容や条件を精査する事で,当初の予定よりも購入費用を抑えることが出来た.一方で購入を予定していたオシロスコープについては,測定精度と本実験体系及び実験条件のすり合わせに予想以上に時間を要してしまった為,年度をまたいでしまった.また,翌年度は,ハイスピードカメラを購入予定にしているが,より高精度な撮影を行う為に倍率を調整するレンズを合わせて購入する予定である.
「水中歩行」による高齢者の歩行機能改善とその評価

本研究は、水中歩行が高齢者の歩行機能改善に対して有効であるか否かを明かにすることを目的とした。本研究に参加した被験者は全員が女性であり、その内訳は、筋力および歩行機能の測定を行い、更に水中歩行トレーニングに参加する高齢者運動群(T群,n=10、65.5±4.8歳)、測定のみに参加しトレーニングを行わない高齢者非運動群(C群,n=8、64.7±4.2歳)、測定のみに参加しトレーニングを行わない女子大学生群(S群,n=8、19.5±1.0歳)である。水中歩行トレーニングは、従来の方法に比べて浅い水深(水深70cm-90cm、参加者の腰水位)を用い、週2回の頻度で7週間T群についてのみ実施された。一回の時間は50分間、内容は15分間のストレッチを含む準備運動、30分間の水中歩行、10分間のストレッチングを含むクーリングダウンであった。各種測定は水中歩行トレーニングの前後、すなわち7月初旬と9月初旬にそれぞれ行なわれ、測定項目は、陸上における12m全速力歩行と25mの全速力水中歩行のタイム測定、CybexIIマシンによる静的及び動的筋力測定(脚挙上筋力、脚伸展力、脚屈曲力、足関節底屈力、足関節背屈力)、フォースプレートを用いた重心動揺測定、歩行時の足取り測定等であった。各種筋力測定の結果、7月初旬の筋力値にはT群とC群の間に有意な違いは認められなかった。9月の筋力値はT群がC群に比べて有意に大きく、またT群の9月の筋力値は7月の筋力値に比べ有意に大きいものであった。S群の筋力値は7月と9月で有意な違いは認められず、ともにT群、C群のそれより有意に大きかった。歩行速度については、T群についてのみ有意なタイムの短縮が認められた。重心動揺については、グループ間で比較した場合には有意な違いはなかったが、大幅な動揺の縮小がT群の数名について観察された。また、足取り測定においてもT群において有意な歩幅の増大、進行方向に向かっての足跡の直線性増加などが得られた。これらの結果は、水中歩行トレーニングが脚筋力の増加をもたらし、同時に、歩行速度上昇、歩行時の蛇行の縮小など歩行機能の改善と思われる現象を引き出す有効な手段となることを示唆している。トレーニングに参加した被験者から、『足取りがしっかりした』、『階段でつまづかなくなった』などの感想が得られたことも水中歩行の有効性を示すものと思われ、今後、機能改善に最良の方法をマニュアル化することが課題であると考えられる。
江戸幕府の公文書管理に関する基礎的研究

年度計画にもとづき、東京都、群馬県、山梨県、長野県などの史料保存利用機関において、江戸幕府の公文書に関する文献と史料の調査を行った。具体的には、幕府・朝廷間、幕府・藩間、幕府・旗本間、幕府・寺社間、幕府・町間、幕府・村間でやりとりされた史料に注目して調査・収集を行った。今年度は最終年度であるため、これまでの調査の成果を、文献と史料に大分類したうえで、上記のやりとりをもとにした小分類を用いて目録化した。地域史研究の進展の差や、調査地の制約などにより、目録は必ずしも完成されたものにはなっていない。しかし分類法を整理と、基礎的文献や基礎的史料を把握した意義は大きいと思われる。今後、対象地域や機関を拡大することにより目録を充実化させていきたい。これらの史料調査・分析の過程で、日本近世において、18世紀前半に8代将軍徳川吉宗によって展開された享保改革が、江戸幕府の公文書管理の重要な画期であったことが、あらためて確認されるとともに、吉宗の腹心ともいうべき大岡忠相が公文書政策に重要な役割を果していたことが明らかとなった。すなわち、大岡は町奉行時代に江戸の法令を集め、整理した『撰要類集』を編さんするなど幕府の情報蓄積に努め、その後寺社奉行に異動するとともに、公文書の持ち回りシステムを確立したのである。全国の代官所への公文書作成の指示もあわせて、享保改革の重要性があらためて確認された。江戸幕府の公文書管理の実態を解明するために、本年度は(1)江戸幕府および幕政にかかわる史料、(2)諸藩における幕府との文書のやりとりにかかわる史料、(3)農村における幕府との文書のやりとりにかかわる史料、について調査・分析を行った。(1)については、『徳川実紀』『徳川禁令考』『日本財政経済史料』などの基本史料の他、『政談』『民間政要』『地方凡例録』『大岡越前守忠相日記』など、官僚や知識人の著作を読解した。いまだ作業の途中であるが、これらの史料を通して、18世紀前半の享保の改革が公文書システムの整備の重要な画期であることが確認された。(2)については、東京の徳川村政史研究所、東京大学史料編纂所、国文学研究資料館史料館、都外では兵庫県小野市立好古館、三重県四日市市史編さん室などの所蔵史料を蒐集・分析した。このうち、幕府の公文書管理とは直接かかわらないものの、小野市立好古館所蔵一柳家文書の中に、寛永期の転封・分知のさいに城付(国有)の財産書上と、家産分割のリストを作成していたことが明らかになった(拙稿「寛永期における一柳氏の転封と分知」『相剋の中世』東京堂出版、2000年刊行)。(3)については東京周辺の農村文書を蒐集・分析した。この結果、同地域では、近世前期の検地帳や年貢関係史料の他、中期に幕府法令を蓄積する機能をもった御用留帳類が整備されたことが明らかになった。江戸幕府の公文書管理の実態を解明するために、本年度は、(1)幕府関係文書(『徳川実紀』『徳川禁令考』『日本財政経済史料』など)(2)政治家や知識人の著作(荻生徂徠『政談』、室鳩巣『兼山秘策』、松平定信『宇下人言』、水野為長『よしの册子』、松浦静山『甲子夜話』など)の読解を進めた。この点に関して、昨年度は18世紀前半の享保改革が官僚機構の整備、法制度の整備と並ぶ公文書管理システムの整備の時期であった実態を指摘した。本年度は、これに続く18世紀後半の寛政改革もまた公文書管理システム整備の重要な画期であることを明らかにした。すなわち、寛政改革の公文書管理政策が(i)各大名家、旗本家に幕府の公文書を持ち帰ることを禁止し、幕府に情報を集中的に蓄積するとともに、これを機密化し、さらに(ii)幕府公文書の廃棄の際にも情報漏洩防止政策が検討されたことを解明した。幕府の公文書政策は、享保改革から寛政改革にかけて「情報の蓄積から機密化へ」という方向で進められたといえるのである.

これらの研究成果は、史学会第98回大会近世史部会報告「享保改革の歴史的位置」(2000年11月12日東京大学)の一部として発表した。江戸幕府の公文書管理の実態を解明するために、本年度は幕府関係文書(前年度にひきつづき『徳川実紀』『日本財政経済史料』のほか、『御触書集成』など)の読解を進めるとともに、公文書管理に関する政治家や知識人の著作(大岡忠相『大岡越前忠相日記』、小野直方『官符御沙汰略記』、勝海舟『吸塵録』など)の読解を進めた。この作業と並行して江戸幕府の公文書管理に関する史料リスト、論文リストの作成も行った。これらの作業を通して、江戸幕府が情報の収集・蓄積から機密化していく課程を具体的に明らかにし、「享保改革の歴史的位置」(藤田覚編『幕藩制改革の展開』山川出版社、2001年11月刊)の一部として成稿した。年度計画にもとづき、東京都、群馬県、山梨県、長野県などの史料保存利用機関において、江戸幕府の公文書に関する文献と史料の調査を行った。具体的には、幕府・朝廷間、幕府・蕃間、幕府・旗本間、幕府・寺社間、幕府・町間、幕府・村間でやりとりされた史料に注目して、調査・収集を行った。今年度は最終年度であるため、これまでの調査の成果を、文献と史料に大分類したうえで、上記のやりとりをもとにした小分類を用いて目録化した。地域史研究の進展の差や、調査地の制約などにより、目録は必ずしも完成されたものにはなっていない。しかし、分類法を整理し、基礎的文献や基礎的史料を把握した意義は大きいと思える。今後、対象地域や機関を拡大することにより目録を充実化させていきたい。これらの史料調査・分析の過程で、日本近世において、18世紀前半に8第将軍徳川吉宗によって展開された享保改革が江戸幕府の公文書管理の重要な画期であったことが、あらためて確認されるとともに、吉宗の腹心ともいうべき大岡忠相が公文書政策に重要な役割を果たしていたことが明らかになった。すなわち、大岡は町奉行時代に江戸の法令を集め整理した『撰要類集』を編さんするなど幕府の情報蓄積に努め、その後寺社奉行に異動するとともに、公文書の持ち回りシステムを確立したのである。全国の代官所への公文書作成の指示もあわせて、享保改革の重要性が、あらためて確認された。
シリコン系薄膜の光吸収スペクトル評価による局在準位起源の解明に関する研究

アモルファスシリコンの製膜条件と微結晶シリコンの製膜条件との境界領域で作製したシリコン薄膜における光吸収スペクトルを光熱ベンディング分光法により測定し、光子エネルギー1.4eVを中心とする1.1eVから1.6eVで観測された新しい光吸収について、その起源を調べるための研究を行った。光照射により光吸収が減少するなどの実験結果より、シリコン薄膜中に存在する極微小(4nm以下)のシリコン結晶粒が光吸収の起源と考えられる。本年度は当初、アモルファスSiの製膜条件と微結晶Siの製膜条件との境界領域で作製したSi(以下、proto-crystalline Si)薄膜おける光子エネルギー1.4eVを中心とする1.11.6eVの光吸収(以下、局在準位吸収と記述)について、局在準位のバンド端からの位置を探るため、光熱ベンディング分光法による光吸収スペクトル測定を、主としてpおよびn型にドーピングしてフェルミエネルギーの位置を制御した試料を対象に行う予定であった。しかしながら、この局在準位吸収の発現が、申請当時に見いだしたホットワイヤーCVD法で作製したproto-crystalline Si薄膜でのみ観測されるものか、あるいは他の作製法で製膜したproto-crystalline Si薄膜にも観測されるものかを押さえておくことは、現象の普遍性を調べる上で重要な点であると考えられる。この観点から本年度は、Si系薄膜の製膜法として産業界で主流を成しているプラズマCVD法にて作製したproto-crystalline Siでも局在準位吸収が観測されるかどうかについて調べ、以下の結果を得た。ホットワイヤーCVD法だけでなくVHFプラズマCVD法により作製したproto-crystalline Siでも光熱ベンディング分光法で測定した光吸収スペクトルにおいて、フォトンエネルギー1.11.6eVの領域に局在準位吸収を観測した。このことにより、proto-crystalline Siにおける局在準位吸収は製膜法に依存しない特性であることが分かった。また、光吸収スペクトルの大気暴露効果について調べ、VHFプラズマCVD法により製膜した試料の光吸収スペクトルでは、光吸収係数αが1×10^1cm^<-1>から5×10^1cm^<-1>に増加し、Hot-Wire CVD法により製膜した試料の大気暴露効果とは逆の現象が生じることを見いだした。アモルファスSiの製膜条件と微結晶Siの製膜条件との境界領域で作製したSi(以下、proto-crystalline Si)薄膜おける光子エネルギー1.4eVを中心とする1.11.6eVの光吸収(以下、局在準位吸収と記述)について、昨年度の後半は暗中での大気暴露効果について調べ、Hot-Wire CVD法により製膜した試料では局在準位吸収の光吸収係数αが5×10^1cm^<-1>から2×10^1cm^<-1>まで減少することを見いだした。このことは、局在準位の起源などを明らかにするための重要な情報と判断し、今年度は光吸収スペクトルの光照射による変化に関し大気暴露の有無による違いを調べ、以下の知見を得た。光熱ベンディング分光法によるproto-crystalline Siの光吸収スペクトル測定により、10^<-3> torrの真空中での光照射(100mW/cm^2、A.M.-1.5)では、局在準位吸収の光吸収係数αが5×10^1cm^<-1>から3×10^1cm^<-1>までの減少にとどまり、大気中での光照射によりαが3×10^1cm^<-1>から2×10^1cm^<-1>までさらに減少することを見出した。また、大気中での光照射後における局在準位吸収の光吸収係数と、暗中での大気暴露のみ行った試料の局在準位吸収の光吸収係数は同程度(2×10^1cm^<-1>)であることが分かった。これらの結果より、proto-crystalline Siにおける局在準位吸収の起源として、製膜中もしくは製膜後の膜中に取り込まれた酸素または水蒸気に関連する不純物が考えられることを示した。すなわち、この不純物がproto-crystalline Siのバンドギャップ内に不純物準位を形成し、これが光吸収のセンターとなる可能性を示唆した。アモルファスシリコンの製膜条件と微結晶シリコンの製膜条件との境界領域で作製したシリコン薄膜における、光子エネルギー1.4eVを中心とする1.11.6eVの光吸収(以下、局在準位吸収と記述)について、局在準位の起源および発現メカニズムを探るため、光熱ベンディング分光法による光吸収スペクトル測定を、昨年度に引き続いて製膜条件(ガス流量および水素希釈率など)を変えて作製した試料を対象に試みた。また、局在準位吸収の起源を探るため、シリコン薄膜中におけるシリコン結晶粒径の下限値についての熱力学的な知見に関する情報収集も行った。光熱ベンディング分光法による光吸収スペクトル測定により、10^<-3> torrの真空中

ならびに大気中での光照射(100mW/cm^2、A.M.-1.5)により、作製したすべてのproto-crystalline Siにおいて局在準位吸収の光吸収係数αが減少することが、定性的に再現することを確認した。また、大気中での光照射後における局在準位吸収の光吸収係数と、暗中での大気暴露のみ行った試料の局在準位吸収の光吸収係数は同程度となる(一例として2×10^1cm^<-1>)であることも再現した。一方、文献調査により、シリコン薄膜中におけるシリコン結晶粒径の下限値が3nmから4nmであることを見いだした。以上の結果より、proto-crystalline Siにおける局在準位吸収の起源として、シリコン薄膜中に存在する極小(3nmから4nm程度)のシリコン結晶粒が、ひとつの候補として挙げられる。さらに、この局在準位吸収が光照射により減少するメカニズムとして、上記のシリコン微小結晶粒は熱力学的に不安定であるため、光照射や膜の酸化などの外部刺激によりアモルファス構造中に取り込まれ、結晶として安定的に存在できなくなったためと考えられる。