物質科学入門

理工学部 - 機能創造理工学科

SEA66600

コース情報

担当教員: 桑原 英樹

単位数: 2

年度: 2024

学期: 春学期

曜限: 水3

形式: 対面授業

レベル: 300

アクティブラーニング: なし

他学部履修: 不可

評価方法

レポート

10%

定期試験

定期試験期間中

45%

中間試験

授業期間中

45%

その他

中間および期末試験,レポートで総合的に評価する。

0%

詳細情報

概要

物性物理学は物質が持つ様々な性質(電気の流れ易さ,色,暖まり易さ等)を明らかにしようとする学問であり,物質を構成する個々の原子や分子自身ではなく,これら粒子が巨視的な数集まることによって現れる現象を対象とする。 講義では量子力学の復習・周期表から始め,原子結合,結晶・バンド構造,回折現象,格子振動といった電子デバイス・材料物性の基礎となる項目を学んでいく。また,関連した最新の科学トピックスも随時紹介し,ハイテク機器・ハイテク材料も分かりやすく解説する。本講義を通じて,機能創造理工学科のカリキュラムポリシーの一部である「物理学への深い理解を基礎に・・」に相当する部分を習得する。

目標

電子デバイス・材料物性の基礎となる物質科学の基本的な概念を理解することで,機能創造理工学科のディプロマ・ポリシーである「新たな物理的価値観の獲得や機能の創造に繋がる独創的技術の開発に貢献できる」という部分の基礎を身につけられるようになる。

授業外の学習

授業中に理解が不十分だった項目に関連する教科書や文献を読み復習する。また講義中に出された課題を解いて理解を深める。復習および課題に要する時間は各々1-2時間程度を目安とする。

所要時間: 200分

スケジュール

  1. 以下は予定であり,授業の進捗状況により各テーマの回数は変更することがありうる 原子の電子構造
  2. 波動関数と軌道
  3. 原子の周期配列
  4. 回折実験と逆格子
  5. フーリエ変換と結晶構造解析
  6. 中間試験
  7. 格子振動
  8. フェルミ気体
  9. フェルミ面
  10. 電子比熱
  11. スピン帯磁率
  12. バンド理論-1 自由電子近似
  13. バンド理論-2 タイトバインディング法
  14. ブロッホの定理

教科書

参考資料等はMoodleで配布する

    参考書

    • 固体物理学入門上・下

      著者: C. Kittel

      出版社: 丸善

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