山梨大学電子シラバス

授業科目名

担当教員

基礎材料科学

米山　直樹

時間割番号

単位数

コース

履修年次

期別

曜日

時限

TAC203

(未登録)

前期

金

［概要］

量子力学を代表とする基礎学問の進歩とともに近代の材料科学は爆発的な発展を遂げ，日常生活に多大な影響を及ぼしてきた．材料の大半は固体であり，その一翼を担うのは周期構造という特徴を有する結晶である．本講義は，量子力学に十分習熟していない学生が材料科学の根幹知識となる金属電子論と結晶化学の基礎を理解するためのものである．さらに2年後期開講授業の"材料物性"に代表される，より高度かつ包括的な材料系科目への橋渡しの役割を担う．

［具体的な達成目標］

金属と絶縁体の電気特性の違いを，バンド理論を用いて説明できる． 結晶の周期性が，その構造と物性において重要な特徴であることを説明できる．

［必要知識・準備］

1年次の微分積分学I, II, 線形代数学I, II, 基礎物理化学I, II, 基礎物理学Iのすべてを履修していることが望ましい．応用化学科以外の履修者はその限りでないが量子力学と化学結合論の基礎知識を有することが望ましい．

［評価方法・評価基準］

No	評価項目	割合	評価の観点
1	試験：期末期	40 %	授業内容への理解度を評価する
2	試験：中間期	20 %	授業前半への理解度を評価する
3	小テスト／レポート	40 %	毎回授業の最後に復習のための小テストを行う

［教科書］

［参考書］

［講義項目］

金属電子論の基礎 -電子系の話- 1. 材料科学 2. 自由電子モデル (Drude model) 3. フェルミ統計の導入 4. 周期ポテンシャルの導入 (量子力学の準備) 5. ほとんど自由な電子モデル 6. 化学者にわかりやすい方のもう一つのバンド理論 (強結合近似) 7. 中間評価とこれまでの総括及び試験問題の解説 結晶化学の基礎 -格子系の話- 8. 分子の対称性 (群論入門) 9. 2次元格子と3次元格子 (結晶群入門) 10. 繰り返し構造の持つ威力 (光の回折実験とX線回折発見の歴史) 11. X線回折 12. 格子振動 (格子比熱，アインシュタインモデルとデバイモデル) 材料科学の基礎 -電子物性の話- 13. 半導体デバイス 14. 誘電体・磁性体・超伝導体 15. 総括評価及び試験問題の解説

［教育方法］

授業はpowerpointを使用して進める． 授業で用いるpowerpointは重要語句が穴埋め形式になっており，授業一週間前までにCNSにてpdfファイルを電子配布する．各自プリントアウトまたは電子機器を利用して授業にのぞむ． 毎回授業の最後に小テストを行う． いくつかのエキシビション実験を行う．

［JABEEプログラムの学習・教育目標との対応］

(未登録)

［その他］

(未登録)