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

上野　慎太郎

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］

無機物、有機物問わず、現実の物質の持つ固有の性質である物性や、材料の示す電気的特性、光学特性、磁気特性など材料の機能性に関する特性の発現には、材料中の電子構造や材料の微細構造が深く関与している。これらを論理的に結び付け、自然界や実験室で目の当たりにする現象に化学的な解釈を与えることができるようになることが本講義の目的である。量子化学、物理学などの基礎的な知識を基に、材料の機能の根幹である材料中での電子の状態を深く考察し、理想的な材料の示す物性・特性を理解するとともに、複数の現象や因子が重なった結果現れる現実の材料の物性・特性との違いを、具体的な例や実演を通しながら学習する。魅力的な材料や最先端のデバイスを知ることで、材料化学が可能にする未来に向けたものづくりに広く興味を持ち、興味を抱いた材料について自ら進んで調査し学習する材料研究の基礎能力を養えるようにする。2年生後期の関連講義、あるいは化学実験や応用化学実験などの実験科目を通して、実践的な化学研究に向けた「橋渡し」を行う。

［具体的な達成目標］

金属～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。
光学特性と電子構造・微細構造の関係性を理解し、身近な光学現象への説明を与えることができる。
磁気特性の起源を理解し、その電子構造の特徴を説明することができる。
無機・有機材料の機能の起源を理論から説明することができ、理論と現実の材料の違いが何に起因するのか推察することができる。
様々な物性・特性を評価したデータから、重要な点を把握することができ、考察することができる。

［必要知識・準備］

1年次設置の基礎無機化学、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 %	無機・有機材料の全般的な機能性や物性について、その原理を説明する理論の基礎が理解できているか、論理的な考察ができているかを評価する
2	試験：中間期	30 %	無機・有機材料の電気的特性について、バンド理論を代表とする基礎理論について理解ができているかを評価する
3	小テスト／レポート	30 %	材料研究において必要となる観察力、調査能力、考察力についてレポート課題による評価を行うとともに、理解度を図る小テストを行う

［教科書］

［参考書］

［講義項目］

1. 材料科学学習への導入
2. 【電気的性質】バンド理論1
3. 【電気的性質】バンド理論2
4. 【電気的性質】導電性材料（金属伝導を示す無機物・有機物と電子構造）
5. 【電気的性質】半導体材料1（無機・有機半導体とその応用デバイス）
6. 【電気的性質】半導体材料2（無機・有機半導体とその応用デバイス）
7. 【電気的性質】誘電体材料（無機・有機絶縁体とその応用デバイス）
8. 電気的性質のまとめ・中間評価
9. 【光学的特性】材料と光学特性1（「透明であること」と材料の電子構造、微細構造）
10. 【光学的特性】材料と光学特性2（光を利用した無機・有機機能性材料）
11. 【磁気特性】磁性材料1（磁性材料の基礎）
12. 【磁気特性】磁性材料2（磁性を利用した材料・デバイス）
13. 【機械的・熱的特性】材料と物性（電子構造および微細構造）
14. その他の機能性材料
15. 総括評価：まとめ

［教育方法］

事前に配布したスライドに沿って講義を進めるが、専門性が高く高度な内容にも触れるため、基礎的な内容については参考書の復習（1年次・基礎無機化学の内容）を必要とする。2回のテストや演習・実演等を行い、昨今活躍する機能性材料に対する理解度のチェックと学習の補助を行う。質問などは随時オフィスでも受け付ける。

［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)