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授業科目名
担当教員
マテリアルサイエンス
村中 司
時間割番号
単位数
コース
履修年次
期別
曜日
時限
TEE113 2 (未登録) 1 後期 IV
[概要]
さまざまな電子デバイスは、それを構成する物質中の原子、分子、電子などの微小な粒子や光などの振る舞いを巧妙に利用してデバイスの機能を発揮しています。この講義では、マテリアル(主に固体材料)のさまざまな性質について学びます。そして、その性質をデバイスでどのように利用しているかについて学びます。デバイスの動作原理を原子、電子レベルで理解できるようにしてください。また、いろいろな材料の性質を論理的に考えることを身につけてください。
[具体的な達成目標]
(ア)結晶構造について説明できる。
(イ)格子振動について説明できる。
(ウ)固体の熱的性質について説明できる。
(エ)古典的電子伝導モデルを説明できる。
(オ)量子力学の基礎について説明できる。
(カ)固体の構造と粒子統計(状態密度、フェルミ-ディラック分布、キャリア密度)を説明できる。
(キ)金属、半導体、絶縁体のバンド構造を説明できる。
(ク)真性半導体や不純物半導体について説明できる。
[必要知識・準備]
高校で習ってきた数学、物理、化学の知識を再確認してください。
微分積分学I、線形代数学,基礎電気理論
[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 35  %[具体的な達成目標]についての達成度を評価する。 
2試験:中間期 35  %[具体的な達成目標]についての達成度を評価する。 
3小テスト/レポート 30  %講義中に提示する課題の達成度を評価する。 
[教科書]
  1. 松澤剛雄、高橋 清、斉藤幸喜, 新版 電子物性, 森北出版, ISBN:978-4627772021
[参考書]
  1. チャールズ キッテル, キッテル固体物理学入門 第8版 <上>, 丸善, ISBN:978-4621076538
  2. チャールズ キッテル, キッテル固体物理学入門 第8版 <下>, 丸善, ISBN:978-4621076545
  3. 沼居 貴陽, 固体物性入門, 森北出版, ISBN:978-4627773912
[講義項目]
第01回 結晶構造(1)結晶の結合力、空間格子 他
第02回 結晶構造(2)ブラベー格子、代表的な結晶構造 他
第03回 格子振動(1)同種原子からなる一次元格子振動
第04回 格子振動(2)二種類の原子からなる一次元格子振動 他
第05回 固体の熱的性質
第06回 古典的電子伝導モデル
第07回 量子力学の基礎(1)物質の粒子性と波動性 他
第08回 中間評価:総括・まとめ
第09回 量子力学の基礎(2)シュレディンガーの波動方程式 他
第10回 固体のエネルギーバンド理論(1)金属の自由電子モデル 他
第11回 固体のエネルギーバンド理論(2)結晶内における電子の運動 他
第12回 固体のエネルギーバンド理論(3)金属、半導体、絶縁体のバンド構造
第13回 半導体(1)真性半導体
第14回 半導体(2)不純物半導体 他
第15回 最終評価:総括・まとめ

上記を予定として、理解度および進捗状況を判断しながら講義を進める。
[教育方法]
(1)物質中の様々な性質、原理を定性的に理解するとともに、数式で表して式の物理的意味を理解できるよう、適宜、演習を行いながら授業を進める。
(2)物質の性質がどのように実際のデバイスに活かされているのかを説明することによって、理解を深めるよう、授業を進める。
[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)