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授業科目名 マテリアルサイエンス
時間割番号 TEE113
担当教員名 村中 司
開講学期・曜日・時限 後期・月・IV 単位数 2
<対象学生>
(未登録)
<授業の目的>
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。
<本授業科目による獲得・涵養が特に期待されるコンピテンシー>(能力・資質)
工学部>電気電子工学科向け
記号コンピテンシー(能力・資質) 
EE-A専門2.電子デバイス電子物性と量子力学の基礎的事項、半導体材料の電気的、熱的及び光応答特性(バンド構造、抵抗率、移動度、pn型、キャリア生成とキャリア寿命など)について説明できる。
<到達目標>  到達目標とは
目標NO説明コンピテンシーとの対応
EE
1結晶構造について説明できる。EE-A
2格子振動について説明できる。EE-A
3固体の熱的性質について説明できる。EE-A
4古典的電子伝導モデルを説明できる。EE-A
5量子力学の基礎について説明できる。EE-A
6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。EE-A
7金属、半導体、絶縁体のバンド構造を説明できる。EE-A
8真性半導体や不純物半導体について説明できる。EE-A
<成績評価の方法>
目標No割合評価の観点
110%テスト・課題で該当する項目を正しく説明できたか否かを評価する
210%テスト・課題で該当する項目を正しく説明できたか否かを評価する
310%テスト・課題で該当する項目を正しく説明できたか否かを評価する
415%テスト・課題で該当する項目を正しく説明できたか否かを評価する
515%テスト・課題で該当する項目を正しく説明できたか否かを評価する
610%テスト・課題で該当する項目を正しく説明できたか否かを評価する
715%テスト・課題で該当する項目を正しく説明できたか否かを評価する
815%テスト・課題で該当する項目を正しく説明できたか否かを評価する
合計100% 
<授業の方法>
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
<受講に際して・学生へのメッセージ>
(未登録)
<テキスト>
  1. 松澤剛雄, 高橋清, 斉藤幸喜共著, 電子物性 新版, 森北出版, ISBN:9784627772021,
    (2010年出版)
<参考書>
  1. Charles Kittel [著] ; 宇野良清 [ほか] 共訳, 固体物理学入門 上 第8版, 丸善, ISBN:9784621076538,
    (2005年出版)

  2. Charles Kittel [著] ; 宇野良清 [ほか] 共訳, 固体物理学入門 下 第8版, 丸善, ISBN:9784621076545,
    (2005年出版)

  3. 沼居貴陽著, 固体物性入門 : 例題・演習と詳しい解答で理解する, 森北出版, ISBN:9784627773912,
    (2007年出版)
<授業計画の概要>
1タイトル結晶構造① 結晶の結合力、空間格子 他
事前学習
事後学習
事前学習:事前にMoodleに掲示された講義資料より、学習内容を確認します
事後学習:事後学習課題に取り組み、レポートとしてMoodleに提出します
授業内容結晶の結合力、空間格子について学習します
2タイトル結晶構造② ブラベー格子、代表的な結晶構造 他
事前学習
事後学習
事前学習:事前にMoodleに掲示された講義資料より、学習内容を確認します
事後学習:事後学習課題に取り組み、レポートとしてMoodleに提出します
授業内容ブラベー格子、代表的な結晶構造について学習します
3タイトル格子振動① 同種原子からなる一次元格子振動
事前学習
事後学習
事前学習:事前にMoodleに掲示された講義資料より、学習内容を確認します
事後学習:事後学習課題に取り組み、レポートとしてMoodleに提出します
授業内容同種原子からなる一次元格子振動について学習します
4タイトル格子振動② 二種類の原子からなる一次元格子振動 他
事前学習
事後学習
事前学習:事前にMoodleに掲示された講義資料より、学習内容を確認します
事後学習:事後学習課題に取り組み、レポートとしてMoodleに提出します
授業内容二種類の原子からなる一次元格子振動について学習します
5タイトル固体の熱的性質
事前学習
事後学習
事前学習:事前にMoodleに掲示された講義資料より、学習内容を確認します
事後学習:事後学習課題に取り組み、レポートとしてMoodleに提出します
授業内容固体の熱的性質について学習します
6タイトル古典的電子伝導モデル
事前学習
事後学習
事前学習:事前にMoodleに掲示された講義資料より、学習内容を確認します
事後学習:事後学習課題に取り組み、レポートとしてMoodleに提出します
授業内容古典的電子伝導モデルについて学習します
7タイトル量子力学の基礎① 物質の粒子性と波動性 他
事前学習
事後学習
事前学習:事前にMoodleに掲示された講義資料より、学習内容を確認します
事後学習:事後学習課題に取り組み、レポートとしてMoodleに提出します
授業内容物質の粒子性と波動性について学習します
8タイトル中間評価:総括・まとめ
事前学習
事後学習
事前学習:1-7の内容を学習しておいて下さい
事後学習:中間評価に関連する事項を事後学習して下さい
授業内容講義前半(1-7)の総括・まとめを行います
9タイトル量子力学の基礎② シュレディンガーの波動方程式 他
事前学習
事後学習
事前学習:事前にMoodleに掲示された講義資料より、学習内容を確認します
事後学習:事後学習課題に取り組み、レポートとしてMoodleに提出します
授業内容シュレディンガーの波動方程式について学習します
10タイトル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
事前学習
事後学習
事前学習:事前にMoodleに掲示された講義資料より、学習内容を確認します
事後学習:事後学習課題に取り組み、レポートとしてMoodleに提出します
授業内容金属の自由電子モデルについて学習します
11タイトル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
事前学習
事後学習
事前学習:事前にMoodleに掲示された講義資料より、学習内容を確認します
事後学習:事後学習課題に取り組み、レポートとしてMoodleに提出します
授業内容結晶内における電子の運動について学習します
12タイトル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
事前学習
事後学習
事前学習:事前にMoodleに掲示された講義資料より、学習内容を確認します
事後学習:事後学習課題に取り組み、レポートとしてMoodleに提出します
授業内容金属、半導体、絶縁体のバンド構造について学習します
13タイトル半導体① 真性半導体
事前学習
事後学習
事前学習:事前にMoodleに掲示された講義資料より、学習内容を確認します
事後学習:事後学習課題に取り組み、レポートとしてMoodleに提出します
授業内容真性半導体について学習します
14タイトル半導体② 不純物半導体 他
事前学習
事後学習
事前学習:事前にMoodleに掲示された講義資料より、学習内容を確認します
事後学習:事後学習課題に取り組み、レポートとしてMoodleに提出します
授業内容不純物半導体について学習します
15タイトル最終評価:総括・まとめ
事前学習
事後学習
事前学習:9-14の内容を学習しておいて下さい
事後学習:最終評価に関連する事項を事後学習して下さい
授業内容講義後半(9-14)の総括・まとめを行います
<備考>
(未登録)