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授業科目名
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担当教官
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マテリアルサイエンス
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加藤 孝正
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時間割番号
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単位数
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コース
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履修年次
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期別
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曜日
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時限
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| 252037 | 2 | E | 1 | 後期 | 月 | I |
| ［概要と目標］ | ||||||
| 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、すばらしい機能を発揮しています。この講義では、材料（マテリアル）のさまざまな性質について学んでいきます。そしてその性質をさまざまな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、電子レベルで理解することができるようにしてください。また、いろいろな「マテリアル」の性質を物理的に、論理的に考えることを身につけてください。またこの講義をとおして、材料の性質を応用した新しいデバイスはないかと日常考える習慣を身につけてもらえれば、将来の技術者として大いに役立つことでしょう。 | ||||||
| ［必要知識・準備］ | ||||||
| 高校で習ってきた物理、化学の知識を再確認してください。基礎解析�機↓挟霑壇典ね�論、線形代数学などの数学関係の講義で習ったことを復習してください。 | ||||||
| ［評価基準］ | ||||||
| 学習した内容を理解しているかどうかを複数回の試験によって確認します。テストの成績を１００点満点としたときに、平均で６０点以上得点しているとき合格とします。 | ||||||
| ［教科書］ | ||||||
| ［参考書］ | ||||||
| ［講義項目］ | ||||||
| １．電子とその性質 電子の波動性と粒子性 ド・ブロイ波 波数 量子力学入門 波動関数 シュレーディンガーの波動方程式 一次元ポテンシャル井戸内の電子 箱の中の電子 ２．固体の構造 結合力 結晶結合 格子定数 結晶構造 回折 ３．粒子の統計 マックスウェル・ボルツマン分布 フェルミ・ディラック分布 ボーズ・アインシュタイン分布 ４．自由電子モデル 金属・半導体・絶縁体 光電子放出 仕事関数 ５．電気伝導 平均自由行程、ドリフト速度、移動度 金属と半導体の伝導度 ドルーデモデル 散乱 キャリヤ密度 プラズマ振動 ６．誘電的・光学的性質 双極子モーメント 分極（電子、イオン、配向） 誘電分極、誘電緩和 誘電率、周波数依存性、屈折率、電気感受率 強誘電性 圧電効果、焦電効果 ローレンツモデル 誘電関数、複素誘電率 オプトエレクトロニクスデバイス 発光ダイオード、レーザダイオード 光検出器、フォトダイオード 太陽電池 ７．磁性 磁気モーメント 磁化率、透磁率 原子の電子構造、量子数、閉殻、開殻 フントの法則 常磁性、強磁性、反磁性 磁区、磁化率、ヒステリシス 磁気光学効果、ファラデー効果、ゼーマン効果 磁気応用デバイス（ハードディスクなど） ８．超伝導 臨界温度、臨界電流、臨界磁界 マイスナー効果、ジョセフソン効果 超伝導応用デバイス |
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