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授業科目名
担当教官
ナノデバイス工学特論
松本  俊/鳥養 映子/堀  裕和
時間割番号
単位数
コース
履修年次
期別
曜日
時限
322144 2 (未登録) 1 後期 I
[概要と目標]
電子技術の新時代を開くと期待されるナノデバイスついて,基盤構造を与える(1)半導体量子構造と電子系の振る舞いおよびその製造と計測,その機能の理解の基礎となる(2)電磁場と電子系の相互作用による信号・情報伝達過程とその制御,さらに新機能をもたらすことが期待される(3)スピン制御と応用のテーマに分け,電子系の量子的振る舞いと電磁相互作用およびスピンをキーワードにして,それぞれの話題を関連付けながら,ナノデバイスを考察するための基礎知識を習得するとともに,磁性半導体,近接場光学,スピンエレクトロニクスの発展的な話題を解説する.あわせて,ナノデバイスに関わる基礎技術として,半導体構造製作,各種計測,超高真空などの技術を概説する.

・基礎論 (ナノデバイスの基礎:内容全体の半分強程度)
(1)半導体構造から見たナノデバイスの展開,量子井戸と電子状態,エピタキシー技術
(2)電磁相互作用と信号・情報伝送から見たナノデバイスの展開,プローブ顕微鏡の仕組み
(3)スピンから見たナノデバイスの展開,電子スピンと磁性の基礎,超高真空技術

・専門的知識 (話題を含めて内容全体の半分弱程度)
(1)量子半導体構造と電子系の振る舞い,量子ホール効果,低次元電子ガス,量子構造の光物性,巨大磁気抵抗,ナノデバイス製作技術,各種測定技術
(2)ナノデバイスの計測と走査型プローブ顕微鏡,近接場光学とナノデバイスの計測・制御,ナノデバイスにおける量子光学過程,光の角運動量とスピン制御
(3)交換相互作用,表面界面とナノ構造の磁性,スピン構造の計測,低温技術

・話題 (適宜選択)
(1)磁性半導体の展開,結晶の磁気物性,スピン超格子,磁気光学効果
(2)量子計測と情報の輸送,クーロンブロッケードと光アシストトンネル現象,光近接場励起伝達デバイスの可能性
(3)さまざまなスピンデバイス,表面スピンとスピン構造の創出
[必要知識・準備]
学部の電子デバイス,電磁気学,量子力学の知識があることが望ましい.
[評価基準]
指定された課題についてのレポートにより成績評価する.授業への取組みを考慮する.
[教科書]
(未登録)
[参考書]
  1. 半導体量子構造,ナノ領域の計測技術,近接場光学,スピンに関連する専門書を適宜推薦
[講義項目]
松本,堀,鳥養がそれぞれ4回の講義を順に担当する.

項目の位置付け:(基)基礎,(専)専門 (話)話題

1.半導体構造から見たナノデバイスの展開(基),量子井戸と電子状態(基),エピタキシー技術(基)
2.量子半導体構造と電子系の振る舞い(専),量子ホール効果(専),低次元電子ガス(専),
3.量子構造の光物性(専),巨大磁気抵抗(専),ナノデバイス製作技術(専),各種測定技術(専)
4.磁性半導体の展開,結晶の磁気物性(話),スピン超格子(話),磁気光学効果(話)

5.電磁相互作用と信号・情報伝送から見たナノデバイスの展開(基),プローブ顕微鏡の仕組み(基)
6.近接場光学とナノデバイスの計測・制御(専) ,量子計測と情報の輸送(話)
7.ナノデバイスの計測と走査型プローブ顕微鏡(専),クーロンブロッケードと光アシストトンネル現象(話),
8.ナノデバイスにおける量子光学過程(専),光の角運動量とスピン制御(専),光近接場励起伝達デバイスの可能性(話)

9.スピンから見たナノデバイスの展開(基),電子スピンと磁性の基礎?(基)
10.電子スピンと磁性の基礎?(基),交換相互作用(専),表面界面とナノ構造の磁性(専)
11.スピン構造の計測(専) ,超高真空技術(基),低温技術(専)
12.さまざまなスピンデバイス(話),表面スピンとスピン構造の創出(話)