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授業科目名
担当教員
機能デバイス工学
堀 裕和
時間割番号
単位数
コース
履修年次
期別
曜日
時限
TAM315 2 (未登録) 3 後期 I
[概要]
先端材料には,さまざまな装置の構成要素として利用され機能を発揮するものと,材料そのものが特異な機能を発揮するものがある.ミクロからマクロへと幅広いスケールにわたって,先端材料が発揮する機能を総合的に取り扱うためには,機能の本質を理解し,機能を発揮するために必要な諸要素および諸条件を把握しておかなければならない.
 機能デバイス工学では,入門物理,量子力学,電磁気学,熱力学等の物理的基礎をふまえて,機能とはどのような概念であるか,物事が機能するとはどのような物理現象に基づくか,機能を創出するためにはどのような諸条件と環境系が必要となるか,機能が意味を持つのはどのような状況か等の多様な側面について,物理的な分析を行い,これを取り扱う数学的形式と共に学習し,先端材料研究を活用し,新しい機能を発揮させる手法を自ら考案・解析・評価できる素養を身につける.あわせて,現代社会において科学技術の基盤として活躍する代表的な機能デバイスを例として,その構造や機能発現の諸条件を学び,機能創出に関わる総合的な素養を身につけることを目指す..
 基本的な用語については,英単語を併せて使用し,将来の発展的学習に備える.
[具体的な達成目標]
(ア) 現象と観測およびそのスケールを位置づけることができる.
(イ) 機能の本質と機能発現の諸条件を簡単に説明できる.
(ウ) 機能デバイスと機能発現の諸条件を評価することができる.
(エ) 熱力学に基づいて機能を評価することができる.
(オ) 力学現象に基づく機能を簡単に説明できる.
(カ) 電磁現象に基づく機能を簡単に説明できる.
(キ) 量子現象に基づく機能を簡単に説明できる.
(ク) 環境系の振る舞いと役割について簡単に説明できる.
(ケ) 機能デバイスの構成要素の関係性を記述できる.
(コ) 自発的機能を持つ先端材料について簡単に説明ができる.
(サ) 機能におけるエネルギーや情報の流れを理解し簡単な計算ができる.
(シ) 各種機能の分析と評価について基礎的な事項を理解する.
[必要知識・準備]
入門物理,量子力学,電磁気学で学んだ基礎知識を確認し,統計力学で学ぶ内容との関連を理解しながら学習を進めてほしい.また,数学的基礎科目で学んだ内容の展開や,実験で得た経験,さまざまな材料工学に関わる授業とそれを活用する方法について学習した多様な知識とを総合して,機能を考えるように心がけてほしい.先端材料理工学科の他の授業で学んだ内容を基礎とする機能デバイスを念頭に置いて講義を進める.
[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 100  %具体的達成目標に関わる問題を出題し6割以上達成した者を合格とする。 
[教科書]
(未登録)
[参考書]
(未登録)
[講義項目]
1. 現象と観測およびそのスケールについての考察.
2. 機能の本質と機能発現の諸条件.
3. 機能デバイスと機能発現の諸条件.
4. 熱力学に基づく機能の考察.
5. 力学現象と機能.
6. 電磁現象と機能?.
7. 電磁現象と機能?.
8. 量子現象と機能?
9. 量子現象と機能?.
10.環境系の振る舞いと役割.
11.機能デバイスの構成要素.
12.自発的機能を持つ先端材料.
13.機能におけるエネルギーや情報の流れ.
14.各種機能の分析と評価.
15.達成度確認と全体のとりまとめ
[教育方法]
機能の本質とデバイスの構成に関わる諸条件の要点を,物理的イメージから把握するために,本科目のために構成された内容で講義形式の授業を行う.
[JABEEプログラムの学習・教育目標との対応]
(未登録)
[その他]
教科書: 講義は,幅広い基礎概念の中の重要なものを,直感的に把握できるようにするために,オリジナルな構成で行うが,講義中に紹介する様々な優れた教科書を,将来目指す分野に応じて選択し,これを参照して理解を深めるのが望ましい.
参考書: 講義の内容に則して,代表的なものを推薦する.