授業科目名	電子物性工学及び実習
時間割番号	UEE254
担当教員名	村中　司
開講学期・曜日・時限	後期・月・III-1-IV-1	単位数	3
＜対象学生＞
工学科２年次以上
＜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、固体材料のさまざまな電子物性について学びます。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>工学科向け 記号 コンピテンシー（能力・資質） 説明   工-A 専門 ②専門的知識 専門分野の基礎的知識を体系的に理解して説明 ◎
＜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 工学 1 代表的な結晶構造を説明できる。 工-A 2 格子振動モデルを説明できる。 工-A 3 固体の熱的性質について説明できる。 工-A 4 古典的電子伝導モデルを説明できる。 工-A 5 固体の構造と粒子統計の基礎的内容を説明できる。 工-A 6 金属、半導体、絶縁体のバンド構造を説明できる。 工-A 7 真性半導体や不純物半導体について説明できる。 工-A 8 上記の専門知識を用いてpn接合ダイオードや電界効果トランジスタの動作原理を説明できる。 工-A
＜成績評価の方法＞
目標No 割合 評価の観点 1 10% 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。 2 10% 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。 3 10% 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。 4 10% 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。 5 15% 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。 6 15% 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。 7 15% 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。 8 15% 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＞
授業実施形態は面接授業（対面授業）とする。教科書や事前配布資料などをもとに各自で予習をした上で授業へのぞんでもらう。授業は主に板書によって進めるが、演習や演示実験などを行い授業内容に対する理解を深め応用力を身に付けてもらう。授業後はレポート課題などに取り組み授業内容を復習することで知識の定着を促す。また、小テストや総括評価を行うことで、自身の理解度を常に把握しながら勉学に取り組めるようにする。
＜受講に際して・学生へのメッセージ＞
授業内容を理解するためには数学や物理学の知識も必要となるため、「微分積分学」「基礎物理学(力学)」へ真剣に取り組み授業内容を理解することが望ましい。
＜テキスト＞
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＞
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)
＜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：教科書指定範囲に目を通しておく。 事後：課題・演習問題を解く。 授業内容 結晶の結合力、空間格子などについて解説する。 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：教科書指定範囲に目を通しておく。 事後：課題・演習問題を解く。 授業内容 ブラベー格子、代表的な結晶構造などについて解説する。 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：教科書指定範囲に目を通しておく。 事後：課題・演習問題を解く。 授業内容 同種原子からなる一次元格子振動について解説する。 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：教科書指定範囲に目を通しておく。 事後：課題・演習問題を解く。 授業内容 二種類の原子からなる一次元格子振動、格子振動の量子化などについて解説する。 5 タイトル 固体の熱的性質 事前学習 事後学習 事前：教科書指定範囲に目を通しておく。 事後：課題・演習問題を解く。 授業内容 固体の比熱、固体の熱伝導などについて解説する。 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：教科書指定範囲に目を通しておく。 事後：課題・演習問題を解く。 授業内容 自由電子、ドリフト速度、緩和時間、移動度などについて解説する。 7 タイトル 量子力学の基礎 事前学習 事後学習 事前：教科書指定範囲に目を通しておく。 事後：課題・演習問題を解く。 授業内容 物質の粒子性と波動性、不確定性原理、シュレディンガーの波動方程式などについて解説する。 8 タイトル 中間評価：総括・まとめ 事前学習 事後学習 事前：教科書指定範囲に目を通しておく。 事後：課題・演習問題を解く。 授業内容 ここまでの総括とまとめを行い、理解度を評価する。 9 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：教科書指定範囲に目を通しておく。 事後：課題・演習問題を解く。 授業内容 金属の自由電子モデルなどについて解説する。 10 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：教科書指定範囲に目を通しておく。 事後：課題・演習問題を解く。 授業内容 結晶内における電子の運動などについて解説する。 11 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：教科書指定範囲に目を通しておく。 事後：課題・演習問題を解く。 授業内容 金属、半導体、絶縁体のバンド構造について解説する。 12 タイトル 半導体① 真性半導体 事前学習 事後学習 事前：教科書指定範囲に目を通しておく。 事後：課題・演習問題を解く。 授業内容 真性半導体について解説する。 13 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：教科書指定範囲に目を通しておく。 事後：課題・演習問題を解く。 授業内容 不純物半導体(n型半導体、p型半導体)、ホール効果などについて解説する。 14 タイトル 半導体③ 半導体デバイスの基礎 事前学習 事後学習 事前：教科書指定範囲に目を通しておく。 事後：課題・演習問題を解く。 授業内容 pn接合ダイオード、電界効果トランジスタなどについて解説する。 15 タイトル 最終評価：総括・まとめ 事前学習 事後学習 事前：教科書指定範囲に目を通しておく。 事後：課題・演習問題を解く。 授業内容 本講義の総括とまとめを行い、最終評価を行う。 16 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 17 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 18 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 19 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 20 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 21 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 22 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 23 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 24 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 25 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 26 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 27 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 28 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 29 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容 30 タイトル 事前学習 事後学習 授業内容
＜前年度授業に対する改善要望等への対応＞
新規開講科目
＜備考＞
(未登録)