シラバス参照
|
シラバス参照
|
| 科目一覧へ戻る | 2024/09/20 現在 |
|
開講科目名 ／Course |
固体物理学Ｂ／Solid State Physics B | ||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
時間割コード ／Course Code |
S1407050_S1 | ||||||||||||||||||||||||||||
|
開講所属 ／Course Offered by |
システム工学部／Faculty of Systems Engineering | ||||||||||||||||||||||||||||
|
ターム・学期 ／Term・Semester |
2024年度／Academic Year 第1クォーター／1Q | ||||||||||||||||||||||||||||
|
曜限 ／Day, Period |
月／Mon 3 | ||||||||||||||||||||||||||||
|
開講区分 ／Semester offered |
第1クォーター／1Q | ||||||||||||||||||||||||||||
|
単位数 ／Credits |
1.0 | ||||||||||||||||||||||||||||
|
学年 ／Year |
3,4 | ||||||||||||||||||||||||||||
|
主担当教員 ／Main Instructor |
秋元 郁子 | ||||||||||||||||||||||||||||
|
科目区分 ／Course Group |
_ | ||||||||||||||||||||||||||||
|
授業形態 ／Lecture Form |
講義 | ||||||||||||||||||||||||||||
|
教室 ／Classroom |
北１号館Ａ２０３／北１号館Ａ２０３ | ||||||||||||||||||||||||||||
|
開講形態 ／Course Format |
|||||||||||||||||||||||||||||
|
ディプロマポリシー情報 ／Diploma Policy |
|
|
教員名 ／Instructor |
教員所属名 ／Affiliation |
|---|---|
| 秋元 郁子 | システム工学部（教員） |
|
授業の概要・ねらい ／Course Aims |
本講義では、原子や分子が周期的に配列した結晶における電子物性の基礎を学修する。金属結晶中の電子や半導体結晶中の電子の状態を量子力学と統計力学を基礎として理解し、各種デバイスに利用される材料と電子物性の特徴を理解することがねらいである。 |
|---|---|
|
到達目標 ／Course Objectives |
・量子力学に基づき、電子の状態を理解すること ・結晶に特有の電子の状態やエネルギー構造について理解すること ・電子の統計的振る舞いについて理解すること |
|
成績評価の方法・基準 ／Grading Policies/Criteria |
数回課すレポートと単位認定試験の得点を総合して評価する。概ね、レポート点40％、試験得点60％の割合で算出する。 |
|
教科書 ／Textbook |
Introduction to Solid State Physics (英語) 、Charles Kittel著、Wiley; 第8版、ISBN:978-0471415268 固体物理学入門 【上】、チャールズ・キッテル著、丸善 第8版、ISBN: 978-4621076531 |
|
参考書・参考文献 ／Reference Book |
半導体の物理 (培風館 半導体工学シリーズ) 1991/11/1 （ISBN：978-4563032999）御子柴 宣夫 ＊授業では直接使用しませんが、時間外学修の際に参考になります。 |
|
履修上の注意 ・メッセージ ／Notice for Students |
固体物理学は、これまで学んできた知識を総動員して学ぶ内容になるので、講義内容の復習のみならず、教科書を読みこんで理解する努力が必要である。適宜、関連科目の教科書を読むなどして、これまで履修した科目の復習もやって、総合的に理解することを心がけること。 また、学術的英語に慣れるためにも原著の教科書を読んでみることを推奨する。 |
|
履修する上で必要な事項 ／Prerequisite |
固体物理学A, 量子力学IA/IBを履修していることが望ましい |
|
履修を推奨する関連科目 ／Related Courses |
固体物理学A, 物理数学, 量子力学IA/IB, 量子力学IIA/IIB, 統計力学I/II, 半導体工学I/II |
|
授業時間外学修についての指示 ／Instructions for studying outside class hours |
・固体物理学A, 量子力学IA/IBで学んだ内容を復習すること ・教科書を読み進め、繰り返し学修すること |
|
その他連絡事項 ／Other messages |
該当なし |
|
授業理解を深める方法 ／How to deepen your understanding of classes |
固体物理学は、これまで学んできた知識を総動員して学ぶ内容になるので、よくわからないことが出てきた場合は、それまでの理解が不十分であることがよくある。電磁気学、量子力学等の復習をしっかりやって、複数の領域にまたがる分野を理解することを心がけること。 【「アクティブ・ラーニング」実施要項 ⑨】 |
|
オフィスアワー ／Office Hours |
１Q: 月曜日 4コマ B405 |
|
科目ナンバリング ／Course Numbering |
S13023J11100C352，S13023J11100N337 |
| No. | 回（日時） ／Time (date and time) |
主題と位置付け ／Subjects and instructor's position |
学習方法と内容 ／Methods and contents |
備考（担当） ／Notes |
|---|---|---|---|---|
| 1 | １ | 固体中の電子状態：自由電子ガスモデル | ・固体（結晶）中の原子核と電子のイメージ ・電子波動関数の境界条件と電子状態 ・Pauliの排他則とスピン状態 ・フェルミエネルギー ・Fermi-Dirac分布、その関数形状 |
|
| 2 | ２ | 3次元での自由電子ガスモデルと状態密度 | ・3次元の自由電子モデル ・境界条件と電子状態 ・フェルミ面とフェルミエネルギー ・状態密度 ・Fermi-Dirac分布と状態密度 |
|
| 3 | ３ | 電子の統計性とフェルミ面での電子分布 | ・Fermi-Dirac分布と状態密度 ・分布の温度依存性 ・自由電子の熱容量 |
|
| 4 | ４ | オームの法則と自由電子の散乱 | ・電気伝導率とオームの法則 ・金属の電気抵抗 ・電子の運動量と散乱 ・金属の熱伝導率 |
|
| 5 | ５ | エネルギーバンドとエネルギーギャップ | ・自由電子モデルでのエネルギー分散 ・エネルギーギャップ ・エネルギーバンド構造 ・金属、半導体のエネルギーバンド構造 ・有効質量の定義 |
|
| 6 | ６ | 結晶中を伝搬する電子波動関数 | ・結晶モデルと周期 ・Bloch関数とBlochの定理 ・ワニア関数 ・エネルギーバンドと電子状態 |
|
| 7 | ７ | ブリュリアンゾーンと状態関数 | ・ブリュリアンゾーン（Brillouin Zone）と還元 ・逆格子空間のラベリング（規約表現） ・エネルギーバンドと電子状態 ・フォノンとの比較 |
|
| 8 | ８ | まとめと単位認定試験 |