講義内容詳細:電気物性学Ⅰ

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年度/Academic Year 2022
授業科目名/Course Title (Japanese) 電気物性学Ⅰ
英文科目名/Course Title (English) Theory of Electrical Engineering Materials Ⅰ
学期/Semester 後期 単位/Credits 2
教員名/Instructor (Japanese) 澤邊 厚仁
英文氏名/Instructor (English) SAWABE Atsuhito

講義概要/Course description
 基礎電気物性学及び演習で学んだ知識を元に、固体物理を理解する上で基本となる項目の一つである結晶構造に関する知識の習得と、結晶(固体)中の電子の挙動に関する基礎的な理解を深めることを目的とする。本講義は、3年次に開講される材料・デバイス系科目の基礎となるものである。
達成目標/Course objectives
 電気電子工学において、特に材料・デバイス関連の知識を習得する上で重要な「結晶」に関する様々な基礎知識を身につけると共に、半導体物性の理解にとって必要不可欠な「固体の電子論」に関する基礎知識を習得することを講義の到達目標とする。
履修条件(事前に履修しておくことが望ましい科目など)/Prerequisite
 電気磁気Ⅰ及び演習、電気磁気Ⅱ及び演習、基礎電気物性学及び演習を履修し、単位を取得しておくことが望ましい。
授業計画/Lecture plan
1
授業計画/Class  講義ガイダンス オンライン(オンデマンド)で実施する。
2
授業計画/Class  固体の結晶構造(1) 結晶の定義、単位構造、空間格子、基本細胞、 オンデマンドで行なう。
3
授業計画/Class  固体の結晶構造(2) 結晶の定義:単位細胞 ブラベー格子
4
授業計画/Class  固体の結晶構造(3) Miller指数、原子の稠密充填と充填率(1)
5
授業計画/Class  原子間力と化学結合(1) 原子の稠密充填と充填率(2)、凝集エネルギーと平衡状態、イオン結合結晶
6
授業計画/Class 原子間力と化学結合(2) 共有結合結晶、金属結合結晶、van der Waals結晶
7
授業計画/Class  結晶の不完全性(1) 結晶によるX線回折、結晶の不完全性、点欠陥(原子空孔、格子間原子、不純物)
8
授業計画/Class  結晶の格子欠陥(2) 線欠陥(転位、刃状転位、らせん転位、ミスフィット転位)
9
授業計画/Class  結晶の格子欠陥(3) 面欠陥(積層欠陥、表面、粒界)                         
 格子振動と比熱
10
授業計画/Class  固体の電子論(1) 金属の自由電子論(古典論、量子論)
11
授業計画/Class  固体の電子論(2) 種々の量子効果とその量子理論(熱電子放出、電界放出、光電効果)
12
授業計画/Class  固体の帯理論(1) 孤立原子からの近似、Broch近似、Brillouin帯域
13
授業計画/Class  固体の帯理論(2) 固体中の電子の速度と有効質量
14
授業計画/Class  固体の帯理論と電気伝導  有効自由電子数、絶縁体・半導体・導体の区別
15
授業計画/Class  講義全体の纏め
 
事前学習/Preparation  
事後学習/Reviewing  
授業方法/Method of instruction
区分/Type of Class 対面授業 / Classes in-person
実施形態/Class Method 通常型 / regular
補足事項/Supplementary notes 講義中心である。講義中に受講者に質問をすることが多い。自分で考える力をつける工夫が多く存在する。常に緊張感が必要な講義である。
活用される授業方法/Teaching methods used
成績評価方法/Evaluation
1 その他 Others 20%  具体的には、講義中の課題、レポートである。
2 試験 Exam 80%  試験の解答は、問われたものに対して、どれだけ講義内容を理解できているかを評価して点数化する。
教科書/Textbooks
 著者名
Author
タイトル
Title
出版社
Publisher
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1 田中 哲郎 物性工学の基礎 朝倉書店  講義開始前に必ず購入する事。
参考書/Reference books
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Comments
 
1 講義中に、随時紹介する。