- 使用教室
- 月1-2(南7-201)
- 単位数
- 講義：2 演習：0 実験：0
- 講義コード
- 5905
- シラバス更新日
- 2015年4月14日
- 講義資料更新日
- 2015年4月14日
- アクセス指標
-
- 学期
- 前期 / 推奨学期：3
講義概要
本講義を履修することで，幾何結晶学と結晶の対称性に関する共通の概念から格子振動とその量子化から生じる固体物性を考えられるようになることを到達目標とします。規則正しく配列した原子の構造から固体物性の基礎となる格子振動を正しく理解でき，物質の物性予測に至るまで応用できるようになることを目標とします。本講義では，結晶構造を決定する対称性・点群・空間群を理解し，格子振動の波と第１ブリュアンゾーン，フォノン，比熱，熱伝導率などの固体物性の基礎を身につけることを目的とします。
講義の目的
固体物性の起因を理解するうえで、結晶とフォノンの知識は必須です。対称性がつくりだす結晶構造の概念は，多数の原子からできている固体を簡潔に表現させます。この結晶の中の規則的な原子の配列から格子振動といった波とその量子化されたフォノンを理解することは，現代社会を支える多種多様な材料開発につながっています。漠然とした固体といった概念から，原子・分子レベルの構造をとらえ，それを固体物性の理解にまで到達させます。そのための具体的な講義項目として，結晶，格子，対称性，点群，空間群，格子振動，フォノン，比熱，熱伝導率などがあげられます。
講義計画
1.結晶とは
2.点格子とブラベ格子
3.実格子，結晶面指数と方向
4.逆格子および実格子との関係
5.対称操作と対称要素
6.点群とステレオ投影
7.空間群と消滅則
8.単原子格子の振動
9.２原子格子の振動
10.格子振動の量子化、フォノンの運動量
11.格子比熱：アインシュタイン・モデル
12.格子比熱：デバイモデル
13.結晶における非調和相互作用（熱膨張）
14.熱伝導率
教科書・参考書等
参考書「Space Groups for Solid State Scientist」G. Burns and M. Glazer, Academic Press
「物質の対称性と群論」今野豊彦、共立出版
「結晶としての固体」G.Burns （寺内暉・中村輝太郎訳）東海大学出版
関連科目・履修の条件等
特になし。
成績評価
結晶の対称性・点群・空間群と格子振動・フォノン・比熱・熱伝導の考え方・その応用に関する理解度を評価する。
