- 開講元
- 電気電子系
- 担当教員名
- 菅原 聡
- 授業形態
- 講義
- メディア利用科目
- 曜日・時限(講義室)
- 木3-4(S222)
- クラス
- -
- 科目コード
- EEE.D311
- 単位数
- 1
- 開講年度
- 2016年度
- 開講クォーター
- 1Q
- シラバス更新日
- 2016年1月11日
- 講義資料更新日
- -
- 使用言語
- 日本語
- アクセスランキング
-
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講義の概要とねらい
電子材料の形成やデバイスプロセスに必要な物理化学の基礎事項について学びます．はじめに熱力学の基盤となるエンタルピー，エントロピー，自由エネルギー，化学ポテンシャルといった熱力学関数の意味と使い方についてマクロな視点から学び，化学変化の進む方向と，その到達点である化学平衡について理解します．そして，これらの熱力学関数をミクロな視点から記述する統計力学の手法を学び，熱力学関数の理解を深めるとともに，”計算”から必要とする熱力学関数を求める手法を学びます．また，化学変化の進む速度を記述できる反応速度論について学び，化学変化の全体像を体系的に理解します．最後に電子材料の形成とデバイスプロセスに重要である表面反応について，熱力学，統計力学，反応速度論の観点から理解します．
到達目標
本講義では電子材料の形成やデバイスプロセスに関する物理化学の理解とその活用法を習得する．具体的には，(i)対象とする化学変化について，熱力学関数を用いて，その変化の方向と平衡状態を求めること，(ii)必要とする熱力学関数を統計力学の方法によって求めること，および熱力学関数の意味をミクロな視点から理解すること，(iii)反応速度を記述・解析できることを目標とする．また，電子材料の形成やデバイスプロセスに重要となる表面反応について，以上の手法を用いて統括的に理解することを目標とする．
キーワード
化学熱力学，統計熱力学，反応速度論，遷移状態理論，表面反応
学生が身につける力(ディグリー・ポリシー)
| ✔ 専門力 | 教養力 | コミュニケーション力 | 展開力(探究力又は設定力) | ✔ 展開力(実践力又は解決力) |
授業の進め方
毎回の講義の時間内で，その日の教授内容に関する演習を行います．
授業計画・課題
| 授業計画 | 課題 | |
|---|---|---|
| 第1回 | 熱化学方程式とエンタルピー | 内部エネルギーおよびエンタルピーの理解，化学反応におけるエンタルピー変化の求め方 |
| 第2回 | エントロピーと化学反応 | エントロピーの理解，化学反応におけるエントロピー変化の求め方 |
| 第3回 | 化学変化と自由エネルギー | 自由エネルギーの理解，化学反応における自由エネルギー変化の求め方，化学平衡と平衡定数 |
| 第4回 | 熱力学関数と分配関数 | 熱力学関数の分配関数による表現 |
| 第5回 | 分配関数の計算 | 統計力学の方法による分配関数の求め方 |
| 第6回 | 化学ポテンシャルと化学平衡 | 化学ポテンシャルの理解と化学ポテンシャルを用いた平衡状態の解析法 |
| 第7回 | 現象論的反応速度論と絶対反応速度論 | 反応速度の数学的表現と遷移状態理論 |
| 第8回 | 表面反応 | 表面化学反応の熱力学および速度論による解析法 |
教科書
指定なし
参考書、講義資料等
毎回，講義資料配布
成績評価の基準及び方法
期末試験による成績評価
関連する科目
履修の条件(知識・技能・履修済科目等)
特になし
