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- 開講元
- 物質電子化学専攻
- 授業形態
- 講義
- メディア利用科目
- 曜日・時限(講義室)
- 木7-8(G113)
- クラス
- -
- 科目コード
- ZIB.C403
- 単位数
- 2
- 開講年度
- 2016年度
- 開講クォーター
- 3-4Q
- シラバス更新日
- 2016年4月27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
半導体の材料物性とデバイス物理について，無機材料と有機材料の観点より講義する。無機半導体の基礎を解説し，PN接合を基軸として太陽電池やフラッシュメモリーなどについて具体例を含めて講義する。さらに，新しい半導体としての有機材料の電子伝導性，光学特性を学び，発光デバイスやトランジスタへの展開など幅広い知識を修得する。
到達目標
本講義を履修することによって次の能力を修得する。
１）エネルギーバンドとＰＮ接合の概念を説明できる
２）デバイスの動作原理とＰＮ接合の関連を説明できる
３）分子軌道と有機エレクトロニクスの概念を説明できる
４）磁場センサーなどの半導体センサーの基本原理を説明できる
キーワード
半導体 電子物性 エネルギーバンド デバイス 有機半導体
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
毎回配布する講義プリントにしたがって授業を進める。毎回の講義の最後に小テストを行い、その提出をもって出席とする。適宜講義内容に関連したデモンストレーションを行う。
授業計画・課題
| 授業計画 | 課題 | |
|---|---|---|
| 第1回 | 半導体のエネルギーバンド１ | エネルギーレベルの全貌、伝導帯と価電子帯、直接（間接）遷移 |
| 第2回 | 半導体のエネルギーバンド２ | 状態密度、フェルミレベル、ドーピング |
| 第3回 | 電気伝導 | 電子の励起、拡散、移動度、緩和と寿命、電流 |
| 第4回 | ＰＮ接合 | 拡散電位、空乏層、イオン分布、電流電圧特性 |
| 第5回 | 半導体デバイス１ | 太陽電池、ＬＥＤ |
| 第6回 | 半導体デバイス２ | ＭＯＳ－ＦＥＴ、フラッシュメモリ、イメージセンサー |
| 第7回 | 半導体ナノ構造 | ナノ粒子、ＣＮＴ、ＮＷｓ、グラフェン |
| 第8回 | 有機エレクトロニクス | 有機トランジスタ、有機ＬＥＤ、有機太陽電池 |
| 第9回 | 有機エレクトロニクスの基礎１ | 分子軌道とヒュッケル近似、位相速度と群速度 |
| 第10回 | 有機エレクトロニクスの基礎２ | ドルーデモデル、強結合近似と１次元バンド |
| 第11回 | 有機エレクトロニクスの基礎３ | １次元格子の二量化とポリアセチレン、対称性の自発的破れ |
| 第12回 | 有機エレクトロニクスの基礎４ | 強結合近似と２次元バンド、銅酸化物超伝導、グラフェン |
| 第13回 | 磁気効果 | ホール効果、ランダウ準位、量子振動 |
| 第14回 | 強相関有機デバイス | モット絶縁体、超伝導トランジスタ |
| 第15回 | 総合解説 | 無機半導体、有機半導体 |
教科書
毎回の講義に即した資料を配布
参考書、講義資料等
特に指定なし
成績評価の基準及び方法
半導体デバイスの動作原理および有機半導体の利用について，その理解度を２つのレポート課題によって評価。
配点は，レポート課題（80％），講義出席（20％）。
関連する科目
- EEE.D211 ： 半導体物性
- EEE.D331 ： 半導体の光・電磁物性
- MAT.C305 ： 半導体材料及びデバイス
履修の条件(知識・技能・履修済科目等)
基礎的な物理および化学の知識を有すること
