国立大学法人 東京工業大学

講義の概要とねらい

材料の磁性の起源について理解し、磁性材料がどのように電子デバイスにおいて活用されているかについて学ぶ。
磁性体は多くの磁気モーメントから構成され、それらの磁気モーメントの方位が相対的にどのように配列するかによって様々な磁気秩序が発現する。本講義では、磁気モーメントの起源を電磁気学と量子力学の基礎から理解し、さらに磁気モーメント間の相互作用、結晶中での磁気モーメントの振る舞い等について記述する方法を修得する。また、磁気異方性、磁化過程、磁区構造、磁気共鳴等の磁気現象を記述する方法を修得することで、磁性材料を電子デバイスにおいて活用するための手法を養う。

到達目標

本講義を履修することにより、以下の知識と能力を修得する。
1) 初等的な電磁気学、量子力学に基づいて、磁気モーメント、角運動量、交換相互作用等の概念を正しく説明することができる。
2) 常磁性、強磁性などの物質のマクロな磁気的性質の起源を説明することができる。
3) 応用上特に重要な強磁性体の磁気現象（磁気異方性, 磁化過程, 磁区構造, 磁気共鳴）を説明することができる。
4) 上記の基礎的な知識に基づいて磁性材料をデバイスに応用するための基礎的方法を説明することができる。

キーワード

電磁気学, 量子力学, シュレーディンガー方程式, 磁気モーメント, 角運動量, 結晶場, 多重項, キュリー則, 交換相互作用, キュリーワイス則, パウリ常磁性, スレーターポーリング曲線, 磁気異方性, 磁化過程, 磁区構造, 磁気共鳴, 磁性と伝導, 磁気応用

学生が身につける力(ディグリー・ポリシー)

授業の進め方

適宜、講義に関連する演習問題等に取り組みながら理解を深められるように授業を進める。

授業計画・課題

教科書

特になし

参考書、講義資料等

太田恵造著「磁気工学の基礎」共立出版、近角聰信著「強磁性体の物理」裳華房

成績評価の基準及び方法

磁性の基礎知識と磁性材料のデバイス応用上の考え方についての理解度を評価する。レポートおよび期末試験で成績を評価する。

関連する科目

• MAT.A203 ： 材料量子力学
• MAT.C203 ： 統計力学（C）
• MAT.C306 ： 誘電体材料科学

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

電磁気学を履修していること。