国立大学法人 東京工業大学

講義の概要とねらい

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。

到達目標

【到達目標】　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。
【テーマ】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。

キーワード

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

学生が身につける力(ディグリー・ポリシー)

授業の進め方

板書と必要な資料を配布して，講義を進めていきます。また，前回の講義内容の理解を深めるため，必要な演習問題に取り組んでもらうとともに，その解答を配布・解説します。

授業計画・課題

授業時間外学修（予習・復習等）

学修効果を上げるため，教科書や配布資料等の該当箇所を参照し，「毎授業」授業内容に関する予習と復習（課題含む）をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。

教科書

特になし

参考書、講義資料等

今野豊彦著 『物質の対称性と群論』 共立出版，寺内暉・中村輝太郎訳（G・バーン著） 『結晶としての固体』 東海大学出版

成績評価の基準及び方法

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。期末試験（80％）と演習等（20％）で成績を評価する。

関連する科目

• MAT.C301 ： 結晶化学（C）
• MAT.C302 ： 分光学
• MAT.C306 ： 誘電体材料科学
• MAT.C305 ： 半導体材料及びデバイス
• MAT.C307 ： 磁性体材料科学

履修の条件(知識・技能・履修済科目等)

特に履修の条件は設けない。

連絡先（メール、電話番号）    ※”[at]”を”@”(半角)に変換してください。

鶴見敬章：ttsurumi[at]ceram.titech.ac.jp
磯部敏宏：isobe.t.ad[at]m.titech.ac.jp

オフィスアワー

特に設けないが，質問などは随時オフィスでも受け付ける(S7-509、S7-816)。