本講義では、固体物性論における結晶構造、電子構造、格子振動と熱的性質、電気伝導などを学ぶ。
電子、スピン、フォトンなどが活躍するマテリアルの物理現象を理解し、デバイスへと応用するための基礎とするための、固体物性の入門コースである。物性理論の基本となる結晶理論を理解したのち、量子力学的な観点から、周期的に配列した格子空間の数学的な取り扱いを身に着け、材料特性の理解を進める。
結晶構造、X線回折、自由電子、有効質量、格子振動、電気伝導
✔ 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) |
指定の教科書は、各章が毎回の講義に対応する。これをベースとして講義を進める。
授業計画 | 課題 | |
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第1回 | 固体物性へのイントロダクション | |
第2回 | 結晶構造と対称性 | |
第3回 | 実際の結晶構造 | |
第4回 | 不完全結晶 | |
第5回 | 結晶の結合様式 | |
第6回 | X線回折 | 第1回レポート |
第7回 | 自由電子 | |
第8回 | 周期ポテンシャル中の電子 | |
第9回 | 有効質量と正孔 | |
第10回 | 半導体 | |
第11回 | 格子振動とフォノン | 第2回レポート |
第12回 | 格子比熱と電子比熱 | |
第13回 | 金属の電気伝導 | |
第14回 | 半導体の電気伝導、ホール効果とキャリアの拡散 |
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。
材料系の固体物理学(東京化学同人)
キッテル固体物理学入門(上) (丸善)
試験期間中に定期試験を行う。適宜、小テスト、レポートを課す。
量子力学の基礎知識を必要とする。