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授業概要
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固体結晶とは原子が周期的に配列したものであり、今日のエレクトロニクスやフォトニクス技術を担う材料である。結晶は、その原子や構造によって、熱伝導・電気伝導・光学応答・超伝導・磁性など、様々な「性質」が異なる。このような物の性質を物理学の手法を用いて研究する学問を「物性物理学」あるいは「固体物理学」と呼ぶ。物性物理学は「技術の基礎科学」とも呼ばれ、実用材料やデバイスを研究・開発する上で必須の学問である。
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到達すべき
目標
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・エレクトロニクスにおいて重要な固体結晶中の電子やイオンのふるまいを量子力学的な知識を基に理解する。
・電子のエネルギーバンドと逆光子空間について説明できる。
・電気伝導についてバンド理論をもとに説明できる。
・固体物質の光学的、磁気的性質を、電子・原子・分子などの微視的な立場から理解する。
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授業計画と
準備学習
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第１部
１ 量子力学の復習
２ 格子の周期性
３ 結晶構造・ブラッグの法則
４ 波数空間
５ 固体の結合
６ 格子振動
７ 比熱、自由電子模型
８ 前半のまとめ、中間試験
第２部
９ 試験解説・エネルギーギャップ
10 エネルギーバンド
11 電気伝導①
12 電気伝導②、固体の光学的性質
13 誘電体
14 常磁性と反磁性
15 強磁性と反強磁性
16 期末試験
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授業実施方法
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授業の特色
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学生のアク
ティブ・ラー
ニングを
促す取組
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使用言語
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TA，SA等配置
予定
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基盤的能力
専門的能力
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授業時間外
の学習
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各回の講義最後に出す課題の解答をTACTからレポートとして提出すること。
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成績評価の
方法
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中間試験、期末試験、レポ―ト課題提出によって評価する。
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到達度評価
の観点
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テキスト
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No
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書籍名
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著者名
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出版社
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出版年
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ISBN/ISSN
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1.
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『初歩から学ぶ固体物理学』
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矢口裕之
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講談社
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2017
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テキスト
(詳細)
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参考文献
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No
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書籍名
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著者名
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出版社
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出版年
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ISBN/ISSN
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1.
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『固体物理学入門（上）』
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C.キッテル（日本語翻訳版）
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丸善
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2005
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2.
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『固体物理学入門（下）』
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C.キッテル（日本語翻訳版）
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丸善
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2005
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参考文献
(詳細)
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様々な物性物理に関する教科書の原点となる書である。理解を深めたい学生は上巻だけでも購入するとよい。
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担当教員実
務経験内容
または実践
的教育内容
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実践的授業
内容等
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備考
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※量子力学概論を受講していることが望ましい。
講義資料は原則としてTACTからダウンロードしてもらいます。
各回講義前に事前にTACTを確認すること。
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