複雑系科学特論II

授業テーマ	アモルファス（非結晶質）半導体の電子物性を、結晶質半導体の物性理論と比較しながら、講義する。さらに、ランダム系の構造を議論するとき欠かすことのできないフラクタル構造に基づいたアモルファス半導体の光学的・電気的性質の解釈についても展開する。
授業のねらい・到達目標	結晶半導体の物理学は20世紀後半にほぼ完成し、トランジスタ、太陽電池、光ダイオードなどのデバイスが発明され、IT革命を支えた。しかしながら、アモルファス半導体はすでに電子デバイスとして用いられているにもかかわらず、その物理学は未完成である。ここでは、アモルファス半導体の電子物性を結晶半導体の物理とフラクタル構造を用いて説明する。結晶半導体の物理学、アモルファス半導体の電子物性、フラクタル構造とその構造上の電気伝導シミュレーションについて学習する。
授業の方法	授業のための補助プリントを配布し、板書とパワーポイントを用いて講義する。
事前学修・事後学修，授業計画コメント	復習が重要である。必要に応じて演習や授業内テスト（ノート参照可）を行う。

授業計画
1	量子力学入門
2	原子、分子の量子力学
3	結晶の量子力学（バンド理論）
4	結晶の量子力学（バンド理論）
5	不純物半導体のバンド端付近の局在状態（ドナー、アクセプター準位)
6	規則系から不規則系に構造が変化することによって起こる金属非金属相転移モット転移とアンダーソン局在
7	アモルファス半導体のバンド構造とホッピング伝導
8	光吸収スペクトルが示すアモルファス半導体特有のバンド端、いわゆるバンドテイル
9	構造の乱れによるバンド端ゆらぎとバンドテイル、バンド端ゆらぎのフラクタルによるモデル化、そして移動度端について
10	フラクタル構造と自己相似性、そして簡単なフラクタル構造のパーコレーションについて
11	バンドテイルで起こるアモルファス半導体特有の光電気伝導
12	パーコレーション構造を用いたアモルファス半導体光電気伝導の理解
13	バンドテイルのシリコンナノ結晶モデル
14	フラクタル次元をもったバンド端ゆらぎにおける電子のホッピング伝導のシミュレーション
15	まとめ

その他
成績評価の方法及び基準	平常点(30%)、レポート(40%)、授業参画度(30%)
オフィスアワー	授業終了後