特別研究

科目名平成27年度以前入学者	特別研究
教員名	石田浩
単位数	6	学年	4	開講区分	文理学部
科目群	物理学科
学期	通年	履修区分	必修

授業概要	原子・分子のシュレーディンガー方程式をコンピュータで解く
授業のねらい・到達目標	コンピュータを用いた数値計算により、量子力学の方程式を解き、物質の性質（物性）を理論的に調べる方法を学ぶ。特別研究Aでは、原子・分子を計算の対象とする。この科目は文理学部（学士（理学））のディプロマポリシーDP4,DP6及びカリキュラムポリシーCP7,CP9に対応している。
授業の方法	少人数のゼミナール形式で行う。授業前半はテキストを用いて各回の授業内容について説明する。授業後半は、コンピュータを用いた数値計算により、理論を実際の問題に適用する。具体的には、数値微分やPython言語を学び、井戸型ポテンシャルや水素原子のエネルギー準位を、自作の計算プログラムで計算する。また多電子系に対しては、量子科学計算ソフトウェアGaussViewとGaussianの使用法を習得して、実際の原子や分子の電子状態を計算する。本授業の事前・事後学習は，各２時間の学習を目安とします。
履修条件	学部要覧を参照

授業計画
1	ガイダンス授業テーマや到達目標および授業の方法について説明する
2	エクセルによる数値微分計算１
3	エクセルによる数値微分計算２
4	エクセルによるシュレーディンガー方程式の解法１
5	エクセルによるシュレーディンガー方程式の解法２
6	エクセルによるシュレーディンガー方程式の解法３
7	Pythoｎプログラミング入門１
8	Pythoｎプログラミング入門２
9	Pythonによるシュレーディンガー方程式の解法１
10	Pythonによるシュレーディンガー方程式の解法２
11	GaussViewとGaussianの使い方１
12	GaussViewとGaussianの使い方２
13	Gaussianによる原子のイオン化エネルギーの計算
14	Gaussianによる2原子分子の計算
15	Gaussianによる有機分子の計算
16	ガイダンス授業テーマや到達目標および授業の方法について説明する
17	結晶の格子・逆格子ベクトルについてテキストで学ぶ
18	固体結晶中の電子の自由電子モデルついてテキストで学ぶ
19	固体結晶中の電子のエネルギーバンド理論ついてテキストで学ぶ１
20	固体結晶中の電子のエネルギーバンド理論ついてテキストで学ぶ２
21	固体結晶中の電子のエネルギーバンド理論ついてテキストで学ぶ３
22	第一原理計算プログラムL-apw_winによる結晶の電子状態計算１
23	第一原理計算プログラムL-apw_winによる結晶の電子状態計算２
24	第一原理計算プログラムL-apw_winによる結晶の電子状態計算３
25	第一原理計算プログラムL-apw_winによる結晶の電子状態計算４
26	特別研究レポートの課題とする物質の検討
27	課題に選んだ物質の電子構造の計算１
28	課題に選んだ物質の電子構造の計算２
29	計算結果の検討とレポート作成１
30	計算結果の検討とレポート作成２

その他
教科書	使用しない
参考書	使用しない
成績評価の方法及び基準	レポート(30%)、授業参画度(70%) 授業参画度は毎回の研究室での活動を，レポートは最終提出する特別研究レポートで評価します。
オフィスアワー	火曜日18:00～19:30　８号館A108室で応対する。