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超伝導科学特論

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令和２年度入学者 超伝導科学特論
教員名 高橋博樹・上床美也
単位数    2 課程     開講区分 文理学部
科目群 相関理化学専攻
学期 後期 履修区分 選択必修
授業の形態 Blackboardを利用したオンデマンド型の遠隔授業を行い、一部Zoomを利用したオンライン授業も行う。
Blackboard ID　20204574
授業概要 超伝導とはどのような現象なのか、どのようなメカニズムで生ずるのか、実際にどのような物質で超伝導が見られるのか、物質により何が異なるのか、などの点について丁寧に講義を行い、そのメカニズムで重要であると考えられている、格子振動や磁気状態についても講義を行う。
授業のねらい・到達目標 物質は極低温下において我々の常識を越えた性質を示す。超伝導現象がその一つの例であり、電気抵抗がゼロになるという劇的な性質を持っている。この現象を理解するために基礎的なことがらから現象全般についてまでを理解できるように、丁寧に解説する。また、研究の最前線がわかるように、最新の高温超伝導、重い電子系物質、有機伝導体などの超伝導などについて紹介する。
授業の方法 講義形式で授業を進める。上床、高橋の2名の教員が担当する
履修条件 特になし
授業計画
1 ガイダンス　超伝導研究の最先端について概観する(高橋担当）
【事前学習】シラバスを読むこと （２時間）
【事後学習】学修した内容を整理する （２時間）
2 超伝導の基礎　典型的な性質としてのゼロ抵抗について(高橋担当）
【事前学習】電気抵抗とは何かということを復習してくること （２時間）
【事後学習】学修した内容を整理する （２時間）
3 超伝導の基礎　基本的な性質として完全反磁性について(高橋担当）
【事前学習】浮き磁石についてどういった現象だったのか復習しておく （２時間）
【事後学習】学修した内容を整理する （２時間）
4 超伝導の基礎　マックスウェルの方程式から導かれるロンドン理論について(高橋担当）
【事前学習】マックスウェルの方程式を復習しておく （２時間）
【事後学習】学修した内容を整理する （２時間）
5 超伝導の基礎　応用上重要な臨界磁場について(高橋担当）
【事前学習】第1種超伝導とは何だったか復習しておく （２時間）
【事後学習】学修した内容を整理する （２時間）
6 超伝導の基礎　熱力学的性質について(高橋担当）
【事前学習】熱力学、特にエントロピーについて復習しておく （２時間）
【事後学習】学修した内容を整理する （２時間）
7 超伝導の基礎　G‐L理論、BCS理論などについて簡単に紹介する(高橋担当）
【事前学習】ボーズ粒子とフェルミ粒子について復習しておく （２時間）
【事後学習】学修した内容を整理する （２時間）
8 銅酸化物超伝導と鉄系超伝導の研究紹介(高橋担当）
【事前学習】元素の周期律表を見直しておく （２時間）
【事後学習】学修した内容を整理する （２時間）
9 重い電子系物質とは（上床担当）
【事前学習】f電子とは何か確認しておく （２時間）
【事後学習】学修した内容を整理する （２時間）
10 重い電子系の超伝導 希土類合金・化合物（上床担当）
【事前学習】前回の講義を復習してくること （２時間）
【事後学習】学修した内容を整理する （２時間）
11 重い電子系の超伝導　最新の研究（上床担当）
【事前学習】前回の講義を復習してくること （２時間）
【事後学習】学修した内容を整理する （２時間）
12 有機伝導体について　物質の分類（上床担当）
【事前学習】有機物質の伝導体にどんなものがあるか調べる （２時間）
【事後学習】学修した内容を整理する （２時間）
13 有機伝導体について　物理的性質（上床担当）
【事前学習】前回の講義を復習してくる （２時間）
【事後学習】学修した内容を整理する （２時間）
14 有機超伝導と圧力効果1　メカニズム（上床担当）
【事前学習】前回の講義を復習してくる （２時間）
【事後学習】学修した内容を整理する （２時間）
15 有機超伝導と圧力効果2　最新の研究（上床担当）
【事前学習】これまでの講義を一通り振り返る （２時間）
【事後学習】学修した内容を整理する （２時間）
その他
教科書 なし
参考書 授業中に指示する
成績評価の方法及び基準 レポート(60%)、授業参画度(40%)
オフィスアワー 授業終了後1時間、研究室（8号館B-115室）にて

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