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固体の量子論2

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科目名
平成28年度以降入学者
固体の量子論2
教員名 橋本拓也
単位数    2 学年    4 開講区分 文理学部
科目群 物理学科
学期 後期 履修区分 選択
授業概要 固体中の電子の挙動は材料科学の分野で非常に重要となる。本講義では固体中の電子の挙動を知るために必要な知識・実験および電子の挙動と物性との相関が理解できるようにする。
授業のねらい・到達目標 固体中の電子の振る舞いが理解できるようになること。電子の振る舞いと構造・物性との関係が記述できるようになること。
この科目は文理学部(学士(理学))のディプロマポリシーDP6及びカリキュラムポリシーCP9に対応している。
授業の方法 基本的には講義形式で行うが、時々は実験装置を用いた実習も行う。
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。
授業計画
1欠陥評価方法の解説

【事前学習】
「熱測定」「熱分析」について調べてくること
【事後学習】
熱分析データからコメントできることをまとめてくること
2欠陥の濃度・状態と熱力学

【事前学習】
クローガー・フィンク式を復習してくること
【事後学習】
指定された欠陥方程式・質量作用の法則を書いてくること
3欠陥と電子濃度・光特性の相関

【事前学習】
電子濃度測定法について調べてくること
【事後学習】
3年実験の半導体の解説を読むこと
4欠陥測定方法の実習

【事前学習】
配布した熱天秤のマニュアルを読んでくること
【事後学習】
熱天秤で得られたシグナルの意味をまとめてくること
5結晶中の電子と光物性

【事前学習】
3年実験の「光反射」「光吸収」の部分を読んでくること
【事後学習】
指定された物質のバンドギャップを算出してくること
6バンド構造と光物性

【事前学習】
光と物質の相互作用について記述しているプリントを読んでくること
【事後学習】
代表的な物質のバンド構造を調べてくること
7物質中のイオンの化学状態とバンド構造

【事前学習】
イオンの価数変化について調べてくること
【事後学習】
価数変化とバンド構造の相関を調べること
8高エネルギー光を用いた分析ーメスバウアー分光

【事前学習】
メスバウアー分光ついて記述しているプリントを読んでおくこと
【事後学習】
メスバウアー分光の結果から何がいえるかについて調べてくること
9高エネルギー光を用いた分析ーX線吸収

【事前学習】
EXAFSおよびXANESとは何か調べてくること
【事後学習】
指定されたX線吸収の結果から何がいえるかを調べること
10低いエネルギー光と物質の相互作用

【事前学習】
振動分光について復習のこと
【事後学習】
得られた振動分光から何がいえるかをまとめること
11磁気光分光と物性

【事前学習】
ESR、NMRとは何かを調べてくること
【事後学習】
指定されたESRシグナルから何が言えるかをまとめること
12欠陥と気相との相互作用ー熱力学的解析

【事前学習】
質量作用の法則を復習してくること
【事後学習】
気相中のガス濃度と電子濃度の関係を出してくること
13部分熱力学量と欠陥の解説

【事前学習】
熱力学量について復習してくること
【事後学習】
得られたデータより部分熱力学量を計算してくること
14欠損クラスター・秩序化の熱力学

【事前学習】
欠損クラスターとは何かをプリントを読んでしらべること
【事後学習】
欠陥クラスターの安定度について調査してくること。
15欠陥・構造エンジニアリングによる材料設計

【事前学習】
これまでのプリントを復習すること
【事後学習】
固体の特性制御方法を提案できるようにすること
その他
教科書 特に決まった教科書は使用しない。適宜プリントを用いる。
成績評価の方法及び基準 授業内テスト(50%)、授業参画度(50%)
オフィスアワー 講義終了後

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