量子輸送物理学1 ｜シラバス情報

科目授業名称（和文）　Name of the subject/class (in Japanese)

量子輸送物理学1

科目授業名称（英文）　Name of the subject/class (in English)

Quantum transport physics 1

授業コード　Class code

991CT29

科目番号　Course number

12PHAPP503

教員名

山本　貴博

Instructor

Takahiro Yamamoto

開講年度学期

2023年度後期

Year/Semester

2023 Second Semester

曜日時限

水曜4限

Class hours

Wednesday, 4th Period

開講学科・専攻　Department

理学研究科　物理学専攻

Department of Physics, Graduate School of Science

単位数　Course credit

1.0単位

授業の方法　Teaching method

講義

Lecture

外国語のみの科目（使用言語）　Course in only foreign languages (languages)

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授業の主な実施形態　Main class format

対面型授業/on-site format

概要　Description

「電子輸送現象（電気伝導）」は、私たちの生活と密接な関わりをもつ「物理学」の１つである。20 世紀は半導体の時代と言われたが、21世紀になった今なお続く半導体電子デバイスの目覚しい発展は、電子輸送現象の理解と発展の歴史と共に歩んできたと言っても過言ではない。今後においても物質の電子輸送現象の発展が、そのままエレクトロニクスの発展に結びつくことであろう。言い換えると、電子輸送現象の科学的発展はそのままテクノロジーの発展でもあり、学理的価値と実用的価値の両方を兼ね備えた物理学分野といえる。本講義では、物質中の電子輸送現象について古典論（ドルーデ理論）から丁寧に解説した後に、半古典論（ボルツマン理論）によって古典論では説明不可能な電子輸送現象の問題を解決することを学ぶ。

In this lecture, the electronic transport including the electrical, thermal and thermoelectric transport phenomena in solids will be lectured on the basis of classical and semiclassical theories.

目的　Objectives

物理学、材料科学、電子工学など幅広い分野で重要な電子輸送現象（電気伝導、熱伝導、熱電変換）の古典論と半古典論を理解することを目的とする。

The objective of this lecture is to understand the the electronic transport in solids (i.e., electrical, thermal and thermoelectric transport phenomena) on the basis of classical and semiclassical theories.

到達目標　Outcomes

電子輸送の古典論と半古典論について理解し、それらに基づいて書かれた論文や専門書を解読できるようになることを目標とする。　

It is possible to understand technical books and articles on electronic transport in solids.

卒業認定・学位授与の方針との関係（学部科目のみ）

履修上の注意　Course notes prerequisites

学部で学ぶ量子力学と統計力学の基礎を身に付けていることが望ましい。

Knowledge on basics of quantum mechanics and statistical mechanics is needed to understand this lecture.

アクティブ・ラーニング科目　Teaching type（Active Learning）

課題に対する作文　Essay

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準備学習・復習　Preparation and review

LETUS上に配布するPDFファイルを用いて準備学習を行い、講義中に出題する課題に取り組むことで復習をし、理解を深める。

Students can study using the original PDF text uploaded on LETUS.

成績評価方法　Performance grading policy

到達度達成評価レポート（60%）と講義中に出題するレポート課題（40%）で評価する。

To be evaluate by a final report (60%) and regular reports to be taken at any time (40%).

学修成果の評価　Evaluation of academic achievement

・S：到達目標を十分に達成し、極めて優秀な成果を収めている
・A：到達目標を十分に達成している
・B：到達目標を達成している
・C：到達目標を最低限達成している
・D：到達目標を達成していない
・-：学修成果の評価を判断する要件を欠格している

・S：Achieved outcomes, excellent result
・A：Achieved outcomes, good result
・B：Achieved outcomes
・C：Minimally achieved outcomes
・D：Did not achieve outcomes
・-：Failed to meet even the minimal requirements for evaluation

教科書　Textbooks/Readings

教科書の使用有無（有=Y , 無=N）　Textbook used(Y for yes, N for no)

N

書誌情報　Bibliographic information

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MyKiTSのURL（教科書販売サイト）　URL for MyKiTS(textbook sales site)

教科書および一部の参考書は、MyKiTS (教科書販売サイト) から検索・購入可能です。
It is possible to search for and purchase textbooks and certain reference materials at MyKiTS (online textbook store).
https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/

参考書・その他資料　Reference and other materials

講義で使用するスライドをLETUS上で配布する。

授業計画　Class plan

1. 電子輸送の古典論（前半）
　　　1.1　電気伝導のドルーデ理論
　　　1.2　熱伝導のドルーデ理論
　　　1.3　熱電効果のドルーデ理論
2. 電子輸送の半古典論（後半）
　　　2.1 自由電子フェルミ気体
　　　2.2 結晶中の電子
　　　2.3 電気伝導のボルツマン理論
　　　2.4 熱伝導のボルツマン理論
　　　2.5 熱電効果のボルツマン理論

1. Classical theory of electronic transport
　　　1.1　Drude theory of electrical transport
　　　1.2　Drude theory of thermal transport
　　　1.3　Drude theory of thermoelectric effect
2. Semiclassical theory of electronic transport
　　　2.1 Fermi gas
　　　2.2 Electronic states in crystals
　　　2.3 Boltzmann theory of electrical transport
　　　2.4 Boltzmann theory of thermal transport
　　　2.5 Boltzmann theory of thermoelectric effect

授業担当者の実務経験　Work experience of the instructor of the class

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教育用ソフトウェア　Educational software

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備考　Remarks