シラバス情報
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教員名 ： 坂田 英明
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科目授業名称（和文） Name of the subject/class (in Japanese)
物性論１Ｂ
科目授業名称（英文） Name of the subject/class (in English)
Solid State Physics 1B
授業コード Class code
9912212
科目番号 Course number
12PHCMP302
教員名
坂田 英明
Instructor
Hideaki Sakata
開講年度学期
2024年度前期
Year/Semester
2nd Quarter, 2024
曜日時限
火曜1限
Class hours
1st Period, Tuesday
開講学科・専攻 Department
理学部第一部 物理学科
Department of Physics, Faculty of Science Division Ⅰ 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
⑧ [遠隔]オンライン授業（非同期）/ [Remote]Online (asynchronized remote)
概要 Description
結晶格子の中における,電子の振る舞いを学ぶ。
目的 Objectives
前半では、固体中の電子を量子力学的な粒子としてとらえ、状態密度、フェルミエネルギーの概念を理解する。また、オームの法則、マーティセンの法則など電気伝導の物理を学ぶ。
後半では、バンド理論を通して絶縁体、半導体、金属の違いを理解する。 本学科のディプロマ・ポリシーに定める「高度な専門知識」を身に付けるための科目である。また、本学科ルーブリックの評価軸2の「専門学力」の項目に該当する科目である。 到達目標 Outcomes
・電子の状態密度、フェルミエネルギーの概念を理解できる。
・オームの法則、マーティセンの法則の起源を説明できる。 ・バンド理論の概念を理解し、金属、半導体、絶縁体の違いを説明できる。 卒業認定・学位授与の方針との関係（学部科目のみ）
リンク先の [評価項目と科目の対応一覧]から確認できます（学部対象）。
履修登録の際に参照ください。 You can check this from “Correspondence table between grading items and subjects” by following the link(for departments). https://www.tus.ac.jp/fd/ict_tusrubric/ 履修上の注意 Course notes prerequisites
物性論群の二番手にあたる授業であり、物性論1A同様に物性論の学修には不可欠な科目である。
物性論1Aも履修し、結晶格子や逆格子に関する知識を得ておくことが必須である。 フェルミ粒子である電子の多体系を扱うため、3年後期に統計力学２で学ぶフェルミ統計を先取りする形になるので、統計力学２で詳しく学ぶことにより理解を深めて欲しい。 アクティブ・ラーニング科目 Teaching type（Active Learning）
小テストの実施 Quiz type test
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準備学習・復習 Preparation and review
講義だけを聴いて理解するのは困難であるので、各回の授業前に1時間程度、教科書や参考書の関連部分（下記授業計画参照）を読んで予習すること。また、板書をもとに自分で理解できるノートを作成するのが望ましい。
成績評価方法 Performance grading policy
各回の課題30% 試験70%
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)
Y
書誌情報 Bibliographic information
矢口裕之 初歩から学ぶ固体物理学 講談社
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。
https://mirai.kinokuniya.co.jp/tokyorika/ It is possible to search for and purchase textbooks and certain reference materials at MyKiTS (online textbook store). https://mirai.kinokuniya.co.jp/tokyorika/ 参考書・その他資料 Reference and other materials
キッテル 固体物理入門 丸善
イバッハ 固体物理学 シュプリンガー 授業計画 Class plan
1. 自由電子モデルと1電子近似
金属中の伝導電子の扱いを学ぶ 2. 状態密度とフェルミ統計 電子の状態密度の定量的扱いを学ぶ 3. 電子比熱 固体の熱的性質として、格子比熱に対する電子比熱を理解する 4. ブロッホの定理、バンド理論 周期的ポテンシャルの中での電子の振る舞いを理解する 5. バンド構造と電気的性質 金属、半導体と絶縁体の違いを理解する 6. 強束縛近似 自由原子の電子波動関数を用いて結晶中の電子のバンド構造を導く 7. 輸送現象 結晶中の電気伝導におけるオームの法則、マーティセンの法則を学ぶ 8. まとめ 到達目標の達成度の確認と解説 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
物理学実験３の「電気抵抗の温度変化」、「ホール効果」と関係する。半導体については物性論2Aで詳しく扱う。また、フェルミ統計については、後期の統計力学２において「理想フェルミ気体の熱力学」で詳しく学ぶ。これらの一連の学修を通して理解が深まる。
授業でのBYOD PCの利用有無 Whether or not students may use BYOD PCs in class
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授業での仮想PCの利用有無 Whether or not students may use a virtual PC in class
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