固体物理Ｂ｜シラバス情報

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

固体物理Ｂ

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

Solid State Physics B

授業コード　Class code

991523P

科目番号　Course number

15PHCMP301

教員名

木下　健太郎

Instructor

Kentaro Kinoshita

開講年度学期

2024年度前期

Year/Semester

1st Semester, 2024

曜日時限

火曜3限

Class hours

3rd Period, Tuesday

開講学科・専攻　Department

理学部第一部　応用物理学科

Department of Applied Physics, Faculty of Science Division Ⅰ

単位数　Course credit

2.0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

① [対面]対面授業/ [On-site] On-site class

概要　Description

材料・デバイスの研究をするために必要な物理学の基礎を学ぶ。

目的　Objectives

結晶構造に基づく格子原子の周期性とその周期性の中に存在する電子が生み出す様々な物性を理解することを目的とする。本学科のディプロマポリシー「物理学及びその応用分野を含めた科学についての十分な基礎学力と高度な専門的知識」を身に付けることに相当する科目である。

到達目標　Outcomes

自由電子をフェルミ気体として取扱い、金属における電気および熱伝導について解釈することができる。エネルギーギャップやキャリヤの発生とその運動についての理解することができる。またナノ構造など最近の話題についても知識を得る。

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

予習は必ずしましょう。宿題は頑張りましょう。

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／小テストの実施　Quiz type test

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準備学習・復習　Preparation and review

準備学習・復習は両方とも毎回2時間が目安です。

成績評価方法　Performance grading policy

講義中に課すレポート30点、到達度評価70点の計100点で評価する. ただし, レポート課題等の出題状況に応じて配点を変更する場合がある.

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

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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。
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

固体物理の基礎上1, アシュクロフト-マーミン著, 吉岡書店1981年, ISBN-13: 978-4842701981
固体物理の基礎上2, アシュクロフト-マーミン著, 吉岡書店1981年, ISBN-13: 978-4842701998
キッテル固体物理学入門第8版〈上〉, チャールズキッテル, 丸善, 2005/12/3, ISBN-13: 978-4621076538

授業計画　Class plan

1. 自由電子フェルミ気体１　　
１次元のエネルギー準位、フェルミエネルギーが理解できるようになる。

2. 自由電子フェルミ気体２
３次元の自由電子気体、電子気体の比熱が理解できるようになる。

3. 自由電子フェルミ気体３　　
オームの法則と磁場内の運動（ホール効果）が理解できるようになる。

4. 自由電子フェルミ気体４
金属の熱伝導、ナノ構造が理解できるようになる。

5. エネルギーバンド１
自由電子に近い電子モデルが理解できるようになる。

6. エネルギーバンド２
エネルギーギャップの起因が理解できるようになる。

7. エネルギーバンド３
クローニッヒ・ペニーモデルが理解できるようになる。

8. エネルギーバンド４
周期ポテンシャル内の電子の波動方程式が理解できるようになる。

9. 半導体１
半導体概論、直接遷移型、間接遷移型が理解できるようになる。

10. 半導体２
エネルギーバンド内の電子の運動方程式、有効質量が理解できるようになる。

11. 半導体３
固有領域のキャリヤ濃度が理解できるようになる。

12. 半導体４
ドナーとアクセプタ、不純物伝導が理解できるようになる。

13. フェルミ面と金属１
フェルミ面の構成が理解できるようになる。

14. フェルミ面と金属２
エネルギーバンドの計算、フェルミ面の研究実験が理解できるようになる。

15. 到達度評価及び解説
講義の到達度を評価し、重要なポイントについて解説を行う。

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

なし

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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