材料・デバイス科学特論

Advanced Sciences for Materials and Devices

991KB27

13CHCHE502

古海　誓一

Seiichi Furumi

2024年度後期

2024 Second Semester

金曜3限

Friday, 3rd Period

理学研究科　化学専攻

Department of Chemistry, Graduate School of Science

2.0単位

講義

Lecture

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① [対面]対面授業/ [On-site] On-site class

  本科目は、有機・高分子材料やナノ材料にスポットを当てながら、そのデバイス応用について解説する。
  The present course highlights the organic polymer materials and nanomaterials, leading to their versatile device applications.

  私たちの世界は様々な物質で構成されているが、その中でも現代の豊かな日常生活を支えているものが材料である。材料は、構成物質の観点から有機・高分子材料と無機材料に大別分類でき、さらに、近年、ナノテクノロジーの目覚ましい発展に伴って、バルク状態では発現しえない新しい機能特性を持ったナノ材料も活発に研究が行われている。そこで、本科目は、これまでの研究背景を俯瞰することで材料・デバイスの基礎を学び、最新の研究動向を詳述することで専門知識を身に付けることをねらいとする。　
  Our world comprises a wide variety of materials, which enrich the current daily life of all mankind. From the perspective of chemical components, such materials are primarily categorized into organic and inorganic materials. Remarkable research developments in the nanotechnology realm have established many reports on nanomaterials with intrinsic properties and functions that cannot emerge in the bulk state. Accordingly, this course aims to acquire not only the fundamental researches of materials and devices by overlooking the research backgrounds, but also the forefront of special knowledge or skill.

  多種多様な材料のトピックスを取り上げ、材料研究の端緒、基礎研究、応用開発に至る一連の事例を紹介することで、材料とデバイスの最先端の専門知識を身に付けることを到達目標にする。
  This course highlights diverse topics in material sciences, thereby introducing a series of the archetypes, fundamental researches, and research developments. The objective is to acquire the forefront of special knowledge or skill of materials and devices.

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/​​​

  講義中、居眠りをしないこと。講義と関連のないPC作業などをしないこと。
  During this course, the essential points are that (1) Don’t doze off and (2) Don’t do the PC works unrelated to this course.

課題に対する作文　Essay／小テストの実施　Quiz type test

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  私たちの日常生活で身近な製品などについて、日頃から化学的な視点で興味・関心・疑問を持つことが望ましい。復習では学術論文や特許などの一連の研究背景を調査すると、理解が深まるはずである。
  Regarding the products which are familiar to our daily life, it is desirable to usually have interest, attention, and questions from the perspectives of chemists. As the students investigate a series of research backgrounds including academic reports, patents, and so on in the reviewing studies, they might understand the topics deeply.

  レポートもしくは試験などをもとに、総合的に評価する。
  The students are comprehensively evaluated by reports or examinations and so forth.

・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

N

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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/

適宜指示
Instructed timely

※ 講義で説明するトピックスや順番は変更する場合があるので、講義中にアナウンスする。

第１回：　身の回りの材料とデバイス　身の回りの材料・デバイスを紹介する。
第２回：　ナノクリスタル　研究の歴史、化学合成、構造と光電子特性、応用研究について解説する。
第３回：　コロイド微粒子　研究の歴史、コロイド化学、コロイド集積体、応用研究について解説する。
第４回：　機能性薄膜　研究の歴史、自己組織化単分子膜、Layer-by-Layer多層膜、Dip Penナノリソグラフィー、応用研究について解説する。
第５回：　光応答性材料１　研究の歴史、光化学と光物理化学、光化学反応、フォトクロミズムについて解説する。
第６回：　光応答性材料２　蛍光、発光、エネルギー移動、電子移動、応用研究について解説する。
第７回：　高分子ゲル１　研究の歴史、化学ゲルと物理ゲル、ゲルの特性について解説する。
第８回：　高分子ゲル２　運動機能、物質輸送機能、情報伝達機能に関する機能性ゲルの新展開について解説する。
第９回：　液晶材料１　研究の歴史、液晶の種類、機能特性について解説する。
第１０回：　液晶材料２　液晶材料を用いた様々なディスプレイデバイスの構造、応用研究について解説する。
第１１回：　導電性高分子　研究の歴史、化学構造、ドーピング、ソリトンとポーラロン、応用研究について解説する。
第１２回：　有機EL材料　研究の歴史、発光の原理、デバイスの構造、応用研究について解説する。
第１３回：　ディスプレイ材料　ディスプレイの原理と構成材料、機能性フイルムについて解説する。
第１４回：　フォトニクスポリマー　物質と光の相互作用、光ファイバー、色素レーザーについて解説する。
第１５回：　本講義の総括　これまでの講義内容を総括する。


※ The actual order of research topics will be announced during the lectures.

1st: Materials and devices familiar to our life.
2nd: Nanocrystals.
3rd: Colloidal microparticles.
4th: Functional thin films.
5th: Photoresponsive materials 1.
6th: Photoresponsive materials 2.
7th: Polymer gel 1.
8th: Polymer gel 2.
9th: Liquid crystals 1.
10th: Liquid crystals 2.
11th: Conductive polymers.
12th: Organic EL materials.
13th: Display materials.
14th: Photonics polymers.
15th: Concluding remarks of this course.

国内研究機関の研究員（化学系）の勤務実績を活かして、材料化学に関するトピックスを解説する。

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