固体物理学特論

Condensed Matter Physics

996C109

62PHCMP505

岡崎　竜二

Ryuji Okazaki

2024年度前期

2024, 1st semester

金曜1限

Friday, 1st period

創域理工学研究科　先端物理学専攻

Department of Physics and Astronomy, Graduate School of Science and Technology

2.0単位

講義

Lecture

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① [対面]対面授業/ [On-site] On-site class

固体の諸性質、特に電子状態と伝導現象について、最近の研究を踏まえ講義を行う。
Lecture for the electronic state and the transport properties of solids.

本専攻のディプロマ・ポリシー「(1) 各自が取り組んだ研究課題において用いられる研究手法と適用対象に関して豊富な専門知識と実践経験をもち、それらをもとに論理的・批判的に思考し、問題を解決に導く研究能力がある。」およびカリキュラム・ポリシー「(2) 先端物理学専攻で開講する「専門科目」は、各研究分野における基礎から最先端までの知識を得るための科目である。」に沿って、固体中の基本的な伝導現象を学ぶ。特に、固体中の電子の量子的取扱いについて学び、固体の諸性質（電子状態、電気・熱伝導現象、ゼーベック効果、ホール効果など）を理解する。
Students study the classical and quantum behaviors of electrons in solids, and understand the physical properties such as conductivity and Seebeck effect, according to the Diploma policy and the Curriculum policy.

固体中の基本的な電子物性を理解し、自らの物性研究へ応用できること。
Understanding of fundamental electronic properties of solids, which should be applied in students' research in the master course.

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/​​​

電磁気学、量子力学、熱統計力学に関連した科目を履修、理解しておくこと。
Understanding of electromagnetism, quantum mechanics, and statistical physics.

課題に対する作文　Essay

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準備学習：参考書の授業範囲の部分を読む。
Read the course material.
復習：章末の演習問題に取り組む。
Answer the tutorial quiz.

レポート（70%）および講義での積極的態度（30%）により総合的に評価する。
Reports (70%) and activity in class (30%)

・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).
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Solid State Physics, N.W. Ashcroft, N.D. Mermin, 1976 Brooks/Cole, Cengage Learning

1. ボルツマン方程式、熱電効果の概要
Boltzmann equation and thermopower
2. 熱電効果 バンド描像の立場から
Thermopower from band pictutre
3. 熱電効果 局在描像の立場から
Thermopower from hopping pictutre
4.電子ホール非対称性と熱電効果
Electron-hole asymmetry and thermopower
5.熱電輸送と熱力学的現象
Thermopower and thermodynamic properties
6. 熱電と交差相関、ネルンスト効果など
Thermopower and Nernst effect
7. 最近のトピックス1
Recent topics 1
8. 固体中のベリー位相、電場中の電子の運動
Berry phase in solids, motion of electrons in electric fields,
9. 量子化された断熱流
Quantized adiabatic current
10. 分極
Polarization
11. 異常速度
Anomalous velocity
12. 量子ホール効果
Quantum Hall effect
13. 波束の運動
Wave packet
14. 運動方程式における双対性
Duality in the motion of equation
15. 最近のトピックス2
Recent topics 2

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