無機材料化学

Material Science in Inorganic Substance

9972403

72CHIAC301

藤本　憲次郎

Kenjiro FUJIMOTO

2024年度前期

2024 First Semester

木曜4限

Thursday 4th, Period

創域理工学部　先端化学科

Department of Pure and Applied Chemistry, Faculty 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

本学科で定めるポリシー「化学分野の基礎学力と、その上に立つ専門知識」を習得し、「論理的・批判的に思考し、積極的に取り組むことのできる判断力・行動力」を養うための授業である。　
材料は物質の特性（物性）を利用するもので、化学との関連は深い。無機材料には半導体材料、セラミック材料、金属材料があるが、本講義では材料の基礎となる物性の理解に重点をおき、拡散現象、磁性体、光学材料および半導体材料、セラミック材料について理解する。さらに新材料開発への関心を持たせるため、注目されている材料についても概説的に習得する。

本講義を通じて、無機材料の中でも化学を履修している学生が習得しておくべき、固体内の拡散、半導体材料、磁性材料を原理、応用面を修得し、3年時履修科目である「機器分析２」、「無機合成化学」、「応用物理化学１」、「無機化学実験」への橋渡しとなる講義を行うことを目的とする。論理的思考力も養えられるようになる。本学科のディプロマ・ポリシーに定める「化学分野の基礎学力と、その上に立つ専門知識」および「修得した専門知識や教養を基に、論理的・批判的に思考し、積極的に取り組むことのできる判断力・行動力」に関連する科目である。

固体材料を扱う上で重要な物性の起源、原理、応用面を、固体内の拡散、半導体材料、磁性材料、光学材料を中心に説明、比較できる。また、高温超伝導酸化物についても原理、特性、応用面などを説明できる。
これら無機材料の特性を通じて、物質内における電子の挙動を説明できる。

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/​​​

講義中にとったノート、配布した資料をよく復習すること。
他学科、他学部の学生の受け入れも可能とする。

小テストの実施　Quiz type test

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準備学習と復習に要する時間は、それぞれ約2時間、合計4時間を想定する。各界の講義内容は前日までにLETUSへアップロードするためあらかじめ予習を行うこと。講義後はノート、配布資料・参考書等を活用し、授業で話した事項を説明できるようになること。

課題などの平常点（15％）および到達度評価試験（85％）により評価する。
［フィードバックの方法］
・授業中に課した演習あるいは課題については、当日もしくは次回の授業内にて講評する。

なお、当該科目の評価（S,A,B,CおよびD）は講義への出席状況（原則としてすべての講義に出席すること）が単位認定の前提として重視される。
無断⽋席が⼀定数以上の場合は、評価不能（−）となる場合があるので注意するこ と。

・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/

アトキンス物理化学 上　第10版・P. W. Atkinsら著・東京化学同人・2017・ISBN 9784807909087
アトキンス物理化学 下　第10版・P. W. Atkinsら著・東京化学同人・2017・ISBN 9784807909094
半導体工学・川辺潮、斉藤忠著・丸善・2000・ISBN 9784621047200
ウエスト固体化学入門・A. R. West著・講談社サイエンティフィック・1996・ISBN 9784061533714　
固体内の拡散・Paul G. Shewmon著・コロナ社・1976・ISBN 9784339042917
磁性入門ースピンから磁石まで・志賀正幸 著・内田老鶴圃・2007・ISBN 9784753656301
磁気物性の基礎・能勢宏、佐藤徹哉 著・裳華房・1997・ISBN 9784785361013
など

1 序論
内容：無機材料の概念を理解する。
その応用分野について習得する。

2 拡散
　内容：Fickの法則、拡散方程式およびその解について、理解する。

3 拡散
　内容：相互拡散，自己拡散について理解する。　
拡散機構の種類、イオンの拡散係数について理解する。

4 磁性材料
　内容：磁気的性質の基本を復習する。
磁性体の分類について理解する。

5 磁性材料
　内容：磁性の起源について理解する。

6 磁性材料
　内容：磁気相互作用について理解する。

7 磁性材料
　内容：磁気転移、キュリー・ワイスの法則について理解する。

8 磁性材料
　内容：磁性材料の応用について理解する。

9 光学材料
　内容：発光現象について理解する

10 光学材料
　内容：発光材料の応用について理解する

11 半導体材料
　内容：バンド構造、バンド理論について理解する。
半導体，絶縁体のバンド構造について理解する。

12 半導体材料
　内容：不純物半導体、フェルミ準位について理解する。

13 半導体材料
　内容：半導体の電気伝導、ｐn結合について理解する。熱電現象について理解する。

14 半導体・導電性材料
　内容：半導体材料の応用や超伝導などの導電現象について理解する。

15 到達度評価【対面授業】
　当該授業における達成度を到達度評価試験により確認する。
　その後、授業として当該授業科目の内容の総括を行う。

-国立研究所（現在の国立研究開発法人）における研究員（無機化学・材料化学）の実務経験を活かし、無機材料化学に関する講義を行う。

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