電子物性１

Theory of Properties of Solids 1

9981614

81ELPRS201

常盤　和靖

Kazuyasu Tokiwa

2024年度前期

2024/First Semester

月曜2限

Monday, 2nd Period

先進工学部　電子システム工学科

Department of Applied Electronics, Faculty of Advanced Engineering

2.0単位

講義

Lecture

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① [対面]対面授業/ [On-site] On-site class

金属や半導体などの物質で観測されるいろいろな性質は,物質を構成する原子や分子,あるいは電子などの微視的な特徴をとらえることによって説明される｡固体の原子配列や電子の運動を通して物質の性質を理解する。

本学科のディプロマポリシーに定める「基礎学力を基盤とした発展性を有する専門知識」という教育理念を実現し、さらにカリキュラムポリシーである「専門基礎科目」「専門科目」で工学の全般に関する幅広い分野の専門知識を身に付け、論理思考力・数量的スキル・情報処理能力を高めて、エレクトロニクスを中核とした深い専門知識を身に付けることが目的である。

本講義では,“物性”についてひととおり理解することを目標とする｡デバイス動作の根本である固体の性質を理解し、回路設計・デバイス開発に役立てるための基礎知識を得る事を目指す。

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/​​​

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・各授業の講義内容に関して、あらかじめ参考書を用いて大まかな内容を理解しておく事。
・復習においては、講義中にノートをしっかり取り、さらに自分なりのコメントを加えるなど理解を深める努力を
する事。

レポート(30%),試験(70%)

・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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青木昌治著｢電子物性工学｣ｺﾛﾅ社
ｷｯﾃﾙ｢固体物理学入門上｣丸善
水谷宇一朗著「金属電子論上」内田老鶴圃

1 ガイダンス
　　　内容：講義内容のアウトラインを説明する。
2 　　結晶の構造1 　　
　　　内容：結晶格子について理解する。
　　　[講義外学習の指示　予習事項：格子ベクトル、格子点、単位胞、ウィグナー・ザイツ・セルについて調べる。］　
3 　　結晶の構造2 　　
　　　内容：対象操作および２次元格子の型について理解する。
　　　[講義外学習の指示　予習事項：対象操作および2次元結晶系（対称操作、結晶軸と結晶各の関係、ブラベー格子
　　　などについて調べる。］　
4 　　結晶の構造3
　　　内容：対象操作および３次元空間格子の型について理解する。
　　　[講義外学習の指示　予習事項：対象操作および3次元結晶系（対称操作、結晶軸と結晶各の関係、ブラベー格子
　　　などについて調べる。］
5 　　結晶の構造4
　　　内容：３次元空間格子の具体例およびにミラー指数について理解する。
　　　[講義外学習の指示　予習事項：岩塩型構造など実際の物質にみられる結晶構造およびミラー指数
　　　などについて調べる。］
6 　　逆格子とX線回折1
　　　内容：X線回折の基本事項の確認と逆格子空間および逆格子ベクトルについて理解する。
　　　[講義外学習の指示　予習事項：ブラッグの法則、フーリエ解析、逆格子ベクトルについて調べる。］
7 　　逆格子とX線回折2 　　
　　　内容：X線回折と逆格子の関係について理解する。
　　　[講義外学習の指示　予習事項：逆格子ベクトルを用いたブラッグの条件、エバルト球、ブリルアン・ゾーン
　　　について調べる。］　
8　　格子振動1 　　
　　　内容：単原子格子および２原子格子の格子振動について理解する。
　　　[講義外学習の指示　予習事項：単原子および２原子分子からなる系の格子振動について調べる。］　
9　　格子振動2 　　
　　　内容：格子振動の状態密度、フォノン、格子比熱について理解する
　　　[講義外学習の指示　予習事項：格子振動の状態密度、フォノンが関与する比熱について調べる。デバイ模型、
　　　アインシュタイン模型、デュロン・プティの法則について調べる。
10　　量子力学の基礎１
　　　内容：シュレーディンガー方程式について理解する
　　　[講義外学習の指示　予習事項：物理量と演算子の関係、時間に依存するシュレーディンガー方程式および
　　　時間に依存しないシュレーディンガー程式について調べる。
11 　  量子力学の基礎2
　　　内容：波動関数の物理的な意味、無限に深い１次元の井戸型ポテンシャルについて理解する。
　　　[講義外学習の指示　予習事項：期待値と線形微分方程式の解法について確認すること。］　
12　　量子力学の基礎3
　　　内容：水素原子の電子状態について理解する
　　　[講義外学習の指示　予習事項：軌道角運動量およびスピン角運動量について調べること。］
13　　量子力学の基礎4
　　　内容：多電子原子の電子状態について理解する。
　　　[講義外学習の指示　予習事項：ハートリー‐フォック近似について調べ、さらに比熱と系のエルギーの関係につ
　　　いて確認すること。］
14　　量子力学の基礎5
　　　内容：調和振動子について理解する。
　　　[講義外学習の指示　予習事項：調和振動のシュレーディンガー方程式について調べる
　　　こと。］
15　達成度評価と解説
　 これまでの理解度を評価する。

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