電子物性特論２

Advanced Lectures on Solid State Physics 2

998B217

81ELPRS601

生野　孝

Takashi Ikuno

2024年度前期

2024 First Semester

月曜3限

Monday 3rd Period

先進工学研究科　電子システム工学専攻

Department of Applied Electronics, Graduate School 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

半導体デバイスの動作を理解するためには，微小な粒子の振る舞いを記述する量子力学の理解が必要である．本講義では，学部で学んだ電子物性や半導体デバイスの根本となる量子力学について学び，表面界面電子物性や低次元半導体デバイスについて理解する．
To understand the operation of semiconductor devices, it is necessary to understand quantum mechanics, which describes the behavior of tiny particles. In this course, students study quantum mechanics, the foundation of "Solid State Physics 1 and 2" and "Semiconductor Devices 1 and 2" learned at the undergraduate level.

本科目では，シュレーディンガーの波動方程式，波動関数，固有値・期待値，分子軌道の基礎事項，表面界面物性，低次元半導体デバイスについて学ぶ．エレクトロニクスの基礎及び専門の知識を基盤として、高度な研究を行うために必要となる深い知識を身に付け、専門的な研究を行うための能力を身に付ける事を目指す．
In this course, students will explore the fundamentals of Schrödinger's equation, wave functions, eigenvalues, and molecular orbitals.
Based on basic and advanced knowledge of electronics, students will obtain various skills for performing specialized research and development.

・シュレーディンガーの波動方程式について説明できる．
・箱の中の自由粒子，縮退と直交性，調和振動子について説明できる．
・異種材料界面に由来するキャリア輸送や量子閉じ込めについて説明できる．
Through this course, students will be able to
・Explain Schrödinger's equation
・Explain particle in a box, degeneracy and orthogonality, harmonic oscillator
・Explain carrier transport and quantum confinement attributed by hetero junctions.

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/​​​

小テストの実施　Quiz type test

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事前の準備学習として，シラバス記載の講義内容について参考書等で調べて，要点をまとめておくこと．また，復習として講義の内容と参考書等を参照しておくこと．
Students must investigate the lecture contents described in the syllabus such as reference books and summarize the points in advance. Also, students must review the lecture content using the reference books and distributed materials.

小テスト・到達度試験：100％
Examination: 100%

・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

Y

「工学系のための量子力学」上羽弘　森北出版

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/

「低次元半導体の物理」樺沢宇紀（訳）丸善出版（購入不要）

第１回：序論
　　講義のガイダンスと概要について説明する．
#01: Introduction

第２回：量子力学の概要
　　前期量子論，物質波を理解する．
#02: Overview of quantum mechanics

第３回：シュレーディンガーの波動方程式
　　波動方程式について理解する．
#03 Schoredinger'sequation

第４回：シュレーディンガーの波動方程式（演習）
　　演習を解き理解を深める．
#04 Practice

第５回：定常状態の波動関数
　　箱の中の自由粒子について理解する．
#05 Steady-state wave function

第６回：定常状態の波動関数（演習1）
　　井戸型ポテンシャル
#06 Steady-state wave function

第７回：定常状態の波動関数（演習2）
　　調和振動子
#07 Steady-state wave function

第８回：中間テストおよび解説
#08 Examination

第９回：固有値と期待値
　　固有値と期待値について理解する．
#09 Eigenvalue and expectation value

第１０回：固有値と期待値（演習1）
　　固有値と期待値について理解する．
#10 Eigenvalue and expectation value

第１１回：固有値と期待値（演習2）
　　固有値と期待値について理解する．
#11 Eigenvalue and expectation value

第１２回：多粒子のシュレーディンガーの波動方程式
　　多粒子のシュレーディンガーの波動方程式について理解する．
#12 Many particle systems

第１３回：多粒子のシュレーディンガーの波動方程式（演習1）
　　多粒子のシュレーディンガーの波動方程式について理解する．
#13 Many particle systems

第１４回：多粒子のシュレーディンガーの波動方程式（演習2）
　　多粒子のシュレーディンガーの波動方程式について理解する．
#14 Many particle systems

第１５回：到達度試験および解説
#15 Examination

会社員（国内企業研究所）
研究者（海外国立研究所，海外大学）
Researcher (Domestic private company, foreign research institute, and foreign university)

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