量子輸送物理学特論2 （博士後期課程用）

Advanced Course in Quantum transport physics 2 (Doctor)

991CZ53

12PHAPP504

山本　貴博

Takahiro Yamamoto

2025年度後期

2025年度

②Second semester

水曜4限

Wednesday, 4th Period

理学研究科　物理学専攻
Department of Physics, Graduate School of Science

1.0単位

講義

Lecture

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① [対面]対面授業/ [On-site] On-site class

「電子輸送現象（電気伝導）」は、私たちの生活と密接な関わりをもつ「物理学」の１つである。20 世紀は半導体の時代と言われたが、21世紀になった今なお続く半導体電子デバイスの目覚しい発展は、電子輸送現象の理解と発展の歴史と共に歩んできたと言っても過言ではない。今後においても物質の電子輸送現象の発展が、そのままエレクトロニクスの発展に結びつくことであろう。言い換えると、電子輸送現象の科学的発展はそのままテクノロジーの発展でもあり、学理的価値と実用的価値の両方を兼ね備えた物理学分野といえる。本講義では、学部で学んだ量子力学と統計力学の基本をもとに、物質中の量子輸送現象について学ぶ。電気伝導と熱伝導に加えて、エネルギー変換の観点から重要な熱電輸送（熱電効果）についての２大量子輸送理論（久保理論とランダウア理論）に基づいて詳しく解説する。

In this lecture, the electronic transport including the electrical, thermal and thermoelectric transport phenomena in solids will be lectured on the basis of quantum theory.

物理学、材料科学、電子工学など幅広い分野で重要な電子輸送現象（電気伝導、熱伝導、熱電変換）に関する２大量子論（久保理論とランダウア理論）を理解することを目的とする。　

The objective of this lecture is to understand the electric transport in solids (i.e., electrical, thermal and thermoelectric transport phenomena) on the basis of quantum theory.

２大量子輸送理論である久保理論とランダウア理論について理解し、それらに基づいて書かれた論文や専門書を解読できるようになることを目標とする。

It is possible to understand technical books and articles on electronic transport in solids.

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/​​​

学部で学ぶ量子力学と統計力学の基礎を身に付けていることが望ましい。

Knowledge on basics of quantum mechanics and statistical mechanics is needed to understand this lectue.

小テストの実施　Quiz type test

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LETUS上に配布するPDFファイルを用いて準備学習を行い、講義中に出題する課題に取り組むことで復習をし、理解を深める。

Students can study using the original PDF text uploaded on LETUS.

到達度達成評価レポート（60%）と講義中に出題するレポート課題（40%）で評価する。

To be evaluate by a final report (60%) and regular reports to be taken at any time (40%).

・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

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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://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/​​​

It is possible to search for and purchase textbooks and certain reference materials at MyKiTS (online textbook store).
​​https://gomykits.kinokuniya.co.jp/tokyorika/

1. 量子輸送の久保理論（前半）
　　　1.1　電気輸送の久保理論
　　　1.2 熱伝導の久保理論
　　　1.3 熱電効果の久保理論
2. 量子輸送のランダウア理論（後半）
　　　2.2 電気伝導のランダウア理論
　　　2.3 熱伝導のランダウア理論
　　　2.4 熱電効果のランダウア理論

1. Kubo theory of quantum transport
　　　1.1　Kubo theory of electrical transport
　　　1.2 Kubo theory of thermal transport
　　　1.3 Kubo theory of thermoelectric effect
2. Landauer theory of quantum transport
　　　2.2 Landauer theory of electronic transport
　　　2.3 Landauer theory of thermal transport
　　　2.4 Landauer theory of thermoelectric effect

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