エレクトロニクス材料学

Materials for Electronics

9982202

82AMAMF303

小林　篤

Atsushi Kobayashi

2026年度前期

2026年度

①First semester

月曜2限

Monday 2nd Period

先進工学部　マテリアル創成工学科

Department of Materials Science and Technology, Faculty of Advanced Engineering

2.00単位

講義

Lecture

-

① [対面]対面授業/ [On-site] On-site class

金属、半導体、絶縁体、強誘電体、超伝導体、磁性体などのエレクトロニクス材料の応用分野は多岐にわたる。本講義では、物理的・化学的視点でエレクトロニクス材料の構造と物性を網羅的に学び、材料を包括的に理解することを目指す。

本科目は、カリキュラム・ポリシー1項、2項および5項に基づき、専門分野の知識を深めるとともに、学際的視点で課題を発見・解決する能力を養成する「選択科目」の一つである。本科目は、ディプロマ・ポリシー「既存の工学の枠を超えて、自由な発想で基礎科学の融合と展開を図り、産業の発展に寄与する新しい材料と新しい工学を創造する」の実現に資する。

前半は、量子力学と無機化学に基づいた材料の構造と物性の一般論を学ぶ。まず、固体の結晶構造と構造解析法について学び、物質の成り立ちを理解する。次に、結晶中の電子の振る舞いについて学び、電子物性との関連性を理解する。
後半は、個々のエレクトロニクス材料を取り上げ、各論を学ぶ。半導体の光物性と電子物性を中心に、誘電体、超伝導体、磁性体、量子材料へと展開する。

Based on Sections 1, 2, and 5 of the Curriculum Policy, this is an elective course designed to deepen specialized knowledge and cultivate the ability to identify and solve problems from an interdisciplinary perspective. This course contributes to the realization of the Diploma Policy.

In the first half, students will learn the general theory of materials' structures and physical properties based on quantum mechanics and inorganic chemistry. Initially, the focus will be on understanding the crystal structures of solids and structural analysis methods, to comprehend the composition of matter. Following this, the behavior of electrons within crystals will be studied, to understand the relationship with electronic properties.
In the latter half, individual electronic materials will be discussed in detail. The focus will be primarily on the optical and electronic properties of semiconductors, expanding towards dielectrics, superconductors, magnetic materials, and quantum materials.

これまでに学んだ力学、電磁気学、量子力学、無機化学の知識を用いて物質の分類を行い、それぞれのエレクトロニクス材料特有の構造と物性を理解できるようになる。


Using the knowledge of mechanics, electromagnetism, quantum mechanics, and inorganic chemistry learned so far, students will be able to classify materials and understand the unique structures and physical properties of each electronic material.

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/​​​

基本的な量子力学や無機化学を理解していることを前提として授業を進める。

小テストの実施　Quiz type test

-

• 参考書等に登場する標準的な数学は理解しているものとして授業を進行する。予習をおこない、分からない数学は事前に理解しておくこと。
• 量子力学、電磁気学、無機化学の基礎を復習しておくこと。
• 授業中に出題される「Quiz」は必ず提出すること。

（準備学習）教科書の該当箇所を見ておくこと。（2時間程度）
（復習）授業中に出された問題の解法を身につけること。（2時間程度）

• The course will proceed under the assumption that students understand the standard mathematics presented in textbooks and references. Students should prepare in advance and ensure they understand any mathematical concepts they find challenging before class.
• Students should review the basics of quantum mechanics, electromagnetism, and inorganic chemistry.
• Quizzes given during the class should be completed reliably, even if not specifically asked for submission.

(Preparatory Study) Review the relevant sections in the textbook. (Approximately 2 hours)
(Review) Learn the solutions to the exercise problems presented during the class. (Approximately 2 hours)

演習課題の解答状況や試験結果を基に、総合的に成績を評価する。

・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

-

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/

「入門 固体物性: 基礎からデバイスまで」斉藤博他、共立出版
「物性論ノート」佐藤憲昭、名古屋大学出版会
「新・物性物理入門」塩見雄毅、朝倉書店
「初歩から学ぶ固体物理学」矢口裕之、講談社
「物質中の電場と磁場」村上修一、共立出版

全対面授業回の受講を原則とします。尚、成績評価点は「成績評価方法」に従います。

第1回　ガイダンス、エレクトロニクス材料概論
第2回　エレクトロニクスと量子力学
第3回　エレクトロニクス材料の作製方法
第4回　エレクトロニクス材料の評価方法
第5回　原子中の電子のエネルギー
第6回　固体結晶中の電子のエネルギー
第7回　フェルミエネルギー
第8回　固体結晶中の電子の運動
第9回　エネルギーバンド
第10回　電子と正孔
第11回　半導体概論
第12回　半導体のキャリア統計
第13回　超伝導体
第14回　量子エレクトロニクス
第15回　到達度評価

1. Guidance, Introduction to Electronic Materials
2. Quantum Mechanics in Electronics
3. Fabrication Processes of Electronic Materials
4. Characterization Methods of Electronic Materials
5. Energy of Electrons in Atoms
6. Energy of Electrons in Solid Crystals
7. Fermi Energy
8. Electron Motion in Solid Crystals
9. Energy Bands
10. Electrons and Holes
11. General Introduction to Semiconductors
12. Carrier Statistics in Semiconductors
13. Superconductors
14. Quantum Electronics
15. Assessment of Achievement 

-

-

-

Y

N