2021年 理工学部 シラバス - 電子工学科
設置情報
| 科目名 | 光・電子機能マテリアル | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 電子工学科 | 学年 | 3年 |
| 担当者 | 中川･岩田 | 履修期 | 前期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 火曜4 |
| 校舎 | 船橋 | 時間割CD | J24A |
| クラス | |||
| 履修系統図 | 履修系統図の確認 | ||
| その他 | 実務経験のある教員による授業科目 | ||
概要
| 学修到達目標 | 強誘電体デバイスの最新動向、強誘電体の特徴、物性物理(周波数・温度依存)、磁性デバイスの最新動向、磁性材料の特徴、磁気物性、これらのデバイスについて、研究者・技術者としての基礎的な能力が身につく。 |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
「ハイブリッド型授業」で実施する。 学習の理解を深めるために、毎回小テストを実施する。 また、岩田分最後の回にレポート課題を課す。(岩田) 講義は教科書をつかって行う。質問アンケートを実施し、翌週に10分程度の解説を行う。また、教員の実務経験をふまえて、本講義が、卒業後の研究者・技術者となったときに、どのような意味があり、どのような位置づけとなっているかを、講義中に随時説明を加えながら講義することによって、勉学のモチベーションアップと、理解度の増加を図る。（中川） なお、コロナ感染状況によって「オンライン授業」となった場合は、対面授業は行わず、授業時間割に合わせてZoom等によるオンタイムでの授業を基本として実施し、場合に寄ってはオンデマンド型の「オンライン授業」を実施する。これらの場合は、その都度CSTポータルⅡの授業科目内で実施方法や接続方法をアナウンスする。 |
| 履修条件 | 「電磁気学Ⅰおよび演習」「電磁気学Ⅱおよび演習」「量子力学基礎」「基礎電子物性」「電子物性工学」の単位を取得しており、「量子物性工学」「半導体デバイス工学」を履修しているこが望ましい。(岩田、中川) |
授業計画
| 第1回 | 誘電体（１）強誘電体の構造と材料、および電磁気学の復習 誘電体、誘電分極、球状誘電体が作る電場について説明する。 【事前学習】参考書「図でよくわかる電磁気学」5章までを復習しておくこと。特に誘電体に電界を印加した場合の現象について理解しておくこと。（120分） 【事後学習】板書の内容を見返しながら、授業中に説明した事柄について、理解を深めること。(120分) |
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| 第2回 | 誘電体（２）局所電場、ローレンツ電場 微視的視点に立って、原子や分子に作用している局所的な電場、及びその考え方について説明する。また、ローレンツ電場との関連性を説明する。 【事前学習】参考書を参照し、ローレンツ電場の概要を理解しておくこと。（120分） 【事後学習】板書の内容を見返しながら、授業中に説明した事柄について、理解を深めること。(120分) |
| 第3回 | 誘電体（３）電子分極、イオン分極、 元素由来のによる分極、イオン性結晶・分子による分極を説明する。 【事前学習】参考書を参照し、電気的な分極の種類について調べておくこと。（120分） 【事後学習】板書の内容を見返しながら、授業中に説明した事柄について、理解を深めること。(120分) |
| 第4回 | 誘電体（４）配向分極 対称中心を持たない分子による永久双極子モーメントについて説明した後に、配向分極の大きさを計算する。 【事前学習】参考書を参照し、電気的な分極の種類について調べておくこと。（120分） 【事後学習】板書の内容を見返しながら、授業中に説明した事柄について、理解を深めること。(120分) |
| 第5回 | 誘電体（５）クラウジウス・モソッティ 誘電率と分極率の関係について説明する。 【事前学習】参考書を参照し、クラウジウス・モソッティの概要を理解しておくこと。（120分） 【事後学習】板書の内容を見返しながら、授業中に説明した事柄について、理解を深めること。(120分) |
| 第6回 | 誘電体（５）秩序/無秩序型強誘電体、キューリー・ワイスの法則 強誘電性結晶の分類と強誘電性発現の起源について説明する。 【事前学習】参考書を参照し、秩序/無秩序型強誘電体、キューリー・ワイスの法則に関して概要を理解しておくこと。（120分） 【事後学習】板書の内容を見返しながら、授業中に説明した事柄について、理解を深めること。(120分) |
| 第7回 | 誘電体（６）変位型強誘電体 イオン結晶で見られる強誘電体について説明する。 【事前学習】参考書を参照し、変位型強誘電体の概要を理解しておくこと。（120分） 【事後学習】板書の内容を見返しながら、授業中に説明した事柄について、理解を深めること。(120分) |
| 第8回 | 誘電体（7）誘電分散、複素誘電率 誘電率の周波数依存性について説明する。 【事前学習】参考書を参照し、誘電分散、複素誘電率の概要を理解しておくこと。（120分） 【事後学習】板書の内容を見返しながら、授業中に説明した事柄について、理解を深めること。(120分) |
| 第9回 | 磁性体（１）磁性デバイスの背景、磁性体の分類を理解する 【事前学習】教科書「光・電磁物性」172ページから175ページをよく読んで、理解できない箇所を質問できるようにまとめておくこと（120分） 【事後学習】学んだことをベースに、身のまわりの磁性体を調べ、理解を深めておくこと（120分） |
| 第10回 | 磁性体（２）磁気モーメントの古典論での理解と量子力学での磁気モーメントを理解する 【事前学習】教科書「光・電磁物性」175ページから180ページをよく読み、また「電磁気学Ⅱおよび演習」での磁気モーメントの部分をを復習し、理解できない箇所を質問できるようにまとめ、（120分） 【事後学習】古典力学の磁気モーメントと、量子力学での磁気モーメントの違いをよく復習しておくこと（120分） |
| 第11回 | 磁性田（３）常磁性、ブリルアン関数を理解する 【事前学習】教科書「光・電磁物性」180ページから184ページをよく読んで、誘電体の配向分極との違いを含めて予習し、理解できない箇所を質問できるようにまとめておくこと（120分） 【事後学習】学んだことをベースに、ランジュバン関数とブリルアン関数の違いについて理解を深めておくこと（120分） |
| 第12回 | 磁性体（４）強磁性、ワイスの分子磁界、キュリー温度を理解する 【事前学習】教科書「光・電磁物性」187ページから190ページをよく読んで、ワイスの分子磁界の発想を予習し、理解できない箇所を質問できるようにまとめておくこと（120分） 【事後学習】学んだことをベースに、キュリー・ワイスの法則について理解を深めておくこと（120分） |
| 第13回 | 磁性体（５）フェリ磁性、反強磁性、反磁性を理解する 【事前学習】教科書「光・電磁物性」190ページから192ページおよび185ページから186ページをよく読んで、強磁性、フェリ磁性、反強磁性の違いを予習し、また反磁性にすいても予習し、理解できない箇所を質問できるようにまとめておくこと（120分） 【事後学習】学んだことをベースに、磁性体の種類全体を復習し、理解を深めておくこと（120分） |
| 第14回 | 磁性体（６）磁区、磁壁についてを理解する 【事前学習】教科書「光・電磁物性」193ページから196ページよく読んで、磁壁を生成する概念と磁区が形成される概念を予習し、理解できない箇所を質問できるようにまとめておくこと（120分） 【事後学習】学んだことをベースに、静磁エネルギー、交換結合エネルギー、ゼーマンエネルギーについて、理解を深めておくこと（120分） |
| 第15回 | 磁性体（７）磁化曲線、磁気ひずみ、ヒステリシス損、磁気共鳴を理解する 【事前学習】教科書「光・電磁物性」196ページから202ページよく読んで、出てくるキーワードを予習し、理解できない箇所を質問できるようにまとめておくこと（120分） 【事後学習】学んだことをベースに、磁化曲線がどのように発生するのかについて、理解を深めておくこと（120分） |
その他
| 教科書 |
多田邦雄、松本俊共著、「光・電磁物性」（電子情報通信学会編、電子情報通信学会大学シリーズ）コロナ社
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| 参考書 |
高重正明 『物性科学入門シリーズ、物質構造と誘電体入門』 裳華房
川辺和夫 平木昭夫 岩見基弘 『基礎電子物性工学』 コロナ者 1994年 第14版
坂田亮 『理工学基礎 物性科学 』 培風館 2011年 第25版
永田一清 『物性物理学』 裳華房 2009年 第1版
伊藤彰義 編著、中川活二・細野裕行・塚本新 共著 『図でよくわかる電磁気学』 コロナ社
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| 成績評価の方法 及び基準 |
岩田担当部分 小テスト40％、レポート60％ 中川担当部分 小テスト40%、アンケート（講義の概要、質問）60% |
| 質問への対応 | 随時受け付ける。(岩田、中川) |
| 研究室又は 連絡先 |
4号館412室(岩田) iwata.nobuyuki@nihon-u.ac.jp 4号館421室(中川) nakagawa.katsuji@nihon-u.ac.jp |
| オフィスアワー |
水曜 船橋 10:40 ～ 12:10 4号館412室(岩田)
月曜 船橋 12:15 ～ 13:15 4号館421室（中川）
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| 学生への メッセージ |