2021年 大学院理工学研究科 シラバス - 電気工学専攻
設置情報
| 科目名 | 素材工学 | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 電気工学専攻 | 学年 | 1年 |
| 担当者 | 松田 健一 | 履修期 | 後期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 火曜4 |
| 校舎 | 駿河台 | 時間割CD | I24A |
| クラス | |||
概要
| 学修到達目標 | 「素材工学」は、基礎物性から材料応用まで、広範囲をカバーする学問分野である。本講義では，材料を学ぶ上で必要となる微視的な構造を理解し，結晶や非晶質の各々の特徴を知る．また，物質の電気的特性（金属・半導体・絶縁体・超伝導体），磁気的特性について学ぶ． |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
対面型の講義を実施予定．ただし社会情勢によっては動画配信によるオンデマンド型のオンライン講義をに切り替える場合がある． それらは事前に周知する． |
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準備学習（予習・ 復習等）の内容・ 受講のための 予備知識 |
本講義に臨むにあたっては、講義計画に照らして十分な予習をし、また講義後に復習を行うこと。本講義は学部レベルの数学や物性関連の知識を前提として実施される。他の大学院科目「物性科学特論」、「機能性材料特論」と合わせて履修することが望ましい。 |
授業計画
| 第1回 | 物性科学や材料工学の発展の歴史的経緯や，それらが社会に及ぼしてきたインパクトなどを知り，また今後望まれる材料・素材とはどのようなものか俯瞰する． 【事前学習】物性・材料に関する一般的な知識や近年の動向を調査する（１２０分） 【事後学習】講義内容のまとめと疑問点の整理．（１２０分） |
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| 第2回 | 材料の構造と分類について学ぶ．特に結晶構造の種類と記述方法について学ぶ． 【事前学習】事前に予告された範囲の予習（１２０分） 【事後学習】講義内容のまとめと疑問点の整理．（１２０分） |
| 第3回 | 材料の構造と分類について学ぶ．特に準結晶や非晶質の構造や特徴について学ぶ． 【事前学習】事前に予告された範囲の予習（１２０分） 【事後学習】講義内容のまとめと疑問点の整理．（１２０分） |
| 第4回 | 材料の熱的性質を学ぶ．特に比熱，熱容量について学ぶ． 【事前学習】事前に予告された範囲の予習（１２０分） 【事後学習】講義内容のまとめと疑問点の整理．（１２０分） |
| 第5回 | 材料の熱的性質を学ぶ．特に，ガスや液体，固体の熱膨張・収縮について学ぶ． 【事前学習】事前に予告された範囲の予習（１２０分） 【事後学習】講義内容のまとめと疑問点の整理．（１２０分） |
| 第6回 | 材料の熱液性質を学ぶ．特に，熱伝導現象について学ぶ． 【事前学習】事前に予告された範囲の予習（１２０分） 【事後学習】講義内容のまとめと疑問点の整理．（１２０分） |
| 第7回 | 材料の電気的特性を学ぶ．特に金属，半導体，絶縁体の分類とエネルギーバンドについて学ぶ． 【事前学習】事前に予告された範囲の予習（１２０分） 【事後学習】講義内容のまとめと疑問点の整理．（１２０分） |
| 第8回 | 材料の電気的特性を学ぶ．特に，電気伝導を記述するための方法を学ぶ． 【事前学習】事前に予告された範囲の予習（１２０分） 【事後学習】講義内容のまとめと疑問点の整理．（１２０分） |
| 第9回 | 材料の電気的特性を学ぶ．特に半導体の不純物添加，pn接合について学ぶ． 【事前学習】事前に予告された範囲の予習（１２０分） 【事後学習】講義内容のまとめと疑問点の整理．（１２０分） |
| 第10回 | 材料の電気的特性を学ぶ．特に超伝導材料の種類や具体的な材料の例について学ぶ． 【事前学習】事前に予告された範囲の予習（１２０分） 【事後学習】講義内容のまとめと疑問点の整理．（１２０分） |
| 第11回 | 材料の電気的特性を学ぶ．特に，超伝導の現象論について学ぶ． 【事前学習】事前に予告された範囲の予習（１２０分） 【事後学習】講義内容のまとめと疑問点の整理．（１２０分） |
| 第12回 | 材料の磁気的特性を学ぶ．特に，磁性の種類，材料の例について学ぶ． 【事前学習】事前に予告された範囲の予習（１２０分） 【事後学習】講義内容のまとめと疑問点の整理．（１２０分） |
| 第13回 | 材料の磁気的な性質について学ぶ．特に，磁性の主たる起源である電子の状態と磁性の関係を学ぶ． 【事前学習】事前に予告された範囲の予習（１２０分） 【事後学習】講義内容のまとめと疑問点の整理．（１２０分） |
| 第14回 | 学生による発表と質疑応答（１） 【事前学習】各自のテーマに沿って発表の準備をする（１２０分） 【事後学習】発表時の質疑応答の内容について検討し，回答を作成する．（１２０分） |
| 第15回 | 学生による発表と質疑応答（２） 【事前学習】各自のテーマに沿って発表の準備をする（１２０分） 【事後学習】発表時の質疑応答の内容について検討し，回答を作成する．（１２０分） |
その他
| 教科書 |
講義資料を配布する。
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| 参考資料コメント 及び 資料（技術論文等） |
グロッソ，パラビチニ 『固体物理学』 物理学叢書 吉岡書店 2004年
近角聡信 『物性科学入門』 裳華房 1999年
Francesco Simoni, Introductory Matter Physics, World Scientific Publishing, 2018
Mary-Anne White, Physical Properties of Materials, CRC Press, 2012
Philip Phillips, Advanced Solid State Physics, Perseus Book, 2003
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| 成績評価の方法 及び基準 |
課題発表，提出物等を総合的に評価する． |
| 質問への対応 | 随時質問可． ZOOMによるオンライン質問も可（時間は都度相談） |
| 研究室又は 連絡先 |
駿河台校舎タワースコラ１６号階S１６１５号室 Tel : 03-3259-0772 email: matsuda.kenichi@nihon-u.ac.jp |
| オフィスアワー |
火曜 駿河台 16:40 ～ 18:10
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| 学生への メッセージ |
数式によって理解するよりも，問題に対するイメージをしっかり持つことを心がけでください． |