2022年 大学院理工学研究科 シラバス - 精密機械工学専攻
設置情報
| 科目名 | 機能性材料特論Ⅱ | ||
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| 設置学科 | 精密機械工学専攻 | 学年 | 1年 |
| 担当者 | 内木場 文男 | 履修期 | 後期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 金曜2 |
| 校舎 | 船橋 | 時間割CD | G52B |
| クラス | |||
| 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 | 材料の機械的、熱的、化学的、光学的、電気的、生体的性質を利用した高度な機能を発現する材料を機能性材料と呼ぶ。本講義においては電子・原子の振る舞いを記述する固体物理学をベースにして誘電体，半導体，磁性体，金属，超伝導体などの物性を理解することを目指す。 |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
対面授業。 教員の実務経験をもとに最先端の機能性材料を開発あるいは扱う基礎を与える。 |
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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 |
金属、無機、ポリマーなどの材料物性について基礎的な講義をすでに受講していることが望ましい。 |
授業計画
| 第1回 | 統計力学 フェルミ‐ディラック分布 【事前学習】教科書の該当箇所，「フェルミ‐ディラック分布」を一通り予習し，内容を把握しておくこと(120分） 【事後学習】該当箇所を教科書，ノート利用して復習し，課題を実行すること(120分） |
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| 第2回 | エネルギーバンド 周期的ポテンシャル場内の電子の振舞い 【事前学習】教科書の該当箇所，「周期的ポテンシャル場内の電子の振舞い」を一通り予習し，内容を把握しておくこと(120分） 【事後学習】該当箇所を教科書，ノート利用して復習し，課題を実行すること(120分） |
| 第3回 | 課題の解説と演習問題 統計力学 エネルギーバンド 【事前学習】該当箇所，「統計力学 エネルギーバンド」をノートを用いて復習し，内容を把握しておくこと。また，自らの解答をを見直しておくこと(120分） 【事後学習】演習の該当箇所を調べ復習し，課題の解説と自分の解答を比較すること(120分） |
| 第4回 | 金属と電子輸送１ 古典気体モデル フェルミ分布と状態密度 【事前学習】教科書の該当箇所，「古典気体モデル フェルミ分布と状態密度」を一通り予習し，内容を把握しておくこと(120分） 【事後学習】該当箇所を教科書，ノート利用して復習し，課題を実行すること(120分） |
| 第5回 | 金属と電子輸送２ ホール効果 バンド構造とフェルミ面の形 【事前学習】教科書の該当箇所，「ホール効果 バンド構造とフェルミ面の形」を一通り予習し，内容を把握しておくこと(120分） 【事後学習】該当箇所を教科書，ノート利用して復習し，課題を実行すること(120分） |
| 第6回 | 課題の解説と演習問題 金属と電子輸送 【事前学習】該当箇所，「金属と電子輸送」をノートを用いて復習し，内容を把握しておくこと。また，自らの解答をを見直しておくこと(120分） 【事後学習】演習の該当箇所を調べ復習し，課題の解説と自分の解答を比較すること(120分） |
| 第7回 | 半導体１ バンド構造とキャリア 真性半導体と不純物半導体 【事前学習】教科書の該当箇所，「バンド構造とキャリア 真性半導体と不純物半導体」を一通り予習し，内容を把握しておくこと(120分） 【事後学習】該当箇所を教科書，ノート利用して復習し，課題を実行すること(120分） |
| 第8回 | 半導体２ pn接合 トランジスタ 【事前学習】教科書の該当箇所，「pn接合 トランジスタ」を一通り予習し，内容を把握しておくこと(120分） 【事後学習】該当箇所を教科書，ノート利用して復習し，課題を実行すること(120分） |
| 第9回 | 課題の解説と演習問題 半導体 【事前学習】教科書の該当箇所，「半導体」をノートを用いて復習し，内容を把握しておくこと。また，自らの解答をを見直しておくこと(120分） 【事後学習】演習の該当箇所を調べ復習し，課題の解説と自分の解答を比較すること(120分） |
| 第10回 | 磁性１ 電子の示す磁性 【事前学習】教科書の該当箇所，「電子の示す磁性」を一通り予習し，内容を把握しておくこと(120分） 【事後学習】該当箇所を教科書，ノート利用して復習し，課題を実行すること(120分） |
| 第11回 | 磁性２ 常磁性 強磁性 反磁性 【事前学習】教科書の該当箇所，「常磁性 強磁性 反磁性」を一通り予習し，内容を把握しておくこと(120分） 【事後学習】該当箇所を教科書，ノート利用して復習し，課題を実行すること(120分） |
| 第12回 | 課題の解説と演習問題 磁性 【事前学習】該当箇所，「磁性」をノートを用いて復習し，内容を把握しておくこと。また，自らの解答をを見直しておくこと(120分） 【事後学習】演習の該当箇所を調べ復習し，課題の解説と自分の解答を比較すること(120分） |
| 第13回 | 超伝導１ 永久電流と完全反磁性 ロンドン方程式 超電導の熱力学 【事前学習】教科書の該当箇所，「永久電流と完全反磁性 ロンドン方程式 超電導の熱力学」を一通り予習し，内容を把握しておくこと(120分） 【事後学習】該当箇所を教科書，ノート利用して復習し，課題を実行すること(120分） |
| 第14回 | 超伝導２ クーパー対とBCS理論 ジョセフソン効果 【事前学習】教科書の該当箇所，「クーパー対とBCS理論 ジョセフソン効果」を一通り予習し，内容を把握しておくこと(120分） 【事後学習】該当箇所を教科書，ノート利用して復習し，課題を実行すること(120分） |
| 第15回 | 課題の解説と演習問題 超伝導 【事前学習】該当箇所，「超伝導」をノートを用いて復習し，内容を把握しておくこと。また，自らの解答をを見直しておくこと(120分） 【事後学習】演習の該当箇所を調べ復習し，課題の解説と自分の解答を比較すること(120分） |
その他
| 教科書 |
藤原毅夫 『物性物理学』 新・工学系の物理学 理数工学社 2009年 第１版
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| 参考資料コメント 及び 資料（技術論文等） |
一ノ瀬昇編著 『電気電子機能材料 』 オーム社 2003年 第2版
神藤欣一著 『機能材料の基礎知識 』 産業図書 1995年 第1版
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| 成績評価の方法 及び基準 |
授業での理解度、提出課題で総合的に評価する |
| 質問への対応 | 随時 |
| 研究室又は 連絡先 |
7号館3階 734号室 uchikoba.fumio@nihon-u.ac.jp |
| オフィスアワー |
水曜 船橋 15:20 ～ 16:30
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| 学生への メッセージ |
機能性材料は、ナノテクノロジーへの入り口です。すすんで受講をしてください |