2022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 | 超伝導特論 | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 電気工学専攻 | 学年 | 1年 |
| 担当者 | 高野 良紀 | 履修期 | 後期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 金曜2 |
| 校舎 | 駿河台 | 時間割CD | I52B |
| クラス | |||
概要
| 学修到達目標 | 超伝導の基礎となるBCS理論とそれに関連した固体物性に関する内容が理解できる。 |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
【対面授業】 板書やパワーポイントを利用した講義形式。 |
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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 |
量子力学および金属電子論の基礎的な事柄を理解していると講義内容が理解し易い。 |
授業計画
| 第1回 | ガイダンス並びに、超伝導、低温物理および熱力学に関する演示実験を行う。 【事後学習】行われた演示実験の背景にある物理について理解をする。(4時間) |
|---|---|
| 第2回 | 超伝導の基本的性質（完全電気伝導性、完全反磁性）、現象論的解析（ロンドン方程式、超伝導の熱力学、コヒーレンス長、第2種超伝導体、磁束の量子化） 【事前学習】前回の講義で指示された内容について、参考書などを用いて調べておく。(2時間) 【事後学習】講義で行われた内容、特に式の意味や導出方法についてまとめる。(2時間) |
| 第3回 | 自由電子状態1（シュレディンガー方程式、状態密度、電子比熱） 【事前学習】前回の講義で指示された内容について、参考書などを用いて調べておく。(2時間) 【事後学習】講義で行われた内容、特に式の意味や導出方法についてまとめる。(2時間) |
| 第4回 | 自由電子状態２（理想フェルミ気体のエントロピー） 【事前学習】前回の講義で指示された内容について、参考書などを用いて調べておく。(2時間) 【事後学習】講義で行われた内容、特に式の意味や導出方法についてまとめる。(2時間) |
| 第5回 | 格子振動（格子比熱） 【事前学習】前回の講義で指示された内容について、参考書などを用いて調べておく。(2時間) 【事後学習】講義で行われた内容、特に式の意味や導出方法についてまとめる。(2時間) |
| 第6回 | クーロン相互作用（トマス－フェルミ近似）、電子フォノン相互作用 【事前学習】前回の講義で指示された内容について、参考書などを用いて調べておく。(2時間) 【事後学習】講義で行われた内容、特に式の意味や導出方法についてまとめる。(2時間) |
| 第7回 | フォノンを媒介とした電子間相互作用、第2量子化 【事前学習】前回の講義で指示された内容について、参考書などを用いて調べておく。(2時間) 【事後学習】講義で行われた内容、特に式の意味や導出方法についてまとめる。(2時間) |
| 第8回 | クーパー対、還元されたBCSハミルトニアン、BCS基底状態、平衡状態 【事前学習】前回の講義で指示された内容について、参考書などを用いて調べておく。(2時間) 【事後学習】講義で行われた内容、特に式の意味や導出方法についてまとめる。(2時間) |
| 第9回 | 基底状態からの励起とエネルギーギャップ、状態密度 【事前学習】前回の講義で指示された内容について、参考書などを用いて調べておく。(2時間) 【事後学習】講義で行われた内容、特に式の意味や導出方法についてまとめる。(2時間) |
| 第10回 | 有限温度のスペクトルと超伝導転移温度 【事前学習】前回の講義で指示された内容について、参考書などを用いて調べておく。(2時間) 【事後学習】講義で行われた内容、特に式の意味や導出方法についてまとめる。(2時間) |
| 第11回 | ギャップ方程式１（ガンマ関数とその性質、ベータ関数とその性質、オイラーの定数） 【事前学習】前回の講義で指示された内容について、参考書などを用いて調べておく。(2時間) 【事後学習】講義で行われた内容、特に式の意味や導出方法についてまとめる。(2時間) |
| 第12回 | ギャップ方程式２（ダイガンマ関数、リーマンのゼータ関数とその微分） 【事前学習】前回の講義で指示された内容について、参考書などを用いて調べておく。(2時間) 【事後学習】講義で行われた内容、特に式の意味や導出方法についてまとめる。(2時間) |
| 第13回 | ギャップ方程式3（ウォリス積、Tcの式） 【事前学習】前回の講義で指示された内容について、参考書などを用いて調べておく。(2時間) 【事後学習】講義で行われた内容、特に式の意味や導出方法についてまとめる。(2時間) |
| 第14回 | レポート課題の説明 【事前学習】これまでに行われた講義内容全体を整理しておく。(2時間) 【事後学習】レポートの作成(2時間) |
| 第15回 | レポート課題の解答 【事前学習】前回に課されたレポートの作成（4時間） |
その他
| 教科書 |
教科書は特に使用しない。
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| 参考資料コメント 及び 資料（技術論文等） |
丹羽雅昭 『超伝導の基礎[9784501624507]』 東京電機大学 2009年 第3版
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| 成績評価の方法 及び基準 |
レポート：100％ |
| 質問への対応 | 講義終了後に対応する。 |
| 研究室又は 連絡先 |
メール・アドレスは授業中に指示する。 |
| オフィスアワー |
金曜 駿河台 12:10 ～ 13:00
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| 学生への メッセージ |
BCS理論は従来型超伝導体に対する理論ですが、高温超伝導体を理解する上でも重要です。 講義の進み具合に応じて、シラバス通りにならない可能性がありますが、その場合には講義の中で、事前に連絡します。 |