2023年 理工学部 シラバス - 電子工学科
設置情報
| 科目名 | 光・電子機能デバイス | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 電子工学科 | 学年 | 3年 |
| 担当者 | 塚本・吉川 | 履修期 | 後期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 火曜4 |
| 校舎 | 船橋 | 時間割CD | J24B |
| クラス | |||
| 履修系統図 | 履修系統図の確認 | ||
概要
| 学修到達目標 | デバイス応用に向けた磁性体の理解と先端磁気デバイスの概観、光と物質の相互作用の理解に基づく光・電子機能デバイス概観を修得する。(塚本) 基本的な電磁気学・量子力学をステップとして、電子デバイス、特に光機能デバイスについての概要と材料スケールと限界を理解する。（吉川） 本授業科目はDP3及びCP3に該当しています。 |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
「対面授業」で実施する。 学習の理解を深めるために、毎回課題もしくは小テストを実施する。 パワーポイントを利用し、適時コンピュータを用いた解説や動画等も準備し講義を行う。(塚本) |
| 履修条件 | 「量子力学基礎」「基礎電子物性」「電子物性工学」「量子物性工学」「半導体デバイス工学」「情報理論基礎」、特に「光・電子機能マテリアル」を履修および単位取得していることが望ましい。(塚本、吉川) |
授業計画
| 第1回 | 磁性体（１）磁気応用：磁性体とは、強磁性体、ヒステリシス曲線、熱磁気特性、磁気メモリ 【事前学習】強磁性体の概要を調査し、シラバスを元に講義全体の流れを捉える（120分） 【事後学習】講義を実施した範囲について，ノートおよび追加調査により復習する（120分） |
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| 第2回 | 磁性体（２）情報記録応用：記録デバイスの条件、2状態系、磁気異方性の利用 【事前学習】磁気記録の概要を調査し、不明な点を明確にする（120分） 【事後学習】講義を実施した範囲について，ノートおよび追加調査により復習する（120分） |
| 第3回 | 磁性体（３）磁気センサ応用：ホール素子、磁気抵抗素子、巨大磁気抵抗素子 【事前学習】磁気センサの概要を調査し、不明な点を明確にする（120分） 【事後学習】講義を実施した範囲について，ノートおよび追加調査により復習する（120分） |
| 第4回 | 磁性体（４）スピントロニクスの基礎と磁気記録応用：トンネル磁気抵抗、磁気抵抗メモリ 【事前学習】スピントロニクスの概要を調査し、不明な点を明確にする（120分） 【事後学習】講義を実施した範囲について，ノートおよび追加調査により復習する（120分） |
| 第5回 | 磁性体（５）磁気ダイナミクス応用：磁気共鳴、磁化歳差運動、高速磁気記録 【事前学習】磁気共鳴現象の概要を調査し、不明な点を明確にする（120分） 【事後学習】第1回から5回の講義範囲について，全体像をまとめ、復習する（120分） |
| 第6回 | 光と物質の相互作用（１）発光デバイス：白熱電球、蛍光灯 【事前学習】白熱電球の発光原理を調査し、不明な点を明確にする（120分） 【事後学習】講義を実施した範囲について，ノートおよび追加調査により復習する（120分） |
| 第7回 | 光と物質の相互作用（２）発光デバイス：発光ダイオード（LED）、光学遷移、励起と緩和 【事前学習】発光ダイオードの原理概要を調査し、不明な点を明確にする（120分） 【事後学習】講義を実施した範囲について，ノートおよび追加調査により復習する（120分） |
| 第8回 | 光と物質の相互作用（３）発光デバイス：半導体レーザー（LD）、自然放出、誘導放出 【事前学習】半導体レーザーの発光原理概要を調査し、不明な点を明確にする（120分） 【事後学習】講義を実施した範囲について，ノートおよび追加調査により復習する（120分） |
| 第9回 | 光と物質の相互作用（４）レーザー：レーザー発振と光学励起、光増幅、レート方程式 【事前学習】レーザー発振の概要を調査し、不明な点を明確にする（120分） 【事後学習】講義を実施した範囲について，ノートおよび追加調査により復習する（120分） |
| 第10回 | 光と物質の相互作用（５）磁気光学効果と応用：光磁気効果、磁気計測・制御応用 【事前学習】磁気光学効果の概要を調査し、不明な点を明確にする（120分） 【事後学習】第6回から10回の講義範囲について，全体像をまとめ、復習する（120分） |
| 第11回 | 光機能デバイス（１）受光デバイス：フォトダイオード（PD)、CdSセル 【事前学習】特に「状態密度」「バンド構造・電気伝導」「バンドギャップ」の定義を復習し、不明な点を明確にする（120分） ※参考となる課目：電磁気学・基礎電子物性・半導体デバイス・量子物性工学・電子工学実験Ⅲ 【事後学習】講義を実施した範囲について，ノートおよび追加調査により復習する（120分） |
| 第12回 | 光機能デバイス（２）撮像素子：CCDカメラ、CMOSカメラ、顕微鏡、分解能 【事前学習】CCD、CMOSを調査し、不明な点を明確にする（120分） 【事後学習】講義を実施した範囲について，ノートおよび追加調査により復習する（120分） |
| 第13回 | 光機能デバイス（３）光学素子：光学フィルター、透過率、吸収率、偏光素子 【事前学習】光学フィルタの原理概要を調査し、不明な点を明確にする（120分） 【事後学習】講義を実施した範囲について，ノートおよび追加調査により復習する（120分） |
| 第14回 | 光機能デバイス（４）サーモグラフィ、放射光イメージング、輻射 【事前学習】輻射の概要を調査し、不明な点を明確にする（120分） 【事後学習】講義を実施した範囲について，ノートおよび追加調査により復習する（120分） |
| 第15回 | 熱電素子：熱電対、電熱線、ペルチェ素子 【事前学習】熱電効果・温度制御について調査し、上記キーワードの概要を調べておくこと（120分） 【事後学習】講義を実施した範囲について，ノートおよび追加調査により復習する（120分） |
その他
| 教科書 |
使用しない
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| 参考書 |
吉本昌広、松波弘之 『半導体デバイス』 共立出版
多田邦雄、松本俊 『光・電磁物性』 コロナ社 2013年 第2版
永田一清 『物性物理学』 裳華房
G. バーンズ 著、長尾辰哉・沢田昭勝・中村輝太郎・米沢富美子・小島誠治 訳 『固体の電子論』 東海大学出版
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| 成績評価の方法 及び基準 |
講義中実施するミニテスト(45%)，および各回の課題等平常点(55%)を総合して評価する。 |
| 質問への対応 | 原則として、各回の課題提出時に随時受け付ける。 |
| 研究室又は 連絡先 |
411室(塚本) tsukamoto.arata@nihon-u.ac.jp 411室(吉川) yoshikawa.hiroki@nihon-u.ac.jp |
| オフィスアワー |
火曜 船橋 12:15 ～ 13:15 411室(塚本)
火曜 船橋 12:15 ～ 13:15 411室(吉川)
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| 学生への メッセージ |