応用物性工学特論 (I15B)

日本大学理工学部

2024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	応用物性工学特論
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	月曜5
校舎	駿河台	時間割CD	I15B
クラス

概要

学修到達目標	本科目では，物質中の輸送特性（電気的および熱的）と光学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する．ただし社会情勢によってはオンライン講義に切り替える場合がある．それらは事前に周知する．
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」、「量子デバイス工学特論」，「機能性材料特論」（旧カリ科目）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】シラバスの確認．学部レベルの物性・材料に関する復習．【事後学習】講義内容のまとめと疑問点の整理．	【事前学習】２時間【事後学習】２時間
第2回	カーボン系材料（グラフェンやカーボンナノチューブ）を題材として，物質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．【事後学習】講義内容のまとめと疑問点の整理．	【事前学習】２時間【事後学習】２時間
第3回	カーボン系材料（グラフェンやカーボンナノチューブ）を題材として，電子物性を理解するための基礎的概念について整理する．Fermi分布関数，状態密度，有効質量など．	【事前学習】事前に予告された範囲の予習．【事後学習】講義内容のまとめと疑問点の整理．	【事前学習】２時間【事後学習】２時間
第4回	カーボン系材料（グラフェンやカーボンナノチューブ）を題材として，エネルギーバンドとは何か，またそれを計算する方法を学ぶ．	【事前学習】事前に予告された範囲の予習．【事後学習】講義内容のまとめと疑問点の整理．	【事前学習】２時間【事後学習】２時間
第5回	金属を念頭に，古典的な電気伝導モデル（ドルーデモデル）を中心に学ぶ．	【事前学習】事前に予告された範囲の予習．【事後学習】講義内容のまとめと疑問点の整理．	【事前学習】２時間【事後学習】２時間
第6回	金属を念頭に，ドルーデモデルと光学的性質を学ぶ．	【事前学習】事前に予告された範囲の予習．【事後学習】講義内容のまとめと疑問点の整理．	【事前学習】２時間【事後学習】２時間
第7回	金属を念頭に，ボルツマン方程式による輸送特性の記述の基礎を学ぶ．熱の輸送にも触れる．	【事前学習】事前に予告された範囲の予習．【事後学習】講義内容のまとめと疑問点の整理．	【事前学習】２時間【事後学習】２時間
第8回	半導体・絶縁体を念頭に，光学的特性の基礎を学ぶ．	【事前学習】事前に予告された範囲の予習．【事後学習】講義内容のまとめと疑問点の整理．	【事前学習】２時間【事後学習】２時間
第9回	半導体・絶縁体を念頭に，励起過程と緩和過程について，量子論的な側面を学ぶ．	【事前学習】事前に予告された範囲の予習．【事後学習】講義内容のまとめと疑問点の整理．	【事前学習】２時間【事後学習】２時間
第10回	半導体・絶縁体を念頭に，励起子の効果，Fano共鳴などについて学ぶ．	【事前学習】事前に予告された範囲の予習．【事後学習】講義内容のまとめと疑問点の整理．	【事前学習】２時間【事後学習】２時間
第11回	超伝導現象および超伝導を示す物質について学ぶ．	【事前学習】事前に予告された範囲の予習．【事後学習】講義内容のまとめと疑問点の整理．	【事前学習】２時間【事後学習】２時間
第12回	超伝導現象に関する現象論（ロンドン理論）と完全反磁性について学ぶ．	【事前学習】事前に予告された範囲の予習．【事後学習】講義内容のまとめと疑問点の整理．	【事前学習】２時間【事後学習】２時間
第13回	超伝導現象に関する現象論と磁束の量子化について学ぶ．	【事前学習】事前に予告された範囲の予習．【事後学習】講義内容のまとめと疑問点の整理．	【事前学習】２時間【事後学習】２時間
第14回	学生による発表と質疑応答（１）	【事前学習】事前に予告された範囲の予習．【事後学習】講義内容のまとめと疑問点の整理．	【事前学習】２時間【事後学習】２時間
第15回	学生による発表と質疑応答（２）	【事前学習】事前に予告された範囲の予習．【事後学習】講義内容のまとめと疑問点の整理．	【事前学習】２時間【事後学習】２時間

その他

教科書	講義資料を配布する。
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 Philip Phillips, Advanced Solid State Physics, Perseus Book, 2003
成績評価の方法及び基準	授業への参加状況，また課題（３回程度を予定）に対する解答内容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	金曜駿河台 10:40 ～ 12:00
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．

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