2025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 | 物質工学特論Ⅰ | ||
|---|---|---|---|
| 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 | 前期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 金曜2 |
| 校舎 | 船橋 | 時間割CD | G52A |
| 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 | 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物質の機能発現のメカニズムの基礎を修得することができる。 |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
対面授業とする。補助的にオンデマンド配信による動画，資料配布を行う。 教員の実務経験をもとに最先端の物質・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 |
学部で材料・物質関連の授業を履修していることが望ましい。 |
授業計画
| 第1回 | 半導体関連産業を理解し進路を考える １半導体関連産業の構造 ２半導体産業を支える学問 ３半導体の特性 ４IC ５IC製造法 ６IC設計・検査法 | 【事前学習】大学4年生までの物質・材料に関する教科書ノートを一通り復習し，内容を把握しておくこと 【事後学習】該当箇所を資料，ノート利用して復習すること | ２時間・２時間 |
|---|---|---|---|
| 第2回 | 結晶格子 １結晶の晶系 ２ブラベー格子 ３結晶方向 ４結晶面 | 【事前学習】資料の該当箇所，「結晶格子」を一通り予習し，内容を把握しておくこと 【事後学習】該当箇所を資料，ノート利用して復習し，課題を実行すること | ２時間・２時間 |
| 第3回 | 逆格子 １周期性の数学的取り扱い ２一次元逆格子 ３三次元逆格子 ４結晶面と逆格子 | 【事前学習】資料の該当箇所，「逆格子」を一通り予習し，内容を把握しておくこと 【事後学習】該当箇所を資料，ノート利用して復習し，課題を実行すること | ２時間・２時間 |
| 第4回 | 波動と結晶の相互作用１ １波動の数学的取り扱い ２単原子一次元構造 ３２原子一次元構造 ４単原子二次元構造 | 【事前学習】資料の該当箇所，「波動と結晶の相互作用１」を一通り予習し，内容を把握しておくこと 【事後学習】該当箇所を資料，ノート利用して復習し，課題を実行すること | ２時間・２時間 |
| 第5回 | 論文講読 | 【事前学習】資料を一通り予習し，内容を把握しておくこと 【事後学習】該当箇所を資料，ノート利用して復習し，課題を実行すること | ２時間・２時間 |
| 第6回 | 初歩的な量子力学 １古典力学と量子力学 ２物質の粒子性と波動性 ３波動の数学的取り扱い ４波動関数と物理的解釈 | 【事前学習】資料の該当箇所，「初歩的な量子力学」を一通り予習し，内容を把握しておくこと 【事後学習】該当箇所を資料，ノート利用して復習し，課題を実行すること | ２時間・２時間 |
| 第7回 | 波動方程式 １シュレディンガーの波動方程式 ２固有値と演算子法 ３波動関数と確率 | 【事前学習】資料の該当箇所，「波動方程式」を一通り予習し，内容を把握しておくこと 【事後学習】該当箇所を資料，ノート利用して復習し，課題を実行すること | ２時間・２時間 |
| 第8回 | 原子軌道と量子数１ １波動方程式の極座標表示 ２磁気量子数 ３方位量子数 | 【事前学習】資料の該当箇所，「原子軌道と量子数１」を一通り予習し，内容を把握しておくこと 【事後学習】該当箇所を資料，ノート利用して復習し，課題を実行すること | ２時間・２時間 |
| 第9回 | 原子軌道と量子数２ １主量子数 ２スピン量子数 ３原子軌道 | 【事前学習】資料の該当箇所，「原子軌道と量子数２」を一通り予習し，内容を把握しておくこと 【事後学習】該当箇所を資料，ノート利用して復習し，課題を実行すること | ２時間・２時間 |
| 第10回 | 論文講読 | 【事前学習】資料を一通り予習し，内容を把握しておくこと 【事後学習】該当箇所を資料，ノート利用して復習し，課題を実行すること | ２時間・２時間 |
| 第11回 | 状態密度関数 １縮退 ２k空間とエネルギー ３状態密度関数 | 【事前学習】教科書の該当箇所，「状態密度関数」を一通り予習し，内容を把握しておくこと 【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 | ２時間・２時間 |
| 第12回 | バンド構造 １軌道の重畳 ２クローニッヒ・ペニーモデルとブロッホの定理 ３バンドギャップ | 【事前学習】資料の該当箇所，「初歩的な量子力学」を一通り予習し，内容を把握しておくこと 【事後学習】該当箇所を資料，ノート利用して復習し，課題を実行すること | ２時間・２時間 |
| 第13回 | 分布関数 １ボルツマン分布 ２フェルミディラック分布 ３ボーズ分布 | 【事前学習】資料の該当箇所，「分布関数」を一通り予習し，内容を把握しておくこと 【事後学習】該当箇所を資料，ノート利用して復習し，課題を実行すること | ２時間・２時間 |
| 第14回 | 有効質量 １有効質量 ２電子と正孔 ３結晶方位と有効質量 | 【事前学習】資料の該当箇所，「有効質量」を一通り予習し，内容を把握しておくこと 【事後学習】該当箇所を資料，ノート利用して復習し，課題を実行すること | ２時間・２時間 |
| 第15回 | 論文講読 | 【事前学習】資料を一通り予習し，内容を把握しておくこと 【事後学習】該当箇所を資料，ノート利用して復習し，課題を実行すること | ２時間・２時間 |
その他
| 教科書 |
教科書は用いず，プリント，動画教材等を用いる。
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| 参考資料コメント 及び 資料（技術論文等） |
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
松澤 剛雄 『新版 電子物性』 森北出版 2010年 第1版
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| 成績評価の方法 及び基準 |
受講状況，内容の理解程度等を勘案して，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3F 726号室 E-mail uchikoba.fumio@nihon-u.ac.jp |
| オフィスアワー |
金曜 船橋 13:20 ～ 14:50
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| 学生への メッセージ |
物質工学は，ナノテクノロジー，半導体を支える基盤学問です。積極的に受講をしてください |