2025年 大学院理工学研究科 シラバス - 物理学専攻
設置情報
| 科目名 | 固体電子論Ⅱ | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 物理学専攻 | 学年 | 1年 |
| 担当者 | 高野 良紀 | 履修期 | 後期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 火曜2 |
| 校舎 | 駿河台 | 時間割CD | M22B |
| クラス | |||
概要
| 学修到達目標 | 固体のエネルギーバンド理論の基礎が理解できるとともに、様々な半導体のエネルギーバンド図が理解できる。 |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
【対面授業】 サブノート形式の資料を配布し、主にパワーポイントを用いて解説する。 |
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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 |
学部設置の物性物理学Ⅰ、Ⅱを履修していることが望ましい。 |
授業計画
| 第1回 | ガイダンス並びに、学部で学習した内容の復習。半導体とは？／完全結晶／Blochの定理／Brillouinゾーン | 【事前学習】学部の講義ノートを参考にして、固体の結晶構造などの基本事項を復習しておく。 【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。 | 【事前学習】2時間 【事後学習】2時間 |
|---|---|---|---|
| 第2回 | 自由電子モデル（空格子近似） | 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。 【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。 | 【事前学習】2時間 【事後学習】2時間 |
| 第3回 | ほぼ自由な電子による近似 | 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。 【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。 | 【事前学習】2時間 【事後学習】2時間 |
| 第4回 | 強く束縛された電子からの近似 | 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。 【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。 | 【事前学習】2時間 【事後学習】2時間 |
| 第5回 | 半導体の化学結合とバンド構造 | 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。 【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。 | 【事前学習】2時間 【事後学習】2時間 |
| 第6回 | 有効質量、対称性１（固体物理で必要な群論、指標表、既約表現） | 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。 【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。 | 【事前学習】2時間 【事後学習】2時間 |
| 第7回 | 対称性２（対称化された波動関数の導出） | 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。 【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。 | 【事前学習】2時間 【事後学習】2時間 |
| 第8回 | ｋ・ｐ摂動法 | 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。 【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。 | 【事前学習】2時間 【事後学習】2時間 |
| 第9回 | スピン軌道相互作用１（角運動量の合成、Clebsch-Gordan係数） | 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。 【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。 | 【事前学習】2時間 【事後学習】2時間 |
| 第10回 | スピン軌道相互作用２（スピン軌道相互作用を考慮したｋ・ｐ摂動法） | 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。 【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。 | 【事前学習】2時間 【事後学習】2時間 |
| 第11回 | 歪んだエネルギーバンド（バンドパラメーター） | 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。 【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。 | 【事前学習】2時間 【事後学習】2時間 |
| 第12回 | 2重群／代表的な半導体のエネルギーバンド構造 | 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。 【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。 | 【事前学習】2時間 【事後学習】2時間 |
| 第13回 | サイクロトロン共鳴／半導体の光吸収（バンド間遷移、van Hoveの特異点） | 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。 【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。 | 【事前学習】2時間 【事後学習】2時間 |
| 第14回 | 真性キャリア密度／ドナーとアクセプター | 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。 【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。 | 【事前学習】2時間 【事後学習】2時間 |
| 第15回 | ドナーおよびアクセプターに対する水素原子モデル／有効質量方程式（ドナー準位） | 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。 【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。 | 【事前学習】2時間 【事後学習】2時間 |
その他
| 教科書 |
特に指定しない。
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| 参考資料コメント 及び 資料（技術論文等） |
御子柴宣夫 『半導体の物理［改訂版][9784563032913]』 半導体工学シリーズ 培風館 1991年 第1版
講義に直接関係する資料はコピーを配布します。また、参考書については講義の中で適宜、指示します。
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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 | 対面または電子メールによる対応。 |
| 研究室又は 連絡先 |
駿河台校舎7号館1階711D 室。 メールアドレスなどは初回の講義で伝える。 |
| オフィスアワー | |
| 学生への メッセージ |
半導体物性には大きく分けて、基礎物性とデバイス物性がありますが、本講義では前者についての解説を行います。 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。 |