2020年度学院等開講科目物質理工学院材料系材料コース

材料開発特論第二

開講元: 材料コース
担当教員: 川路均 / 東正樹 / 松田晃史 / DAS HENA
授業形態: 講義 (ZOOM)
メディア利用科目: -
曜日・時限 (講義室): 火3-4 (J234) / 金3-4 (J234)
クラス: -
科目コード: MAT.C503
単位数: 200
開講時期: 2020年度
開講クォーター: 2Q
シラバス更新日: 2025年7月10日
使用言語: 英語

シラバス

授業の目的（ねらい）、概要

本講義は、結晶構造や固体物性などの材料科学（固体物理）の基礎を学んだ後、新規機能を有する材料の研究分野における最近の話題について学習する。
講義を通じて材料研究に必要な幅広い基礎知識を得るとともに、機能性材料研究の最新の研究課題に関する知識を得ることを狙いとする。

到達目標

1) 材料の熱物性の基礎を理解する。
2) 固体の相転移機構を理解する。
3) 遷移金属の持つ多彩な機能と電荷、スピン、軌道の自由度の関係を理解する。
4)　結晶学の基礎と応用について理解する。
5) 電子デバイスや再生可能エネルギー・環境発電技術に用いられる材料技術を理解する。
6) ナノや原子スケールの材料設計や形態制御技術を理解する。

キーワード

機能性材料、薄膜およびナノ材料、遷移金属酸化物、結晶構造、熱物性、エネルギー変換

学生が身につける力

専門力
教養力
コミュニケーション力
展開力 (探究力又は設定力)
展開力 (実践力又は解決力)

授業の進め方

講義を中心に行う。

授業計画・課題

	授業計画	課題
第1回	固体熱物性入門	物質の熱伝導率、熱拡散率、熱容量の概念について学ぶ
第2回	固体における種々の熱励起と熱物性	固体中の格子振動、磁気励起、電子励起などの熱励起と熱物性の関係について学ぶ
第3回	固体における種々の相転移	固体中で起こる相転移の多様性について学ぶ
第4回	固体の相転移機構	固体中で起こる相転移の典型的な機構について学ぶ
第5回	遷移金属酸化物入門１	遷移金属の持つ多彩な機能と電荷、スピン、軌道の自由度の関係を学ぶ
第6回	遷移金属酸化物入門２	遷移金属の持つ多彩な機能と電荷、スピン、軌道の自由度の関係を学ぶ
第7回	結晶構造の記述法	構造パラメータとInternational Tables for Crystallography Vol. Aから結晶構造を描く
第8回	密度汎関数理論(DFT)を用いた材料シミュレーション-基礎概念	密度汎関数理論を用いた材料シミュレーション法について、発達の歴史や基礎概念について学ぶ。
第9回	密度汎関数理論(DFT)を用いた材料シミュレーション-応用	擬ポテンシャル平面波法について議論するとともに、材料シミュレーションにおける密度汎関数理論の応用について詳しく述べる。
第10回	密度汎関数理論(DFT)を用いた材料シミュレーション-適応限界	材料シミュレーションにおける密度汎関数理論の応用について議論するとともに、DFTの限界およびDFTに続く手法について議論する。
第11回	機能性ナノ材料入門	現代の材料工学の基礎として、電子デバイスや再生可能エネルギー・環境発電技術への材料応用を学ぶ。
第12回	機能性ナノ材料の電子・エネルギー分野の応用	材料物性のサイズ依存性や、その電子・エネルギー分野への先駆的な応用について学ぶ。
第13回	機能性ナノ材料プロセッシング	電子機能性ナノ材料の作製・評価に係わる工業技術や、低エネルギー合成など先端技術を学ぶ。
第14回	機能性ナノ材料の自己組織化から原子スケール制御まで	ナノ材料の自己組織化にみられる秩序形成現象や、微細化の極限である原子レベルにおける材料技術について学ぶ。

準備学修(事前学修・復習)等についての指示

学修効果を上げるため，教科書や配布資料等の該当箇所を参照し，「毎授業」授業内容に関する予習と復習（課題含む）をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。

教科書

担当教員が指定するもの

参考書、講義資料等

指定なし

成績評価の方法及び基準

レポート

履修の条件・注意事項

特に無し

その他

なし