2021年度学院等開講科目物質理工学院材料系材料コース

固体物理特論 b

開講元: 材料コース
担当教員: 岩本光正
授業形態: 講義
メディア利用科目: -
曜日・時限 (講義室): 清華大
クラス: b
科目コード: MAT.M407
単位数: 200
開講時期: 2021年度
開講クォーター: 1～2Q
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

本講義は東工大-清華大学修士共同プログラムのための授業で、講義は北京の清華大学において行われる。固体物理は物質科学・工学の最も基礎となる学問分野である。物質の結晶構造、原子の結合、格子振動などの基礎を復習した後、量子論を基礎に熱伝導、電子伝導、磁性、誘電性、光学特性など固体の多様な性質が如何に説明されるかについて講義・討議を通じて理解する。

到達目標

・固体の性質を微視的に決定しているのは電子状態である事を理解する。
・最も単純な遍歴電子系である自由電子金属状態を理解する。
・固体結晶の電子状態がBloch状態となる事を理解する。
・固体の熱伝導、電子伝導について量子論を基礎にして説明できる。
・固体の磁性や光学的性質などについて量子論を基礎に説明できる。

キーワード

結晶構造、逆格子、格子振動、熱伝導、Brillouinゾーン、電子バンド構造、電子伝導、光学特性、磁性・誘電性

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・発表と討議

授業計画・課題

	授業計画	課題
第1回	結晶構造と周期性	結晶構造と周期性について説明できる。
第2回	k空間	k空間について説明できる。
第3回	量子力学　(復習)	量子力学について説明できる。
第4回	固体の結合	固体の結合について説明できる。
第5回	格子振動	格子振動について説明できる。
第6回	格子比熱と熱伝導	格子比熱と熱伝導について説明できる。
第7回	自由電子論	自由電子論について説明できる。
第8回	エネルギーバンド	エネルギーバンドについて説明できる。
第9回	バンド理論の応用	バンド理論の応用について説明できる。
第10回	電気伝導	電気伝導について説明できる。
第11回	光学的性質	光学的性質について説明できる。
第12回	誘電性・磁性	誘電性・磁性について説明できる。
第13回	半導体	半導体について説明できる。
第14回	超伝導とまとめ	超伝導について説明できる。

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

岡崎　誠　　　固体物理学 ―工学のために―　（裳華房東京　2015）
岩本光正　　　基本を学ぶ電気電子物性　　（オーム社　2011）

参考書、講義資料等

キッテル「固体物理学入門」

成績評価の方法及び基準

発表、質疑応答、レポート

履修の条件・注意事項

一般化学の基礎を修得済であることが望ましい。