基礎固体物理学

開講元

物理学系

担当教員

藤澤 利正

授業形態

講義 (対面型)

メディア利用科目

-

曜日・時限
(講義室)

火1-2 (M-103(H114)) / 金1-2 (M-103(H114))

クラス

-

科目コード

PHY.C340

単位数

200

開講時期

2024年度

開講クォーター

3Q

シラバス更新日

2025年3月14日

使用言語

日本語

シラバス

授業の目的（ねらい）、概要

本講義では、結晶構造の基本的概念を説明し、ブラベー格子の種別や逆格子の基本を解説する。さらに、原子間に働く相互作用によって、結晶が様々な種別に分類されることを説明する。さらに結晶において、原子核の運動である格子振動や結晶中の電子が取り得る量子状態について説明する。またそれら量子状態のエネルギー分布の様子から金属（導体）と半導体（絶縁体）が統一的に理解できることを解説し、金属および半導体の基本物性について説明する。
本講義を履修することで、量子力学に基づいて固体結晶の物理の基本的な性質を理解し、それがいかに実験結果と対応するか理解できる。

到達目標

本講義を履修することによって次の能力を習得する。
1) 与えられた結晶構造に対して基本並進ベクトルや逆格子ベクトルの計算をすることができる。
2) さまざまな結晶の結晶結合の違いを説明できる。
3) 固体結晶のバンド構造の基本的な性質を説明できる。
4) 固体の電気的・光学的・磁気的性質を説明できる。

キーワード

並進ベクトル、単位格子、ブラベー格子，逆格子、ブリルアンゾーン、フォノン、金属、絶縁体、バンド構造、半導体

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

講義の最後でその日の内容に関する簡単な演習問題に取り組んでもらう回を数回設けます。各回の学習目標をよく読み，課題を予習・復習で行って下さい。

授業計画・課題

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

初歩から学ぶ固体物理学 (KS物理専門書), 講談社

参考書、講義資料等

授業で紹介する

成績評価の方法及び基準

期末試験とレポートによる

関連する科目

• PHY.Q207 ： 量子力学入門
• PHY.S301 ： 統計力学
• PHY.E205 ： 電磁気学

履修の条件・注意事項

電磁気学、統計力学、量子力学を履修していること、または同等の知識があること