2024年度学院等開講科目理学院化学系化学コース

物性化学特論 II

開講元: 化学コース
担当教員: 谷口耕治 / 西野智昭
授業形態: 講義 (対面型)
メディア利用科目: -
曜日・時限 (講義室): 木5-6 (M-101(H116))
クラス: -
科目コード: CHM.C438
単位数: 100
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: 英語

シラバス

授業の目的（ねらい）、概要

現代社会の基盤の一つである半導体産業では、バンド理論を基礎とした様々な電子デバイスが開発され、大きな成功がもたらされてきた。しかし我々の身の回りにある磁性体などの物質の中には、電子間のクーロン相互作用が大きく、バンド理論では取り扱うことの出来ない強相関電子系と呼ばれる物質群が存在することが知られている。本講義では、このような強相関電子系の概要を学び、より広い物質観を身に着けることを目的とする。

到達目標

本講義を履修することによって、以下の２つの能力を習得する。
１）バンド理論が対象とする電子系と強相関電子系の関係を理解する。
２）遷移金属化合物の磁気的性質を理解する。

キーワード

固体電子物性、強相関電子系、遷移金属化合物、モット絶縁体、磁性

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

授業計画に記載されている下記の事項を取り上げ、講義を行う。

授業計画・課題

	授業計画	課題
第1回	講義全体の説明・強相関電子物性の概論	強相関電子系の電子物性にどのようなものがあるかを学ぶ。
第2回	バンド理論	バンド理論による金属と絶縁体の定義を理解する。
第3回	モット絶縁体	バンド理論では取り扱えない絶縁体について学び、その特徴を理解する。
第4回	結晶場/配位子場	結晶場/配位子場の考え方を理解する。
第5回	磁性（１）：原子の磁性	原子が示す磁気的性質について理解する。
第6回	磁性（２）：固体の磁性	固体の磁気的性質を理解する。
第7回	電気磁気相関物性	強相関電子系の遷移金属化合物における磁気抵抗効果や電気磁気効果などの物性について理解する。

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

特になし。

参考書、講義資料等

キッテル: 固体物理学入門（丸善）、斯波弘行: 固体の電子論（森北出版）、勝藤拓郎：基礎から学ぶ強相関電子系（内田老鶴圃）

成績評価の方法及び基準

主に磁性などの強相関電子系の物性に関する理解度によって評価する。成績評価は、期末試験もしくはレポートによる。

履修の条件・注意事項

量子化学/量子力学の初歩的知識。

その他

・ CHM.C432 (量子化学特論) (2単位)を学士課程時に履修し単位を認定された場合は，CHM.C436 (量子化学特論 II) (1単位)とCHM.C438 (物性化学特論 II) (1単位)に単位を振替える（それぞれの科目が開講される時期に大学院科目として申告し，「様式８号大学院授業科目としての認定願」を提出）。
・2023年度以前入学者へ： CHM.C432 (量子化学特論) (2単位)は開講されないため，これに相当する2単位の取得を希望する場合は，CHM.C436 (量子化学特論 II) (1単位)とCHM.C438 (物性化学特論 II) (1単位)の履修で代替とする。ただし，CHM.C436 (量子化学特論 II) (1単位)またはCHM.C438 (物性化学特論 II) (1単位)単独での履修も可能。