2024年度学院等開講科目物質理工学院材料系材料コース

セラミックス薄膜工学特論

開講元: 材料コース
担当教員: 片瀬貴義 / 舟窪浩
授業形態: 講義 (ライブ型)
メディア利用科目: -
曜日・時限 (講義室): 火1-2 (G1-110 (G113)) / 金1-2 (G1-110 (G113))
クラス: -
科目コード: MAT.C403
単位数: 200
開講時期: 2024年度
開講クォーター: 1Q
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

機能性セラミックスの薄膜成長技術は、スマートフォン・タブレット端末といった高機能電子機器や発電・蓄電素子・LED照明のような環境デバイス等の実現に繋がっており、社会を支える重要な技術である。本講義では、多様なセラミックス薄膜の成長プロセス、及び、物性評価法について学ぶ。前半では、セラミックス薄膜成長の基礎と各種薄膜成長法を中心に学ぶ。後半では、薄膜の構造・化学組成・電子状態の分析技術と、身近なデバイスと関連させて、薄膜の光・電気・誘電的物性評価技術を中心に学ぶ。

到達目標

本講義を履修することによって、薄膜成長プロセスから評価技術までの基礎科学を習得すると共に、世の中でどのように利用されて役に立っているかを理解することを到達目標とする。

キーワード

酸化物薄膜、薄膜成長、物理気相成長法、化学気相成長法、薄膜構造解析、表面分析、化学組成分析、電子状態分析、電気特性、光学特性、誘電特性、熱電特性、磁気特性、超伝導特性

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

毎回の授業で練習問題を課す。

授業計画・課題

	授業計画	課題
第1回	薄膜工学概論	薄膜成長技術・薄膜物性評価法の必要性について学ぶ
第2回	薄膜成長の基礎	酸化物薄膜の形態と結晶成長様式について学ぶ
第3回	エピタキシャル成長・ヘテロ接合・超格子	単結晶基板上へのエピタキシャル薄膜成長法と接合・超格子の作製法について学ぶ
第4回	物理気相成長法	真空蒸着法と分子線エピタキシー法について学ぶ
第5回	物理気相成長法(II)	スパッタリング法とレーザーアブレーション法について学ぶ
第6回	化学気相成長法	化学気相成長法について学ぶ
第7回	気相法以外の薄膜成長法	固相エピタキシー・液相エピタキシー法・溶液法について学ぶ
第8回	構造分析	X線回折や電子顕微鏡を用いた薄膜の結晶構造評価法について学ぶ
第9回	表面分析	走査型プローブ顕微鏡を用いた表面分析法について学ぶ
第10回	化学組成・電子状態分析	薄膜の化学組成と電子状態分析法について学ぶ
第11回	光学・電気伝導特性評価法	薄膜の光学・電気伝導特性の評価方法について学ぶ
第12回	超伝導・磁性・熱電特性評価法	超伝導・磁性・熱電薄膜の評価方法について学ぶ
第13回	誘電特性評価法	薄膜の誘電特性評価法について学ぶ
第14回	圧電特性評価法	薄膜の圧電特性評価法について学ぶ

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

指定なし

参考書、講義資料等

授業で扱う全ての資料は、事前にOCW-iにアップする。
参考書：吉田貞史 (著)　薄膜工学第3版（丸善出版）、麻蒔立男 (著) 薄膜作成の基礎第4版　（日刊工業新聞社）

成績評価の方法及び基準

毎度授業中に練習問題(50%)を課すと共に、本講義の最後にレポート課題(50%)を課し、セラミックス薄膜成長プロセスと物性評価法の基礎科学に関する理解度を評価する

履修の条件・注意事項

履修の条件を設けない

その他

本講義は文部科学省X-nics/集積Green-niX研究・人材育成拠点におけるIntegrated Green-niX Collegeの活動としても開設しています。