2025年度 (最新) 学院等開講科目工学院電気電子系電気電子コース

誘電体物性・有機デバイス特論

開講元: 電気電子コース
担当教員: 間中孝彰
授業形態: 講義
メディア利用科目: -
曜日・時限 (講義室)
クラス: -
科目コード: EEE.D501
単位数: 200
開講時期: 2025年度
開講クォーター: 3Q
シラバス更新日: 2025年3月19日
使用言語: 英語

シラバス

授業の目的（ねらい）、概要

本講義では、物質の分極についての微視的な起源や巨視的な誘電率との関係，複素誘電率の周波数依存性，誘電体中の電気伝導などの基礎的な事項を説明し，誘電体材料の応用例や強誘電体について学ぶ。続いて、新しいデバイスとして有機デバイスを取り上げることで，有機半導体の基礎や電荷輸送機構，有機トランジスタや有機EL，有機太陽電池などの各種デバイスの動作機構についての理解を深める。
　誘電体は電子デバイスを作製する上で欠かせない材料であるが，半導体材料と比べると学ぶ機会が少ない。また，次世代のデバイスよう材料として期待されている有機半導体は、基本的に誘電体的な性質を持っている。誘電体の電気的性質を深く理解することで，多様な材料における電気現象について興味を持ってほしい。

到達目標

本講義を履修することによって次の能力を修得する。
１）誘電率，誘電分散，分極の測定法について説明できる。
２）誘電体材料の応用例について実例を挙げて説明できる。
３）誘電体中および有機半導体中の電気伝導についてモデルを説明できる。
４）各種有機半導体デバイスの動作原理について説明できる。

キーワード

分極，誘電率，誘電分散，強誘電体，有機半導体，電荷輸送，有機トランジスタ，有機ＥＬ，有機太陽電池

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

毎回の講義のはじめに，復習を兼ねて前回の概要を説明します。キーワードを与えますので，各自トピック的な論文を選び，その内容についてのまとめを提出してもらいます（後半１回）。前半２回、後半２回の演習を行います。

授業計画・課題

	授業計画	課題
第1回	物質の基礎、分極現象の基礎	化学結合、静電相互作用、分極の起源を理解
第2回	誘電体における分極１	分極の過渡応答や局所場の概念を理解
第3回	誘電体における分極２	誘電体の分子論、各種分極を理解
第4回	動的な分極とその測定	コール・コールプロット、インピーダンス分光および誘電分散を理解
第5回	誘電体へのキャリア注入とその輸送	誘電体のエネルギー構造、金属との電気的接触、および各種電気伝導現象を理解
第6回	強誘電体、誘電体材料の応用例	結晶の対称性、強誘電性、誘電体の応用例を理解
第7回	有機半導体材料１	有機半導体材料開発の流れと有機半導体材料の電子構造、無機との違いを理解
第8回	有機半導体材料２	キャリア輸送機構、移動度評価法、光学特性を理解
第9回	有機デバイス関連の論文調査	有機デバイスの論文を取り上げ内容を議論
第10回	有機薄膜トランジスタ	有機トランジスタの動作機構、作製方法、開発の歴史を理解
第11回	有機ELと有機太陽電池１	有機ＥＬの動作機構を理解，実際の応用
第12回	有機ELと有機太陽電池２	各種有機太陽電池の動作機構を理解，実際の応用
第13回	有機半導体材料およびデバイスの評価法	有機デバイスに対する各種測定法を理解
第14回	これまでのまとめと理解度の確認	理解度確認

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

特に指定しない。講義ノートはScience Tokyo LMSから取得可能。

参考書、講義資料等

Electronic processes in organic crystals and polymers / Martin Pope, Charles E. Swenberg

成績評価の方法及び基準

誘電体および有機半導体・デバイスに関する理解度を評価する。中間レポート(40%）および、期末試験または期末レポート(40%）、課題(20%）で成績を評価する。

履修の条件・注意事項

特になし。学部レベルの物理（電磁気、量子力学など）を理解していることが望ましい。