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現在位置: ホーム ja シラバス(2020年度) 理学部 物理学教室 物理科学課題研究Q1 物理科学課題研究Q1

物理科学課題研究Q1 物理科学課題研究Q1

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科目ナンバリング
  • U-SCI00 45210 GJ57
開講年度・開講期 2020・通年
単位数 12 単位
授業形態 卒業研究
配当学年 4回生以上
対象学生 学部生
使用言語 日本語
教員
  • 永谷 清信(理学研究科 助教)
  • 北村 光(理学研究科 助教)
授業の概要・目的 不規則系の物理:液体やクラスターなどの不規則系は,原子配列に自由度があり,密度を大幅に変化させて様々な原子の集合形態を実現することが可能である。すなわち,固体結晶のような高密度凝縮系と原子分子等の孤立系とを結ぶユニークな物質相である。孤立原子を一つずつ凝集させる過程,あるいはその逆に凝縮系を膨張させて原子分子へと解離させる過程で,電子的性質や原子配列にどのような変化が現れるのか興味深い問題である。具体的には,金属流体,室温イオン液体,クラスター等を対象とした物性測定を通して,構成粒子間の微視的相互作用の理解と不規則系が発現する特異な物性の解明を目指す。
到達目標 セミナーでは教科書に書いてあることを、英語表現も含め、正確に読み解くことを目指す。実験研究に関しては、教員やTeaching Assistantの助けを借りることなく、自ら計画・実行できる能力の習得を目指す。
授業計画と内容 (前期) 電子物性の基礎に関するセミナー(履修者共通)
N.W. Ashcroft & N.D. Mermin "Solid State Physics"を用いた輪講を行い,電子物性の基礎を習得する。その際、固体物理の概念がどこまで不規則系に適用できるかに留意することにより,より深い理解を目指す。英語表現にも親しむ。
第1,2週:金属のDrude理論、第3,4週:金属のSommerfeld理論等、第5,6週:結晶構造と逆格子、第7,8週:X線回折による結晶構造の決定、第9,10週:周期場中の電子準位、第11,12週:弱周期場中の電子、第13,14週:液体あるいはX線散乱などの文献購読。
セミナーに加え,後期の実験研究の準備段階として,実験方法等についての個別セミナーや基本的な実験演習を行う。

(後期)セミナー・実験
電子物性の基礎についてのセミナー(履修者共通)を継続する。第15,16週:強束縛近似、第17,18週:他のバンド計算法、第19,20週:電子ダイナミクスの半古典モデル、第21,22週:金属伝導の半古典論、第23,24週:フェルミ面測定、第25,26週:金属のバンド構造、第27,28週:緩和時間近似を越えて。セミナーと共に,各週、金属流体・室温イオン液体・クラスター等、不規則系を対象とした実験的研究(X線測定など)に取り組む。なおセミナーは28週までとし、第29週,30週は実験を行う。また、研究の進捗状況を1ヶ月に1回程度定期的に報告し,2月上旬には,成果報告会を実施する。履修者各自にレポートを提出して頂く。
履修要件 特になし
授業外学習(予習・復習)等 セミナーでは各自ノートを用意し、予習内容を事前にまとめた上で、発表に臨むこと。実験実施後はデータ解析を行い、実験技術上の問題点については改善方法を考案すること。
教科書
  • Solid State Physics, N.W. Ashcroft & N.D. Mermin, (Thomson Learning (1976)), ISBN:0-03-083993-9