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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Q4 物理科学課題研究Q4

物理科学課題研究Q4 物理科学課題研究Q4

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科目ナンバリング
  • U-SCI00 45213 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
  • 前野 悦輝(理学研究科 教授)
  • 石田 憲二(理学研究科 教授)
  • 米澤 進吾(理学研究科 准教授)
  • 北川 俊作(理学研究科 助教)
授業の概要・目的 課題研究Q4「超伝導と磁性」
固体中の興味深い現象の多くは、電子や原子などの多数の構成粒子が互いに影響を及ぼしあうことによって生じる。その最たるものとして超伝導や磁性現象がある。特に近年では新しいタイプの超伝導や磁性現象の探求や、超伝導と磁性の関係性の解明が重要な課題と認識されて積極的に研究されている。本課題研究では超伝導・磁性分野の最先端の研究に触れることを目的とする。
新しいタイプの超伝導やスピン秩序など、電子多体系の示す多彩な現象を実験的に研究する。受講生それぞれの実験課題を設定して研究を行い、最先端の研究に触れることを目指す。
到達目標 ・基本的・発展的な低温物性の実験手法を体得する。
・研究課題に対して自発的・積極的に取り組む姿勢を身につける。特に、最先端の研究をする上で直面する様々な問題点について、周囲とも協力しながら主体的に解決する。
・効果的な口頭発表の方法を身につけ実践する。
・研究結果を卒業論文にまとめる過程を通じて、結果からその意味するところを抽出する。
授業計画と内容 【前期】
超伝導現象を説明したBardeen-Cooper-Schrieffer(BCS)理論など、固体電子論の基礎を理解するためのセミナー(輪読)を中心として行う(進度に応じて12-13回程度)。課題演習Q11(物性理論)のメンバーとともに行う。
並行して、卒業研究課題の候補を幾つか提示し、各人1課題について文献調査等を行い、その内容を発表する。各人の進捗状況に応じて適宜相談を行い(4-8回程度)、6月頃に発表会を行う。
【後期】
各自の研究課題を設定して実験を中心とした研究を行い、超伝導・磁性分野の最先端の研究に触れる。例えば、スピン三重項超伝導体や幾何学的にフラストレートした磁性体などの合成・結晶育成や、低温比熱や核磁気共鳴(NMR)などの測定を通じて研究を行う。各人の進捗状況に応じて適宜相談等を行う。12月と2月に発表会を行う。卒業論文は2月に提出する。
並行して、超伝導や磁性等についてのセミナー(輪読)を行う(進度に応じて8-10回程度)。
履修要件 電磁気学、熱・統計力学、量子力学、固体物理学の基礎を学んでおくこと。
授業外学習(予習・復習)等 セミナーでは、発表担当者はレジュメ等を作製するなど効果的に説明をする準備をしてくることが必要である。それ以外の者も十分予習をしてくること。研究に関しては、予備知識の学習・実験データの解析・口頭発表準備・卒業論文作成など、相当量の積極的な授業外学習が必要である。
教科書
  • セミナーに用いる教科書は初回に担当教員が提案する。 これまでに用いた教科書の例を参考として以下に挙げる: 斯波弘行, "固体の電子論" (丸善,1996). M. Tinkham, "Introduction to Superconductivity" 2nd ed. (McGraw-Hill, 1996). 上田和夫,"磁性入門" (裳華房, 2011).
参考書等
  • ゼミ等の中で適宜示す。
関連URL
  • http://www.ss.scphys.kyoto-u.ac.jp/index.html
  • http://www.ss.scphys.kyoto-u.ac.jp/contents/education/q4/index.html