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現在位置: ホーム ja シラバス(2020年度) 理学部 化学教室 化学課題研究10 化学課題研究10

化学課題研究10 化学課題研究10

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科目ナンバリング
  • U-SCI00 45609 GJ60
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
  • 吉村 一良(理学研究科 教授)
  • 植田 浩明(理学研究科 准教授)
  • 道岡 千城(理学研究科 助教)
授業の概要・目的 遷移金属を含む無機固体化合物を合成し、X線・電子線回折法、走査型・透過型電子顕微鏡法、示差熱重量分析法などを用いた平衡状態図と結晶構造の研究、および、電気抵抗測定、磁化・磁化率測定、核磁気共鳴測定などによる物性物理化学の研究を行う。特に、興味ある相転移現象(構造相転移、規則・不規則相転移、整合・不整合相転移、価数転移、磁気転移、超伝導転移、金属・絶縁体転移など)やフェルミ液体、スピン液体などの特異な電子状態を示す無機固体化合物について理解を深めるとともに、新規化合物の探索を行うことを目的とする。
到達目標 遷移金属を含む無機化合物の合成の基礎、化学的評価の基礎(特にX線回折、分析装置つき走査型電子顕微鏡など)、電気抵抗測定や磁性の測定の基礎について実験的に修得し、研究を進めるに当たっての基礎を身につける。また、ゼミ(輪講)などを通じて研究に必要な知識、考え方・思考力を培う。
授業計画と内容 金相学研究室の研究内容は、無機固体に対するいわゆる固体化学、物性化学と言われる分野(合わせて無機固体物性化学)に属する。“固体化学”とは、固体物質に関する問題を化学的に研究する物理化学の一分野であり、結晶性固体の合成、構造、格子欠陥の研究、非結晶性の固体、高分子物質、ガラス状物質の構造や性質の研究、気相、液相または他の固相への転移や平衡、他の相または溶液からのその結晶成長の様子や速度の研究、その固体の分解の様子、その固体中への他の物質の拡散の研究などが対象となる。これらの研究に加えて、その物質の物理的性質を化学的に調べていくのが“固体物性化学”と言えよう。固体物性化学の中で、金相学研究室で、現在実際に行っている研究内容は、まず一般的に言うと、「強い電子相関を有する無機化合物の合成および物性の研究」ということになる。電子相関とは、電子が物質中を運動するときに互いにクーロン反発力を感じ、お互いにさけあいながら運動する効果のことで、電子相関が強くなってくると電子は自由に動けなくなり、多くの場合、局在化し絶縁体になるのだが、そういったときに電子-電子を引きつけるような引力相互作用が働くと逆に金属伝導性が強まったり、特別な場合には超伝導状態が実現することがある。材料としても注目を集めている酸化物高温超伝導体はこの一例であると考えられている。また、長い間、わが国が世界をリードしてきた金属磁性体の研究や、N.F.Mott、 P.W.Andersonといったノーベル賞受賞者が理論面から精力的に研究し、実験的な面からは金相学研究室の伝統的な研究テーマとなっている「金属・絶縁体転移」もこの分野の大きなトピックスである。このような際だった物性を示す物質群から興味ある物質を選び、無機化学的合成研究や物質評価の研究、物性化学的研究を行い、また、ゼミナール・雑誌会などの演習によって無機・物性化学についての理解を深めつつ、最先端研究についての実験的演習を行う。
履修要件 無機化学、物性化学、物理化学を受講していることが望ましいが、必須ではない。
授業外学習(予習・復習)等 無機物性化学についての必要な知識・考え方・思考能力を養うためにゼミや研相の予習(準備)を重点的に行い、修了後にその復習に努め、成果を身につける努力を行う。場合によっては相当量の時間を有する場合もあるので、その時間配分を考え1週間以上前から準備することも必要となることがある。
教科書
  • 特に用いないが、必要が有れば、研究の過程で提示していく。
参考書等
  • 研究の過程で提示していく。