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現在位置: ホーム ja シラバス(2020年度) 工学部 電気電子工学科 電気電子材料学

電気電子材料学

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科目ナンバリング
  • U-ENG26 36043 LJ72
開講年度・開講期 2020・後期
単位数 2 単位
授業形態 講義
対象学生 学部生
使用言語 日本語
曜時限 水3
教員
  • 山田 啓文(工学研究科 教授)
  • 小林 圭(工学研究科 准教授)
授業の概要・目的 電気・電子材料がもつさまざまな機能・物性を,その材料の微視的構造・性質から説明する.本講義では,磁性体,誘電体および有機・高分子材料を対象とし.これらの材料がもつ特徴的な物性(誘電物性,磁性,有機電子物性など)の微視的起源を量子力学的な観点より説明する.また,束縛状態にある電子系において重要な概念となるスピンについても講述する.さらに,ナノテクノロジーと材料分野の関りについても概説する.
到達目標 電気・電子材料がもつさまざまな機能・物性を,その材料の微視的構造・性質から理解し,ナノテクノロジーと材料分野の関りについて学習することを目的とする.
授業計画と内容 電子材料物性の微視的起源(1回)
電気・電子分野で用いられる材料,導電体,半導体,誘電・絶縁体,磁性体および有機・高分子材料について概述し、その物性と各々の材料の微視的構造・性質との関連,ナノテクノロジーと材料の関りについて説明する。

誘電体の電子物性(4回)
誘電物性の基礎となる種々の分極の生成機構と、これらの分極機構に関連する誘電分散関係について説明する。また、圧電体,焦電体,強誘電体の基礎的物性についてもまた概述する。

原子・分子の量子力学(2回)
この講義において対象とする誘電体,磁性体および有機・高分子材料においては、材料を構成する原子・分子に束縛されている電子系が物性に大きな影響を与える。量子力学の基礎について簡単に説明した後に、簡単な束縛電子系の一つである水素原子を量子力学的に取り扱い、原子・分子における電子系のもつ基本的な性質について述べる。

角運動量とスピン(2回)
角運動量の基本的性質について説明し、その代数的表現を導入することで電子スピンの概念を導出する。また角運動量・スピンに関する基本的計算法や合成法を学習する。

磁性(3回)
常磁性,反磁性などの無秩序磁性について解説する。また交換相互作用について説明するとともに、強磁性,反強磁性などの秩序磁性について講述する.実用磁性の観点から磁性体の応用について述べ、スピントロニクスなど新規エレクトロニクス分野への応用についても概述する。

有機分子材料の電子物性(2回)
有機・高分子材料における磁性・電子物性について述べ、分子エレクトロニクスの現状と将来展望について概述する。

学習到達度の確認(1回)
講義において説明した、誘電体、磁性体および有機・高分子材料の電子物性、またこれら物性の微視的起源について、その学習到達度を確認する。
成績評価の方法・観点 原則として、定期試験(100点満点)により評価し、60点以上を合格とする。
履修要件 電子物性,固体物理に関する基礎知識があればよい.
授業外学習(予習・復習)等 事前資料がある場合は各自で該当項目を予習するとともに、講義における配布資料ならびにノートを整理し、講義内容を復習すること。
教科書
  • ノート講義スタイルとする.また適宜資料を配布する.
参考書等
  • 物質の量子力学, 岡崎誠, (岩波書店), ISBN: ISBN:4000079263
  • 物質の電磁気学, 中山正敏, (岩波書店), ISBN: ISBN:4000079247
  • 機能材料のための量子工学, 山田興治ほか, (講談社), ISBN: ISBN:406153940X