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現在位置: ホーム ja シラバス(2020年度) 工学研究科 材料化学専攻 応用固体化学

応用固体化学

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開講年度・開講期 2020・前期
単位数 1.5 単位
授業形態 講義
配当学年 修士
対象学生 大学院生
使用言語 日本語
曜時限 火2
教員
  • 田中 勝久(国際高等教育院 教授)
授業の概要・目的  応用科学としての材料化学を理解する上で不可欠な基礎科学としての固体化学について,特に固体の物性に重点を置いて講述する.結晶中の原子の動力学と格子振動,準粒子としてのフォノンの概念,格子振動に基づく結晶の熱的性質,金属結晶の自由電子フェルミ気体モデルと電気伝導ならびに熱伝導,周期的ポテンシャル場での電子の挙動とバンド構造,誘電体の基礎と強誘電体の相転に関するランダウ理論などについて説明する.
到達目標  結晶の格子振動と熱的性質,金属結晶における自由電子の挙動と電気伝導ならびに熱伝導,バンド構造,強誘電体の相転移を定量的に理解する.
授業計画と内容 ・結晶の中の原子の動力学(3):調和振動子近似による格子振動の定式化,音響モードと光学モードの概念,フォノンの状態密度とデバイモデルによる格子比熱の表現,非調和振動と熱膨張,フォノン気体と熱伝導について説明する.         
・結晶の中の電子(5):自由電子フェルミ気体の概念,フェルミ‐ディラック分布とそれから導かれる電子比熱,ドルーデの理論と金属の電気伝導ならびに熱伝導について説明する.また,磁場中の自由電子の挙動に関連して,ランダウ準位,サイクロトロン共鳴,ホール効果について述べる.さらに,周期的ポテンシャル場で運動する電子の挙動の解析により導かれるバンド構造の考え方を説明する.
・強誘電体と構造相転移(3):誘電分極など誘電体の基礎的事項について述べたあと,強誘電体結晶の具体例を挙げ,強誘電体の相転移に関する熱力学的現象論であるランダウ理論について説明する.
成績評価の方法・観点 期末試験による.
履修要件 特になし
授業外学習(予習・復習)等 教科書の予習・復習を充分行うこと.
教科書
  • 講義中に資料を配布する.
参考書等
  • 物性物理学, 永田一清, (裳華房),