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現在位置: ホーム ja シラバス(2020年度) 工学研究科 材料工学専攻 磁性物理

磁性物理

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科目ナンバリング
  • G-ENG09 5C271 LJ75
開講年度・開講期 2020・後期
単位数 2 単位
授業形態 講義
配当学年 修士・博士
対象学生 大学院生
使用言語 日本語
曜時限 月2
教員
  • 中村 裕之(工学研究科 教授)
  • 田畑 吉計(工学研究科 准教授)
授業の概要・目的 現代社会においては、様々な工業製品や日用品に磁性材料が使われている(モーター、ハードディスク、etc.).本講義では、様々な磁性材料において、何故磁性は発現するのか、どのような磁気特性が現れるのか、について固体物理の知識を基に講義する(磁性物理の基礎).また、永久磁石やスピントロニクスなど様々な磁性の応用例についても講義する(磁性材料).
到達目標 様々な物質の磁気特性の基礎や磁性材料の応用についての理解を目指す。
授業計画と内容 第1回 : 磁性物理の基礎 1 - 原子の磁気モーメント
多電子系である原子やイオンの持つ磁気モーメントを、原子内電子間相互作用、スピン軌道相互作用、結晶場を基に議論する.

第2回 : 磁性物理の基礎 2 - キュリー常磁性とパウリ常磁性
相互作用の無い系の磁性を、電子が原子に完全に局在した系と結晶中を自由に遍歴する系の場合について議論する.

第3回 - 第6回 : 磁性物理の基礎 3 - 局在スピン系の磁気転移
局在スピン系のスピン間に働く交換相互作用を導き、スピン間に相互作用が働く系の相転移現象や、磁気秩序状態の低エネルギー励起であるスピン波について議論する.

第7回 - 第8回 : 磁性物理の基礎 4 - 反強磁性その他の磁気状態
マクロな磁化を示さない磁気秩序である反強磁性やその他の様々な磁気状態について議論する.

第9回 - 第11回 : 磁性物理の基礎 5 : 遍歴電子系の磁気転移
結晶中を遍歴している電子が磁性を担う系の磁気転移について議論する.

第12回 : 磁性材料 1 - 強磁性材料
強磁性体の磁気異方性,磁歪,磁区,磁化過程について説明する.

第13回 : 磁性材料 2 - ハード・ソフト磁石
永久磁石材料およびソフト磁性材料の特性・物質・応用・課題を議論する.

第14回 : 磁性材料 3 : 磁気記録・スピントロニクス・他
磁気記録とスピントロニクスの基礎,およびその他の磁性の応用を紹介する.

第15回 : フィードバック
成績評価の方法・観点 学期末のレポートにより評価する。
履修要件 量子力学、電磁気学、熱統計力学の基礎的知識を前提とする。
材料科学コースの第3学年後期に配当されている「固体物性論」を履修している事が望ましい。
授業外学習(予習・復習)等 本講義の準備として、学部レベルの量子力学、電磁気学、熱統計力学を復習しておくこと
教科書
  • 適宜プリントを配布する。
参考書等
  • 材料学シリーズ「磁性入門」志賀正幸著(内田老鶴圃) 「固体の磁性 はじめて学ぶ磁性物理」Stephen Blundell著,中村裕之訳(内田老鶴圃) 「磁性学入門」白鳥紀一・近桂一郎共著(裳華房)