到達目標
以下の事が出来るようになりましょう。自由電子モデルから金属の電子密度、フェルミエネルギー、移動度、散乱時間、ドリフト速度を計算出来る。半導体のキャリア密度、エネルギーギャップを計算出来る。ホール効果からキャリア密度、ホール移動度を計算出来る。光吸収、磁性の機構を説明出来る。超伝導の磁場侵入長を計算出来る。
ルーブリック
| 理想的な到達レベルの目安 | 標準的な到達レベルの目安 | 未到達レベルの目安 |
| 自由電子モデルから金属の電子密度、フェルミエネルギー、移動度、散乱時間、ドリフト速度をほぼ完全に計算出来る。 | 自由電子モデルから金属の電子密度、フェルミエネルギー、移動度、散乱時間、ドリフト速度を計算出来る。 | 自由電子モデルから金属の電子密度、フェルミエネルギー、移動度、散乱時間、ドリフト速度をほとんど計算出来ない。 |
| 半導体のキャリア密度、エネルギーギャップを、ホール効果からキャリア密度、ホール移動度をほぼ完全に計算出来る。 | 半導体のキャリア密度、エネルギーギャップを、ホール効果からキャリア密度、ホール移動度を計算出来る。 | 半導体のキャリア密度、エネルギーギャップを、ホール効果からキャリア密度、ホール移動度をほとんど計算出来ない。 |
| 光吸収、磁性の機構をほぼ完全に説明出来、また、超伝導の磁場侵入長をほぼ完全に計算出来る。 | 光吸収、磁性の機構を説明出来、また、超伝導の磁場侵入長を計算出来る。 | 光吸収、磁性の機構をほとんど説明出来ない、また、超伝導の磁場侵入長をほとんど計算出来ない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
本専攻科の教育目標の1つは、既存の方法・材料の特徴を理解し、それらの効率的な実現法を考察し、他に説明できる事である。その中で本講義は固体材料に関する科目である。物性論とは物の性質を論ずる事を目的とする物理学の１つである。つまり物を原子に分け、原子(atom)を原子核(atomic nucleus)と電子(electron)に分ける等、構成要素とそれを支配する法則を探り出す事を目的とし、それを元に物質の複雑な振る舞いを理解しようとする。これが物性論である。本講義では固体の性質を理解する事を目標とする。
授業の進め方・方法:
固体材料の電気的、磁気的性質について理論的・現象論的に講義する。また、物性論は量子力学(quantum mechanics)と統計力学(statistical mechanics)を土台として築かれており、随所で補足説明しながら理解できるように講義を進める方針である。また、演習や最近の新しい個体の物性やデバイスを紹介し学生の興味をそそる講義になるように心がける方針である。
注意点:
本専攻科の教育目標の1つは、既存の方法・材料の特徴を理解し、それらの効率的な実現法を考察し、他に説明できる事である。その中で本講義は固体材料に関する科目である。物性論とは物の性質を論ずる事を目的とする物理学の１つである。つまり物を原子に分け、原子(atom)を原子核(atomic nucleus)と電子(electron)に分ける等、構成要素とそれを支配する法則を探り出す事を目的とし、それを元に物質の複雑な振る舞いを理解しようとする。これが物性論である。本講義では固体の性質を理解する事を目標とする。
授業計画
|
|
週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
ガイダンス |
|
| 2週 |
金属Ⅰ（自由電子モデル） |
|
| 3週 |
金属Ⅱ（エネルギーバンド理論） |
|
| 4週 |
金属Ⅲ（群速度、有効質量、金属と絶縁体） |
|
| 5週 |
半導体Ⅰ(真性半導体、キャリア密度、有効状態密度、フェルミ準位) |
|
| 6週 |
半導体Ⅱ(不純物半導体、ドナーとアクセプタ、ｎ形半導体の電子統計) |
|
| 7週 |
半導体Ⅲ(ホール効果、移動度、拡散) |
|
| 8週 |
中間試験 |
|
| 2ndQ |
| 9週 |
固体の光学的性質Ⅰ（光の吸収機構） |
|
| 10週 |
固体の光学的性質Ⅱ（光デバイス） |
|
| 11週 |
磁性体Ⅰ（磁気モーメント、ボーア磁子、反磁性） |
|
| 12週 |
磁性体Ⅱ(磁性体の分類) |
|
| 13週 |
超伝導体Ⅰ (超伝導現象) |
|
| 14週 |
超伝導体Ⅱ（ロンドンの方程式、磁場侵入長） |
|
| 15週 |
期末試験 |
|
| 16週 |
期末試験の答案返却と解説 |
|
モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
| 分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | レポート | 合計 |
| 総合評価割合 | 80 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 100 |
| 基礎的能力 | 80 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 100 |
| 専門的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |