到達目標
(1)ドルーデ・モデルについて理解できる。
(2)エネルギーバンドとは何かを理解できる。
(3)エネルギーバンドと電気伝導の関連ついて理解できる。(例えば,導体,半導体,絶縁体の違いなど)
【教育目標】C
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 |
ドルーデ・モデル | ドルーデ・モデルについて理解できる。 | ドルーデ・モデルについてほぼ理解できる。 | ドルーデ・モデルについて理解できない。 |
エネルギーバンドとは何か | エネルギーバンドとは何かを理解できる。 | エネルギーバンドとは何かをほぼ理解できる。 | エネルギーバンドとは何かを理解できない。 |
エネルギーバンドと電気伝導の関連 | エネルギーバンドと電気伝導の関連を理解できる。 | エネルギーバンドと電気伝導のほぼ関連を理解できる。 | エネルギーバンドと電気伝導の関連を理解できない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
電気伝導,およびその理解のベースとなる電子状態について学ぶ。
授業の進め方・方法:
教室での座学授業。
注意点:
【事前学習】
授業内容を確認し,授業項目に該当する教科書や授業資料を一読しておくこと。
【評価方法・評価基準】
試験(100%)で評価する。総合成績60点以上を単位取得とする。
詳細については,第1回目の講義で告知する。
授業の属性・履修上の区分
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
後期 |
3rdQ |
1週 |
電気伝導の自由電子モデル |
電気伝導の自由電子モデルについて理解できる
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2週 |
ローレンツ力とサイクロトロン運動 |
ローレンツ力とサイクロトロン運動について理解できる
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3週 |
磁気抵抗とホール効果 |
磁気抵抗とホール効果について理解できる
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4週 |
自由電子モデル(平面波モデル) |
自由電子モデル(平面波モデル)について理解できる
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5週 |
フェルミ準位,フェルミ波数 |
フェルミ準位,フェルミ波数について理解できる
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6週 |
フェルミ面 |
フェルミ面について理解できる
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7週 |
金属・絶縁体・半導体 |
金属・絶縁体・半導体について理解できる
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8週 |
中間試験 |
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4thQ |
9週 |
結晶の中の波動 (ブロッホの定理) |
結晶の中の波動 (ブロッホの定理)について理解できる
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10週 |
波数と固有状態 |
波数と固有状態について理解できる
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11週 |
ブリユアン域 |
ブリユアン域について理解できる
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12週 |
逆格子 |
逆格子について理解できる
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13週 |
強束縛モデル |
強束縛モデルについて理解できる
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14週 |
準自由電子モデル |
準自由電子モデルについて理解できる
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15週 |
期末試験 |
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16週 |
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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 |
専門的能力 | 分野別の専門工学 | 電気・電子系分野 | 電子工学 | 電子の電荷量や質量などの基本性質を説明できる。 | 4 | 後1,後2,後3 |
エレクトロンボルトの定義を説明し、単位換算等の計算ができる。 | 4 | 後1,後2,後3 |
原子の構造を説明できる。 | 4 | 後4,後5,後6 |
パウリの排他律を理解し、原子の電子配置を説明できる。 | 4 | 後4,後5,後6 |
結晶、エネルギーバンドの形成、フェルミ・ディラック分布を理解し、金属と絶縁体のエネルギーバンド図を説明できる。 | 4 | 後4,後5,後6,後7,後13,後14 |
金属の電気的性質を説明し、移動度や導電率の計算ができる。 | 4 | 後1,後2,後3 |
真性半導体と不純物半導体を説明できる。 | 4 | 後1,後7 |
評価割合
| 中間試験 | 期末試験 | 合計 |
総合評価割合 | 50 | 50 | 100 |
基礎的能力 | 25 | 25 | 50 |
専門的能力 | 25 | 25 | 50 |