固体電子物性学

科目基礎情報

学校 一関工業高等専門学校 開講年度 令和04年度 (2022年度)
授業科目 固体電子物性学
科目番号 0011 科目区分 専門 / 選択
授業形態 授業 単位の種別と単位数 学修単位: 2
開設学科 システム創造工学専攻(専門科目) 対象学年 専1
開設期 後期 週時間数 2
教科書/教材 固体物理学(鹿児島誠一,裳華房)
担当教員 谷林 慧

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関連をほぼ理解できる。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:
座学形式で進行する。
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。詳細については,第1回目の講義で告知する。
電気伝導,および電子状態に関する理解の程度を評価する。総合成績60点以上を単位取得とする。

授業の属性・履修上の区分

アクティブラーニング
ICT 利用
遠隔授業対応
実務経験のある教員による授業

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
後期
3rdQ
1週 電気伝導のドルーデ・モデル 電気伝導のドルーデ・モデルについて理解できる
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
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
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
5週 フェルミ準位,フェルミ波数,フェルミ面 フェルミ準位,フェルミ波数,フェルミ面について理解できる
6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
7週 中間試験
8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
4thQ
9週 波数と固有状態 波数と固有状態について理解できる
10週 ブリユアン域 ブリユアン域について理解できる
11週 逆格子 逆格子について理解できる
12週 強束縛モデル 強束縛モデルについて理解できる
13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
14週 バンド電子の電気伝導 バンド電子の電気伝導について理解できる
15週 期末試験
16週 まとめ

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

中間試験期末試験合計
総合評価割合5050100
基礎的能力252550
専門的能力252550