到達目標
1. 各種材料の結晶構造とその解析法を説明できる.
2. 各種材料の電気的・光学的性質等の基本原理を説明できる.
3. 各種デバイスの動作原理を説明できる.
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 |
評価項目1 | 各種材料の結晶構造とその解析法について明確に説明でき,これに関する演習問題を正確に解くことができる. | 各種材料の結晶構造とその解析法について説明でき,これに関する演習問題を解くことができる. | 各種材料の結晶構造とその解析法について明確に説明できず,これに関する演習問題を正確に解くことができない. |
評価項目2 | 各種材料の電気的・光学的性質等の基本原理について明確に説明でき,これに関する演習問題を正確に解くことができる. | 各種材料の電気的・光学的性質等の基本原理について説明でき,これに関する演習問題を解くことができる. | 各種材料の電気的・光学的性質等の基本原理について明確に説明できず,これに関する演習問題を正確に解くことができない. |
評価項目3 | 各種デバイスの動作原理について明確に説明でき,これに関する演習問題を正確に解くことができる. | 各種デバイスの動作原理について説明でき,これに関する演習問題を解くことができる. | 各種デバイスの動作原理について明確に説明できず,これに関する演習問題を正確に解くことができない. |
学科の到達目標項目との関係
学習・教育到達度目標 ④
説明
閉じる
JABEE (A)
説明
閉じる
JABEE (d-1)
説明
閉じる
JABEE (g)
説明
閉じる
教育方法等
概要:
各種材料の結晶構造や電気的・光学的性質,それらの各種分析法を学ぶほか,各種デバイスの動作原理について学ぶ.講義はスライド資料等による教授と専用プリントにより行う.
(参考書:古川 静二郎 ほか「電子デバイス工学 第2版」(森北出版),岸野正剛「今日から使える量子力学」(講談社),中井泉ほか「粉末X線解析の実際」(朝倉書店)等)
授業の進め方・方法:
1.授業方法は講義と演習を組み合わせて行う.
2.この科目は学修単位科目のため,事前・事後学習として,レポートまたは小テストを課す.
注意点:
・定期試験後の再試験実施対象者については,試験返却時に別途申し伝える.
・学生からの質問を大いに歓迎する.電子メールも可.
・2/3以上の自学自習レポート提出または小テスト受験を必須とする(自学自習テーマは配布プリントに記載).
授業の属性・履修上の区分
授業計画
|
|
週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
後期 |
3rdQ |
1週 |
導入,周期律表 |
【事前学習】これまでに習った元素について復習しておく 【事後学習】周期律表を理解する
|
2週 |
結晶構造(1) |
【事前学習】代表的な結晶構造について予習する 【事後学習】ブラベー格子や実際の結晶構造を理解する
|
3週 |
結晶構造(2) |
【事前学習】ブラッグの法則について予習する 【事後学習】X線回折による結晶構造解析を理解する
|
4週 |
水素原子モデル(1) |
【事前学習】球座標表示について復習しておく 【事後学習】シュレーディンガー方程式の球座標表示を理解する
|
5週 |
水素原子モデル(2) |
【事前学習】ルジャンドル陪多項式,球面調和関数について予習する 【事後学習】水素原子モデルにおけるシュレーディンガー方程式の解を理解する
|
6週 |
水素原子モデル(3) |
【事前学習】ラゲールの陪多項式について予習する 【事後学習】水素原子モデルにおける電子のエネルギー準位を理解する
|
7週 |
調和振動子(1) |
【事前学習】エルミート多項式について予習する 【事後学習】調和振動子のシュレーディンガー方程式を理解する
|
8週 |
後期中間試験 |
これまでの範囲を理解する
|
4thQ |
9週 |
調和振動子(2) |
【事前学習】格子振動について予習する 【事後学習】フォノンを理解する
|
10週 |
調和振動子(3) |
【事前学習】黒体放射について予習する 【事後学習】プランクの放射法則を理解する
|
11週 |
光学的性質(1) |
【事前学習】誘電関数について復習しておく 【事後学習】プラズマ振動を理解する
|
12週 |
光学的性質(2) |
【事前学習】LEDの発光波長とバンドギャップの関係について予習する 【事後学習】バンド間遷移による光の吸収と発光を理解する
|
13週 |
超伝導(1) |
【事前学習】超伝導体と完全導体の違いについて予習する 【事後学習】ロンドン方程式,磁束格子を理解する
|
14週 |
超伝導(2) |
【事前学習】LCR並列回路について復習しておく 【事後学習】ジョセフソン接合とその等価回路,SQUIDを理解する
|
15週 |
超伝導(3) |
【事前学習】分布定数回路について復習しておく 【事後学習】ジョセフソン線路を理解する
|
16週 |
後期定期試験 |
これまでの範囲を理解する
|
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 | |
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 | |
原子の構造を説明できる。 | 4 | |
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 | |
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 | |
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 | |
真性半導体と不純物半導体を説明できる。 | 4 | |
半導体のエネルギーバンド図を説明できる。 | 4 | |
pn接合の構造を理解し、エネルギーバンド図を用いてpn接合の電流―電圧特性を説明できる。 | 4 | |
バイポーラトランジスタの構造を理解し、エネルギーバンド図を用いてバイポーラトランジスタの静特性を説明できる。 | 4 | |
電界効果トランジスタの構造と動作を説明できる。 | 4 | |
評価割合
| 試験 | 事前・事後学習 | 合計 |
総合評価割合 | 80 | 20 | 100 |
基礎的能力 | 0 | 0 | 0 |
専門的能力 | 80 | 20 | 100 |
分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 |