半導体物性

科目基礎情報

学校 木更津工業高等専門学校 開講年度 平成28年度 (2016年度)
授業科目 半導体物性
科目番号 0014 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 機械・電子システム工学専攻 対象学年 専2
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 使用しない
担当教員 岡本 保

到達目標

逆格子が理解できる。X線回折法の原理が説明できる。機械的モデル(バネモデル)を用いて1次元格子の場合の運動方程式を解くことができる。アインシュタインの比熱理論、デバイの比熱理論を理解し、比熱と温度の関係を導くことができる。

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逆格子ベクトルを計算できる。逆格子ベクトルを説明できる。逆格子ベクトルを説明できない。
評価項目2ブラッグの回折条件を逆格子を用いて説明できる。ブラッグの回折条件を定性的に説明できる。ブラッグの回折条件を定性的に説明できない。
評価項目3アインシュタインの理論およびデバイの理論による格子比熱を説明できる。古典理論での格子比熱を説明できる。古典理論での格子比熱を説明できない。

学科の到達目標項目との関係

教育方法等

概要:
半導体物性では、 結晶と非晶質、逆格子、結晶構造因子、格子原子の熱振動、格子振動による比熱について学ぶ。
授業の進め方・方法:
授業方法は講義を中心とし、演習も実施する。
注意点:
電子工学、電子デバイス、電気電子材料で学んだ固体物理学を基礎として授業を行う。わからないことがあれば随時質問に訪れること。

授業計画

授業内容 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 結晶と非晶質 結晶と非晶質を説明できる。
2週 結晶格子 結晶格子を説明できる。
3週 逆格子1 逆格子の意味を理解する。
4週 逆格子2 逆格子ベクトルを計算できる。
5週 逆格子3 逆格子ベクトルを計算できる。
6週 X線回折1 X線回折法を説明できる。
7週 X線回折2 ブラッグの回折条件を逆格子を用いて説明できる。
8週 前期中間試験
2ndQ
9週 結晶構造の解析1 結晶構造因子を説明できる。
10週 結晶構造の解析2 様々な結晶構造の結晶構造因子を計算できる。
11週 格子原子の熱振動1 1種の原子による1次元単純格子の熱振動を計算できる。
12週 格子原子の熱振動2 2種の原子による1次元単純格子の熱振動を計算できる。
13週 格子振動による比熱1 古典理論での格子比熱を説明できる。
14週 格子振動による比熱2 アインシュタインの理論およびデバイの理論による格子比熱を説明できる。
15週 前期定期試験
16週 復習

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機械系分野力学力は、大きさ、向き、作用する点によって表されることを理解し、適用できる。3
一点に作用する力の合成と分解を図で表現でき、合力と分力を計算できる。3
一点に作用する力のつりあい条件を説明できる。3
力のモーメントの意味を理解し、計算できる。3
偶力の意味を理解し、偶力のモーメントを計算できる。3
着力点が異なる力のつりあい条件を説明できる。3
重心の意味を理解し、平板および立体の重心位置を計算できる。3
周速度、角速度、回転速度の意味を理解し、計算できる。3
向心加速度、向心力、遠心力の意味を理解し、計算できる。3
仕事の意味を理解し、計算できる。3
エネルギーの意味と種類、エネルギー保存の法則を説明できる。3
応力-ひずみ線図を説明できる。3
荷重が作用した時の材料の変形を説明できる。3
応力とひずみを説明できる。3
フックの法則を理解し、弾性係数を説明できる。3
許容応力と安全率を説明できる。3
両端固定棒や組合せ棒などの不静定問題について、応力を計算できる。3
線膨張係数の意味を理解し、熱応力を計算できる。3
はりの定義や種類、はりに加わる荷重の種類を説明できる。3
はりに作用する力のつりあい、せん断力および曲げモーメントを計算できる。3
各種の荷重が作用するはりのせん断力線図と曲げモーメント線図を作成できる。3
曲げモーメントによって生じる曲げ応力およびその分布を計算できる。3
各種断面の図心、断面二次モーメントおよび断面係数を理解し、曲げの問題に適用できる。3
各種のはりについて、たわみ角とたわみを計算できる。3
多軸応力の意味を説明できる。3
二軸応力について、任意の斜面上に作用する応力、主応力と主せん断応力をモールの応力円を用いて計算できる。3
部材が引張や圧縮を受ける場合のひずみエネルギーを計算できる。3
部材が曲げやねじりを受ける場合のひずみエネルギーを計算できる。3
カスティリアノの定理を理解し、不静定はりの問題などに適用できる。3

評価割合

試験発表相互評価態度ポートフォリオその他合計
総合評価割合10000000100
基礎的能力0000000
専門的能力10000000100
分野横断的能力0000000