到達目標
1. 半導体中の電子等の振る舞いについて，エネルギー準位図を用いて説明できる。
2. 基本的な半導体デバイスであるダイオードやトランジスタの動作原理をエネルギー準位図に基づいて説明できる。
3. 光半導体素子である発光ダイオード(LED),半導体レーザ,太陽電池の動作原理をエネルギー準位図に基づいて説明できる。
ルーブリック
| 優 | 良 | 可 | 不可 |
| 評価項目1 | pn接合について，フェルミ準位，価電子帯，伝道帯，ドナー・アクセプタ準位の関係をエネルギー帯図を用いて説明できる。 | pn接合について，フェルミ準位，価電子帯，伝道帯，ドナー・アクセプタ準位の関係を説明できる。 | pn接合について，フェルミ準位，価電子帯，伝道帯，ドナー・アクセプタ準位の関係を理解している。 | pn接合について，エネルギー対図を用いて説明することができない。 |
| 評価項目2 | 仕事関数，ショットキー障壁 ，オーム接触についてエネルギー帯図を用いて説明できる。 | 仕事関数，ショットキー障壁，オーム接触のエネルギー帯図を説明できる。 | 仕事関数，ショットキー障壁，オーム接触のエネルギー帯図を描くことができる。 | 仕事関数，ショットキー障壁，オーム接触のエネルギー帯図を描くことができない。 |
| 評価項目3 | バイポーラトランジスタの動作原理をエネルギー帯図を用いて説明でき，増幅率の計算ができる。 | バイポーラトランジスタの動作原理をエネルギー帯図に基づき説明でき，増幅率の計算ができる。 | バイポーラトランジスタの動作原理を用いて説明でき，増幅率の計算ができる。 | バイポーラトランジスタの動作原理を説明できない。 |
| 評価項目4 | MOS型トランジスタの動作原理を，断面図を用いて説明できる。 | MOS型トランジスタの動作原理を理解し図示できる。 | MOS型トランジスタの動作原理を理解している。 | MOS型トランジスタの動作原理を説明できない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
この授業では，半導体の電子の振る舞いに関係した物性論的な科目である。この講義では,半導体中の電子や正孔の振る舞いをエネルギーに着目して説明し,さらに半導体素子であるダイオードやトランジスタなどの動作原理の基礎を学習する。
授業の進め方・方法:
板書を中心に進めていく。図示によって具体的に解説を行う。適宜演習を行い，内容理解度をチェックしながら進めていく。
注意点:
課程修了のため履修が必須である。教科書に記載していない事項も含まれるので，参考書も合わせて学習するとより理解が深まる。
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
ガイダンス，化学結合 |
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| 2週 |
ボーアの原子模型 |
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| 3週 |
分子軌道とパウリの排他律 |
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| 4週 |
分子軌道とパウリの排他律 |
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| 5週 |
結晶構造・ミラー指数 |
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| 6週 |
電子と正孔 |
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| 7週 |
半導体のエネルギーバンド |
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| 8週 |
前期中間試験 |
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| 2ndQ |
| 9週 |
前期中間試験の返却と解答 |
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| 10週 |
フェルミ・ディラックの分布関数 |
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| 11週 |
状態密度 |
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| 12週 |
pn接合 |
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| 13週 |
pn接合におけるキャリアの挙動① |
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| 14週 |
pn接合におけるキャリアの挙動② |
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| 15週 |
前期末試験 |
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| 16週 |
前期末試験の返却と解答 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
金属と半導体の接触① |
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| 2週 |
金属と絶縁体の接触② |
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| 3週 |
トランジスタ |
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| 4週 |
バイポーラトランジスタ |
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| 5週 |
電界効果トランジスタ（MOS- FET） |
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| 6週 |
接合型トランジスタ（JFET） |
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| 7週 |
電界効果トランジスタの特性 |
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| 8週 |
後期中間試験 |
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| 4thQ |
| 9週 |
後期中間試験の返却と解答 |
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| 10週 |
発光デバイス（LED，半導体レーザ） |
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| 11週 |
フォトダイオード，太陽電池 |
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| 12週 |
半導体デバイスの製造（LSI） |
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| 13週 |
各種半導体材料 |
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| 14週 |
有機系光デバイス |
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| 15週 |
後期末試験 |
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| 16週 |
後期末試験の返却と解答 |
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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 |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | 演習 | 合計 |
| 総合評価割合 | 70 | 0 | 0 | 0 | 0 | 30 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 70 | 0 | 0 | 0 | 0 | 30 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |