電子材料工学

科目基礎情報

学校 徳山工業高等専門学校 開講年度 令和03年度 (2021年度)
授業科目 電子材料工学
科目番号 0044 科目区分 専門 / 選択
授業形態 講義 単位の種別と単位数 学修単位: 2
開設学科 機械制御工学専攻 対象学年 専2
開設期 前期 週時間数 2
教科書/教材 Anthony R. West, "Solid State Chemistry and Its Application" Second Edition
担当教員 大橋 正夫

目的・到達目標

複合分野の基礎となる基本的素養を身につけるために、固体材料の電子物性を、その結晶構造と結合理論にもとづいて説明できる

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
結晶構造結晶構造についての応用的な問題を解くことができる。結晶構造についての基礎的な問題を解くことができる。結晶構造についての基礎的な問題を解くことができない。
電気的性質電気的性質についての応用的な問題を解くことができる。についての基礎的な問題を解くことができる。についての基礎的な問題を解くことができない。
半導体半導体についての応用的な問題を解くことができる。半導体についての基礎的な問題を解くことができる。半導体についての基礎的な問題を解くことができない。

学科の到達目標項目との関係

到達目標A 1 説明 閉じる
JABEE d-1 説明 閉じる

教育方法等

概要:
固体材料の電子物性を、その結晶構造と結合理論にもとづいて説明できることを目標とする。各種材料の構造と電気的性質について学ぶ。
授業の進め方と授業内容・方法:
テキストの輪講を行う。
自学・自習の方針:テキストの和訳を予習とする。復習については、毎時間の最後に復習のポイントを述べる。
教科書の予習は毎回2時間(計28時間)
教科書の復習は毎回2時間(計28時間)

注意点:
学習シートを利用する。
期末試験の点数

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・方法 週ごとの到達目標
前期
1stQ
1週 オリエンテーション 講義のオリエンテーションを行う
2週 Crystal Structures I Unit Cells and Crystal Systems
3週 Crystal Structures II Symmetry and Bravais Lattice
4週 Crystal Structures III Description of Crystal Structures
学習シート1
5週 Important structure types I Rock Salt and Zinc Blende
6週 Important structure types II Sphalerite and Fluorite
7週 Important structure types III Perovskite
8週 Important structure types IV Spinel
学習シート2
2ndQ
9週 Electrical Properties I Survey of Electrical Properties and Materials
10週 Electrical Properties II Metallic Conductivity
11週 Superconductivity I Survey of Superconducting Materials
12週 Superconductivity II Cuprate Perovskites
13週 Semiconductivity I Electrical Properties of Semiconductors
14週 Semiconductivity II Applications of Semiconductors
学習シート3
15週 期末試験 1~14回の学習内容から出題
16週 答案返却等 前期末試験の解答と解説

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材料金属材料、非金属材料、複合材料、機能性材料の性質と用途を説明できる。5前2,前3,前4,前5,前6,前7,前8,前9,前10,前11,前12,前13,前14
金属と合金の結晶構造を説明できる。5前5,前6,前7,前8,前9,前10,前11,前12,前13,前14
金属と合金の状態変化および凝固過程を説明できる。5前9,前10,前11,前12,前13,前14
合金の状態図の見方を説明できる。5前9,前10,前11,前12,前13,前14
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。3前1
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。3前1
原子の構造を説明できる。5前2,前3,前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。5前2,前3,前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。3前5,前6,前7,前8
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。3前9,前10,前11,前12
真性半導体と不純物半導体を説明できる。5前9,前13,前14
半導体のエネルギーバンド図を説明できる。5前9,前13,前14
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。3前9,前13,前14
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。3前9,前13,前14
電界効果トランジスタの構造と動作を説明できる。3前9,前13,前14

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
結晶構造400000040
電気的性質300000030
半導体300000030