到達目標
1．結晶構造と波数ベクトル空間の対応が説明できる。
2．格子振動における調和振動の問題からフォノンまでを説明できる。
3．波数ベクトルを使って自由電子モデル及びバンド構造を説明できる。
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 |
| 結晶構造と波数ベクトル空間の対応が説明できる | 結晶構造解析を実行し、結晶構造の周期性，逆格子の理論をもとにその原理，結果が示す物理的意味，解析結果について図式を用いて説明できる | 結晶構造解析について、結晶構造の周期性，逆格子の理論をもとにその原理，結果が示す物理的意味について説明できる | 結晶構造解析について、結晶構造の周期性，逆格子の理論を説明できない |
| 格子振動における調和振動の問題からフォノンまでを説明できる | 調和振動の問題からフォノンまでの理論と物理的な意味を説明できる | 格子振動における調和振動の問題から，格子振動のモードについて説明できる | 格子振動における調和振動について説明できない |
| 波数ベクトルを使って自由電子モデル及びバンド構造を説明できる | 自由電子モデル及びバンド構造の物理的な意味，理論について図式を用いて説明できる | 自由電子モデル及びバンド構造の物理的な意味について説明できる | 自由電子モデルの物理的な意味について説明できない |
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学科の到達目標項目との関係
学習・教育到達度目標 3-1
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学習・教育到達度目標 3-1
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学習・教育到達度目標 3-3
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JABEE (d)-(1)
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JABEE (d)-(3)
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JABEE c
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教育方法等
概要:
本科目は、半導体、超伝導体及びその機能素子に関する先端デバイスの要素としての固体の物性がどのように応用に関連ずけられるか、半導体，超伝導体等を例に、その機能・応用の理解に必要な基礎学力の養成を目標として．講義形式で授業を行う。
授業の進め方・方法:
最初に、固体を構成するにはどのような力が必要であるかを、微視的な観点から述べる。次に固体を形成する原子について、１次元格子系の問題を扱い、周期的境界条件を適用することによって、格子振動の問題が簡単に解けることを示す。次に固体内の電子の状態を表すために、波数とエネルギーの関係から、バンド構造について述べる。次に半導体について、これが量子力学的効果により発現する現象であることを述べる。
注意点:
〇自学について
（事前学習）
授業計画の授業内容および到達目標を確認の上，教科書の該当箇所に目を通しておくこと。
（事後学習）
配布プリントと教科書から要点をノートに整理してまとめる等によって，内容の深い理解に努めること。
配布プリントや教科書の演習問題に取り組むことで，実践力を養うこと。
課題レポートは直前に急いで取り組むのではなく，余裕をもって挑むこと。
授業の属性・履修上の区分
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 |
固体物理と工学応用に関する概要 |
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| 2週 |
原子の発光 |
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| 3週 |
波動の基礎 |
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| 4週 |
シュレディンガーの波動方程式 |
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| 5週 |
井戸型ポテンシャル |
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| 6週 |
水素原子の軌道 |
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| 7週 |
原子の結合と結晶 |
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| 8週 |
周期的ポテンシャル |
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| 2ndQ |
| 9週 |
粒子の統計 |
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| 10週 |
格子振動と熱 |
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| 11週 |
金属の電気的性質 |
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| 12週 |
半導体の伝導現象 |
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| 13週 |
半導体における諸効果 |
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| 14週 |
まとめと演習 |
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| 15週 |
定期試験 |
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| 16週 |
定期試験の返却とまとめ |
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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 | レポート | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 100 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 100 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |