半導体工学特別講義２

科目基礎情報

学校	熊本高等専門学校	開講年度	令和06年度 (2024年度)
授業科目	半導体工学特別講義２
科目番号	0048	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	生産システム工学専攻	対象学年	専1
開設期	後期	週時間数	2
教科書/教材	適宜プリントや配付資料で対応する
担当教員	村山 浩一,岩坪 要,弓原 多代

到達目標

・半導体人材育成のために他高専，他専攻で開講されている半導体関連科目を受講し，内容を説明することができる．
・半導体技術（設計，製造，品質管理など）の基礎知識や最新技術動向を理解し，説明することができる．

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	半導体人材育成のために他高専，他専攻で開講されている半導体関連科目の内容を理解し，説明することができる．	半導体人材育成のために他高専，他専攻で開講されている半導体関連科目の内容を理解できている．	半導体人材育成のために他高専，他専攻で開講されている半導体関連科目の内容を理解できていない．
評価項目２	半導体技術（設計，製造，品質管理など）の基礎知識や最新技術動向を理解し，説明することができる．	半導体技術（設計，製造，品質管理など）の基礎知識や最新技術動向を理解できている．	半導体技術（設計，製造，品質管理など）の基礎知識や最新技術動向を理解できていない．

教育方法等

概要:

高専での半導体人材育成に対する社会からの期待が高まっている．しかしながら，各高専のリソース（教員と設備）を考慮すると，単独での取り組みは困難である．そこで，複数の高専が連携し，それぞれのリソースを結集して半導体工学教育を行えるようにする．
この科目は，他高専や他専攻で開講される半導体関連の単位互換科目である．技術革新の動向を踏まえた最先端の半導体技術など，本専攻で開講されていない内容を取り扱う．
この科目は、専攻科1年生または2年生で履修可能である．

授業の進め方・方法:

他高専，他専攻で開講されている半導体関連科目のシラバスに従って受講する．
オンライン授業，オンデマンド授業など，遠隔でも受講可能な進め方とする．

注意点:

成績評価の方法や割合については，授業担当者によってガイダンス時に説明される．
本科目は2単位の学修科目である．自学自習を含めて90時間の学習時間が必要である．

授業の属性・履修上の区分

遠隔授業対応

授業計画

		週	授業内容	週ごとの到達目標
後期
	3rdQ
		1週	※一例として量子力学の内容 ヤングの実験（光の波動性）と光電効果（光の粒子性）	ヤングの実験（光の波動性）や光電効果（光の粒子性）を理解し、基本的な計算や証明が出来る。
		2週	Ｘ線回折（Ｘ線の波動性）とコンプトン効果（Ｘ線の粒子性）	Ｘ線回折（Ｘ線の波動性）とコンプトン効果（Ｘ線の粒子性）の各現象を理解し、基本的な計算や証明が出来る。
		3週	物質波と電子顕微鏡（電子の波動性）	物質波と電子顕微鏡（電子の波動性）について理解し、関連する基本的な計算や証明が出来る。
		4週	波の数学的表現（三角関数を用いた表現と複素数を用いた表現	波の数学的表現（三角関数を用いた表現と複素数を用いた表現）について理解し、基本的な計算や証明が出来る。
		5週	複素関数や波動・定常波に関する演習	複素関数や波動・定常波に関する基礎的な事項が理解でき、これらに関する基本的な計算や証明が出来る。
		6週	シュレディンガー方程式をつくる（１）：電子への波動方程式の適用	シュレディンガー方程式の導出の過程が理解でき、実際にその基本的な計算が出来る。
		7週	シュレディンガー方程式をつくる（２）：物理的意味づけと演算子	シュレディンガー方程式の物理的意味づけと演算子の概念が理解でき、関連する基本的な計算や証明が出来る。
		8週	ボルンの確率解釈	ボルンの確率解釈の考えを理解し、関連する基本的な計算や証明が出来る。
	4thQ
		9週	波束とは	波束の概念が理解でき、実際に把捉を計算的に導いたり基本的な計算や証明が出来る。
		10週	波動関数の規格化	波動関数の規格化の概念について理解し、関連する具体的かつ基本的な計算や証明が出来る。
		11週	シュレディンガー方程式を解く（１）　無限に高い壁を持つ井戸型ポテンシャル中の電子	無限に高い壁を持つ井戸型ポテンシャル中の電子の振る舞いについて理解し、実際にシュレディンガー方程式を解き電子の振る舞いやエネルギー準位を導出できる。また古典的概念＋電子の波動性の考え方からもエネルギー準位を導き、これらが同じ解答に至ることを確認できる。
		12週	シュレディンガー方程式を解く（２）　有限の高さの壁を持つ井戸型ポテンシャル中の電子／トンネル効果	有限の高さの壁を持つ井戸型ポテンシャル中の電子で振る舞い（トンネル効果）について理解でき、実際にシュレディンガー方程式を解き電子の振る舞いやエネルギー準位を導出できる。
		13週	水素原子（１）　角φ方向の解	実際にシュレディンガー方程式を角φ方向に解き、電子の振る舞いを計算により導くことが出来る。
		14週	水素原子（２）　角θ方向の解	実際にシュレディンガー方程式を角θ方向に解き、電子の振る舞いを計算により導くことが出来る。
		15週	水素原子（３）　動径方向（ｒ方向）の解	実際にシュレディンガー方程式を動径方向（ｒ方向）に解き、電子の振る舞いを計算により導くことが出来る。
		16週

評価割合

	担当教員による評価	合計
総合評価割合	100	100
専門的能力	100	100