| 授業のねらい |
金属、半導体、磁性体、誘電体などの各種固体材料の物性の基礎を学習する。このため前半では、原子分子の周期的配列である結晶格子とその結合力の機構、また、結晶の回折現象を逆格子の概念によって把握しＸ線、電子線、中性子回折による構造解析法を学習する。
つぎに、固体材料の熱的な特性を結晶格子振動の熱統計力学によって理解する。後半では、金属並びに半導体材料の電気光特性を理解するために不可欠な自由電子論とバンド理論の初歩を習得する。 |
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| 授業の目標 |
１．固体材料を結晶格子として捕らえ、その結合機構、波動の回折現象および結晶構造解析法を習得する。
２．固体材料の熱的特性を格子振動の熱統計力学により理解する。
３．金属、半導体における熱的・電気的特性を自由電子論とバンド理論により理解する。 |
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| 授業計画 |
前半
○結晶構造、結晶における結合力
○結晶格子による波動の回折とフーリエ解析、逆格子
○波動の回折条件、結晶構造解析
○結晶の熱エネルギーと格子振動、格子振動の熱統計、状態密度関数
○結晶格子の比熱、格子比熱のデバイ理論、フォノン
後半
○金属の伝導電子と自由電子モデル
○自由電子のエネルギー分布とフェルミーディラック統計
○自由電子の比熱
○自由電子の散乱と電気伝導
○結晶格子における伝導電子の運動とバンド理論、フェルミ面
○金属、半導体および誘電体の物性とバンド構造 |
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| 教科書及び教材 |
山下次郎、福地充訳 オックスフォード物理学シリーズ
「固体の物理（上）」 原書３版 丸善 定価(2，800円＋税）
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| 参考書 |
| 宇野良清、他共訳 「キッテル固体物理学入門（上）」第７版 丸善 定価(3，400円＋税）（図書館に所蔵あり） |
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| 成績評価方法 |
| 出席率５０％以上を履修者と見なし、履修者に対して定期試験を行い評価する。授業無断欠席およびレポート未提出の場合減点となる。不合格者には一度だけ再試験を実施する。再試験に不合格の場合には再履修すること。 |
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| 履修条件等 |
| 結晶構造学、振動波動論、電磁気学、量子論、統計熱力学の基本を習得していること。 |
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| 教員からのメッセージ |
| 固体物性基礎論は、磁性、超伝導、半導体、誘電体の材料物性を理解するために重要な科目です。レポートを課します。 |
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| その他 |
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