| 授業科目 電子物性論 |
担当教員 矢野 潤 |
開講期 後期
| |
| 科目番号 620109 |
対象学年・学科・コース 1年 電子工学専攻 |
単位区分 選択必修 学修単位 |
単位数 2単位 |
| 授業概要・授業方針
工学・生産技術の基礎となる基本知識を理解・定着させることを目標とする。金属、半導体中、導電性高分子などの電子の準位、バンド構造などについて説明したうえ、誘電体、磁性体材料について電子の遷移・運動と物性との関連について講義を行う。超伝導体の基本にも触れる。
|
到達目標
|
|
| 授業要目 | 到達目標 との対応 |
自己点検 |
| 1 | シラバスの説明、原子の構成と電子の不確定性原理 | １ | |
| 2 | 電子の二重性と量子化されている電子 | １ | |
| 3 | 水素原子模型（ボーアモデル）の理論と実際の水素原子 | １ | |
| 4 | シュレディンガーの方程式とその意味 | ２ | |
| 5 | 簡単な場合のシュレディンガーの方程式の解と意味（１）一次元の箱の中の電子 | ２、３ | |
| 6 | 簡単な場合のシュレディンガーの方程式の解と意味（２）二次元及び三次元の箱の中の電子 | ２、３ | |
| 7 | 水素原子のシュレディンガーの方程式の解および量子数と原子軌道 | ２、３ | |
| 8 | パウリの原理とフントの規則に基づく元素の電子配置 | １ | |
| 9 | 原子の電子配置と化学結合 | １ | |
| 10 | 金属結合と金属結晶の格子構造 | １、４ | |
| 11 | 格子振動と格子振動が関係する物性 | １ | |
| 12 | エネルギーバンドの形成とバンド構造 | １、５ | |
| 13 | キャリア（電子とホール） | １、５、６ | |
| 14 | 電気伝導の理論（Drudeの式） | １、４ | |
| 15 | キャリア密度とエネルギー分布 | １、５、６ | |
| 16 | 期末試験 | １、２、３、４、５、６ | |
| 17 | 期末試験の解答と解説 | １、２、３、４、５、６ |
| 到達達成度の指標（ルーブリック） |
| 到達 目標 |
理想的なレベル（Ａ）の目安 | 標準的なレベル（Ｂ）の目安 | 未到達なレベル（Ｃ）の目安 | 自己評価 |
| 1 | 原子の構造と電子の性質、電子配置を理解できる。 | 電子配置を理解できる。 | 原子の構造と電子の性質、電子配置を理解できない。 | Ａ・Ｂ・Ｃ |
| 2 | 電子の量子化とシュレディンガー方程式の意味について理解できる。 | シュレディンガー方程式の意味について理解できる。 | シュレディンガー方程式の意味について理解できない。 | Ａ・Ｂ・Ｃ |
| 3 | シュレディンガー方程式の簡単な場合である箱の中の電子の解とその意味について理解できる。 | シュレディンガー方程式の簡単な場合である一次元の箱の中の電子の解とその意味について理解できる。 | シュレディンガー方程式の簡単な場合の解とその意味について理解できない。 | Ａ・Ｂ・Ｃ |
| 4 | 金属の電子構造と電子伝導二関する諸式を導出でき、それらの式について意味を理解できる。 | 金属の電子構造と電子伝導の諸式について理解できる。 | 金属の電子構造と電子伝導について理解できない。 | Ａ・Ｂ・Ｃ |
| 5 | 結晶のバンド構造について理解し、半導体・絶縁体・金属のバンド構造を理解できる。 | 半導体・絶縁体・金属のバンド構造を理解できる。 | 結晶のバンド構造について理解できない。 | Ａ・Ｂ・Ｃ |
| 6 | キャリアとキャリア密度について、状態密度関数の導出や電子のエネルギー分布が理解できる。 | キャリアとキャリア密度について理解できる。 | キャリアとキャリア密度について理解できない。 | Ａ・Ｂ・Ｃ |
| 到達度評価
定期試験を80%、課題や問題演習を20%で評価する。授業の欠席回数が１/４を超えた場合は、原則として単位を認定しない。この科目は学修単位科目であるので、（45時間−講義時間）以上の自学自習を必要とする。したがって、科目担当教員が課した課題の内、｛(45時間−講義時間)×3/4｝時間以上に相当する課題提出がないと単位を認めない。
|
||||||||||||
| 履修上の注意
本授業は工学・生産技術の基礎であり、将来の応用範囲は広い。基本事項とともに、応用例や実用例に極力言及するので、実社会・日常での事例にも関心を持ち、基礎・応用両面での理解を深めること。授業内容の定着を図るために演習を行うので、積極的に参加すること。授業中のマナーに気をつけて授業への集中に努力することも含め、毎回の授業を大切に受けること。学習に取り組む意義をよく考え、知識と心の両面において成長を図ること。
|
||||||||||||
| 事前学習・自己学習・関連科目
本授業は工学・生産技術の基礎であり、将来の応用範囲は広い。基本事項とともに、応用例や実用例に極力言及するので、実社会・日常での事例にも関心を持ち、基礎・応用両面での理解を深めること。授業内容の定着を図るために演習を行うので、積極的に参加すること。授業中のマナーに気をつけて授業への集中に努力することも含め、毎回の授業を大切に受けること。学習に取り組む意義をよく考え、知識と心の両面において成長を図ること。
|
||||||||||||
学習・教育目標
|