理工学研究科Graduate School of Science and Engineering
APH500X4（応用物理学 / Applied physics 500）固体物理学特論Solid State Physics
百瀬 孝昌Takamasa MOMOSE
授業コードなどClass code etc
| 学部・研究科Faculty/Graduate school | 理工学研究科Graduate School of Science and Engineering |
| 添付ファイル名Attached documents | |
| 年度Year | 2022 |
| 授業コードClass code | YC043 |
| 旧授業コードPrevious Class code | |
| 旧科目名Previous Class title | |
| 開講時期Term | 春学期集中/Intensive(Spring) |
| 曜日・時限Day/Period | 集中・その他/intensive・other courses |
| 科目種別Class Type | |
| キャンパスCampus | 小金井 |
| 教室名称Classroom name | 各学部・研究科等の時間割等で確認 |
| 配当年次Grade | |
| 単位数Credit(s) | 2 |
| 備考（履修条件等）Notes | |
| 実務経験のある教員による授業科目Class taught by instructors with practical experience | |
| カテゴリーCategory | システム理工学専攻 |
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Outline (in English)
Course outline:Fundamental and application of solid state physics and solid state electron theory. The lectures will cover topics which are necessary for those who will be engaging to the fundamental or development research on solid materials. In addition optical properties of molecular solids will be discussed.
Learning Objectives: The goals of this course are to deepen understanding of general properties of solids such as electron theory, magnetism, and optical properties of solids, and to understand semiconductors, magnetic materials, and superconductors through state-of-the-art examples. The course will also focus on the properties of molecular solids and their optical properties.
Learning activities outside of classroom: Prior understanding of the basics of quantum mechanics and statistical thermodynamics is desirable.
Grading Criteria /Policy:The grade will be evaluated based on the presentation of a report assigned to each student at the end of the lecture.
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の概要と目的（何を学ぶか）Outline and objectives
固体物理学および固体電子論の基礎と応用。半導体や磁性材料など、固体を対象とした基礎研究や応用開発に携わる人に必要な知識が習得できるような講義を目指す。また、分子性固体の光物性の基礎と応用についても解説する。
到達目標Goal
固体物理学は、固体に関する様々な現象や性質を、量子力学・統計熱力学を基礎とするミクロな視点から解き明かす分野である。固体中の電子の振る舞いや磁気現象の正しい理解は、各種半導体、磁気カード、光磁気ディスク、ネオジウム超強力磁石といった、身近な物から最先端の技術を支える機能性材料・デバイスの研究・開発・応用に必要不可欠である。本授業では、固体の電子論、磁性論、光物性など固体一般の性質の理解を深め、それらを通して半導体、磁性体、超伝導体などについて、最先端の例をふまえながら理解することを目指す。また最も簡単な分子である水素分子の固体の光吸収・散乱を例に分子性固体の性質とその光物性の基礎を理解する。
この授業を履修することで学部等のディプロマポリシーに示されたどの能力を習得することができるか（該当授業科目と学位授与方針に明示された学習成果との関連）Which item of the diploma policy will be obtained by taking this class?
ディプロマポリシーのうち、「DP1」「DP2」「DP3」に関連
授業で使用する言語Default language used in class
日本語 / Japanese
授業の進め方と方法Method(s)（学期の途中で変更になる場合には、別途提示します。 /If the Method(s) is changed, we will announce the details of any changes. ）
集中講義。講義ノートをプロジェクターでスクリーンに投影して説明する。講義ノートを印刷して配布する。対面授業を予定しているが、状況によってはリモートでの集中講義に切り替わる可能性がある。オンラインに切り替える場合は学習支援システムを通じて受講者に事前にお知らせする。
アクティブラーニング（グループディスカッション、ディベート等）の実施Active learning in class (Group discussion, Debate.etc.)
あり / Yes
フィールドワーク（学外での実習等）の実施Fieldwork in class
なし / No
授業計画Schedule
授業形態/methods of teaching：対面/face to face
※各回の授業形態は予定です。教員の指示に従ってください。
第1回[対面/face to face]：固体物理学の基礎1
空間格子と結晶構造、Ｘ線回折
第2回[対面/face to face]：固体物理学の基礎2
格子振動、フォノンと音響、光学モード
第3回[対面/face to face]：固体物理学の基礎3
固体の比熱 アインシュタインモデルとデバイモデル
第4回[対面/face to face]：固体電子論1
自由電子論と金属の比熱 フェルミディラック分布
第5回[対面/face to face]：固体電子論2
周期ポテンシャルとエネルギーバンド、フェルミ面と状態密度
第6回[対面/face to face]：固体電子論3
金属の伝導現象 ホール効果、ペルチエ効果,半導体の電子論 トランジスタの原理など
第7回[対面/face to face]：磁性体論1
磁気モーメントとスピン
第8回[対面/face to face]：磁性体論2
常磁性とキューリーの法則、強磁性、反強磁性、フェリ磁性など
第9回[対面/face to face]：最先端トピックス1
いろいろな磁性体 ハードディスクなど磁気記憶装置への応用
第10回[対面/face to face]：最先端トピックス2
磁気の応用 断熱消磁や光磁気ディスクなどへの応用 超伝導現象とその応用、酸化物高温超伝導体など
第11回[対面/face to face]：原子分子の光物性1
光吸収、散乱、原子・分子の電子振動回転励起状態
第12回[対面/face to face]：原子分子の光物性2
固体水素の分光,超流動ヘリウム液滴中の分光
第13回[対面/face to face]：レポート発表1
固体物理学に関する最先端トピックス
第14回[対面/face to face]：レポート発表2
固体物理学に関する最先端トピックス
授業時間外の学習（準備学習・復習・宿題等）Work to be done outside of class (preparation, etc.)
【本授業の準備・復習時間は、各4時間を標準とします。】
量子力学と統計熱力学の基本的なところを理解しておくことが望ましい。
テキスト（教科書）Textbooks
特に定めない。
参考書References
特に指定はないが、キッテルなど固体物理学の入門書的な教科書。
成績評価の方法と基準Grading criteria
講義最終回に課すレポート発表による。
学生の意見等からの気づきChanges following student comments
ありません。
学生が準備すべき機器他Equipment student needs to prepare
ありません。
その他の重要事項Others
ありません。