理工学研究科Graduate School of Science and Engineering
MAC500Y1（材料化学 / Materials chemistry 500）固体分光学特論Advanced Solid State Spectroscopy
緒方 啓典Hironori OGATA
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 | YB502 |
| 旧授業コードPrevious Class code | |
| 旧科目名Previous Class title | |
| 開講時期Term | 春学期授業/Spring |
| 曜日・時限Day/Period | 月4/Mon.4 |
| 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 | 応用化学専攻 |
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Outline (in English)
In this lecture, we will discuss the fundamentals of solid-state spectroscopy and the applied research for advanced functional materials, which are necessary for elucidating their physical and chemical properties and analyzing their electronic states. In this lecture, we will mainly discuss the basic theories and analytical methodologies of light absorption, light emission, and vibrational spectroscopy of solid materials, solid-state NMR and ESR spectroscopy as well as application in advanced materials research.
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
本講義では、新規固体材料の物性解明や機能性材料の電子状態の解析を行う際に必要となる固体分光学の基礎および最先端の機能性材料の応用研究例について講義する。今講義では、主として固体材料の光吸収、発光および固体振動分光法、固体電子分光法の基礎理論、固体ＮＭＲおよびＥＳＲ分光学の基礎理論ならびに解析的方法論について講述するとともに、先端材料研究での応用例について学ぶ。
到達目標Goal
固体の構造や電子物性の解明に大きな役割を果たしている固体分光学の基礎理論および実験方法を理解する。また、これらの手法を用いて先端機能性材料の物性研究を行う能力を身につける。さらに、自らデータを測定し、正しいデータ解析ができる実践能力を習得する。
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. ）
新型コロナウイルス感染防止対策にともなう各回の授業計画の変更については、学習支援システムでその都度提示します。本講義は、機能性材料の構造および物性研究を行う上で有益な固体分光学の基礎理論および先端機能性材料への適応例について学びます。さらに関連した学術論文について内容を理解し、学生による発表を行ってもらう予定です。具体的な講義内容のは、受講者数によって多少変更する可能性があります。
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。
1[未定/undecided]：はじめに-
固体分光学とは?
本講義の概要説明および授業の進め方に関する説明、固体分光学に関する概略説明他について講述する。
2[未定/undecided]：光物性の基礎-1
光学現象、固体中の電磁波の伝搬、誘電関数と光学定数、固体の電子状態・格子振動・電子-格子相互作用他について講述する。
3[未定/undecided]：光物性の基礎-2
光と物質の相互作用、固体中の電子による光吸収、格子振動による光吸収・発光他について講述する。
4[未定/undecided]：振動分光学の基礎
固体における光散乱、Raman 散乱と結晶の対称性と選択則・Raman テンソル他について講述する。
5[未定/undecided]：光電子分光法の基礎
光電子分光法の基礎 理論および解析法について講述する。
6[未定/undecided]：磁気共鳴分光学-1
核スピン、電子スピン、微視的磁化と巨視的な磁化磁場中の孤立スピンのエネルギーとスピンの動力学等について講述する。
7[未定/undecided]：磁気共鳴分光学-2
スピンの状態ベクトル・演算子と状態の変化・密度行列等について講述する。
8[未定/undecided]：磁気共鳴分光学-3
核スピンの相互作用：化学遮蔽相互作用、磁気双極子相互作用、核四重極相互作用、電子との相互作用
9[未定/undecided]：磁気共鳴分光学-4
分子運動とＮＭＲ線形、緩和現象 固体高分解能NMR法、多次元NMR法等の基礎について講述する。
10[未定/undecided]：磁気共鳴分光学-5
電子スピン共鳴の原理および共鳴、吸収スペクトルの解析法の基礎について講述する。
11[未定/undecided]：機能性材料への応用
これまでに学んだ分光学的手法を用いた機能性材料の解析例
12[未定/undecided]：研究論文紹介-01
学生による研究論文紹介およびdiscussionを行う。
13[未定/undecided]：研究論文紹介-02
学生による研究論文紹介およびdiscussionを行う。
14[未定/undecided]：研究論文紹介-03
学生による研究論文紹介およびdiscussionを行う。
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。】授業に必要な資料は事前に授業支援システムを通じて配布する。履修者は各自配布資料に事前に目を通し、関連した教科書の箇所をよく読んで授業に臨むこと。また、受講生に最新の研究内容に関する学術論文を配布し、その内容について受講生による発表をあわせて行う。
テキスト（教科書）Textbooks
授業支援システムを通して事前に補助プリントを配布します。
参考書References
“Solid-State Spectroscopy”, by H.Kuzumany, Springer.
“SOLID STATE NMR FOR CHEMISTS”, by Colin A Fyfe, C.F.C. Press.
「磁気共鳴の原理」C.P.スリクター著, ｼｭﾌﾟﾘﾝｶﾞｰ・ﾌｪｱﾗｰｸ東京.
「磁気共鳴-ESR]、山内淳著 サイエンス社
“Principles of High Resolution NMR in Solids”, by M. Mehring, Springer.
“光物性の基礎”, 工藤恵栄著, オーム社.
"光物性入門", 小林浩一著、裳華房.
"光物性物理学", 櫛田孝司著、朝倉書店.
他。授業中に適宜紹介する。
成績評価の方法と基準Grading criteria
出席点、レポート点および発表内容を元に総合的に判断する。
学生の意見等からの気づきChanges following student comments
授業を受動的な立場で聞いているだけでは、あまり意味がありません。特に文献購読の際には、他の受講生の発表もよく聞き、積極的に質問してください。理解が難しいと思われる点は随時補足説明を行います。
学生が準備すべき機器他Equipment student needs to prepare
授業支援システムを通して事前に補助プリントを配布します。各自事前にダウンロードし、印刷したものを持参してください。
その他の重要事項Others
本授業の内容を理解するためには、物理化学I, II(学部レベルの量子力学の基礎知識)を理解している必要があります。授業支援システムを通して事前に補助プリントを配布する。各自事前にダウンロードし、印刷したものを持参してください。