理工学部Faculty of Science and Engineering
ELC300XD(電気電子工学 / Electrical and electronic engineering 300)物性工学Condenset matter physics and engineering
中村 俊博Toshihiro NAKAMURA
授業コードなどClass code etc
学部・研究科Faculty/Graduate school | 理工学部Faculty of Science and Engineering |
添付ファイル名Attached documents | |
年度Year | 2022 |
授業コードClass code | H5665 |
旧授業コードPrevious Class code | |
旧科目名Previous Class title | |
開講時期Term | 秋学期授業/Fall |
曜日・時限Day/Period | 水2/Wed.2 |
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) | |
備考(履修条件等)Notes | |
他学部公開科目Open Program | |
他学部公開(履修条件等)Open Program (Notes) | |
グローバル・オープン科目Global Open Program | |
成績優秀者の他学部科目履修制度対象Interdepartmental class taking system for Academic Achievers | |
成績優秀者の他学部科目履修(履修条件等)Interdepartmental class taking system for Academic Achievers (Notes) | |
実務経験のある教員による授業科目Class taught by instructors with practical experience | |
SDGsCPSDGs CP | |
アーバンデザインCPUrban Design CP | |
ダイバーシティCPDiversity CP | |
未来教室CPLearning for the Future CP | |
カーボンニュートラルCPCarbon Neutral CP | |
千代田コンソ単位互換提供(他大学向け)Chiyoda Campus Consortium | |
カテゴリー<理工学部>Category |
電気電子工学科 学科専門科目 |
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Outline (in English)
This course introduces the fundamentals of semiconductor devices and light-matter interactions for understanding electronic devices to students taking this course.
(Grading Criteria /Policies)
Your overall grade in the class will be decided based on the following
Term-end examination: 70%、in class contribution: 30%
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
次世代電気電子デバイスに開発・研究に必要な半導体物性やデバイスの構造・原理、光物性の基礎について学ぶ。
到達目標Goal
現代のエレクトロニクス技術の基盤である電気電子デバイスは物質の特性(物性)の工学応用の結果である。本講義では、半導体物性の基礎を学び、種々の電子デバイスの動作原理の理解を目指す。さらに光デバイスの動作原理の理解のための準備として、光との物質との相互作用(光物性)の基礎を学ぶ。
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」と「DP2」と「DP4」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. )
講義形式で授業を進める。内容の理解を助けるため必要に応じて演習問題等も実施する。演習問題に対するフィードバックは、メール等により個別に行う。
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]:総論
講義の目的説明、講義計画
第2回[対面/face to face]:接合の物理1
pn接合のエネルギー準位、電圧-電流特性
第3回[対面/face to face]:接合の物理2
pn接合の接合容量、金属半導体接触
第4回[対面/face to face]:パイポーラトランジスタ
構造と動作原理、注入レベルと増幅特性、周波数特性
第5回[対面/face to face]:電界効果トランジスタ1
電界効果トランジスタの基本概念、MOS構造のエネルギー準位、特性
第6回[対面/face to face]:電界効果トランジスタ2
電流電圧特性の定量評価
第7回[対面/face to face]:熱電、圧電デバイス
ゼーベック効果、ペルチェ効果、ピエゾ効果
第8回[対面/face to face]:光と物質の相互作用
電磁波の性質、複素屈折率、光学定数
第9回[対面/face to face]:光学遷移の基礎1
光吸収、吸収遷移、遷移確率
第10回[対面/face to face]:光学遷移の基礎2
双極子遷移、水素原子の遷移確率、選択則、調和振動子の振動子強度
第11回[対面/face to face]:半導体の発光の物理
半導体の発光、バンド内の遷移確率、保存則、直接遷移・間接遷移、結合状態密度、ボーア半径
第12回[対面/face to face]:半導体ナノ結晶物性の基礎
半導体ナノ結晶とは、ナノ結晶に閉じ込められた電子
第13回[対面/face to face]:金属ナノ構造物性の基礎
自由電子気体モデル、バルクプラズモン、伝播型表面プラズモン
第14回[対面/face to face]:まとめ
講義内容のまとめ
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・復習等の授業時間外学習は、4時間を標準とする】各回のテーマ・内容についての参考書・インターネット等を利用して調べる。講義後に、理解した内容・疑問点について整理し、演習内容の復習を行う。
テキスト(教科書)Textbooks
特に指定しない
参考書References
高橋清著 半導体工学 森北出版
小長井誠著 半導体物性 培風館
Mark FOX著 Optical Properties of solids Oxford Oxford University Press
多田邦雄・松本俊著 光・電磁物性 コロナ社
斎木敏治・戸田康則著 光物性入門 朝倉出版
小林洋志著 発光の物理 朝倉書店
成績評価の方法と基準Grading criteria
[評価方法]期末試験(70%)、平常点(30%)
[評価基準]設定した目標に対して60%以上達成している場合に合格
オンラインとなった場合の成績評価の方法と基準は学習支援システムで提示する予定である。
学生の意見等からの気づきChanges following student comments
特になし