理工学部Faculty of Science and Engineering
ELC300XD(電気電子工学 / Electrical and electronic engineering 300)基礎物性工学Fundamentals of 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 | H5672 |
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 | 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 solid state physics for understanding optical and 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
電気電子デバイスに動作原理の理解に必要な固体電子物性に関する基礎的内容について学ぶ。特に『マイクロ・ナノエレクトロニクスコース」を目指す学生には必須の科目である。
到達目標Goal
固体の結晶構造、量子力学、統計力学の基礎的事項の再確認、固体の結合、格子振動の概念や熱的性質との関連、固体中の電子の挙動、特に電気伝導に関する知識を得ることを目標とする。
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」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、結晶構造1
授業計画のガイダンス、結晶系、対称性
第2回[対面/face to face]:結晶構造2
実際の結晶構造、逆格子、X線回折
第3回[対面/face to face]:統計力学の基礎1
フェルミ粒子とボーズ粒子、統計力学の考え方
第4回[対面/face to face]:統計力学の基礎2
大分配関数、分布関数とは
第5回[対面/face to face]:統計力学の基礎3
フェルミ分布関数、ボース分布関数
第6回[対面/face to face]:固体の結合
共有結合、その他結合
第7回[対面/face to face]:格子振動
1次元の格子振動
第8回[対面/face to face]:固体の熱的性質
実際の格子振動、フォノン、フォノンと熱
第9回[対面/face to face]:自由電子論
3次元のシュレディンガー方程式、状態密度とエネルギー分布
第10回[対面/face to face]:固体のバンド構造
バンド構造、クローニッヒ・ペニーモデル、
第11回[対面/face to face]:固体の電気伝導
結晶中の電子・正孔の運動、オームの法則、電気伝導
第12回[対面/face to face]:半導体の電気伝導1
真性半導体・外因性半導体のキャリア濃度
第13回[対面/face to face]:半導体の電気伝導2
キャリアの再結合、連続の方程式、移動度
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
矢口裕之 著 初歩から学ぶ固体物理学 講談社
小長井誠 著 半導体物性 培風館
長岡洋介 著 統計力学 岩波書店
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