理工学研究科Graduate School of Science and Engineering
APC500Y1（複合化学 / Applied chemistry 500）高エネルギー反応場特論Processing using High Energy Reaction Fields
小林 清、松本 尚之Kiyoshi KOBAYASHI, Naoyuki MATSUMOTO
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 | 2024 |
| 授業コードClass code | YB509 |
| 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 | 火5/Tue.5 |
| 科目種別Class Type | |
| キャンパスCampus | 小金井 / Koganei |
| 教室名称Classroom name | 小西館‐W205 |
| 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)
1.The first half of the lecture will give the basics of impedance theory and actual analysis using free impedance analysis software. The contents of the lectures are (1) basics of impedance concept; (2) basics of passive elements of equivalent circuit modelling; (3) install and how to use a free software of electrochemical impedance (pyZwx); (4) actual analysis of impedance data; and (5) basics of electrochemical impedance.
2. The latter half of the lecture will give the principles and characteristics of synthesis methods involving the gas or solid phase using high-energy reaction fields as well as examples of practical applications of material synthesis processes.
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
本講義前半では、インピーダンスの理論的基礎からフリーソフトウェアを用いた等価回路解析の実際まで講義する。また電気化学インピーダンスの基礎についても講義する。
また、本講義後半では、気相または固相における高エネルギー反応場を利用した合成手法について、その原理や特徴について詳しく説明する。さらに、高エネルギー反応場を利用した材料合成プロセスの実用化例についても解説する。
到達目標Goal
1-(1) O. ヘヴィサイドにより創造されたインピーダンス概念を理解する。
1-(2) 等価回路で用いる受動素子の基礎と他力学との関係を理解する。
1-(3) 無償の電気化学インピーダンス解析ソフトpyZwxのインストールと基本的な使い方を理解する。
1-(4) 実際のサンプルデータを用いた実解析法を理解する。
1-(5) 電気化学インピーダンスの理論と解釈について理解する。
2-(1) 高エネルギー反応場を利用した材料合成プロセスについてその原理や特長を理解し、実際の材料合成プロセスに応用展開する力をつける。
2-(2) 高エネルギー反応場を利用した材料合成プロセスについて実際の実用化例をもとに、材料開発の実用化に必要な考え方を身に付ける。
2-(3) 高エネルギー反応場を利用した材料（カーボンナノチューブを本講義では例とする）を利用した実際の用途展開など、材料利用を見据えた材料開発の考え方を養う。
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. ）
前半では、O. ヘヴィサイドにより創造されたインピーダンス概念から無償の電気化学インピーダンス解析ソフトを用いた実解析および電気化学インピーダンス解釈まで講義する。履修生の専門に合わせ、授業計画に記載の内容のテーマを変更する可能性がある。
後半では、材料合成の新たな技術について探求する。気相または固相における高エネルギー反応場を利用した合成手法について、その原理や特徴、実際の合成事例について学習する。さらに、カーボンナノチューブを例に、高エネルギー反応場を利用した合成技術のスケールアップや実用化プロセス、用途展開などについて、将来的には業界で求められる材料開発の専門知識を身につけるために技術的かつ実用的な解説を実施する。
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.)
なし / No
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]：インピーダンス概念について
ヘヴィサイドが生み出したインピーダンスについて現代的な解釈まで説明する
第2回[オンライン/online]：等価回路素子について
等価回路で用いる受動素子の基礎と他力学との関係について説明する。
第3回[オンライン/online]：電気化学インピーダンス解析ソフト
無償の電気化学インピーダンス解析ソフトpyZwxのインストールと基本的な使い方を理解する。
第4回[オンライン/online]：インピーダンスの実解析(I)
インピーダンスデータの見方について理解する。
第5回[オンライン/online]：インピーダンスの実解析(II)
等価回路で用いる受動素子のスペクトルについて理解する。
第6回[オンライン/online]：インピーダンスの実解析(III)
実験により得られたサンプルデータの解析について理解する。
第7回[対面/face to face]：インピーダンスの実解析(IV)
物理モデルに変換する方法を理解する。
第8回[対面/face to face]：高エネルギー反応場利用した材料合成の概要
高エネルギー反応場を利用した材料合成の全体像を解説
第9回[対面/face to face]：気相における材料合成（I）
化学気相堆積（CVD）法や分子線エピタキシー（ＭＢＥ）法について解説
第10回[対面/face to face]：気相における材料合成（II）
物理気相堆積（PVD）法や原子層堆積（ALD）法について解説
第11回[対面/face to face]：気相/液相における材料合成（I）
プラズマを利用した材料合成について解説
第12回[対面/face to face]：気相/液相における材料合成（II）
マイクロ波を利用した材料合成について解説
第13回[対面/face to face]：高エネルギー反応場利用した材料合成の実用化（Ｉ）
ＣＶＤ法を用いたカーボンナノチューブのスケールアップ例の紹介
第14回[対面/face to face]：高エネルギー反応場利用した材料合成の実用化（ＩＩ）
ＣＶＤ法を用いたカーボンナノチューブの実用化例を紹介
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。】
テキスト（教科書）Textbooks
教科書を使用しない。
参考書References
第１回目および第８回目に紹介する。
成績評価の方法と基準Grading criteria
平常点 （２０％）、授業中の課題・宿題等（８０点）
学生の意見等からの気づきChanges following student comments
2022年度の授業実施状況を考慮して、授業計画を変更した。また、授業後半の内容を変更した。
学生が準備すべき機器他Equipment student needs to prepare
必要となった場合には、事前に連絡する。