电子物理学特论 1年 集中 选择必修 2单位.PDFVIP

電子物理学特論 １年 集中 選択必修 ２単位 高重正明 本格的な物理学の知識を前提としないで、科学技術の基礎になっているような物性科学の知識を講義して教養豊かな 人材を養成することを目標とする。特に電子論的な知識を重視する。講義の流れとしては、材料科学の基礎、物質の 状態、物質の特徴づけ、相転移というような順番で解説する。講義の後半には、先端のトピックス的なものとして、 超伝導、走査プローブ顕微鏡(SPM)に関係する最近の研究、また本講義の内容に関連のある近年のノーベル賞も紹介す る。 全体の紹介 本講義の目的、意義、講義のやり方など全体の流れなどを把握できる。 物質の状態 物質科学の中で最も基本となる相図の見方を学ぶ。特に気相液相固相の相転移に 際する体積変化に注目して物質の状態を説明できる。 物質の状態と材料科学 多くの材料は、物質の状態としては固相の状態であるが、固相には結晶状態のみ ならず非晶質(アモルフォス)状態があり、今日それは応用上重要であること等を 説明できる。 様々の試料作成法 物質科学において現在行われている各種の試料(バルク結晶、薄膜材料等)の作成 方法と相図の概要について説明できる。 電子論の基礎 金属･半導体･絶縁体という物質科学における最も重要な分類は、物質の中の電子 の状態で決まっていることを説明できる。 量子論の基礎 量子力学の基礎的な事項、エネルギー量子、波動性等の量子力学の基本事項につ いて大まかに説明できる。 トンネル効果 トンネル効果の概念、特にそれがいろいろの場合に起こり、応用につながってい ることを説明できる。 相転移現象 相転移という概念は非常に幅広いものであり、特に固体内での相転移には様々な 種類のものがあり、それを制御することで応用があることを説明できる。 相転移現象と材料科学 強磁性、強誘電性、超伝導性など各種の相転移現象に関する大まかな説明ができ る。 超伝導入門 特に相転移の中で超伝導について学ぶ。それを特徴付ける4つの現象、電気抵抗 ゼロ、マイスナー効果、磁束の量子化、ジョセフソン効果について説明できる。 超伝導の応用 超伝導に関する量子的な応用、SQUID、ジョセフソン効果等について概要を説明 できる。 トンネル顕微鏡の原理 トンネル顕微鏡や原子間力顕微鏡の原理、さらには各種の走査プローブ顕微鏡が あることを説明できる。 表面科学と微細加工 最近の物質科学における微細加工技術全般の動向、電子単体の操作技術などの概 要を説明できる。 最近の研究から 教授者らの最近の研究やノーベル賞になったような研究で特に本講義に関連して