授業科目名 : 表面電子物性工学

科目コード 10C819
配当学年 修士課程
開講年度・開講期 前期
曜時限 火曜5時限
講義室 A1-001
単位数 2
履修者制限
授業形態 講義
使用言語 日本語あるいは英語
担当教員 所属・職名・氏名 電子工学専攻 教授 山田啓文
電子工学専攻 准教授 小林圭

授業の概要・目的

表面及び界面に固有な電気的・光学的性質を理解するために、その起源となる表面の構造、電子状態を微視的立場から説明する。表面・界面の微視的構造におけるいわゆるメゾスコピック系の量子現象についても講述する。

成績評価の方法・観点及び達成度

4回程度のレポートにより評価する.

到達目標

3次元バルク材料の2次元境界としての「表面」が有するさまざまな機能・物性を,その微視的構造・性質から理解し,表面と電子材料の関りについて学習することを目的とする.

授業計画と内容

項目 回数 内容説明
表面研究の背景 2  表面研究の発展,特に近年の半導体素子開発と表面科学の関わりについて講述するとともに,ナノスケール領域における表面の重要性について説明する.さらに,表面の定義,表面を特徴付ける物理現象について説明する.
表面の空間構造と電子構造 3  表面の空間構造,すなわち2次元ブラベー格子,表面再構成構造および表面2次構造について解説する.さらに,表面の基本電子構造を,強結合近似をもとにして理解するとともに,表面再構成と電子状態の変化の概要について講述する.
多原子・多電子系の電子状態 4  表面再構成と表面電子状態との関係をより詳細に理解するために,多原子・多電子系の電子状態の近似表現(Huckel法など)について講述し,さらに電子軌道の混合と混成について, 説明することで,表面構造変化と電子状態の関係を理解することを目指す.
表面再構成における電子状態 2  SiやGaAsなどの半導体再構成表面における電子構造について説明し,2量体化,電子移動表面軌道頂角変化などによる表面状態安定化について理解する.
メゾスコピック現象と低次元電子材料 3  表面などの低次元系は特異な電子物性を示し,単電子トンネリングや量子化コンダクタンスなどメゾスコピック系の物理現象とも密接な関わりをもっている.こうしたメゾスコピック現象が見られるカーボンナノチューブやグラフェンなど,最近注目されている低次元材料について説明する,
学習到達度の確認 1  学習到達度を確認する

教科書

ノート講義スタイルとする.また適宜資料を配布する.

参考書等

「表面科学入門」 (小間篤等 編著,丸善), 「表面物理入門」 (塚田捷, 東京大学出版会).その他講義中に適宜紹介する.

履修要件

電子物性,固体物理に関する基礎知識があればよい.

授業外学習(予習・復習)等

授業URL

その他(オフィスアワー等)

当該年度の授業回数に応じて一部を省略することがある. また授業順序についても適宜変更することがある.