科目名 : 電気電子材料学

科目コード 60430
配当学年 3年
開講期 後期
曜時限 水曜・3時限
講義室 電総大
単位数 2
履修者制限
講義形態 講義
言語
担当教員 山田啓文

講義概要

電気・電子材料がもつさまざまな機能・物性を,その材料の微視的構造・性質から説明する.本講義では,磁性体,誘電体および有機・高分子材料を対象とし.これらの材料がもつ特徴的な物性(誘電物性,磁性,有機電子物性など)の微視的起源を量子力学的な観点より説明する.また,束縛状態にある電子系において重要な概念となるスピンについても講述する.さらに,ナノテクノロジーと材料分野の関りについても概説する.

評価方法

試験により評価する.講義中に課せたレポートを参考にする場合もある.

最終目標

電気・電子材料がもつさまざまな機能・物性を,その材料の微視的構造・性質から理解し,ナノテクノロジーと材料分野の関りについて学習することを目的とする.

講義計画

項目 回数 内容説明
物性の微視的起源 1 電気・電子分野で用いられる材料,導電体,半導体,誘電・絶縁体,磁性体および有機・高分子材料について概述し,その物性と各々の材料の微視的構造・性質との関連,ナノテクノロジ−と材料の関りについて説明する.
誘電体の電子物性 4 誘電物性の基礎となる種々の分極の生成機構と,これらの分極機構に関連する誘電分散関係について説明する.また,圧電体,焦電体,強誘電体の基礎的物性についてもまた概述する.
原子・分子の量子力学 2 この講義において対象とする誘電体、磁性体および有機・高分子材料においては,材料を構成する原子・分子に束縛されている電子系が物性に大きな影響を与える.量子力学の基礎について簡単に説明した後に,簡単な束縛電子系の一つである水素原子を量子力学的に取り扱い,原子・分子における電子系のもつ基本的な性質について述べる.
角運動量とスピン 2 角運動量の基本的性質について説明し,その代数的表現を導入することで電子スピンの概念を導出する.また角運動量・スピンに関する基本的計算法や合成法を学習する.
磁性 3 常磁性,反磁性などの無秩序磁性について解説する.また交換相互作用について説明するとともに,強磁性,反強磁性などの秩序磁性について講述する.実用磁性の観点から磁性体の応用について述べ,スピントロニクスなど新規エレクトロニクス分野への応用についても概述する.
有機分子材料の電子物性 2 有機・高分子材料における磁性・電子物性について述べ,分子エレクトロニクスの現状と将来展望について概述する.
学習到達度の確認 1 講義において説明した、誘電体、磁性体および有機・高分子材料の電子物性、またこれら物性の微視的起源について、その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

物質の量子力学(岡崎誠,岩波書店)
物質の電磁気学 (中山正敏,岩波書店)
機能材料のための量子工学 (山田興治ほか,講談社)
その他講義中に適宜紹介する.

予備知識

電子物性,固体物理に関する基礎知識があればよい.

授業URL

その他

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.