Syllabus data
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Teacher name ： ONUMA Takeyoshi
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開講年度
2025Year
開講学期
Second Semester
科目名
Solid State Physics II
授業種別
Lecture
科目名（英語）
Solid State Physics II
授業情報(授業コード・クラス・授業形態)
A1100290 Solid State Physics II
担当教員
ONUMA Takeyoshi
単位数
2.0Credits
曜日時限
Wed.2Period
キャンパス
Shinjuku Campus
教室
A-0611教室
学位授与の方針
1 基礎知識の修得 10 ％
2 専門分野の知識・専門技術の修得 80 ％ 3 汎用的問題解決力の修得 10 ％ 4 道徳的態度と社会性の修得 0 ％ 具体的な到達目標
金属の自由電子模型、ブロッホの定理、クローニッヒ・ペニイ模型、空格子近似を理解し、具体的な事例に適用することができる。半導体のエネルギーバンドの中での電子の分布や電気伝導度との関わりが理解できる。ホール効果、サイクロトロン共鳴、誘電関数を、具体例を交えて理解できることを目標とする。
受講にあたっての前提条件
熱・統計力学、電磁気学I,II、量子物理学、固体物理学Iを修得していることを前提とする。
授業の方法とねらい
固体物理学とは、身近にある物質の熱伝導や電気伝導などのマクロな現象をミクロな視点で解く学問である。本講義では、初めに金属の自由電子模型を取り扱うことで、電気を運ぶ伝導電子の状態を記述する手法を述べる。そして、周期的な結晶格子における電子状態に対するブロッホの定理、クローニッヒ・ペニイ模型、そして空格子近似を述べ、エネルギーバンドの形成されるイメージを掴む。続いて、これらの概念を半導体に適用し、エネルギーバンドの中で電子がどのように分布するかを述べ、電気伝導度の古典論へ導く。最後に、電場や磁界が印加された場合の電子の運動の古典論を述べる。
AL・ICT活用
Support for self-learning using ICT
第1回
授業形態
対面
事前学習
教科書３２〜３３、３７〜４３ページを読む
2時間
授業内容
ガイダンス、固体物理学Iの復習（逆格子）
事後学習・事前学習
事後学習：課題プリントの解き直し
事前学習：教科書１４０〜１４６ページを読む 4時間
第2回
授業形態
対面
授業内容
金属の自由電子模型
事後学習・事前学習
事後学習：課題プリントの解き直し
事前学習：教科書１４７〜１５１ページを読む 4時間
第3回
授業形態
対面
授業内容
状態密度、フェルミエネルギー
事後学習・事前学習
事後学習：課題プリントの解き直し
事前学習：教科書１７７ページを読む 4時間
第4回
授業形態
対面
授業内容
ブロッホの定理
事後学習・事前学習
事後学習：課題プリントの解き直し
事前学習：教科書１７８〜１８０ページを読む 4時間
第5回
授業形態
対面
授業内容
クローニッヒ・ペニイ模型
事後学習・事前学習
事後学習：課題プリントの解き直し
事前学習：教科書１７３〜１７６ページを読む 4時間
第6回
授業形態
対面
授業内容
自由電子に近い電子モデル
事後学習・事前学習
事後学習：課題プリントの解き直し
事前学習：教科書１８６〜１８８ページを読む 4時間
第7回
授業形態
対面
授業内容
空格子近似
事後学習・事前学習
事後学習：課題プリントの解き直し
事前学習：課題プリントの解き直し 4時間
第8回
授業形態
対面
授業内容
学修到達度の確認（授業内試験）
事後学習・事前学習
事後学習：学習内容の振り返り
事前学習：教科書２０１〜２０３ページを読む 4時間
第9回
授業形態
対面
授業内容
波束と群速度
事後学習・事前学習
事後学習：課題プリントの解き直し
事前学習：教科書１５７〜１６１ページを読む 4時間
第10回
授業形態
対面
授業内容
電気伝導度
事後学習・事前学習
事後学習：課題プリントの解き直し
事前学習：教科書１６４〜１６６ページを読む 4時間
第11回
授業形態
対面
授業内容
ホール効果
事後学習・事前学習
事後学習：課題プリントの解き直し
事前学習：教科書２１１〜２１６ページを読む 4時間
第12回
授業形態
対面
授業内容
サイクロトロン共鳴
事後学習・事前学習
事後学習：課題プリントの解き直し
事前学習：固体物理学入門（下巻）４１９〜４２６ページ参照 4時間
第13回
授業形態
対面
授業内容
誘電関数
事後学習・事前学習
事後学習：課題プリントの解き直し
事前学習：課題プリントの解き直し 4時間
第14回
授業形態
対面
授業内容
学修到達度の確認（授業内試験）
事後学習・事前学習
学習内容の振り返り
2時間
第15回
授業形態
遠隔（オンデマンド）
授業内容
振り返り
事後学習
学習内容の振り返り
2時間
成績評価の方法
中間試験と期末試験（75%）と演習・レポート課題（25％）の結果により、6段階のGrade(A+,A,B,C,D,F)で評価し、D以上の者に単位を認める。テストでは教科書、ノートの持ち込み不可。
受講生へのフィードバック方法
毎週、課題プリントを回収し、解答状況を確認します。白紙など、解答状況が良くない場合は、再提出を求めることがあります。
教科書
「キッテル 固体物理学入門 上 第８版」 C. Kittel著、宇野良清・津屋昇・新関駒二郎・森田章・山下次郎共訳（丸善出版）
参考書
「半導体の物理」 御子柴宣夫著（培風館）
オフィスアワー
毎週水曜の１７：３０〜１８：３０間、新宿校舎Ａ２１６８室またはKU-LMS での質問受付にて。
授業時間外は電子メール st13517@ns.kogakuin.ac.jp 受講生へのメッセージ
必ずノートをとり、課題を自分で考えること。
教科書の章末問題にも積極的にチャレンジしてください。分からない問題があれば質問してください。演習問題を解くと実践力が身に付きます。 講義でカバーしきれない電磁気学や統計力学、量子力学の詳細は、プリントやKU-LMS経由で配布します。 実務家担当科目
Applicable
実務経験の内容
半導体物性工学に関する研究の経験がある教員が、材料開発研究を活かし、固体物理学の基礎から応用事例について講義する。
教職課程認定該当学科
Department of Applied Physics
その他の資格・認定プログラムとの関連
関連する科目でない
教育課程コード
Ⅱ3b
教育課程コードの見方【例】 Ⅰ2a（Ⅰ…Ⅰ群、2…2年配当、a…必修） ※ a : 必修 b : 選択必修 c : 選択 ※複数コードが表示されている場合には入学年度・所属学科の学生便覧を参照のこと
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