シラバス情報
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教員名 ： 尾沼 猛儀
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開講年度
2025年度
開講学期
前期
科目名
固体物理学I
授業種別
講義
科目名（英語）
Solid State Physics I
授業情報(授業コード・クラス・授業形態)
A1100289 固体物理学I [S4][対面]
担当教員
尾沼 猛儀
単位数
2.0単位
曜日時限
水曜2限
キャンパス
新宿
教室
A-0815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
結晶構造とその分類法について理解し具体的な結晶に適用できること。X線回折の実空間、逆格子空間を用いた解析手法を習得すること。結晶格子の振動の音響モードと光学モードを説明できること。フォノンとは何か説明できること。音響フォノンによる比熱について理解し、物質の熱伝導率との関わりについて説明できること。
受講にあたっての前提条件
熱・統計力学、電磁気学Ⅰ、量子物理学を修得しているこを前提とする。
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、初めに結晶構造とその分類法について取り扱う。そして、結晶の評価法としてX線回折の実空間、逆格子空間を用いた解析手法を取り扱う。続いて、結晶格子の振動を取り扱い、音響モードと光学モードを導く。さらに、格子振動の量子化を行う。音響フォノンによる比熱について述べ、物質の熱伝導率との関わりについて理解することを目標とする。
AL・ICT活用
e-ラーニング等ICTを活用した自主学習支援
第1回
授業形態
対面
事前学習
教科書１〜6ページを読む
2時間
授業内容
ガイダンス、結晶構造
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6〜8ページを読む 4時間
第2回
授業形態
対面
授業内容
結晶の対称性
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８〜１２ページを読む 4時間
第3回
授業形態
対面
授業内容
結晶系、ブラべ格子
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１３〜１４ページを読む 4時間
第4回
授業形態
対面
授業内容
結晶面と格子方向
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１５〜２２、２７〜２９ページを読む 4時間
第5回
授業形態
対面
授業内容
代表的な結晶構造、X線回折
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３２〜３３、３７〜４３ページを読む 4時間
第6回
授業形態
対面
授業内容
逆格子、ブリルアン・ゾーン
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7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９７〜１０３ページを読む 4時間
第8回
授業形態
対面
授業内容
格子振動（1次元格子、1種原子）、分散関係
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１０３〜１０７ページを読む 4時間
第9回
授業形態
対面
授業内容
格子振動（1次元格子、2種原子）、分散関係
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１０５、１０８ページを読む 4時間
第10回
授業形態
対面
授業内容
量子力学の導入、フォノン、調和振動子
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１１４〜１１５ページを読む 4時間
第11回
授業形態
対面
授業内容
フォノンの熱的性質
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１１６〜１２０ページを読む 4時間
第12回
授業形態
対面
授業内容
内部エネルギー
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１２０〜１２５ページを読む 4時間
第13回
授業形態
対面
授業内容
デバイ・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：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
事前学習：教科書１３０〜１３２ページを読む 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（熱伝導率）
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室にて。
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KUPort経由で配布します。 実務家担当科目
実務家担当科目
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
応用物理学科
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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