2025年度

後期

無機固体物性特論

講義

Physical Properties of Inorganic Solids

Z1300009 無機固体物性特論 [対面]

橋本 英樹

2.0単位

木曜3限

八王子

1N-401講義室

A 専攻する研究領域における高度な専門知識を身につけたもの 100%
B 科学技術を運用する能力を身につけたもの　0%
C 主体的に研究に取り組み、社会や職業についての知識や技術者や研究者として必要な倫理観を身につけたもの　0%
D 特定の専門領域における創成能力を身につけたもの　0%

無機固体材料は，エネルギー，環境，エレクトロニクス，情報，医療分野など，実に広範な分野で用いられている。無機固体材料を創出し有効に利用するためには，その物性の発現原理を理解することが不可欠である。ここでは，無機固体の物性（熱伝導，電気伝導，光学的性質，磁性など）の発現機構を結晶構造および原子や電子の振る舞いの観点から理解することを目標とする。

無機固体の物性について興味を持っていること

特に活用しない

1. 結晶構造
　格子，単位胞，結晶構造，非晶質固体と液体
2. 逆格子空間
　k空間，逆格子，k空間の座標，X線回折法
3. 量子力学
　量子力学の基礎，調和振動子，角運動量・スピン，原子の電子状態
4. 固体の結合
　分子結合，イオン結合，共有結合，金属結合，ファンデルワールス結合，水素結合
5. 格子振動
　1次元の格子振動，3次元の格子振動，フォノン
6. 格子比熱・熱伝導
　比熱の表式，高温での比熱，熱伝導の定義・メカニズム
7. 自由電子論
　自由電子モデル，箱の中の電子状態，フェルミ統計，状態密度とフェルミ分布，電子比熱
8. エネルギーバンド
　一般論，空格子のバンド，自由電子のバンド，擬ポテンシャル法
9. バンド理論
　金属と絶縁体の分類，k空間での電子の運動，正孔，結晶運動量，フェルミ面
10. 電気伝導
　古典的な電気伝導，ホール効果，電気抵抗の温度変化，k空間での電気伝導
11. 光学的性質
　電磁気学，金属・絶縁体の光学的性質，半導体のバンド間吸収
12. 磁性
　磁気モーメント，常磁性，反磁性，強磁性
13. 半導体
　バンド構造，電子と正孔のエネルギー分布，不純物半導体，有効質量理論，p-n接合
14. 学期末レポート課題
　課題についての説明
15. 学習内容の振り返り

出席および学習支援システムで実施する小テスト50%
学期末レポート課題50%

メールまたはKU-LMSで質問を受け付け，回答する。

講義資料を学修支援システムから配布する

固体物理学　岡崎誠著　裳華房，キッテル固体物理学入門　上・下　丸善，ウエスト固体化学　基礎と応用　講談社

授業前後および水曜2時限をオフィイスアワーとする。居室は17-251。
メールで連絡・質問する場合は、st13523@ns.kogakuin.ac.jpまで。

受講生の出身学科は特に問いません。
無機固体の物性発現機構を定量的に理解するためには難解な物理や数学を必要としますが，本授業では化学者の目線で物性発現機構の概念を定性的に理解することを主目的としています。
学会等で欠席する場合には，事前にメールで連絡してください。

実務家担当科目ではない

化学応用学専攻