シラバス情報
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教員名 ： 相川 慎也
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開講年度
2025年度
開講学期
前期
科目名
電子物性
授業種別
講義
科目名（英語）
Electrinic Properties of Solids
授業情報(授業コード・クラス・授業形態)
A0400102 電子物性 [C4][対面]
担当教員
相川 慎也
単位数
2.0単位
曜日時限
水曜2限
キャンパス
八王子
教室
02-564講義室
学位授与の方針
1 基礎知識の修得 20 ％
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 0 ％ 4 道徳的態度と社会性の修得 0 ％ 具体的な到達目標
・古典論と量子論の違いを説明できる
・井戸型ポテンシャル中の粒子のエネルギーが計算できる ・凸型ポテンシャルにおける粒子の挙動を定性的あるいは定量的に説明できる ・一次元結晶中の電子の状態および挙動を説明できる 受講にあたっての前提条件
「線形代数」，「微分積分」，「電気磁気学Ｉ」，「物理学」が履修済みであることが望ましい．
授業の方法とねらい
電子デバイスを設計・制御するためには，固体中での電子の振る舞いを理解しておく必要がある．本講義では，その基礎となる電子物性に関する基本的な考え方を修得する．
電子の状態および挙動を議論する上では量子力学の理解が不可欠であるが，本講義では関連方程式の導出・解析よりも現象の定性的な概念を理解できることに重点を置き，極微世界の奇妙な現象に興味を持つことをねらいとする． なお，状況に応じて実施方式や内容の一部を変更することがある． AL・ICT活用
クリッカー・タブレット等ICTを活用した双方向授業
第1回
授業形態
対面
事前学習
[事前学習] KU-LMSにアップロードしてある第1回目の講義資料を閲覧し，わからない単語などを事前に調べておくこと．
3時間
授業内容
【イントロダクション】
量子力学を学習する上での数学的準備として，簡単な２階微分方程式の解法を学習する． 事後学習・事前学習
[事後学習] 講義で学んだ内容を確認するため，KU-LMSから確認テストに解答すること．理解度が低かった点については，配布資料を見直し，各自復習しておくこと．
1.5時間
第2回
授業形態
対面
授業内容
【量子論的現象】
電子などの微視的粒子に特徴的な物理現象を理解する． 事後学習・事前学習
[事前学習] KU-LMSにアップロードしてある第2回目の講義資料を閲覧し，わからない単語などを事前に調べておくこと．
（必要時間）3時間 [事後学習] 講義で学んだ内容を確認するため，KU-LMSから確認テストに解答すること．理解度が低かった点については，配布資料を見直し，各自復習しておくこと． （必要時間）1.5時間 4.5時間
第3回
授業形態
対面
授業内容
【シュレディンガー方程式①】
任意方向の平面波を与え，シュレディンガーの波動方程式を導出する．また，量子力学の要請について学ぶ． 事後学習・事前学習
[事前学習] KU-LMSにアップロードしてある第3回目の講義資料を閲覧し，わからない単語などを事前に調べておくこと．
（必要時間）3時間 [事後学習] 講義で学んだ内容を確認するため，KU-LMSから確認テストに解答すること．理解度が低かった点については，配布資料を見直し，各自復習しておくこと． （必要時間）1.5時間 4.5時間
第4回
授業形態
対面
授業内容
【シュレディンガー方程式②】
1次元自由粒子の波動関数と存在確率を求める． 事後学習・事前学習
[事前学習] KU-LMSにアップロードしてある第4回目の講義資料を閲覧し，わからない単語などを事前に調べておくこと．
（必要時間）3時間 [事後学習] 講義で学んだ内容を確認するため，KU-LMSから確認テストに解答すること．理解度が低かった点については，配布資料を見直し，各自復習しておくこと． （必要時間）1.5時間 4.5時間
第5回
授業形態
対面
授業内容
【井戸型ポテンシャル①】
1次元井戸型ポテンシャルにおける粒子のエネルギー状態について理解する． 事後学習・事前学習
[事前学習] KU-LMSにアップロードしてある第5回目の講義資料を閲覧し，わからない単語などを事前に調べておくこと．
（必要時間）3時間 [事後学習] 講義で学んだ内容を確認するため，KU-LMSから確認テストに解答すること．理解度が低かった点については，配布資料を見直し，各自復習しておくこと． （必要時間）1.5時間 4.5時間
第6回
授業形態
対面
授業内容
【井戸型ポテンシャル②】
各種井戸型ポテンシャルにおける粒子のエネルギー状態について理解する． 事後学習・事前学習
[事前学習] KU-LMSにアップロードしてある第6回目の講義資料を閲覧し，わからない単語などを事前に調べておくこと．
（必要時間）3時間 [事後学習] 講義で学んだ内容を確認するため，KU-LMSから確認テストに解答すること．理解度が低かった点については，配布資料を見直し，各自復習しておくこと． （必要時間）1.5時間 4.5時間
第7回
授業形態
対面
授業内容
【授業内試験】
第1回〜第6回で実施した内容確認のための授業内試験を行う． 事後学習・事前学習
[事前学習] 第1回目から第6回目までの学習内容を復習し，理解しておくこと．
[事後学習] 授業内試験で解けなかった問題については，各自復習をし，自力で解を導けるようにしておくこと． 4.5時間
第8回
授業形態
対面
授業内容
【凸型ポテンシャル①】
確率の流れ密度を定義し，ポテンシャル段差がある系での粒子の振る舞いを学習する． 事後学習・事前学習
[事前学習] KU-LMSにアップロードしてある第8回目の講義資料を閲覧し，わからない単語などを事前に調べておくこと．
（必要時間）3時間 [事後学習] 講義で学んだ内容を確認するため，KU-LMSから確認テストに解答すること．理解度が低かった点については，配布資料を見直し，各自復習しておくこと． （必要時間）1.5時間 4.5時間
第9回
授業形態
対面
授業内容
【凸型ポテンシャル②】
確率の流れ密度を定義し，ポテンシャル障壁がある系での粒子の振る舞いを学習する． 事後学習・事前学習
[事前学習] KU-LMSにアップロードしてある第9回目の講義資料を閲覧し，わからない単語などを事前に調べておくこと．
（必要時間）3時間 [事後学習] 講義で学んだ内容を確認するため，KU-LMSから確認テストに解答すること．理解度が低かった点については，配布資料を見直し，各自復習しておくこと． （必要時間）1.5時間 4.5時間
第10回
授業形態
対面
授業内容
【水素原子モデル】
シュレディンガー方程式を水素原子モデルに適用した結果導かれる各量子数と電子状態について理解する． 事後学習・事前学習
[事前学習] KU-LMSにアップロードしてある第10回目の講義資料を閲覧し，わからない単語などを事前に調べておくこと．
（必要時間）3時間 [事後学習] 講義で学んだ内容を確認するため，KU-LMSから確認テストに解答すること．理解度が低かった点については，配布資料を見直し，各自復習しておくこと． （必要時間）1.5時間 4.5時間
第11回
授業形態
対面
授業内容
【結晶中の自由電子①】
クローニッヒ・ペニーのモデルを用いて，結晶構造を形成するとエネルギー値がバンド構造を持つことを理解する． 事後学習・事前学習
[事前学習] KU-LMSにアップロードしてある第11回目の講義資料を閲覧し，わからない単語などを事前に調べておくこと．
（必要時間）3時間 [事後学習] 講義で学んだ内容を確認するため，KU-LMSから確認テストに解答すること．理解度が低かった点については，配布資料を見直し，各自復習しておくこと． （必要時間）1.5時間 4.5時間
第12回
授業形態
対面
授業内容
【結晶中の自由電子②】
エネルギー分散関係の見方を学習するとともに，正孔および有効質量の概念を理解する． 事後学習・事前学習
[事前学習] KU-LMSにアップロードしてある第12回目の講義資料を閲覧し，わからない単語などを事前に調べておくこと．
（必要時間）3時間 [事後学習] 講義で学んだ内容を確認するため，KU-LMSから確認テストに解答すること．理解度が低かった点については，配布資料を見直し，各自復習しておくこと． （必要時間）1.5時間 4.5時間
第13回
授業形態
対面
授業内容
【電子輸送現象】
固体中を移動する電子の振る舞いをミクロ的に考え，電気伝導と物性の関係を理解する． 事後学習・事前学習
[事前学習] KU-LMSにアップロードしてある第13回目の講義資料を閲覧し，わからない単語などを事前に調べておくこと．
（必要時間）3時間 [事後学習] 講義で学んだ内容を確認するため，KU-LMSから確認テストに解答すること．理解度が低かった点については，配布資料を見直し，各自復習しておくこと． （必要時間）1.5時間 4.5時間
第14回
授業形態
対面
授業内容
学期末筆記試験
事後学習・事前学習
[事前学習] 第1回目から第13回目までの学習内容を復習し，理解しておくこと．
6時間
第15回
授業形態
遠隔（オンデマンド）
授業内容
学期末試験についてフィードバックする．
事後学習
[事後学習] 学期末試験で解けなかった問題については，各自復習をし，自力で解を導けるようにしておくとともに，シラバス記載の到達⽬標が達成できたか，各⾃確認すること．未達成の部分があれば，必要に応じて⾃主学習することを推奨する．
3時間
成績評価の方法
原則として，各回の確認テスト（20%），第7回授業内試験（30%），期末試験（50%）の結果に基づいて，A+〜Fの6段階で評価する．D以上を合格とする．期末試験は第14回目の授業内で実施する．
ただし，5回以上欠席した場合は履修放棄とみなし単位認定を行わない． 出席はKU-LMSで実施する各回確認テストの提出状況で管理する． 受講生へのフィードバック方法
各回の確認テストは，翌回の授業内でフィードバックする．
学期末筆記試験については，第15回目のオンデマンド講義資料でフィードバックを行う． 教科書
指定教科書なし
参考書
阿部正紀「電子物性概論 量子論の基礎 (電子・情報工学講座)」培風館（ISBN-13: 978-4563033378），定価：本体3,800円＋税
オフィスアワー
木曜日 19:30〜20:30
Google meetで対応します． Google meetへのリンクは，KU-LMSの授業フォルダ内に貼り付けます． 受講生へのメッセージ
本講義内容をベースに，後期開講の「電子デバイス」に発展させる．電子デバイス関連に興味のある学生は，両講義を受講することが望ましい．
実務家担当科目
実務家担当科目ではない
実務経験の内容
教職課程認定該当学科
該当なし
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
Ⅱ2c
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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