| 科目名[英文名] | |||||
| 物質科学入門 [Introduction to Physical Chemistry] | |||||
| 区分 | 工学部専門科目等 | 選択必修 | 単位数 | 2 | |
| 対象学科等 | 対象年次 | 2～4 | 開講時期 | 3学期 | |
| 授業形態 | 3学期 | 時間割番号 | 022614 | ||
| 責任教員 [ローマ字表記] | |||||
| 室尾 和之, 生嶋 健司, 香取 浩子 [MUROO Kazuyuki, IKUSHIMA Kenji, KATORI Hiroko] | |||||
| 所属 | 工学部 | 研究室 | メールアドレス | ||
| 概要 |
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This course will be held in English to improve student's multi-lingual ability in science. The aim of this course is to understand physical origins of electricity, magnetism, and optical property of materials, which are applicable to investigation of newly developed materials including semiconductors and superconductors in materials science. The topics leaned in the basic physical lectures, such as Mechanics and Electrodynamics, are comprehensively applied to understanding for physical properties of materials. Applications to industrial technology, for example, quantum devices and magnetic and optical memories are also focused on. 物質の電気的、磁気的、光学的性質の物理的な起源を理解することを目的とする。力学、電磁気学等の基礎として学んだ内容を統合して、物質の探求に展開する。これらの諸性質は、物質科学、材料科学の領域において、半導体や超伝導物質を含む新しく開発された材料の性質を研究する際に利用することができる。量子デバイスや、磁性材料、光学メモリー等の工学的応用についても焦点をあてる。 |
| 到達基準 |
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1. able to understand the physical origins of electricity, magnetism, and optical property of materials. 2. able to understand application of physical properties of materials to materials science and industrial technology. 3. able to explain in English about physics of material science. Corresponding criteria in the Diploma Policy: See the Curriculum maps. 1. 物質の電気的、磁気的、光学的性質を理解し、物理的に説明ができる。 2. 物質の物理的性質の、物質科学、材料科学や工学技術への応用を理解し、その内容について説明できる。 3. 物理的内容について英語による説明ができる。 「本科目のディプロマ・ポリシーの観点：履修案内のカリキュラムマップを参照してください。」 |
| 授業内容 |
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Week 1: Guidance Week 2: Brief review of electromagnetic interaction with matters Dielectrics and magnetic materials, origins of electricity and magnetism Maxwell’s equations and electromagnetic waves (lights) Week 3: Introduction to electromagnetic interaction of light with materials Electric dipole interaction, Absorption and dispersion, Lorentz model Week 4: Application of electromagnetic interaction Absorption and emission of light, Spectroscopy, Optical memory Week 5: Introduction to magnetism Brief history of magnetism, Magnetic order and hysteresis. Week 6: Applications of soft and hard magnets Soft magnetic materials, Permanent magnetic materials, Static applications. Week 7: Magnetic recording Spin-polarized current, Magnetic sensors, Magnetic memory Week 8: Introduction to electronics Materials used in resistive, capacitive and inductive elements Non-linear devices: semiconductors Week 9: Commercial semiconductor devices pn junction, Bipolar transistor, Si-MOS FET, GaAs heterojunction Week 10: Advanced quantum devices Artificial lattices and atoms, Graphenes. 第１回：ガイダンス 第２回：物質との電気的、磁気的相互作用の手短かな復習 誘電体と磁性体、電気的磁気的性質の起源 マックスウエル方程式と電磁波（光） 第３回：光の物質との電磁気的相互作用 電気双極子相互作用、吸収と分散 第４回：電磁気的相互作用の応用 光の吸収と放出、分光、光メモリー 第５回：磁性入門 磁性研究の歴史、磁気秩序とヒステリシス 第６回：軟磁性体、硬磁性体とその応用 軟磁性体、永久磁石、静的応用 第７回：磁気記録 スピン偏極電流、磁気センサー、磁気メモリ 第８回：エレクトロニクス入門 抵抗性、容量性、誘導性電子素子に用いられる物質 非線形素子：半導体 第９回：従来の半導体デバイス PN接合、バイポーラ型トランジスタ、シリコンMOS FET、ガリウム砒素ヘテロ接合 第１０回：先進的量子デバイス 人工格子と人工原子、グラフェン |
| 履修条件・関連項目 |
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力学入門、電磁気学入門を理解していること 本学の標準時間数に準ずる予習と復習を行うこと |
| テキスト・教科書 |
| 参考書 |
| S. M. Sze, “Semiconductor Devices”, J. M. D. Coey, “Magnetism and Magnetic Materials”, E. Hecht, “Optics” |
| 成績評価の方法 |
| 各回ホームワーク2点演習課題8点（全10回） |
| 教員から一言 |
| キーワード |
| 半導体、デバイス工学、磁性、ヒステリシス、電磁波、電気双極子相互作用 |
| オフィスアワー |
| 月曜１２：００－１３：００（メールによる連絡可） |
| 備考１ |
| 備考２ |
| 参照ホームページ |
| 開講言語 |
| 英語 |
| 語学学習科目 |
| 更新日付 |
| 2019/03/20 11:50:18 |