科目名[英文名]
固体物理Ⅱ   [Solid State Physics Ⅱ]
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	4～4	開講時期	1学期
授業形態	1学期	時間割番号	024601
責任教員 [ローマ字表記]
前橋 兼三   [MAEHASHI Kenzo]
所属	工学部	研究室		メールアドレス

概要

物理システム工学カリキュラム中の選択必修科目として、本授業では、これまでに学んだ量子力学を基礎として、固体中の電子の状態を記述する手法を学ぶ。少数の原子からなる分子の化学結合・電子状態から巨視的な固体の結合論・電子状態へ展開する。物質には、金属・半導体・絶縁体があるのか？に対する基礎的な理解を目的とする。後半では、半導体の電子レベルで基礎物性を紹介し、ダイオード中の電子、ホールの働きを基本とした動作原理を理解することを目的とする。さらに、半島体/金属界面、光起電力効果を解説します。

到達基準

(1)少数の原子からなる分子の化学結合・電子状態から巨視的な固体の結合論・電子状態を理解し、説明できるようにする。 (2)電子レベルでのダイオード等の素子を理解できる。 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

第１回　結晶構造　（分類、面方位） 第２－３回　k空間　（逆格子、回折、ブリルアンゾーン） 第４－６回　固体のエネルギーバンド　（バンドギャップの起源、ブロッホ関数、空格子近似） 第７回　半導体の概念　（性質、分類、構造） 第８回　半導体の光応答　（吸収、発光） 第９－１０回　キャリア濃度　（状態密度、フェルミ分布、真性半導体、不純物半導体） 第１１－１２回　pn接合　（概念、少数キャリア注入、熱平衡状態、バイアス印加状態） 第１３回　光起電力効果　 第１４回　半導体・金属接合 第１５回　まとめ 　　　　定期試験

履修条件・関連項目

大学初級レベルの電磁気学、量子力学、熱統計力学の知識を前提として講義を進めます。 さらに、電子回路、固体物理学Iを発展した内容に関して講義を行います。 授業時間30 時間に加え、配布した講義資料や参考書を参照し、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

参考書を参照すること。 資料、演習問題を配付する。

参考書

固体物理学－工学のために　岡崎　誠　著　裳華房 キッテル　固体物理学入門　丸善

成績評価の方法

レポート(20%)、期末試験(80%)を総合的に評価する

教員から一言

これまでに学んだ量子力学を基礎として、固体中の電子の状態を記述する手法を学び、発展した形で、半導体について学習する。この講義を基礎として、守株の半導体素子に関して理解できることを期待しています。

キーワード

固体のバンド構造、半導体

オフィスアワー

可能な限りいつでも対応します。mail での質問も可。

備考１

備考２

参照ホームページ

開講言語

日本語

語学学習科目

更新日付

2019/03/14 23:03:46