科目名[英文名]
半導体化学   [Semi-conductive Materials 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	3～4	開講時期	3学期
授業形態	3学期	時間割番号	023212
責任教員 [ローマ字表記]
村上 尚   [MURAKAMI Hisashi]
所属	工学部	研究室		メールアドレス

概要

【目的】新素材を研究する学問分野は日進月歩のハイテクノロジーを支える重要な科学分野の一つで、工学の全ての分野に根を張っている。本授業では　原子、分子、結晶とその形態変化に伴う電子構造の変化および結果的に導かれる物性について理解する。 　後半部分では、発展目覚しい半導体デバイスを取り上げ、量子効果を利用することにより新しい物性の創製が可能になる様を理解する。 【概要】本講義では、最初は半導体の基本的な性質を解説し、化学結合の観点からそれらの性質を理解することを目指す。また同時に、半導体の性質を示す「結晶」について、その作製方法や原理を解説し、現代のエレクトロニクス社会を支える科学技術について知識を得る。後半には、固体中の電子および正孔の振る舞いを理解し、それらの性質を利用した既存の半導体デバイス、量子効果を利用した新規の半導体デバイスについて解説する。

到達基準

(1) 半導体の物理的性質を化学結合の観点から理解している。 (2) 半導体結晶成長の手法・原理を理解し、現代の半導体産業を支える科学技術を説明できる。 (3) 半導体中の電子・正孔の固体内での振る舞いが半導体デバイスの動作にどのように関連するのかを理解している。 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

第1回　ガイダンス・イントロダクション 第2回　半導体の性質 第3回　元素半導体と不純物半導体 第4回　半導体の電気的性質１（エネルギーバンド構造、電子・正孔の性質） 第5回　半導体結晶成長１ 第6回　半導体の電気的性質２（状態密度と分布関数、キャリアの温度依存性） 第7回　PN接合とダイオード 第8回　前半内容のまとめ 中間試験 (出題範囲 第1回〜第7回の内容を総合的に出題) 第9回　半導体開発の歴史（ビデオ教材） 第10回　半導体結晶成長２ 第11回　ホール効果と電気的測定 第12回　トランジスタの性質と動作原理 第13回　超格子構造と電子状態 第14回　人口超格子による新機能デバイス 第15回　後半内容のまとめ 期末試験（出題範囲 第9回〜第14回の内容を総合的に出題）

履修条件・関連項目

3年次1学期までに開講される物理化学、無機化学の講義内容を理解しているものとして講義を進める。 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

適宜資料を配布します。また、Moodleシステムより、本科目で使用するPowerPointファイルを公開します。ただし、著作権の問題で本人の学習にのみ使用し、複製や配布を禁止します。

参考書

半導体工学 平松和政 編著 オーム社

成績評価の方法

成績は平常点（10％）、課題レポート（10％）、及び学期末試験（全講義範囲、80％）から総合的に判断する。 2018年度の成績分布は、S（８％）、A（５３％）、B（２５％）、C（１４％）、D（０％）でした。

教員から一言

現在の産業の米である半導体を含む新規材料は、学生諸君の大半が将来関わってくる分野である。合成のみでなく、材料設計および結果として得られる物性の理解が必要である。

キーワード

電子構造　材料　半導体　結晶　超格子　量子効果

オフィスアワー

月曜日10：00〜15：00

備考１

備考２

参照ホームページ

開講言語

語学学習科目

更新日付

2020/02/19 10:57:55