前期 木曜日 ２講時. 単位数/Credit(s): 2. 担当教員/Instructor : 松井 広志. 学期/Semester: 前期. 開講年度/Year: 2024. 科目ナンバリング/Course code/number: SPH-PHY507B. 使用言語/Language Used in Course: ２カ国語以上.
電子物理学講座
物質物理学基礎
Basic Solid-State Physics
固体物理学は、熱・統計力学、量子力学をベースに築き上げられ、材料科学、電子材料などの応用分野における研究開発にとっても、基本となる学問である。新規な現象・物性を有する物質の研究が日々進められている。実際に研究活動に携わり、議論を行い、そして、学会等で発表するには、基礎的な固体物理学の知識や、考え方を身に付けておく必要がある。一般的なテキストの内容に従って講義を行い、研究活動する上で必須となる基礎事項の習得と定着を目指す。
Solid-state physics that has been established on the basis of thermodynamics, statistical and quantum mechanics is fundamental to research and development in application fields such as material science, electronic devices. This course aims to deepen understanding the basic knowledge and concepts of solid-state physics, and helps to improve your research activity. This class will be held for Japanese students.
・固体の基本となる結晶構造、及び格子振動とフォノンの特性を理解する。
・自由電子系を取り扱いえるようにし、結晶中の電子状態を理解する。
・物質中における輸送特性、及び動的応答を理解し、解析できるようにする。
・誘電性と磁性の基礎事項を身に付ける。
The main purpose of this course is to review and understand basic knowledge of solid-state physics, and students will develop the abilities necessary in their researches.
1) 原子の集合体としての固体
2) 結晶構造と構造解析
3) 調和結晶における格子振動
4) フォノンの分散関係、非調和性
5) 自由電子モデル、結晶中の電子状態
6) エネルギーバンド、伝導電子の性質
7) 輸送特性
8) 固体の光学的特性
9) 金属、半導体の光学応答
10) 物質の誘電的特性と誘電転移
11) 原子の磁性
12) スピン間相互作用と磁気秩序
1) Classification of solids
2) Crystal lattices and structural analysis
3) Lattice vibrations
4) Phonon dispersions and anharmonicity
5) Free-electron model
6) Electronic states and energy bands in crystals
7) Transport properties
8) Optical properties in solids
9) Optical response of metals and semiconductors
10) Dielectric properties and phase transition
11) Atomic magnetism
12) Interactions between spins and magnetic ordering
期末試験と、各章で出題する課題の合計点に基づき評価する。
Evaluation is performed comprehensively based on the final exam and assignments..
配布するプリントをもとに授業を進める。特に教科書は指定しないが、所有する固体物理学のテキストを、授業に合わせて読み直してもらいたい。
No textbooks will be used. References are handed out at every class.
受講前に、固体物理のテキストを読み、該当する事項を確認しておく。そして、受講後、プリントを見直して復習する。細かい計算は各自フォローすること。各章の課題は、自分で考えて解答し、締切り日時までにgoogle classroomにアップロードする。
Students are required to review for each class.
授業は、対面で行う。受講に当たっては、今後の研究活動に必要な基礎力を身に着けるため、積極的に取り組んでほしい。講義で使用するプリントは、google classroomに事前に載せるので、ダウンロードする。受講に当たっての注意事項を記述したガイダンスのプリントをアップロードするので、第1回目の講義を受講する前に目を通しておく。
hiroshi.matsui.b2@tohoku.ac.jp
クラスコード： oq6fqzw
Positive participation in classes is expected.