電子物性Ａ / Solid State Physics

単位数: 2. 担当教員: 齊藤 伸. 開講年度: 2024. 科目ナンバリング: TEI-ELE306J.

主要授業科目/Essential Subjects

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授業の目的・概要及び達成方法等

Google Classroomのクラスコードは工学部Webページにて確認すること。
学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)

1. 目的
電子工学と関連する固体物理学の基礎知識修得を目標とする。

2. 概要
結晶構造、結晶の結合力と種類、格子振動、固体の熱的性質、金属の自由電子論、結晶中の電子の運動、磁性体、等について講義する。また、講義内容の理解を深めるために、適宜演習を行う。

3. 達成目標
この授業では固体物理学の基礎を理解し、説明することができること及び種々の理論を実際の解析に用いられるようになることを目標とする。

授業の目的・概要及び達成方法等(Ｅ）

The class code for Google Classroom can be found on the Web site of
the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)

1. Objective
This course provides students with basic knowledge about solid state physics related with electronic engineering.

2. Outline
In this course, the lecturer explains about crystal structure, variety of crystal bonding force, lattice vibration, free electron theory of metal, movement of an electron in the crystal. Exercises will be held accordingly to deepen understanding of the lecture.

3. Goal
The purpose of this course is to help students understand and explain solid state physics and use various theories in the practical analysis.

他の授業科目との関連及び履修上の注意

履修要望科目：特にない。
履修上の注意事項：本科目の理解を深めるために、下記参考書のうち少なくとも１冊を読み、演習問題を解くことを奨める。

他の授業科目との関連及び履修上の注意(Ｅ）

Requested completed subject: none.
Important points regarding the completion: students are recommended to read at least one book from the references and solve the exercise problems to deepen understanding of this subject.

授業計画

1. 序論
2. 原子の状態（原子と周期律）
3. 原子間結合の種類
4. 結晶学と結晶内の波動
5. 演習
6. 弾性定数と弾性波
7. 格子振動
8. 演習
9. 格子比熱
10. 演習
11. 自由電子論
12. 演習
13. バンド理論
14. 演習
15. 試験

授業計画(Ｅ）

1. Introduction
2. Atomic state (Atoms and periodic law)
3. Variety of atomic bonding
4. Crystallography and wave motion in the crystal
5. Exercises
6. Elastic constants and elastic wave
7. Lattice vibration
8. Exercises
9. Lattice specific heat
10. Exercise
11. Free electron theory
12. Exercises
13. Band theory
14. Exercises
15. Examination

授業時間外学習

授業時間は限られているので、授業中に配布する演習問題を自主学習すること。

授業時間外学習（Ｅ）

The session time is limited and therefore self-directed learning of handout exercises in class is important.

成績評価方法及び基準

成績評価は定期試験の結果で行う。 また状況に応じて再試験を実施する。

成績評価方法及び基準(Ｅ）

Evaluation is performed based on the regular examination result. Re-examination wil be held accordingly.

教科書および参考書

• 固体物理学～新世紀物質科学への基礎, H.イバッハ/Ｈ.リュート著 石井力/木村忠正訳, シュプリンガー・フェアラーク東京 ISBN/ISSN: 9784431100461
• 応用物理学シリーズ「応用物性, 佐藤勝昭編著, オーム社 ISBN/ISSN: 4274128776
• 固体物理学入門(上), チャールズ・キッテル著 宇野・津屋・森田・山下訳, 丸善 ISBN/ISSN: 9784621076538
• 固体物理学入門（下）, チャールズ・キッテル著　宇野・津屋・森田・山下訳, 丸善 ISBN/ISSN: 9784621076545
• 理工学基礎 物性科学, 坂田亮, 培風館 ISBN/ISSN: 4563034460

オフィスアワー

オフィスアワーは、10:00～17:00とする。事前にE-mailで連絡のこと。

オフィスアワー（Ｅ）

Office hours are from 10:00 to 17:00. Make an appointment in advance via E-mail.