固体化学 / Solid State Chemistry

単位数: 2. 担当教員: 滝澤 博胤, 林 大和. 開講年度: 2024. 科目ナンバリング: TCH-MAC301J.

主要授業科目/Essential Subjects

○

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
無機物質を中心とした固体に関し、化学結合論、結晶構造、電子構造等の知識に基づいて、電気的、磁気的、光学的性質など、物性との相関を理解する。
２．概要
機能性無機固体に関し、形態に応じた様々な合成法を学ぶとともに、結晶構造と諸物性を基礎的かつ体系的に把握する。
３．達成目標等
・無機固体の機能発現の機構が説明できること。
・新しい機能材料の設計の指針が提案できること。

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)

In this course, students will understand the origin of functionality of inorganic solid materials based on the knowledge of chemical bonding, crystal structure, and electronic structure of the materials.
Students will learn about various preparative methods for solid materials and the systematic interpretation of physical properties in the view point of structural aspect.

他の授業科目との関連及び履修上の注意

履修要望科目：「基礎無機化学」の履修が前提である。
固体物性論（固体物理学）に関する参考図書も活用し、講義内容の理解を深める努力をすること。

他の授業科目との関連及び履修上の注意(Ｅ）

It is important for students to acquire preliminary knowledge to prepare for class by reading some related references (e.g. materials science and solid state physics).

授業計画

１．はじめに・材料設計と物性
２．無機固体の合成法（I）
３．無機固体の合成法（II）
４．結晶構造
５．固体の化学結合と電子構造
６．エネルギーバンド構造
７．結晶の格子欠陥，不定比性，固溶体
８．電気的性質（I）導電性
９．電気的性質（II）誘電性
10．磁気的性質（I）
11．磁気的性質（II）
12．光学的性質
13．熱的性質
14．固体のキャラクタリゼーション
15．機能無機材料概説

授業計画(Ｅ）

1. Introduction-Materials Design and Functionality
2. Preparative methods for inorganic solids (I)
3. Preparative methods for inorganic solids (II)
4. Crystal structure
5. Chemical bonding and electronic structure of solids
6. Concept of energy band structure
7. Defects, non-stoichiometry, and solid solutions
8. Electrical properties (I) Conductivity
9. Electrical properties (II) Dielectricity
10. Magnetic properties (I)
11. Magnetic properties (II)
12. Optical properties
13. Thermal properties
14. Characterization of solids
15. Brief review of recent materials science

授業時間外学習

予習：到達目標や授業内容に応じた準備学習が求められる。履修者が自ら主体的に計画と目標を 立て、自律的に準備学習に取り組むことを期待する。
復習：教科書を読み直したり、講義ノートを整理することにより講義内容の理解を深める。レポート課題が課された場合は、その課題に取り組む。

授業時間外学習（Ｅ）

Preparation: Students are required to prepare for class according to the goal and contents of each class. Students are strongly expected to voluntarily develop a plan and goals and to undertake preparatory learning.
Review: You should read the textbook again and the reorganize your lecture notes to fully understand what you have learned. Do homework when it is assigned.

成績評価方法及び基準

対面またはオンライン授業で課されるレポート（課題）、定期試験により学修目標への達成度を総合的に評価する。
評価の方法及び基準
定期試験（80％）、演習問題等のレポート（20％）を総合して評価する。
再試験：有

成績評価方法及び基準(Ｅ）

Evaluation is performed comprehensively based on test (80%) and submitted reports (20%).

教科書および参考書

• 固体材料の科学, Ｒｉｃｈａｒｄ　Ｊ．Ｄ．Ｔｉｌｌｅｙ／著　滝澤博胤／訳　田中勝久／訳　大友明／訳　貝沼亮介／訳, 東京化学同人　 ISBN/ISSN: 9784807908585
• ウエスト固体化学入門, A.R. ウエスト著 遠藤，武田他訳, 講談社 ISBN/ISSN: 4061533711
• 結晶化学入門, 遠藤，岩崎，鶴見，中平，滝澤著, 講談社 ISBN/ISSN: 4061533851
• キッテル固体物理学入門 第７版, C. キッテル著 宇野，津屋他訳, 丸善 ISBN/ISSN: 4621044230
• 無機化学（上） 第4版, シュライバー・アトキンス, 東京化学同人 ISBN/ISSN: 9784807906673

オフィスアワー

相談受付月日 ： 随時
場所 ： 各教員室
相談内容等 ： 事前にアポイントを取ること。

オフィスアワー（Ｅ）

Any time at my office but an appoint should be made in advance.