表面ナノ・マイクロ計測制御学特論 / Advanced Nano- and Micro-Surface Metrology and Engineering

単位数: 2. 担当教員: 矢代 航. 開講年度: 2024. 開講言語: 英語.

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研究科Webページ
https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-g.html
（大学院シラバス・時間割・履修登録）にて確認すること。

計測と制御はものづくりの両輪である。本講義では、物質の機能を支配する表面・界面の原子スケールからマクロなスケールにわたる広い空間スケールをカバーする最先端の計測方法および制御方法について学ぶことを目的とする。本講義で学んだことを通して、現在の計測、制御技術がどこにあり、限界が何で決まっており、何を解決すると物質・生命科学の新たなフロンティアの開拓が可能であるか、自ら洞察する能力を身につけることを最終的な達成目標とする。

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/english/academics/doctoral.html (under "Timetable & Course Description")

Measurement and control are the two wheels of manufacturing. The aim of this lecture is to learn the most advanced measurement and control methods covering a wide range of spatial scales from atomic to macroscopic scales of surfaces and interfaces that govern the functions of materials. The ultimate goal of this course is to enable students to gain insight into the current state of measurement and control technology, its limitations, and the potential for opening up new frontiers in materials and life sciences.

他の授業科目との関連及び履修上の注意

履修要望科目：　量子力学、電磁気学、熱力学、トライボロジー、表面ナノ・マイクロ計測制御学
履修上の注意事項：　講義を注意深く聴講すれば理解できる内容である。

他の授業科目との関連及び履修上の注意(Ｅ）

A basic knowledge of "Quantum Mechanics", "Electromagnetics", "Thermodynamics", "Tribology", and "Nano- and Micro-Surface Metrology and Engineering" are useful to understand the lecture.

授業計画

１．序章：表面・界面ナノ・マイクロ計測制御の最前線
２．実空間観察法I
３．実空間観察法II
４．構造解析法I
５．構造解析法II
６．電子状態計測法I
７．電子状態計測法II
８．ダイナミクス計測法I
９．ダイナミクス計測法II
１０．薄膜成長法I
１１．薄膜成長法II
１２．構造・機能の制御法I
１３．構造・機能の制御法II
１４．構造・機能の制御法III
１５．終章：将来展望

授業計画(Ｅ）

1. Prologue: Frontiers of Nano- and Micro-Measurement and Control of Surfaces and Interfaces
2. Real Space Observation I
3. Real Space Observation II
4. Structural Analysis I
5. Structural Analysis II
6. Electronic Structure Measurement I
7．Electronic structure measurement II
8．Dynamics measurement I
9．Dynamics measurement II
10. Thin Film Growth I
11. Thin Film Growth II
12. Control of Structure and Function I
13. Control of Structure and Function II
14. Control of Structure and Function III
15. Epilogue: Future Prospects

授業時間外学習

知識の確実な習得を目的としたレポート問題を課して演習とするので、授業時間外の学習が必須である。

授業時間外学習（Ｅ）

Students are required to make a thorough review, mainly by completing assignments (report questions).

成績評価方法及び基準

レポート（講義の途中と最後に出題予定）の評点、講義出席状況を総合して評価する。

成績評価方法及び基準(Ｅ）

Submitted reports and attendance are evaluated.

教科書および参考書

• Capillarity and wetting phenomena : drops, bubbles, pearls, waves, Pierre-Gilles de Gennes, Françoise Brochard-Wyart, David Quéré ; translated by Axel Reisinger, Springer (2004) ISBN/ISSN: 9780387005928
• Concepts in surface physics, M.-C. Desjonquères, D. Spanjaard, Springer (1996) ISBN/ISSN: 3540586229
• Handbook of Surface and Interface Analysis -Methods for Problem-Solving, Second Edition, John C. Riviere and Sverre Myhra, CRC Press; 2nd edition (June 14, 2017) (2009) ISBN/ISSN: 9781138113633
• ベーシック表面化学, 岩澤康裕、中村潤児、福井賢一、吉信淳, 化学同人社 (2010) ISBN/ISSN: 9784759811667

オフィスアワー

火曜日　12:00〜13:00

オフィスアワー（Ｅ）

Tuesday 12:00-13:00