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材料開発を考える上で重要な諸物性、とりわけ表面・界面物性を中心に、環境負荷の低減に直結する材料・デバイス開発に表面科学が密接に関与することを理解する。また、表面・界面に固有な現象やそれを解析するための手段について知識を深め、環境分野における問題の解決に向けた表面科学的アプローチの糸口をつかむ。触媒、センサー、燃料電池などの環境負荷の低減に直結する表面・界面プロセスにおける種々の現象を基礎物性の立場から理解するための解説を行う。省エネルギー、低炭素社会の実現、環境負荷の低減といった環境科学的キーワードを念頭に、表面・界面が関わる現象の基礎的理解に不可欠な知識を習得する。
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
工学材料を取り扱う上で重要な表面・界面の基礎的物性について学び、材料の特性や機能向上に表面・界面の物理が深く関与していることについて理解を深める。
また、固体や液体の表面・界面に固有な現象やそれを解析するための手段について知識を深め、工学的諸問題解決の糸口をつかむ。
２．概要
材料の表面・界面において生ずる種々の現象について基礎的な解説を行う。また、そのような基礎的現象が実際の工業プロセスや製品とどのように関連するか講義する。
３．達成目標等
・本学科の学習・教育目標のＡ、Ｂ、Ｃ、Kに関する能力を含めて修得する。
・表面・界面の熱力学、表面張力、ぬれ、表面電子状態・結合状態といった項目について学習し、材料工学分野において表面・界面が関わる現象を正確に理解する。
講義は当面Zoomと対面によるハイブリットで進めます。講義資料（pdf）やZoomのアドレス等の情報はGoogle Classroomで逐次連絡いたしますので参照してください。
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)
Surface and interface phenomena of solids or liquids strongly correlate with industrial process. This course provides bases of condensed matter physics related to material’s surfaces and interfaces, such as surface thermodynamics, surface tension, wetting, gas adsorption, atomic and electronic structures of well-defined surfaces, electron-excitation from solid surface, thin film growth, analysis techniques for surface phenomena, etc.
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【この講義の目標】：環境・エネルギー、先端エレクトロニクスなど幅広い分野でますます重要となっている表面の化学と工学に関する基礎的な事項を学ぶ。
【達成目標】：この授業では、主に以下のような能力を学習することを目標とする。
・表面に特有な現象とは何かについて、具体例な例を通じて、その基礎概念をしっかり理解し、将来、表面化学現象が関わる様々な化学プロセスに柔軟に応用できること。
・環境・エネルギー、先端エレクトロニクスにおける表面化学の役割を理解し、その技術の在り方を構想できること。
【概要及び方法】：不均一触媒や光触媒作用、先端デバイスの動作原理などを理解する上で、気相、あるいは真空とバルク相が接する有限な厚さを有する物質表面に特徴的な現象を明らかにすることは重要である。本講義では、そのいくつかを具体的に紹介しながら、必要な物理化学の基礎と関連する表面の合成や分析手法の原理について学習する。
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【Course Objective】
This course provides basic knowledge about chemistry and engineering of surface and interface properties of materials that has become more and more important in various R&D fields of energy, environmental, advanced electronics.
【Course Description】
In understanding the operating principles of heterogeneous- and photo-catalyses or advanced electronic devices, it would be important to investigate the phenomena characteristic to the surface and interface of materials, a region of finite thickness where two homogeneous bulk phases meet. In this course, students will learn about some basic aspects of chemical synthesis and analysis on the inerface of materials, based on the fundamental knowledge of physical chemistry, along with some examples.
結晶およびその表面の持つ対称性と構造と物性の関係を理解し，回折・分光実験からどのようにこれらの情報が得られるかを学んでもらう.特にX 線・中性子・電子線を用いた回折・分光実験について詳細に講義し，物質の静的構造と相転移現象がどのように観測できるかを理解して もらう.この分野に関するトピックスも紹介し，広く構造・物性に関して興味を持ってもらう.
Purpose of this lecture is to learn about the relation between crystal symmetry, structure, and physical properties of materials and surfaces. To understand how to observe static as well as dynamic properties (especially phase transisions) of materials, the details about Diffractometry and Spectroscopy using x-ray, neutron, and electron will be explained in detail. Topics related to these fields will also be introduced.
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[2023年度 講義の情報] 本講義に関してはGoogle Classroomのクラスコード v3ew6st でお知らせします。上手く接続できない場合などは高橋英志教授(hideyuki.takahashi.c2@tohoku.ac.jp)までメール連絡を下さい。メール送信後数日以内に高橋より返事が無い場合は、届いていないことを意味しますので、再送等をお願いいたします。
１．目的
環境化学の各分野、ナノマテリアル合成および利用に不可欠な固相・液相・気相界面における様々な物理化学現象の基礎と応用について学ぶ。
２．概要
界面（表面）に関連する物理、化学現象に関わる熱力学（平衡論、速度論）の基礎と、実際の工学的、環境化学的応用に際しての諸問題について講義する。
３．達成目標等
界面（表面）物理化学、特に界面の熱力学を理解すること。その理解を具体的な材料プロセスに適応し、解析できる能力を得ることを通し、技術とその背景にある基礎的学問の係わりについて理解すること。
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[2023 class information] Please contact to Google Classroom v3ew6st if you join to this class. If you cannot access to this classroom, please send e-mail to Prof. Takahashi (hideyuki.takahashi.c2@tohoku.ac.jp) .
1. Objective
In this course, students will understand the chemical and physical properties of the solid/liquid/gas interface.
2. Overview
This course provides the basic principles of surface chemical/physical reaction. Moreover, students also learn about relationship between surface science and environmental science.
3. Others
The purpose of this course is to learn surface science, the foundation of surface science, and to deepen understanding of the basic principles and laws related to the surface science.
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。
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カーボンフリー，カーボンニュートラル技術は持続可能社会の構築に必須な技術である。それらの中で機能性無機材料が主役となる物質変換反応について，無機材料の結晶構造，バンド構造，表面構造と反応特性との関連を理解するための講義を行う。特に，無機材料の機能と密接な関係にある結晶構造についての理解を深めるため，結晶の幾何学の基礎について学ぶ。
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/master.html (under "Timetable & Course Description")
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Carbon-free and carbon neutral technologies are essential for construction of the sustainable society. This course introduces chemical reactions over inorganic materials which contribute to the carbon-free and carbon neutral society and helps students understand the relationships between reactions and properties of inorganic materials, such as crystal structure, band structure, and surface structure. In addition, this course deepens knowledge about the basic of geometry of crystals that is important to understand function of inorganic materials.
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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。
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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.
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Google Classroom用のクラスコードは「 」です。
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単結晶、多結晶、非晶質等、種々の形態や構造で機能性を発現する無機材料に関して紹介し、製造プロセスに係わる結晶化反応、相転移、焼結反応、分解反応等の化学反応についての基礎知識を体系的に講義するとともに機能性無機材料創製の立場から、固体の表面エネルギー、超微粒子の特異な性質、無機材料の形態や凝集の制御により発現される機能性について講義し、固体化学に対する理解を深める。また、環境にやさしい、ソフト溶液反応による機能性無機材料合成の最先端技術を紹介し、機能性無機材料の設計指針について講義する。
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学部シラバス・時間割(https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html)
１．目的
物性物理原論Ａ・Ｂの講義内容の理解を深め、応用力を養う。
２．概要
物性物理原論Ａ・Ｂで講義する内容（結晶構造、結晶による回折と逆格子、結晶結合、フォノン、絶縁体の熱的性質、金属のドルーデ理論、自由電子の比熱、自由電子近似や強結合近似でのバンド構造）にそって、基礎的問題を解く。
３．達成目標等
・物性物理原論Ａ・Ｂの講義内容が理解できる。
・物性物理原論Ａ・Ｂの講義内容に関連する基礎的問題を解くことができる。
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The purpose of this course is to understand the content of "Solid State Physics A・B" deeply by taking fundamental exercises.
本講義では、金属、半導体やセラミックスなど高温プロセスによって製造されている材料プロセスの理解に必要な熱力学、材料工学、結晶成長に関する基本的事項を修得することを目的とする。機械系出身者など、材料系以外の学生にも基礎から学べるように講義レベルを設定している。
具体的には、以下の３つの内容について講義を行う。
（１）熱力学、熱化学データ集、状態図、融体物性等の基礎について理解する。
（２）材料工学（結晶欠陥、組織、機械的性質、組織観察法等）の基礎について理解する。
（３）結晶成長および結晶の形態等に関する基礎を理解する。