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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.
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。
最近の材料に利用されている多様な機能性の解明とその制御のためには、固体中の電子の挙動とそれに関する固体物理の基礎を理解することが必須である。固体中で電子、フォノン、フォトンが生み出す機能性について熱伝導現象、磁性および群論(結晶対称性)や物性テンソルなどを題材として紹介しながら固体物理学の基礎を学ぶ。
本授業は原則英語により行う。
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")
Solid state physics is getting important to understand the relation between various functionalities and materials. Especially, electron, phonon and photon play important to create new functionalities. In this course, students can deepen their understanding of fundamental solid state physics through various examples such as electrons, phonons, and photons in solids, including thermal conduction phenomena, magnetism, group theory (crystal symmetry), and the tensor of physical properties, as well as the fundamentals of solid state physics.
In principle, this class will be conducted in English.
この講義は，３期連続して行なわれる一連の講義，①専門基礎化学II（第３セメスター），②無機分析化学概論Ｂ（第４セメスター），③無機分析化学概論Ｃ（第５セメスター）の②の部分に相当する。この３期の講義を通じて，無機化学全般の基礎を習得することを目的とする。
This is the second class among a class series of general inorganic and analytical chemistry: basic chemistry II (3rd semester), general inorganic and analytical chemistry B (4th semester), general inorganic and analytical chemistry C (5th semester), that are aimed to learn fundamentals of inorganic and analytical chemistry.
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
光物理・光ナノサイエンスの基礎（光の本質・特徴、光と物質の相互作用など）を学び、さらに、それらの知識を活かして光学物性の応用に対する理解を深める。
２．概要
電磁波としての光、光と物質の相互作用（古典論、量子論）、レーザーや光ファイバの物理、各種固体材料と光学物性について講義する。また、固体の構造・対称性に由来する非線形光学特性や光波を制御する機能性、光学計測、光学機器、光学デバイスについて解説する。
３．達成目標等
・光の特性、性質を理解する。
・光と物質の相互作用を、電磁気学、量子力学、物性物理学により理解する。
・光学材料、光学計測、光学機器、光学デバイスを理解する。
授業は資料配布により行います。受講希望者は、fujiwara@laser.apph.tohoku.ac.jpまでメールしてください。
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)
The Optical Physics and Photonic Engineering course offers fundamental subjects of optical matters in solids and recent application for photonic engineering. All students expect to understand and consider the related physics, materials, and devices.
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
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，光学的性質，輸送現象の半古典的扱い）にそって、高度な問題を解く。授業中に解法を発表してもらう．また小テストやレポートで理解を深める．
３．達成目標等
問題を解く力、人前で発表する要領、読みやすいレポートを書く力を養う。
４．受講方法
Google Classroomを利用する場合がある
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. Purpose
The purpose of this course is to understand the content of "Solid State Physics A・B" deeply by taking advanced exercises.
2. Outline
Contents are what are studied in "Solid State Physics A・B" (Crystal structure, diffraction and reciprocal lattice, crystal binding, phonon, thermal properties of insulator, Drude theory of metal, specific heat for free electrons, band structure based on nearly free electron approximation and tight binding approximation, optical properties, semiclassical treatment of transport phenomena).
Students present solutions for some problems in class. Short tests and/or reports are also given to check and deepen their understanding.
3. Goals and objectives
Students develop abilities of calculation, presentation, and writing report.
4. Format
Google Classroom is used if necessary.
固体電子論(結晶構造、フォノン、自由電子、バンド構造など)の基礎を復習し、金属・半導体・超伝導体における電子論や、光電子分光などの電子状態を観測する実験手法について学習する。さらに、凝縮系物理学における最近のトピックスである、トポロジカル絶縁体、高温超伝導体、原子層物質などにおいて発現する様々な特異物性と、その背後にある電子構造との関連について理解する。
We revisit the basics of condensed-matter physics such as crystal structure, free electrons, and energy band structure, and learn electron dynamics of metals, semiconductors, and superconductors. We also study basic principle of key experimental techniques to prove electronic structure, such as photoelectron spectroscopy. Unusual physical properties of topological insulator, high-temperature superconductor, and atomic-layer materials, and their relationship with underlying electronic states will be introduced.
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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
情報電子デバイスやナノ電子デバイスの元になる金属，半導体，絶縁体などの物質（無機固体）の基礎的性質を理解する。
２．概要
物質の素材としての原子の構造から始めて，原子が集まって固体となるしくみ，原子の規則的配列構造である固体結晶の性質，固体結晶中での電子の振る舞い，金属と半導体や絶縁体との違いなどについて講義する。
３．達成目標等
電子物性の基礎となるバンド理論を習得して，それを土台に固体の電気伝導，磁性，光学的性質についての理解を深めることを目標とする。
The class code for Google Classroom can be found on the Web site of
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https://www.eng.tohoku.ac.jp/edu/syllabus-ug.html (JP Only)
1. Objective
Students will learn basic properties of materials (Inorganic solid) such as metals, semiconductors, insulators, and so on, which are used to make information electronic and nanoelectronic devices.
2. Outline
The lecture explains structures of atoms as components of substances, mechanism in which atoms assemble and form a solid, properties of solid crystals having regular atomic arrangements, behavior of electrons in solid crystals, differences between metals, semiconductors, and insulators, and so on.
3. Goal
This course is intended to allow students to learn band theory as fundamental knowledge, and then to understand electrical conduction, magnetism, and optical properties of solids.
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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
物性物理とは物の性質を物理的に理解する学問である。この授業では、物性物理の基礎となる事項を学ぶ。
２．概要
物性物理の基礎となるいくつかの事項、結晶構造、結晶による回折と逆格子、結晶結合、フォノン、絶縁体の熱的性質について学ぶ。
３．達成目標等
・典型的な結晶構造および逆格子を理解し、X線回折によって結晶構造を解析できる。
・典型的な結晶結合を物理的に理解できる。
・典型的なフォノンの分散関係を計算でき、絶縁体の比熱、熱膨張、熱伝導を物理的に理解できる。
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)
The purpose of this course is to learn fundamentals of solid state physics.
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。
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.