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私たちの身の回りには、さまざまな場所で「結晶」が関わっている。例えば、パソコンやスマートフォンなどの電子機器類に使われる半導体、レンズなどの光学素子、医薬品や調味料、化粧品、その他さまざまな材料としても使われている。また、私たち生物の体の中にも、例えば骨、歯、貝、殻など結晶をうまく活用している組織がある。また一方で、尿路結石、動脈硬化、通風など、健康をおびやかす結晶の組織も存在する。本授業では、身の回りの結晶に目を向けることからはじめ、結晶とは何か、結晶成長の基礎、結晶の相転移などについて学ぶ。また応用研究の例として、創薬分野における結晶化技術の開発、尿路結石の形成機序解明の研究について具体的な話題を提供する。
Crystals are found in various places around us. For example, they are used in semiconductors for electronic devices such as computers and smartphones, optical elements such as lenses, pharmaceuticals, seasonings, cosmetics, and various other materials. There are also tissues in our bodies that make good use of crystals, such as bones, teeth, and shells. On the other hand, there are also crystalline tissues that threaten our health, such as urinary stones, arteriosclerosis, and gout.
In this class, we will start by looking at crystals around us and learn what crystals are and how research on crystals is conducted in various fields.
私たちの身の回りには、さまざまな場所で「結晶」が関わっている。例えば、パソコンやスマートフォンなどの電子機器類に使われる半導体、レンズなどの光学素子、医薬品や調味料、化粧品、その他さまざまな材料としても使われている。また、私たち生物の体の中にも、例えば骨、歯、貝、殻など結晶をうまく活用している組織がある。また一方で、尿路結石、動脈硬化、通風など、健康をおびやかす結晶の組織も存在する。本授業では、身の回りの結晶に目を向けることからはじめ、結晶とは何か、結晶成長の基礎、結晶の相転移などについて学ぶ。また応用研究の例として、創薬分野における結晶化技術の開発、尿路結石の形成機序解明の研究について具体的な話題を提供する。
Crystals are found in various places around us. For example, they are used in semiconductors for electronic devices such as computers and smartphones, optical elements such as lenses, pharmaceuticals, seasonings, cosmetics, and various other materials. There are also tissues in our bodies that make good use of crystals, such as bones, teeth, and shells. On the other hand, there are also crystalline tissues that threaten our health, such as urinary stones, arteriosclerosis, and gout.
In this class, we will start by looking at crystals around us and learn what crystals are and how research on crystals is conducted in various fields.
本講義では，結晶成長理論に基づき，何もないところから鉱物の結晶が形成されるメカニズム（核形成と結晶成長）とその背景にある物理化学について解説する．特に，結晶化の駆動力と溶液系における物質輸送，結晶形態や組織を決める諸要因について理解を深めることを目指す．さらに，天然および実験室における鉱物の結晶化・自己組織化の例をいくつか紹介し，講義を通して身に着けた理論をどのように応用，発展させられるか実践的に考察する．
This lecture is aimed at understanding crystallization (nucleation and crystal growth) mechanism including the physics and chemistry involved in the process based on the theory of crystal growth. In particular, the driving force of crystallization, material transport in solution and the major factor controlling morphology and texture of crystals are important points to study. Examples of crystallization and texturing of natural and synthetic minerals will be given to understand how we apply those theory/principles and methods to proceed practical study.
本授業では、鉱物学全般について理解する。
特に結晶の対称性についての基礎的事項、鉱物の性質についての基本的知識を学ぶとともに、鉱物が形成されるプロセスについても学ぶ。
Mineralogy is the science of minerals, which are the naturally occurring, crystalline elements and compounds making up the solid parts of the universe. This course will provide fundamentals on the chemical and physical aspects of mineralogy necessary for classification, description, identification, and understanding the modes of occurrence of minerals.
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。
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。
我々の社会基盤構築において重要な種々の構造用金属材料について概説するとともに，材料組織制御の基礎および材料特性（主として力学特性）との関係について習得する．
The class code for Google Classroom can be found on the Web site of the School of Engineering:
https://www.eng.tohoku.ac.jp/english/academics/master.html (under "Timetable & Course Description")
Various metallic materials which are important for infrastructures in our society are briefly introduced. Fundamentals of microstructure controls and their relations to materials properties (mainly, mechanical ones) will be learned.
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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。
１．目的
セラミックス材料の基礎と特にエレクトロデバイスへの応用について学ぶ。
２．概要
セラミックス材料の結晶構造、構造欠陥、拡散、相平衡などの基礎的事項について学ぶ。さらに、セラミックス材料の機能性と応用について、誘電性、イオン伝導性などのエレクトロデバイスに重要な基礎的事項とこれらの現象の応用について学ぶ。
３．達成目標
この授業では、主に以下のような能力を修得することを目標とする。
・本学科の学習・教育目標のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄに関する能力を含めて修得する（*1備考欄参照）。
・セラミックス材料の結晶構造、構造欠陥、相平衡等の基礎的事項を理解し、説明することができる。
・誘電体、イオン伝導体の基礎を理解し、説明することができる。
・セラミックス材料の基礎と応用について理解し、説明することができる。
This course covers the fundamentals and applications of ceramics. The basic concepts of the inorganic materials such as crystal structure, defects, diffusion, phase equilibrium will be provided. In addition, functions such as dielectric and electronic properties will be explained.
学部授業の「鉱物結晶学」・「鉱物構造学」や「顕微鏡実習」において，結晶形態，結晶に見られる成長組織，鉱物の内部構造などに関する基礎を学び，鉱物の記載方法や粉末回折実験から物質の同定方法を習得してきている．
大学院の講義では，各種観察や実験から得られる結晶学・結晶化学的な知見をより研究活動へ応用させるために必要な事項を講義する．また，これからの学問領域について議論したい．鉱物構造論特論Iは，鉱物成因論特論Iとセットで講義を行う．
鉱物構造論特論Iでは，X線回折法・中性子回折法・赤外分光法・ラマン分光法などの解析・分析手法のうち，特に回折実験に関連した内容について、これまでに行ってきた実際の研究例などを示しながら講義を行う．
Minerals are treated as minimum fundamental units in the earth science field, and information on various properties of each mineral is indispensable not only for the global earth but also for consideration of extra-terrestrial planets. Such various properties are closely related to the atomic arrangement (crystal structure) in each mineral.
The purpose pf this class is acquire fundamentals on crystallographic and crystal chemical methods to obtain structural information of each mineral: X-ray diffraction, neutron diffraction, electron microscopy, FT-IR observation, Raman spectroscopy and so on. Especially, X-ray diffraction methods are treated in this class.
The class of "Advanced Lecture on Mineral Texture I" will be lectured together with "Advanced Lecture on Mineral structure I".
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
材料科学において重要な結晶学の基礎知識を習得すると共に、結晶の構造解析法の基礎を学ぶ。
２．概要
結晶の対称性と各種物質の結晶構造を理解する。また、Ｘ線回折法および電子顕微鏡法等の解析手法の原理について学ぶ。
３．達成目標等
この授業では、主に以下のような能力を修得することを目標とする。
・本学科の学習・教育目標のA、B、C、Dに関する能力を含めて修得する（＊１備考欄参照）。
・材料の結晶構造を理解するための基礎知識を修得すると共に、実際に構造解析を進めるために回折法の原理を理解して応用できるようにする。
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)
This course covers the fundamentals of crystallography and diffraction from solids. The contents cover symmetries in crystals, reciprocal lattices, and principles and techniques for X-ray and electron diffraction patterns.