2019年 理工学部 シラバス - 電子工学科
設置情報
| 科目名 | 光・電子機能デバイス | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | 電子工学科 | 学年 | 3年 |
| 担当者 | 塚本・岩田 | 履修期 | 後期 |
| 単位 | 2 | 曜日時限 | 火曜4 |
| 校舎 | 船橋 | 時間割CD | J24B |
| クラス | |||
| 学科ポリシー | ディプロマ・ポリシー【DP】 カリキュラム・ポリシー【CP】 | ||
| 履修系統図 | 履修系統図の確認 | ||
概要
| 学修到達目標 | デバイス応用に向けた磁性体の理解と先端磁気デバイスの概観、光と物質の相互作用の理解に基づく光・電子機能デバイス概観を修得する。(塚本) 無機物、有機物に関するバンド構造、分子軌道の違いを理解すると共に、関連する物性概論を修得する。グラフェンの分子軌道を計算する。無機物・有機物デバイスの根本的な違いを理解する能力が身につく。(岩田) |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
講義は板書と共に、授業内容理解を助けるプリントを配布する。学習の理解を深めるために、進捗状況に合わせてレポートを課題とする。(岩田、塚本) |
| 履修条件 | 「量子力学基礎」「基礎電子物性」「電子物性工学」「量子物性工学」「半導体デバイス工学」、特に「光・電子機能マテリアル」を履修および単位取得していることが望ましい。(岩田、塚本) |
授業計画
| 第1回 | 磁性体（１）磁気応用（強磁性体、透磁率等、ヒステリシス曲線、熱磁気特性、磁気メモリ） 【事前学習】強磁性体の概要を調査し、シラバスを元に講義全体の流れを捉える（120分） 【事後学習】講義を実施した範囲について，ノートおよび追加調査により復習する（120分） |
|---|---|
| 第2回 | 磁性体（２）遷移金属磁性体（バンド理論に基づく磁化特性、スレーター・ポーリング曲線） 【事前学習】遷移金属磁性体の概要を調査し、不明な点を明確にする（120分） 【事後学習】講義を実施した範囲について，ノートおよび追加調査により復習する（120分） |
| 第3回 | 磁性体（３）磁気ダイナミクス（角運動量と磁気モーメント、磁気共鳴、LLG方程式） 【事前学習】角運動量と磁気モーメントの関係の概要を調査し、不明な点を明確にする（120分） 【事後学習】講義を実施した範囲について，ノートおよび追加調査により復習する（120分） |
| 第4回 | 磁性体（４）スピントロニクス基礎（概論、巨大磁気抵抗効果、スピン依存現象） 【事前学習】スピントロニクスの概要を調査し、不明な点を明確にする（120分） 【事後学習】講義を実施した範囲について，ノートおよび追加調査により復習する（120分） |
| 第5回 | 磁気応用デバイス（磁気抵抗メモリ、トンネル磁気抵抗） 【事前学習】磁気メモリの概要を調査し、不明な点を明確にする（120分） 【事後学習】第1回から5回の講義範囲について，全体像をまとめ、復習する（120分） |
| 第6回 | 光と物質の相互作用（１）光とは（光概論、光波の伝搬と偏光、レーザー光の性質） 【事前学習】光の性質概要を調査し、不明な点を明確にする（120分） 【事後学習】講義を実施した範囲について，ノートおよび追加調査により復習する（120分） |
| 第7回 | 光と物質の相互作用（２）光と物質の相互作用-マクロ編（反射、透過、屈折） 【事前学習】電磁気学的光の反射、透過、屈折の概要を調査し、不明な点を明確にする（120分） 【事後学習】講義を実施した範囲について，ノートおよび追加調査により復習する（120分） |
| 第8回 | 光と物質の相互作用（３）光と物質の相互作用-ミクロ編（光学遷移、励起と緩和、自然放出、誘導放出） 【事前学習】光学遷移の概要を調査し、不明な点を明確にする（120分） 【事後学習】講義を実施した範囲について，ノートおよび追加調査により復習する（120分） |
| 第9回 | 光と物質の相互作用（４）レーザー発振と光学励起（光増幅、エキシトン、プラズモン、ポラリトン） 【事前学習】レーザーの概要を調査し、不明な点を明確にする（120分） 【事後学習】講義を実施した範囲について，ノートおよび追加調査により復習する（120分） |
| 第10回 | 光と物質の相互作用（５）磁気光学効果と応用（旋光性と円二色性、光磁気効果、磁気計測・制御応用） 【事前学習】磁気光学効果の概要を調査し、不明な点を明確にする（120分） 【事後学習】第6回から10回の講義範囲について，全体像をまとめ、復習する（120分） |
| 第11回 | 有機分子デバイス（１）バンド構造(無機物) 【事前学習】参考書を参照し、「状態密度」「自由電子気体のバンド構造・電気伝導」「バンドギャップ」「群速度・有効質量」「ブロッホの定理」を理解しておくこと（120分） 【事後学習】板書の内容を見返しながら、授業中に説明した事柄について、理解を深めること。(120分) |
| 第12回 | 有機分子デバイス（２）電気伝導(無機物) 【事前学習】参考書を参照し、「1,2,3次元でのk空間上で起こるブラッグ回折・ブリルアンゾーンおよび電気伝導」を理解しておくこと（120分） 【事後学習】板書の内容を見返しながら、授業中に説明した事柄について、理解を深めること。(120分) |
| 第13回 | 有機分子デバイス（３）分子軌道法 1電子近似、多電子原子に関するシュレディンガー方程式について説明する。 【事前学習】参考書を参照し、上記キーワードの概要を調べておくこと（120分） 【事後学習】板書の内容を見返しながら、授業中に説明した事柄について、理解を深めること。(120分) |
| 第14回 | 有機分子デバイス（４）LCAO近似、変分法、永年方程式 原子軌道がつくる分子軌道(LCAO)および、変分法に基づいて、永年方程式を用いたエネルギーと分子軌道の計算手法について説明する。 【事前学習】参考書を参照し、上記キーワードの概要を調べておくこと（120分） 【事後学習】板書の内容を見返しながら、授業中に説明した事柄について、理解を深めること。(120分) |
| 第15回 | 有機分子デバイス（５）グラフェン、カーボンナノチューブ 具体的にグラフェン、カーボンナノチューブの分子軌道について計算を行う。 【事前学習】参考書を参照し、グラフェンの構造について調べておくこと（120分） 【事後学習】板書の内容を見返しながら、授業中に説明した事柄について、理解を深めること。(120分) |
その他
| 教科書 |
使用しない
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| 参考書 |
吉本昌広、松波弘之 『半導体デバイス』 共立出版
飯島澄男 他 監修 『カーボンナノチューブ・グラフェンハンドブック』 コロナ社
多田邦雄、松本俊 『光・電磁物性』 コロナ社 2013年 第2版
永田一清 『物性物理学』 裳華房
G. バーンズ 著、長尾辰哉・沢田昭勝・中村輝太郎・米沢富美子・小島誠治 訳 『固体の電子論』 東海大学出版
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| 成績評価の方法 及び基準 |
定期試験 70％ レポート、演習・宿題 30％ |
| 質問への対応 | 講義中や終了時に随時受け付ける。また、研究室に来てくれれば対応する。(岩田、塚本) |
| 研究室又は 連絡先 |
4号館412室(岩田) 4号館411室(塚本) |
| オフィスアワー |
水曜 船橋 15:00 ～ 18:10 船橋412(岩田)
月曜 船橋 12:30 ～ 13:30 船橋411(塚本)
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| 学生への メッセージ |