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教員名 : 青柳 稔
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授業コード
510273
オムニバス
科目名
電子物性
科目名(英語)
Physical Properties of Electronic. Materials
配当学年
2年
単位数
2.00単位
年度学期
2026年度春学期
曜日時限
月曜2限
対象学科
基_電電,基_電情
コース
科目区分
専門科目
必選の別
選択科目
担当者
青柳 稔
教室
1-301
実務家教員担当授業
指導教員は、電気メーカーにおいて電子回路設計・開発、および、自動車メーカーにおいて自動車用半導体のデバイスおよびプロセスそして信頼性に関する実務経験がある。その経験を活かし電子物性の授業をおこなっている。
授業の目的と進め方
学生が電気電子材料および電子デバイスの基礎を理解するために必要な、電子の性質の基礎を理解する事を目的とする。なお、毎回、授業中に簡単な小テストをおこなう(これにより出席も確認する)。課題については、wordで作成しそのPDFファイルをポータルサイト経由で提出してもらう。解答はポータルサイトにて公開する。これら、小テスト、課題、期末テストにて成績を判定する。教室で授業を受講していないのにも関わらず小テストを提出したり(IPアドレスから分かります)、他の学生の課題をコピーした場合には、評価は未受講となります。
達成目標1
電子の基礎的な物性(電荷やエネルギー)について説明できる 【10%】
達成目標2
電界や磁界中の電子の動きを説明・計算する事ができる 【10%】
達成目標3
電子の拡散・ドリフトについて説明できる 【10%】
達成目標4
古典的な水素原子モデルについて説明できる 【10%】
達成目標5
フェルミ・ディラック統計について説明できる 【20%】
達成目標6
バンド理論について説明できる 【20%】
達成目標7
電子物性に関して授業中に学んだ用語について説明できる 【20%】
アクティブラーニング
ディスカッション
ディベート
グループワーク
プレゼンテーション
実習
フィールドワーク
その他課題解決型学習
授業計画
授業時間外課題(予習および復習を含む)
第1回
原子の構造
中学・高校で学修した原子の構造、および、化学反応(molの考え方)について復習しておくこと(3時間)
第2回
電子のエネルギー、光のエネルギー、熱エネルギー
電子のエネルギー、光のエネルギー、熱エネルギーに関して説明できること(3時間)
第3回
真空中の電子の運動:電界中の電子の運動
電界中の電子の動きに関して計算できるまで復習すること(3時間)
第4回
真空中の電子の運動:磁界中の電子の運動
磁界中の電子の動きに関して計算できるまで復習すること(3時間)
第5回
Thomsonの実験とMillikanの実験
電界と磁界中の電子の動きについて復習しておくこと(3時間)
第6回
電子と光の粒子性と波動性
電子と光の粒子性と波動性の両面について整理すること(3時間)
第7回
固体中の電子の運動:ドリフトと拡散
ドリフトと拡散に関して、その式も含めて意味を確実に理解すること(3時間)
第8回
量子論の入り口:黒体放射、プランク定数
黒体放射の波長とエネルギーの関係の歴史的な変遷、プランク定数について定性的に理解すること(3時間)
第9回
前期量子論:原子モデルと水素原子の古典的モデル
水素原子の古典的モデルついて理解し計算できるまで復習すること(3時間)
第10回
原子の構造:4つの量子状態と原子の構造
4つの量子状態と原子の構造に関して説明できるまで 復習すること(3時間)
第11回
シュレディンガー方程式
シュレディンガー方程式に関して、応用も含めて定性的に整理すること(3時間)
第12回
バンド構造
バンド構造に関して説明できるまで整理し、絶縁体、半導体、導体のバンド図を描けるようにすこと(3時間)
第13回
分子間力と結晶
分子間力の種類について整理し、結晶構造についてまとめておくこと(3時間)
第14回
総合復習
小テストや課題など総合的に全体の整理をすること(3時間)
課題等に対するフィードバック
課題については、wordで作成し、そのPDFファイルをサポータル経由で提出してもらう。解答はサポータルにて公開し、必要に応じで解説をおこなう。
評価方法と基準
小テスト30%、課題30%、期末テスト40%で総合評価する。これらの総合点が60%においてC評価となる。
テキスト
奥村次徳 『電子物性工学』電子情報通信学会編 コロナ社 (2013年)[978-4-339-01850-9]
参考図書
青木昌治『電子物性工学 (電子通信大学講座 (6)) 』コロナ社(1964年)[978-4339000733]
科目の位置づけ(学習・教育目標との対応)
専門基礎科目として、弱電系と強電系共通の専門基礎の科目である。
履修登録前の準備
物理の基礎である、質点の力学、および、電界と磁界(クーロン力とローレンツ力)について復習しておくこと。
微分と積分に関して復習しておくこと。 高校レベルの化学反応の反応式の理論について復習しておくこと。 |