固体物理工学第一

なし

a) 主題:固体物理は物質が示す様々な性質(物性)を原子, 電子のレベルから理解することを目的とする. 固体物理工学第一においては, 結晶の格子構造, 逆格子, ブリルアン・ゾーンといった固体物理全体の基礎となる概念について学んだのち, 格子振動(フォノン)の分散関係, 格子振動に起因する熱的な性質を学ぶ.

(b) 達成目標:
(1) 空間格子, 基本単位格子等を理解し, 説明できること.
(2) 逆格子, ブリルアン・ゾーン, 構造因子, 消滅則を理解し, 説明できること.
(3) 格子振動の分散関係の音響的分岐, 光学的分岐を理解し, 説明できること.
(4) 格子振動に起因する比熱を理解し, 説明できること.

工業基礎数学及び演習、波動と光

量子力学第一、量子力学第一演習
熱統計力学基礎、熱統計力学応用
固体物理工学第二

教科書:「第8版キッテル固体物理学入門」(宇野他 訳、丸善)

第1回目 格子並進ベクトル、単位構造と結晶構造
第2回目 空間格子の基本形
第3回目 結晶面の指数と簡単な結晶構造
第4回目 中間試験1とその解説
第5回目 波の回折条件, Braggの条件とラウエ回折
第6回目 逆格子ベクトルと結晶の回折条件
第7回目 逆格子とブルルアンゾーン
第8回目 散乱波の振幅と構造因子, 周期境界条件, 消滅則
第9回目 中間試験2とその解説
第10回目 格子振動I 1原子結晶の分散関係
第11回目 格子振動II 2原子結晶の分散関係
第12回目 フォノン、フォノンの運動量
第13回目 状態密度
第14回目 デバイの比熱(熱的性質)
第15回目 期末試験とその解説

期限内に小テストを実施すること.
不定期に出すレポート課題も行い, 期限内に提出すること.

予習・復習の仕方

クラスルームの講義資料, 教科書で予習すること. 講義後は小テストで知識の定着度を確認し, 丁寧に復習すること.

(a) 評価方法:中間試験1・中間試験2・期末試験, レポート課題, 小テストの成績を以下のように総合評価する.
中間1・中間2・期末試験(60%)
レポート課題 (20%)
小テスト (20%)
(b) 評価基準:総合点の 60%以上 を満たすことが必要である. 具体的には以下のいずれも満たしていることが合格の基準である.
(1) 結晶面の指数と簡単な結晶構造を説明できること.
(2) 構造因子, 消滅則を導出できること.
(3) 格子振動の分散関係を音響的分岐, 光学的分岐に分けて導出できること.
(4) 格子振動に起因する比熱の関係式を導出できること.

特に設けない。質問等はメールを通じて受け付ける.

固体の物性を理解する上で不可欠な事項を学ぶ. これまで学んできた物理学および数学の基礎的な知識の理解度を深めることにもつながる. 毎回の講義の後に、課題を出す. 積極的に取り組むこと.

なし