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量子力学、統計力学、固体物理学I、物理学実験IIIb
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結晶中の電子状態 ーエネルギーバンド、半導体、磁性、超伝導ー
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固体の諸性質の多くは電子がその起源となっている。結晶中のエネルギーバンド構造、半導体の性質、磁性などの現象を量子力学や統計力学を用いて理解することを目標とする。
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自然現象を、すじみちを立てて理解する物理学の考え方を身につけ（教育目標１）、現代物理学を理解し応用するための基礎を養成し（教育目標２）、物理学が関わる様々な科学分野に貢献し広く社会で活躍できる人材を養成する（教育目標３）ための科目である。
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固体物理学Ⅰの内容を踏まえたうえで、エネルギーバンド・半導体、磁性・超伝導についての解説を行う。
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講義は対面形式で行う。
講義は前回までの内容を理解していることを前提としています。復習を怠らないように。
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授業 1 回あたり合計4時間の事前準備・事後展開学修が目安となります。 なお、事前学修においては授業キーワードや授業展開に基づき、予習を行い、疑問点をピ ックアップしておいてください。また、事後学修においては、授業内容の重要ポイントを整理し、指定された課題に取り組んでください。
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第１回 エネルギーバンド１・イントロダクション、ブロッホの定理
第２回 エネルギーバンド２・自由電子に近い模型
第３回 エネルギーバンド３・強束縛近似
第４回 エネルギーバンド４・バンド構造の例
第５回 半導体１・重要な半導体のデータ、真性半導体
第６回 半導体２・半導体の不純物ドーピング
第７回 半導体３・pn接合 及び【中間試験】
第８回 磁性１・原子の磁性、LS結合、フント則
第９回 磁性２・結晶場、ヤーン・テラー効果
第１０回 磁性３・常磁性とブリルアン関数
第１１回 磁性４・強磁性の分子場理論
第１２回 超伝導１・基本的な超伝導現象、マイスナー効果、ロンドン方程式
第１３回 超伝導２・第１種超伝導体、超伝導体の熱力学
第１４回 超伝導３・クーパー対の形成、BCS基底状態
第１５回 超伝導４・磁束の量子化、第２種超伝導体 及び まとめ
第１６回 【期末試験】
・進度はずれることがある。また、一部の内容は進度によっては適宜取捨選択することがある。
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固体物理学についての理解が到達目標に達しているかを、中間試験 50%、期末試験 50%により評価する。
追加レポートを課す場合もある。
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成績評価基準
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埼玉大学単位修得の認定に関する規則に基づき、履修者が授業の到達目標をどれだけ達成したかに応じて以下の通り評価する。
「到達目標を超え、全般的に特に秀でている」 =GP:4 = S
「到達目標を超えており、部分的に秀でている」 =GP:3.5=A+
「到達目標を超えている」 =GP:3 = A
「到達目標に十分達しており、部分的に秀でている」 =GP:2.5=B+
「到達目標に十分達している」 =GP:2 = B
「到達目標に最低限達しており、部分的に B 以上の水準にある」=GP:1.5=C+
「到達目標に最低限達している」 =GP:1 = C
「到達目標に達していない」 =GP:0 = D
「到達目標の達成度を測る材料がない」 =GP:0=F
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978-4621076538
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固体物理学入門
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キッテル [著],宇野良清, 津屋昇, 新関駒二郎, 森田章, 山下次郎 共訳,Kittel, Charles,宇野, 良清,
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丸善
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2005
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978-4785323042
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物質の磁性
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近角聰信著
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裳華房
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1978
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物理学実験IIIbの実験内容を講義を通じて理解することも目指します。実験・講義両方を通して、固体物理学の理解を深めてください。講義には毎回出席することを原則とします。
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授業期間中の金曜日の5, 6限。
臨時の会議や出張などで不在にする場合があります。なるべく事前にWebClassのメール機能を使用して連絡をください。
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