徳島文理大学

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徳島文理大学短期大学部

【科目名】    先端材料 (Advanced Materials)

科目番号10446担当教員名國本　崇単位2単位
科目群専門必修・選択選択開講期後期 対象年次3年
授業概要
我々人類は、多くの材料を用いて生活を豊かにしている。材料には機能により、構造材料、電子材料、磁性材料、光材料、エネルギー材料、など様々に分類されるが、本科目では、発光、誘電性、磁性、超電導などの性質を示す無機材料（セラミックス、金属）を中心に扱い、その機能と背景の物理を学んでいく。
到達目標
(1)知識：以下の項目が説明できるための量子力学／統計力学的な考え方を習得する
1.バンド構造
2. 原子・イオンによる光吸収と発光．
3.レーザーの発振原理
4.電子の磁気モーメント
5.自発分極の形成
(2)関心：身の回りで使われている製品を構成する材料に対して関心を持つ。また「卒業研究」「プロジェクトラボA,B」、「材料科学実験B」での考察に役立てる
(3)技能：
1. 原子・イオンの電子状態を多重項を用いて示すことができる
2. 光学遷移のエネルギーを、複数の単位を用いて計算できる
3. 簡単な系のシュレーディンガー方程式が解ける
(4)思考・判断：ミクロの性質が支配する物性と材料に現れる機能との関連がわかるようになる
授業計画授業形態授業時間外学習
【1】ガイダンス（材料とは）講義講義内容の復習（1時間）
【2】原子・分子・固体の電子状態講義（事前学習）基礎物理化学（電子配置・軌道）、電子情報ナノ材料（シュレーディンガー方程式とその解）の復習（2時間）
講義内容の復習・演習課題（1時間）
【3】スピンと磁性講義（事前学習）電磁気学（アンペールの法則）の復習（1時間）
講義内容の復習（2時間）
【4】誘電性・光と分極講義（事前学習）電磁気学（電子分極）の復習（1時間）
講義内容の復習・演習課題（1時間）
【5】光学遷移講義参考図書の該当箇所の予習（1時間）
講義内容の復習・演習課題（1時間）
【6】レーザー発振講義参考図書の該当箇所の予習（1時間）
講義内容の復習（2時間）
【7】バンド電子による光学遷移講義参考図書の該当箇所の予習（1時間）
講義内容の復習（2時間）
【8】遷移金属イオンと結晶場理論講義参考図書の該当箇所の予習（2時間）
講義内容の復習（1時間）
【9】鉄族および希土類イオンの吸収発光スペクトル
（d-d遷移、f-f遷移）		講義講義内容の復習・演習課題（3時間）
【10】照明材料とデバイス（固体照明）プレゼン・ディスカッションと補足講義教科書・参考図書の該当箇所の予習・プレゼンテーション準備（2時間）
講義内容の復習とプレゼン資料のレポート化（1時間）
【11】ディスプレイ材料とデバイス（LED, LD, 蛍光体，TFT，ガラス基板，等）プレゼン・ディスカッションと補足講義教科書・参考図書の該当箇所の予習・プレゼンテーション準備（2時間）
講義内容の復習とプレゼン資料のレポート化（1時間）
【12】通信材料とデバイス（発光受光デバイス、光ファイバ、など）プレゼン・ディスカッションと補足講義教科書・参考図書の該当箇所の予習・プレゼンテーション準備（2時間）
講義内容の復習とプレゼン資料のレポート化（1時間）
【13】エネルギー生成（発電、水素発生、貯蔵、伝送）プレゼン・ディスカッションと補足講義教科書・参考図書の該当箇所の予習・プレゼンテーション準備（2時間）
講義内容の復習とプレゼン資料のレポート化（1時間）
【14】エネルギー変換（モーターなど）プレゼン・ディスカッションと補足講義教科書の該当箇所の予習・プレゼンテーション準備（2時間）
講義内容の復習とプレゼン資料のレポート化（1時間）
【15】記憶材料（磁性体、誘電体）プレゼン・ディスカッションと補足講義教科書・参考図書の該当箇所の予習・プレゼンテーション準備（2時間）
講義内容の復習とプレゼン資料のレポート化（1時間）
評価方法
レポート（50％）及び定期試験（50％）
レポート課題の解説はクラスルームにアップする。
教科書
1.配布資料（クラスルームにアップする）
2.入門固体物性−基礎からデバイスまで−（斉藤他著，共立出版）
参考図書
次の書籍はプレゼンテーション準備に際し、参照すべき本である。
現代無機材料科学（足立吟也、南　努　　化学同人）

加えて以下の書籍に目を通しておくことが望ましい。
1.量子力学・統計力学入門　（星野公三・岩松雅夫　裳華房）
2.量子力学がわかる　（伊東正人　技術評論社）　
3.固体物理学入門（C.キッテル　丸善)
4.発光材料の基礎と新しい展開（金光義彦、岡本信治　オーム社）
備考
クラスコード：

受講にあたって、量子力学の知識を必要とする。
参考書を含めて各回の内容に対応する箇所を予習しておくこと。

オフィスアワー：（月火木金16：30〜17：00を基本とする。18号館3F3332）

実務経験：住友化学（株）筑波研究所　研究員