科目名
(英訳)
固体物理学B
Solid State Physics B
標準履修年次 3 単位数 1.5
科目番号 開設曜時限 実施学期 担当教官名 研究室 電話
FF45031 (物性工学)金5秋学期門脇和男3F5265291
FF55041 (物質・分子工学)

授業概要

固体物理学Aに引き続き、固体の種々の性質が量子力学に基づくミクロな視点からどのように理解されるかを学習する。固体中の電子を自由電子と見做すモデルにより固体の電気的・熱的性質がどのように説明できるかを学んだ後、結晶中の電子状態の基礎理論であるエネルギー・バンド構造を学び、さらにそれに基づき金属の電気伝導や様々な物性を理解する。

授業内容

金属の自由電子論、金属中のエネルギー準位、1・2・3次元系での状態密度、温度の効果、電子比熱、フェルミ液体と相互作用の繰り込み、熱伝導度、電気伝導度とオームの法則、磁場中での運動、ブロッホの定理、クローニッヒ・ペニーのモデル、バンド中の電子状態とフェルミ面、電子面・ホール面・開いた軌道、フェルミ面を研究する実験手段、ランダウの量子化、量子(スピン)ホール効果など。

成績評価規準

出席およびレポートからなる平常点と定期試験(中間試験と期末試験)により全体を見ながら評価する。資料を配付して、それに沿って授業を進める。

試験日程予定

試験期間中に行う。中間試験については随時連絡する。

教科書

キッテル固体物理学入門(おもに第6章、第7章、第9章に該当。第8版、丸善株式会社)、アシュクロフト・マーミン著、物性物理学(上I, II,下I, II, 吉岡書店)、グロッソ・パラビチニ著、固体物理学(上、中、下、吉岡書店)、マーチン著、物質の電子状態(上・下、シュプリンガー)など。また、資料を参考として配布する。

学習上の注意

固体物理学の基礎概念を理解することに務めること。物理学(特に、力学、電磁気学、熱力学・統計力学など)でこれまで学習した多くの普遍的な規則や法則を自在に適用し、活用して多様で複雑に見える固体状態を一つ一つ解き明かす楽しみを習得しよう。授業の内容は、資料を見ながら説明する方法で進めるので、関係する内容に付き、予習、復習を短時間でかまわないのできちんとすること。

履修上の注意

教養としての物理学全般の知識に加え、力学、電磁気学、量子力学、統計力学、熱力学、微分積分、微分方程式、ベクトルと行列など基礎科目を修得していることが必要不可欠である。