科目分野	理工学部
選必区分	選択
担当教員 ［ローマ字表記］	原口　雅宣　[Masanobu Haraguchi]
授業形態	講義

授業の目的

固体のエネルギーバンド構造と光学的特性の関係や，金属，半導体，誘電体の概念が理解できることを目的とする．

授業概要

固体の光に対する性質を理解するために重要な，固体中の電子の特性を表現する量子力学の初歩から入り，半導体を始めとする結晶の特徴，格子振動の由来，結晶の電子エネルギー帯の考え方，電子や正孔およびその有効質量の概念を前半の７回にて講義する．続けて，半導体の特徴，誘電体の誘電分極の種類と分散，磁性体の概要，光の吸収と発光について講義し，固体材料の光に対する振る舞いの物理を理解する．加えて，半導体PN接合等を例として，そのような物性を生かした素子応用の考え方についても学ぶ．

到達目標

1. 空間格子の考え方を説明できる．
2. 格子振動がどのようなものかを理解できる．
3. 電子エネルギー帯の起源が理解できる．
4. 金属と半導体，絶縁体の特性の違いをバンド構造を用いて説明できる．
5. 物質の誘電的性質を説明できる
6. 光の吸収現象と発光現象の概要を説明できる．

授業計画

第１回：ガイダンス，素子や材料と物性
第２回：電子の運動状態とシュレーディンガー方程式
第３回：井戸型ポテンシャル中の電子
第４回：結晶構造と結晶格子
第５回：格子振動
第６回：固体のエネルギ帯構造
第７回：有効質量と状態密度
第８回：中間試験，金属，半導体，絶縁体
第９回：電気伝導と半導体
第１０回：誘電体と誘電分極
第１１回：誘電分散
第１２回：磁性体
第１３回：光の吸収
第１４回：発光
第１５回：半導体PN接合を利用した素子
第１６回：定期試験

教科書

電子物性／松澤剛雄, 高橋清, 斉藤幸喜 共著,：森北出版，2010, ISBN:9784627772021

キーワード

光子，フォノン，電子エネルギー帯, 格子振動, 光学遷移，電子，正孔，誘電分極，光の吸収，発光