半導体入門(物理学D)
 An introduction to semiconductors (Physics D)
 担当教員:北浦 守(KITAURA Mamoru)
 担当教員の所属:理学部物理学科
 開講学年:1年,2年,3年,4年  開講学期:後期  単位数:2単位  開講形態:講義(発展)
 開講対象:  科目区分: 
【授業概要】
・テーマ
半導体の性質を物質科学の考えに基づいて学習し,その仕組みを考えて確認しながら半導体素子に関する知識や仕組みを修得します。
・到達目標
1. 半導体に関する知識を修得できるようになる。
2. 半導体に関係した現象を説明できるようになる。
3. 半導体を使った素子の動作原理を説明できるようになる。
4. 半導体を用いた簡単な実験が行える。
・キーワード
半導体,絶縁体,金属,電気的特性,光学的性質,エネルギーバンド,太陽電池,発光ダイオード,発電,トランジスタ

【科目の位置付け】
この授業は、理工系の半導体に関連する分野の専門基礎科目にスムースに繋げるために行う物質科学の教養発展科目です。様々な知識を融合複合化して広い視野で物質科学を概観できるように努めます(基盤教育の基本理念)。

【授業計画】
・授業の方法
半導体の性質と仕組みを解き明かすための,見方や考え方を学習し,簡単な実験を行って内容の理解を深めます。
・日程
1. ガイダンス
2. 電気の世界の決まりごと
3. 電気の世界の決まりごと2
4. 物質の電気抵抗
5. 物質の電気抵抗2
6. 量子の世界(原子から分子へ)
7. 量子の世界2(分子から固体へ)
8. 物質のエネルギー状態
9. 物質のエネルギーバンド
10. 不純物半導体
11. pn接合
12. 太陽電池と発光ダイオード
13. トランジスタ
14. 続トランジスタ、レーザーダイオード
15.試験と解説

【学習の方法】
・受講のあり方
講義の前に基本的な図を配布しますので,必要な事項についてはメモを取り,自分だけのノートを作りましょう。講義の最後には,要点の確認テストを行いますので,自分のノートをみて解答し,その時間に知りえた内容をまとめるよう心がけてください。
・授業時間外学習へのアドバイス
確認テストの内容を復習してください。より知識を深めるために,演習課題のレポートを求めますので、しっかりと書いてください。数名でグループを組んで実験しますので、見知らぬ人とも協力して進めて,よりよい結果が得られるようお互いに知恵を絞ってください。もちろん,課題レポートを作製する際には,お互いのレポートを見比べて,足りないものを補間しあうのも悪いことではありませんので,積極的に意見交換してください。

【成績の評価】
・基準
以下の点を満足したと判断できる場合に合格とします。
半導体の性質を物質科学の基礎的知識を用いて正しく説明できること。 半導体を使った素子の動作原理を図や式を使って正しく説明できること。半導体に関する実験を行って,学んだ知識との整合性を検討し,正しい結果を得ることができること。
・方法
試験50%, 課題レポート10%, 実験レポート20%, 確認テスト20%で評価します。

【テキスト・参考書】
竹内 淳 著「高校数学でわかる半導体の原理」森北出版
佐藤一郎 著「図解 半導体のABC」技術評論社
黒澤 宏 著「レーザー基礎の基礎」オプトロニクス社
これらのテキストは簡単なので,もう少し高度な内容を知りたい学生には別途お知らせします。

【その他】
・学生へのメッセージ
仕組みや原理がイメージできるよう,図を多用しています。結果の羅列を必死に覚えるのではなく,自ら実験で確認してください。難しい内容も含まれますので,分からない時には教員や友人などに協力を求めてください。
・オフィス・アワー
月曜日の17:00-18:00に研究室にて。連絡先は初回の講義で連絡します。

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