【授業の目的】
本講義では，半導体デバイスの動作原理や特性を理解するために必要である基礎的な物理・物性に関して講義する．半導体工学の復習から始め，半導体デバイスでよく導入される混晶半導体を用いたヘテロ接合や量子構造の物性に関して紹介する．量子井戸構造では，量子力学の基本方程式であるシュレディンガー方程式を用いて半導体物性を記述し，量子効果が半導体物性に与える影響について説明する．最後に，半導体デバイスの基礎物性を最新の技術に触れながら紹介する．
【授業の到達目標】
・半導体物性で重要なバンド構造について説明できる．
・混晶半導体の基礎物性を身につける．
・シュレディンガー方程式を用いて，量子構造の物性を説明できる．
・半導体デバイスの物性・動作原理を理解する．
【授業概要（キーワード）】
バンド構造，混晶半導体，格子不整合，量子力学，シュレディンガー方程式，ヘテロ構造，量子井戸，トンネル効果，超格子，ナノ構造
【科目の位置付け】
情報・エレクトロニクス学科の授業「半導体工学，電子物性I，電子物性II，電子物性演習」の応用・発展分野である．
【SDGs（持続可能な開発目標）】
09.産業と技術革新の基盤をつくろう
【授業計画】
・授業の方法
基本的に板書方式で進め，適宜プリント配布して補足説明をする．
大きなテーマごとに理解を深めるためのレポートを課す．
・日程
第１回：イントロダクション
第２回：半導体のバンド構造
第３回：混晶半導体の基礎物性
第４回：格子不整合と半導体物性
第５回：量子力学の導入１（ブラケット記法，演算子）
第６回：量子力学の導入２（固有値，シュレディンガー方程式）
第７回：無限障壁量子井戸
第８回：有限障壁量子井戸
第９回：歪量子井戸
第１０回：トンネル効果
第１１回：超格子
第１２回：発光デバイスの基礎物性
第１３回：電子デバイスの基礎物性
第１４回：半導体ナノ構造の基礎物性
第１５回：期末レポート
【学習の方法・準備学修に必要な学修時間の目安】
・受講のあり方
授業中はできるだけ式の意味や現象の定性的な理解をするように心がけること．
・授業時間外学習（予習・復習）のアドバイス
内容が専門的であるので，授業前に半導体工学，電子物性，量子物性などの基礎事項ついて復習しておくことが望ましい．
授業後にノートに記述した内容を参考書を用いながらフォローするのが望ましい．
【成績の評価】
・基準
レポート（20点×3回）と期末レポート（40点）の合計100点満点として評価し，60点以上を合格とする．
・方法
レポート（20点×3回）と期末レポート（40点満点）の合計100点満点で採点する．
60点以上を合格とする．
【テキスト・参考書】
テキストは使用しない．参考書としては以下を挙げる．
半導体の物理（御子柴宣夫著，培風館），低次元半導体の物理（J.H.デイヴィス著，樺沢宇紀訳，シュプリンガー・ジャパン），新版 量子論の基礎（清水明著，サイエンス社），光エレクトロニクスの基礎（左貝潤一著，森北出版）．
【その他】
・学生へのメッセージ
半導体デバイスの研究を行う上で半導体物性の理解は必要不可欠であり，理解の深化は新たな応用に繋がる．本講義の内容が幅広く半導体デバイスに応用されており，いかに実生活に浸透しているかを理解してほしい．
・オフィス・アワー
部屋：8号館4004号室．Email:t-oto@yz.yamagata-u.ac.jp
Emailでアポイントを取ってください．
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