【授業の目的】
光物性を中心とした固体物質における基礎物性(結晶構造、バンド構造、回折現象と結晶学、光学的過程と励起子、群論と光物性、結晶場、配位子場、分子軌道法等)を理解すること。また、具体的な物質が示す諸物性を実験結果から読みとれるようになること。
【授業の到達目標】
光物性を結晶構造、バンド構造、フェルミ面、群論等と関連づけて理解できることを目標とする。[知識・理解]
【授業概要(キーワード)】
結晶構造、バンド構造、光学的過程と励起子、群論と光物性、結晶場、配位子場、分子軌道法、プレゼンテーション
【学生主体型授業(アクティブラーニング)について】
C-1.自分の意見をまとめて発表する機会がある。:1~25% D-1.演習、実習、実験等を行う機会がある。:1~25% A-2.小レポート等により、事前学習(下調べ、調査等含む)が必要な知識の上に思考力を問う形での文章を記述する機会がある。:1~25% C-2.事前学習(下調べ、調査等含む)をした上で、プレゼンテーションを行い、互いに質疑応答や議論を行う機会がある。:1~25%
【科目の位置付け】
物理学の重要な一分野である物性物理学を光物性を中心に学ぶ。研究テーマに合わせて関連する分野の高度な専門知識を身に付けるための科目である(カリキュラム・ポリシー)。
【SDGs(持続可能な開発目標)】
04.質の高い教育をみんなに 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
複数教員で講義を行う。理解を深めるためにレポートやプレゼンテーションを課す。
・日程
第1回 原子の電子構造1(元素の周期性、原子の構造) 第2回 原子の電子構造2(遷移元素、元素の化学的性質、元素の同定) 第3回 結晶と回折1(結晶構造、結晶と対称性、X線回折、中性子線回折、電子線回折) 第4回 結晶と回折2(結晶による回折、回折による結晶の解析) 第5回 バンド構造1(自由電子モデル、結晶のバンド構造) 第6回 バンド構造2(ブリルアン域とフェルミ面)、光物性とは 第7回 光学的過程と励起子 第8回 プレゼンテーション 第9回 群論入門 第10回 対称性と選択則 第11回 量子力学と対称性 第12回 多重項 第13回 結晶場と配位子場 第14回 分子軌道入門 第15回 分子振動と対称性
【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
講義内容は、講義時間内で理解するように努める。不明な点は積極的に質問する。
・授業時間外学習(予習・復習)のアドバイス
1)準備学修に必要な学修時間の目安は、4時間/週です。 2)WebClassにより資料を配布しますので予習・復習に役立てて下さい。 3)授業を履修するだけでは講義の内容を理解することは難しいので、授業のノートでの復習を基本としつつ、参考書や文献等により関連する内容を学習してください。また授業計画を参考に参考書などで予め講義内容を予習してください。
【成績の評価】
・基準
光物性を結晶構造、バンド構造、フェルミ面、群論等と関連づけて理解でき、物質が示す諸物性を実験結果から読みとれること。
・方法
授業での質疑応答(20点)、プレゼンテーション(30点)、レポート(50点)で総合的に判断する。
【テキスト・参考書】
この授業では、担当教員が作成するスライド、プリントなどを授業で資料として配布し、適宜、テキストや参考書などを紹介します。
【その他】
・学生へのメッセージ
固体物理学(物性物理学)は現代物理学の中心的な分野の一つであり、量子力学、統計力学、電磁気学などを基礎とする総合的な学問です。したがって、他の物理分野にも固体物理学の基本的な考え方や概念が浸透しています。本講義の内容は多様な分野の学生に役立つはずなので、積極的な出席を期待します。
・オフィス・アワー
授業時間外に学生の質問に答える「オフィス・アワー」を研究室において、授業でお知らせします。会議や出張等で不在にすることもあるため、確実に面談したい場合はWebClassを通じて事前に予約をお願いします。
|