固体電子工学及び演習

授業の目的及びねらい

電気電子材料の基礎である固体における化学結合、結晶構造、固体中の電子の挙動、ならびに固体の電子物性の理解を目的とします。演習を通じて学んだ事項の定着を図りつつ、電子デバイスの動作原理を説明できる力を培います。

授業の工夫

授業の最初に固体電子工学(solid-state electronics)の歴史や現代社会のさまざまな場面で固体電子工学が使われている話をしています。固体電子工学を代表する半導体素子である、ダイオードやトランジスタ、発光ダイオードや太陽電池の動作原理を理解するための基礎を学ぶのが本講義です。

教科書

・チャールズ キッテル著「キッテル 固体物理学入門 第 8 版＜上＞」 　丸善 ISBN 978-4-621-07653-8

参考書

・若原昭浩編著 新インターユニバーシティ「固体電子物性」オーム社 ISBN978-4-274-20781-5

・溝口正著「物質化学の基礎 物性物理学」裳華房 ISBN4-7853-2034-6

・Neil W. Ashcroft, N.David Mermin, Solid State Physics, Thomson Learning (1976), ISBN-10:0030839939, ISBN-13:978-0030839931 　（邦訳）　アシュクロフト, マーミン 著, 松原 武生, 町田 一成 訳「固体物理の基礎 上・1 固体電子論概論、上・2 固体のバンド理論、下・1 固体フォノンの諸問題、下・2 固体の物性各論」 (物理学叢書) 吉岡書店
ISBN-10:4842701986, ISBN-13:978-4842701981; ISBN-10:4842701994, ISBN-13:978-4842701998; ISBN-10:4842702028, ISBN-13:978-4842702025; ISBN-10:4842703474, ISBN-13:978-4842703473

スケジュール

1. 概要
2. 原子軌道と分子軌道
3. 固体における化学結合
4. 結晶構造
5. 結晶構造と対称性
6. 逆格子と回析
7. 自由電子のモデル
8. 格子振動
9. 固体中の電子
10. 半導体
11. 電子の運動と輸送現象
12. pn 接合
13. 磁場の中の電子

講義スライド

第 1 回講義スライド「固体電子工学とは？」

講義ビデオ

第 1 回講義ビデオ「固定電子工学とは？」

固体電子工学とはどのようなものなのか？真空管から始まった電子工学の歴史から説き起こしてトランジスタの発明、情報通信、照明/ディスプレイ、太陽光発電、パワーエレクトロニクスと固体電子工学の世界を分かりやすく説明します。

成績評価

レポート（50%）、期末試験（50%)