授業科目詳細

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科目名 Course title サブテーマ Subtitle

電子物性基礎

授業形態/単位 Term/Credits クラス Class

春/2

授業概要 Course Description 到達目標 Course Objectives

授業種別 / Teaching Types: 講義（対面型）
言語 / Language: 日本語(Japanese)
授業概要 / Course Description: 「物性」とは、「物質の示す巨視的性質。電気的・機械的・光学的・熱的・磁気的などの性質。（広辞苑より）」のことである。「電子物性」は、特に「電子」の振る舞いに焦点を当てた場合に用いられる。本講義では、物質(主に半導体)の電子物性を中心に学ぶ。半導体中のキャリヤ（電子・正孔）の振る舞いを理解し、半導体デバイスの動作原理を理解する基本を学ぶ。
　本講義の内容を修得すれば、デバイス動作の根本となる物理現象をイメージでき、半導体物性をより深く理解することができる。
到達目標 / Course Objectives: １：知識、技能
量子力学の考え方に慣れ、半導体中のキャリヤ(電子・正孔)の性質について理解すること。電界や濃度勾配が存在する場合のキャリヤ動きをイメージできるようになること。
２：思考力、判断力
日常の生活の中で半導体が使われている場所、使われ方を想像し、それらの背景にある応用形態の「なぜ？」に気づきを誘導する。
授業手法 / Teaching Methods: ・教員による資料等を用いた説明や課題等へのフィードバック
・学生による学習のふりかえり

授業計画 Course Content

授業計画 / Course Content: おおよそ以下のように講義を進める。
講義の半分程度が終了した時点で中間試験を行う。
第一回：周期表と原子構造
第二回：原子の周期構造とバンド理論
第三回：エネルギーバンド構造と分散関係
第四回：確率密度分布と状態密度
第五回：真性半導体の正孔・電子濃度
第六回：半導体への不純物導入
第七回：半導体中のキャリアの伝導
第八回：電気伝導とその評価手法
第九回：非平衡状態における物理現象
第十回：PN接合の電流-電圧特性
第十一回：物質の誘電的性質
第十二回：物質の光学特性
第十三回：物質の磁気的性質
授業時間外学習 / Expected work outside of class: 毎週の講義が終われば、翌週までに最低一度は、教科書とノートの既習箇所に目を通してほしい。

成績評価の方法・基準・評価 Grading Policies / Evaluation Criteria

方法 / Grading Policies: 定期試験を行わず、到達度の確認(筆記による学力確認)と平常成績で総合評価する。
中間試験(50％)と到達度の確認(50％)で評価予定。履修者数が多数になった場合には、成績評価方法を「定期試験（16週目）」に変更することがあります。
成績評価方法が変更になった場合は、インフォメーションシステム等で連絡します。
基準・評価 / Evaluation Criteria・Assessment Policy: １：知識、技能
半導体物理学の基礎的理解には量子力学が不可欠であり、原理とその適用結果の関係をつかんでいるかどうかを見る。
２：思考力、判断力
半導体における様々な現象とその背景の物理学につながりを以って考えられること。

参考書 References: S. M.　Sze(南日康夫、川辺光央、長谷川文夫訳)　　『半導体デバイス（第２版）－基礎理論とプロセス技術－』　　産業図書