シラバス参照

科目名 材料科学特論2 
科目名(英字) Advanced Materials Science Ⅱ 
担当者氏名

菅 章紀

対象研究科・専攻 理工学研究科交通機械工学専攻修士課程 
講義学期 後期 
単位数



準備学習・事後学習
講義内容をより良く理解するために、事前に配布プリントや関連資料を読み、学習すること。受講後は、講義内容の整理し、復習を行うこと。

毎回、講義時間の2倍の自学自習が求められます。 
授業の概要と目的
材料科学特論Ⅰにつづき、物性制御に向け、固体の電気的機能と密接に関係する電子状態について講義する。 
該当するCP(カリキュラム・ポリシー)およびDP(ディプロマ・ポリシー)
本授業はCP1.4およびDP1に該当する。 
科目ナンバリングコード
GTT11202 
到達目標
固体の電子状態の基礎を理解し、物性との関連が理解できる。 
授業内容
番号 【項目欄】 【内容欄】
1. 材料の位置づけと電気的機能  材料の位置づけおよび主な電気的な機能を紹介する。材料開発に際し、原子・電子レベルでの取り扱いの必要性について理解する。 
2. 原子の構造  光電効果、光子の概念、電子の波動性について説明し、原子模型の基本であるボーワの原子模型について理解する。 
3. シュレディンガー波動方程式  電子の振る舞いを表す、シュレディンガー波動方程式の導出を行う。 
4. 水素原子モデルにおける電子の振る舞い  水素原子モデルにおけるシュレディンガー波動方程式から波動関数を求め、その軌道について考える。 
5. 波動関数  前回の講義内容に引き続き、各軌道での波動関数の導出を行い、水素原子モデルにおける軌道と波動関数の関係を理解する。 
6. 分子の電子状態  分子の電子状態に関して、結合・反結合軌道について説明し、等核原子分子における共有結合について考える。 
7. 固体の電子状態  固体の電子状態に関して、バンド構造の違いによる各種材料の機能および計算例を用いた電子状態の評価について説明する。 
8. 分子軌道法の概要  本特論で用いる分子軌道法の概要について説明する。 
9. 分子の電子状態計算-1  分子軌道計算プログラムを用いた計算を実施するための準備として、そのプログラムの使用方法および計算例について説明する。 
10. 分子の電子状態計算-2  前回の講義内容に基づき、水分子(H2O)のモデルを作成し、電子状態計算を行う。計算結果に基づき、水素-酸素間の結合状態について説明する。 
11. 固体の電子状態計算-1  材料科学特論1で学習した結晶モデルの作成に基づき、NaClにて電子状態計算用のクラスターモデルを作成する。さらに、その計算結果について説明する。 
12. 固体の電子状態計算-2  マトリックス材の一部を他元素で置換したモデルにおける計算を行い、置換の有無による電子状態の変化について説明する。 
13. 電子状態計算の材料評価への適用-1  電子状態計算の材料評価への適用例として、スピネル構造を持つ誘電体材料へのアプローチ、物性との相関について説明する。 
14. 電子状態計算の材料評価への適用-1  電子状態計算の材料評価への適用例として、ペロブスカイト構造を持つ蛍光体材料へのアプローチ、物性との相関について説明する。 
15. まとめ  これまでの講義内容を総括する。 
授業方法の形式
講義+演習(一部PCによる計算を行います) 
授業の実施方法
対面授業 
成績評価方法
レポート100%で評価する 
成績評価基準
C(合格)となるためには、到達目標を最低限達成することが必要である。 
その他(履修条件・関連科目など)
特になし 
テキスト
番号 【書籍名】 【著者】 【出版社】
1. プリントを配布     
参考資料文献等
番号 【書籍名】 【著者】 【出版社】
1. 量子力学  鈴木増雄、荒船次郎、和達三樹編集  朝倉書店 
2. 量子材料学の初歩  足立裕彦 田中 功共著  三共出版 
参考URL
画像
ファイル
更新日付 2023/01/27 13:17


PAGE TOP