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年度 2020年度 開講部局 理学部
講義コード HD270000 科目区分 専門教育科目
授業科目名 固体物理学II
授業科目名
(フリガナ)
コタイブツリガクニ
英文授業科目名 Solid State Physics II
担当教員名 鬼丸 孝博
担当教員名
(フリガナ)
オニマル タカヒロ
開講キャンパス 東広島 開設期 4年次生   前期   セメスター(前期)
曜日・時限・講義室 (前) 木7-8:理E211
授業の方法 講義 授業の方法
【詳細情報】
 
講義, 演習(レポート課題), 板書多用 
単位 2.0 週時間   使用言語 B : 日本語・英語
学習の段階 4 : 上級レベル
学問分野(分野) 25 : 理工学
学問分野(分科) 06 : 物理学
対象学生 4年次生 前期(7セメスター)
授業のキーワード 固体物理、磁性、超伝導 
教職専門科目   教科専門科目  
プログラムの中での
この授業科目の位置づけ
物理学プログラム(知識・理解) 
到達度評価
の評価項目
物理学プログラム
(知識・理解)
・素粒子物理学,宇宙物理学,天文物理学,固体物理学,物性物理学,放射光物理学などの専門分野の知識・理解 
授業の目標・概要等 物質の磁性や超伝導などの電子相関による現象を、これまでに学習した量子力学と統計熱力学の知識を使って理解する。 
授業計画 第1回 「結晶学」と「固体物理学I」の復習、磁性と超伝導の概要
第2回 磁性体の分類、磁化の測定手法
第3回 1電子原子の磁性、スピン・軌道結合
第4回 フントの規則、フントの規則
第5回 結晶場効果、軌道の凍結、ヤーン・テラー効果
第6回 2準位系の比熱と磁化
第7回 常磁性の磁化率、ブリリュアン関数、キュリーの法則
第8回 強磁性の分子場近似
第9回 磁気双極子相互作用、交換相互作用、ハイゼンベルク模型
第10回 反強磁性、磁気異方性、様々なスピン配列
第11回 遍歴電子の磁性: パウリ常磁性、ストーナー条件、ランダウ反磁性

第12回 波数依存する磁化、RKKY相互作用、近藤効果

第13回 超伝導、マイスナー効果、ロンドン方程式
第14回 BCS理論、クーパー対、超伝導ギャップ
第15回 ゼロ抵抗と完全反磁性、第2種超伝導体、さまざまな超伝導体

レポート課題あり 
教科書・参考書等 固体物理学入門(キッテル、丸善)
固体物理の基礎(アシュクロフト・マーミン、吉岡書店)
磁性(金森順次郎、培風館)
化合物磁性(安達健五、裳華房) 
授業で使用する
メディア・機器等
 
【詳細情報】 配付資料,パソコン 
授業で取り入れる
学習手法
 
予習・復習への
アドバイス
第1回 これまでに学習した結晶学と固体物理学Iの内容を踏まえて、磁性と超伝導の位置付けを確認する。
第2回 物質は様々な磁性を示す。系統的な理解のために、その分類の仕方を学ぶ。また、実験的に磁化を評価する方法を知る。
第3回 もっとも単純な1電子原子を考え、磁性が生じる機構を学ぶ。スピン・軌道相互作用について理解する。
第4回 多電子系における相互作用を考え、基底状態とその磁性について学ぶ。
第5回 原子が周期的な結晶中に入った場合の電子状態とその磁性について考える。
第6回 2準位系における磁場中での比熱や磁化、エントロピーを求め、Mathematicaを用いて計算する。
第7回 常磁性体の磁化,磁化率に関するブリリュアン関数とキュリー則を学ぶ。
第8回 強磁性の特徴を知り、磁気相互作用の取り扱い方を学ぶ。
第9回 さまざまな交換相互作用の仕組みについて学ぶ。
第10回 磁気モーメントが交代的に並ぶ反強磁性と様々な磁気構造について知る。
第11回 遍歴電子によって生じる多様な磁性について学ぶ。
第12回 金属中で主要となる交換相互作用について学ぶ。
第13回 超伝導の基礎的事項について固体物理の知識を基にして理解する。
第14回 超伝導を特徴付ける超伝導ギャップ、BCS理論の基礎について学ぶ。
第15回 BCS理論から超伝導によるゼロ抵抗と完全反磁性を導く。また、さまざまな超伝導体の特徴を知り、最近の超伝導研究の潮流について学ぶ。 
履修上の注意
受講条件等
 
成績評価の基準等 レポート提出(90%)、出席(10%) 
実務経験  
実務経験の概要と
それに基づく授業内容
 
メッセージ  
その他   
すべての授業科目において,授業改善アンケートを実施していますので,回答に協力してください。
回答に対しては教員からコメントを入力しており,今後の改善につなげていきます。 
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