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年度 2022年度 開講部局 工学部
講義コード K6136020 科目区分 専門教育科目
授業科目名 ナノテクノロジー
授業科目名
(フリガナ)
ナノテクノロジー
英文授業科目名 Surface Science and Nanotechnology
担当教員名 鈴木 仁
担当教員名
(フリガナ)
スズキ ヒトシ
開講キャンパス 東広島 開設期 3年次生   後期   4ターム
曜日・時限・講義室 (4T) 金7-10:工108
授業の方法 講義 授業の方法
【詳細情報】
 
講義中心、板書多用

(対面授業禁止の場合は,オンデマンド型へ変更の可能性あり)

 
単位 2.0 週時間   使用言語 B : 日本語・英語
学習の段階 3 : 中級レベル
学問分野(分野) 25 : 理工学
学問分野(分科) 12 : 電子工学
対象学生 工学部二類 電子システム課程3年生
授業のキーワード ナノ構造、ナノ材料、表面分析、表面物性、電気材料、電子材料 
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
・第二類専門科目の中で専門細目分野「物性工学」に属し、基礎教養科目および既習の専門科目で学習した内容を用いて、専門的な概念に関する知識や理解を深め、それを応用する能力を深める。
・この授業の前提となる科目:微分学、積分学、力学、電気磁気学I、電気磁気学II、量子力学

本講義では、最近の電子デバイス分野で必要不可欠な真空技術、表面科学、分析・観察技術、ナノテクノロジーの基礎概念について学ぶ。
 
到達度評価
の評価項目
電子システムプログラム
(能力・技能)
・電子システム分野の基礎概念,知識および手法を具体的・専門的な問題に応用する能力 
授業の目標・概要等 電子デバイスの作製・評価、電子材料、電気材料の評価等で必要とされる真空技術、表面分析・観察技術の基礎理論および技術について講義する。電子デバイスの最先端で必要とされるナノメートルサイズの物質で発現する物性および特徴的振る舞い、ナノメートルサイズの各種材料について講義する。
これらを通して、表面科学やナノテクノロジーの基礎的な知識および考え方を理解する。

この授業で学習する主な内容は次の通り。
1.真空技術
2.表面科学の基礎、表面物性
3.表面分析・計測技術
4.ナノ構造,ナノ材料の物性
 
授業計画 第1回 序論
ナノテクノロジーの位置づけ、表面とナノテクノロジー
真空と清浄表面、電子・電気材料としてのナノテクノロジー
第2回 真空技術I
真空、真空の必要性
参考書:「真空技術」堀越源一 東京大学出版会
第3回 真空技術II
真空ポンプの原理、真空計原理
参考書:「真空技術」堀越源一 東京大学出版会
第4回 表面構造I
空間的(三次元的)に広がった結晶構造と結晶表面構造、逆格子
参考書:「表面科学入門」、小間篤 八木克道著、丸善
第5回 表面構造II
表面原子数、表面エネルギー、表面構造緩和と表面再構成,表面物性
参考書:「表面科学入門」、小間篤 八木克道著、丸善
第6回 表面の電子状態
表面電子状態(概説)、仕事関数と電気陰性度
参考書:「表面科学入門」、小間篤 八木克道著、丸善
第7回 ナノ・表面計測技術I
電子顕微鏡(SEM,TEM)、電子の波動的性質,ナノ構造の評価,表面分析
参考書:「表面科学入門」、小間篤 八木克道著、丸善
第8回 ナノ・表面計測技術II(1)
表面の逆格子,エバルト球
参考書:「ナノテクノロジーのための表面電子回折法」表面科学会編 丸善
第9回 ナノ・表面計測技術II(2)
電子線回折(LEED,RHEED等),表面分析
参考書:「ナノテクノロジーのための表面電子回折法」表面科学会編 丸善
第10回 ナノ・表面計測技術III
走査トンネル顕微鏡,ナノ構造の評価,表面分析
参考書:「ナノテクノロジーのための走査プローブ顕微鏡」表面科学会編 丸善
第11回 ナノ・表面計測技術III
原子間力顕微鏡,ナノ構造の評価
参考書:「ナノテクノロジーのための走査プローブ顕微鏡」表面科学会編 丸善
第12回 ナノ・表面計測技術IV
電子分光技術(XPS,UPS等),エネルギーの視点,表面物性の評価,表面分析
参考書:「X線光電子分光法」表面科学会編 丸善
第13回 単一電子トンネル現象,量子ドット
クーロンブロッケード,超格子,量子ワイヤ,量子ドット,ナノ材料
参考書:「ナノエレクトロニクス」Rainer Waser オーム社
第14回 分子の構造
水素原子の電子軌道,シグマ結合,π結合
ナノ材料としての分子材料(C60、有機分子等)
参考書:「量子化学」原田義也 裳華房
第15回 自己組織化現象
自己組織化分子材料、生体材料,ナノ構造の作製


レポート(適宜),期末テスト 
教科書・参考書等 参考書については適宜紹介。
講義内容はBb9上にて、参考資料を公開する。
一部の講義資料は紙媒体で配布する予定である。
 
授業で使用する
メディア・機器等
 
【詳細情報】 配付資料,プロジェクター,Bb9資料配付

(対面授業禁止の場合は,Microsoft Stream,Teamsを使用予定) 
授業で取り入れる
学習手法
 
予習・復習への
アドバイス
単に覚えるのではなく、各回の授業の内容をよく考え、イメージを確立する努めるようにする。
必要に応じて、自らの計算により確認することが理解を深める。
第1回~第3回 実際に計算してみること。
第4回~第6回 自ら作図や計算によって確認すること。
第7回~第15回 基礎的な原理、考え方を理解する。必要に応じて、既習の量子力学や固体電子工学、固体物性論の復習をすること。 
履修上の注意
受講条件等
電気磁気学I,II、量子力学、固体電子工学、固体物性論等を学習していることが望ましい。 
成績評価の基準等 レポート20%、期末テスト80%で評価する。
期末試験は対面式で実施. 
実務経験 有り  
実務経験の概要と
それに基づく授業内容
国研における技術開発研究および研究推進の実務に従事.
ナノテクノロジーに関連した技術開発研究及び研究推進についての解説. 
メッセージ 講義の進行度に応じて、授業計画を一部変更することがある。 
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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