基礎電子物理

Introduction to Electronic Physics

専門教育科目

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工学部

2年

HETBK2MCA1

2単位

講義 (Lecture)

2024年度後期

藤澤 浩訓

工学研究科

日本語

目標7／目標9

随時・書写B615研究室
（メールによる事前連絡が望ましい）

fujisawa@eng.u-hyogo.ac.jp

3◎／4◎／5◎

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【講義目的】今日のエネルギーやエレクトニクス，情報通信，AI技術などは，半導体デバイスによって支えられており，その理解は，電気電子情報系の技術者／研究者にとって必要不可欠である．本講義では，半導体デバイスの基礎となる固体電子論，特に半導体結晶の電気伝導について理解することを目的とする．
【到達目標】半導体の電気伝導とpn接合の基本特性を説明できる．

【講義内容】固体物理学の基礎となる固体電子論，特に半導体結晶の電気伝導について述べる．古典的モデルから電子の波動性を取り入れた量子論的解釈，エネルギーバンドにもとづく電気伝導の解釈，半導体デバイスの基礎について講義する．
【授業計画】
　１．原子の構造：近代原子モデル，プランクの量子仮説，ボーアの理論
　２．電子の波動性：粒子と波動，電子波，波動方程式，量子数，パウリの排他律
　３．原子の結合：共有結合，イオン結合，金属結合
　４．固体の構造：結晶質固体，結晶構造，非晶質固体
　５．電子のエネルギーI：原子／分子／結晶内のエネルギー準位
　６．電子のエネルギーII：禁制帯，ブリルアン帯
　７．金属の電気伝導I：巨視的電気伝導現象，古典論的電気伝導モデル
　８．金属の電気伝導II：エネルギー帯電気伝導モデル
　９．半導体の電気伝導機構I：真性キャリア，正孔伝導，キャリアの再結合
１０．半導体の電気伝導機構II：真性半導体，キャリアの移動度，拡散電流
１１．半導体の電気伝導機構III：外因性半導体，ドナー，アクセプター
１２．半導体の電気伝導機構IV：半導体の電気伝導の温度依存性
１３．半導体の電気伝導機構V：ホール効果，直接／間接遷移
１４．半導体素子の基礎I：pn接合
１５．半導体素子の基礎II：pn接合
【生成系AIの利用について】許可された場合を除いて，生成系AIの利用は認めない．生成系 AI を使用したことが判明した場合は，単位を認定しないこと，または認定を取り消すことがある．

教科書：「固体電子論入門」　志村　史夫著　（丸善）

参考書：「電子物性」　松澤剛雄・髙橋清・斉藤幸喜　（森北出版）

【予習】教科書や配布資料の読み込み（30h）
【復習】教科書や配布資料，ノートの読み直し（30h）

採用しない

【成績評価の基準】講義目的・到達目標へ到達したものには，その到達度に基づき，S (90点以上)，A (80点以上)，B (70点以上)，C (60点以上)による成績評価のうえ，単位を付与する．
【成績評価の方法】レポート／演習（30%），試験（70%）を総合して評価する ．

レポートは，原則次の講義内で解説する．
試験については，申し出に応じて個別にフィードバックする．

該当しない

自然科学に基づいた専門分野の基礎力
電気，電子，情報分野の広い知識と特化した分野の知識