量子磁性材料｜シラバス情報

授業科目名

量子磁性材料

(英語名)

Quantum magnets

科目区分

ー

対象学生

工学部

学年

3年

ﾅﾝﾊﾞﾘﾝｸﾞｺｰﾄﾞ

HETBK3MCA1

単位数

2単位

ナンバリングコードは授業科目を管理する部局、学科、教養専門の別を表します。詳細は右上の？から別途マニュアルをダウンロードしてご確認ください。

授業の形態

講義 (Lecture)

開講時期

2024年度前期

担当教員

鈴木　隆史

所属

材料・放射光工学専攻

授業での使用言語

日本語

関連するＳＤＧｓ目標

目標4／目標7／目標9

ｵﾌｨｽｱﾜｰ・場所

10:00-17:00 C棟331号室

連絡先

takafumi-s@eng.u-hyogo.ac.jp

対応するディプロマ・ポリシー(DP)・教職課程の学修目標

二重丸は最も関連するDP番号を、丸は関連するDPを示します。

学部DP

3〇／4〇

研究科DP

1〇

全学DP

ー

教職課程の学修目標

ー

講義目的・到達目標

講義目的
物質の磁性を支配するのは固体中の電子スピンや軌道角運動量であり、それらがマクロスコピックな数集まることで固体の磁気的性質が決まる。本講義では、物質中で巨視的な数の粒子数が集まった場合の諸性質を記述する量子統計力学の基礎を理解することを目的とする．

到達目標
統計力学に基づいて固体の持つ様々な磁性を予測・分析できるようになることを目標とする。

授業のサブタイトル・キーワード

サブタイトル：多粒子系における熱力学的振る舞いを分析するための基礎を身につける
キーワード：統計力学

講義内容・授業計画

本講義ではまず，熱力学の基礎を復習し，粒子が多数集まった系が示す熱力学的性質を予測・分析するために統計力学の基礎を講述する．

1．ガイダンス　本講義の目標や概要説明．
2．熱力学の復習
3．等重率の原理、ミクロカノニカルアンサンブル　（テキスト５章）
4．カノニカルアンサンブル、グランドカノニカルアンサンブル（テキスト５章）
5．ボルツマン分布（テキスト５章）
6．分配関数の計算と熱力学量（テキスト５章）
7．ボーズ分布とフェルミ分布（テキスト５章）
8．固体の磁気的性質の起源（テキスト１３章）
9. さまざまな磁性（テキスト１３章）
10.　磁気モーメントとその由来（テキスト１３章）
11.　電子の持つ磁性（テキスト１３章）
12.　磁性体模型（テキスト１３章）
13.　平均場近似（テキスト１３章）
14.　強磁性体と反強磁性体（テキスト１３章）
15.　まとめ
定期試験

教科書

初歩から学ぶ固体物理学（講談社）矢口裕之（著）

参考文献

事前・事後学習（予習・復習）の内容・時間の目安

（予習）講義に関する該当箇所のテキスト読み込みと関連資料のチェック（15h）

（復習）レポート（3回，5h），講義ノートの見直し（30h）

アクティブ・ラーニングの内容

採用せず

成績評価の基準・方法

成績評価の基準
　統計力学の基礎を習得し、それを用いて固体の磁気的性質を論理的に説明できる能力を身につけた者について，その到達度に応じて，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
　期末試験８５％、レポートや受講態度を残りの配点とし合わせて評価する。

課題・試験結果の開示方法

レポートは原則提出翌週の講義時間前に返却し，その講義時間中に解説を行う．
定期試験に対する講評をユニバーサルパスポートのクラスプロファイル機能を通して示す．

履修上の注意・履修要件

物性物理I、 IIの単位を修得していること、ならびに物性物理IIIを受講していること。

実践的教育

該当しない

備考

生成系AIの利用：
生成系AIの利用については教員の指示に従うこと。生成系AIによる出力結果をそのまま課題レポートとして提出してはいけない。生成系AIによる出力をそのまま提出したことが判明した場合は単位を認定しない、又は認定を取り消すことがある。

英語版と日本語版との間に内容の相違が生じた場合は、日本語版を優先するものとします。