固体表面工学Ⅰ

Surface Engineering of Solid I

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化学工学専攻科目

工学研究科

1年

HETMP5MCA1

2単位

講義 (Lecture)

2024年度前期

八重 真治

工学研究科

日本語

目標7／目標9／目標12

随時、可能な限り対応する
事前に電子メールなどで連絡することが望ましい

yae@eng.u-hyogo.ac.jp

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1◎

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目標２:教え、寄り添う力

【講義目的】先端技術分野において、成膜や表面処理などの表面技術は欠くことのできない要素技術である。薄膜や固体表面の構造や物性は、バルクからは予想できず、未解明な点も多い。それは、新規機能発現の可能性を秘めていることを示している。本講義では、固体表面の中でも固-液界面とそこでのエネルギー変換について理解することを目的とし、電気化学を固体の構造とエネルギー状態から論じ、電気化学と光-化学エネルギー変換を関連付けながら論考する。
【到達目標】①電気化学と界面反応の基礎に基ずく議論ができる。②エネルギー変換としての電気化学の概念を固体表面工学に応用できる。③光電気化学（半導体電気化学）の基本的な事項を説明できる。

サブタイトル：物質科学からの電気化学の理解と光ー化学エネルギー直接変換
キーワード：電荷移動反応、光電気化学、半導体電気化学、湿式太陽電池、太陽光水素製造

【講義内容】上記目的に沿って、教科書を用いて、電気化学を固体の構造とエネルギー状態から論じ、電気化学と光-化学エネルギー変換を関連付けながら基礎的な事項から最近の研究成果まで論考する。
【授業計画】（関係するテキストの章）
１．固体表面と固−液界面 講義の導入と界面電子移動反応について（第1章）
２．電気化学とエネルギー変換　化学エネルギー変換と光エネルギー変換（第1章）
３．固体の表面構造（第2章）
４．固体の電子構造とエネルギー状態（第2章）
５．物質のバンド構造（第2章）
６．電解質溶液中のイオン（第2章）
７．平衡電極電位（第3章）
８．電極電位と電極反応（第3章）
９．電荷移動反応律速の電流-電位特性（第4章）
１０．物質移動と濃度過電圧（第5章）
１１．電極反応の機構（第6章）
１２．溶液-半導体接触のエネルギー障壁（第7章）
１３．光電気化学反応（第7章、第8章）
１４．光電気化学的エネルギー変換（第7章、第8章）
１５．まとめと理想的な半導体電極へのアプローチ（第9章）

※パソコンの利用：なし
※生成系AIの利用について：課題・レポート等は学生本人が作成することを前提としており、生成系AIの出力をそのまま提出することは原則認めない。不正に生成系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があるので、注意すること。
※この科目は、教職課程　工業（高専修免）教科に関する科目に含まれます

中戸義禮 著、電気化学-光エネルギー変換の基礎-、東京化学同人（２０１６）

アトキンス 物理化学 下 ，東京化学同人
初回の講義で紹介するが、電気化学・固体表面科学・物理化学に関する多数の書籍が学術情報館に所蔵されている。

【予習】授業に際して指示するテキストの部分を事前読み込み（30ｈ）
【復習】レポート作成のための調査と執筆（15ｈ）、講義内容の理解を深め定着させるためにテキストを読み直すとともに資料を検索して閲覧（15ｈ）

該当しない

【成績評価の基準】講義内容を理解し、与えられたレポート課題や演習について期日までに適切な報告ができるものについては、到達目標に挙げた3点の能力（①電気化学と界面反応の基礎に基ずく議論ができる。②エネルギー変換としての電気化学の概念を固体表面工学に応用できる。③光電気化学（半導体電気化学）の基本的な事項を説明できる。）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】講義中に与える演習などの課題30％、講義終了頃に与えるレポート課題70％を基準として、受講態度（積極的な質問、独自の視点での広範な調査など）を含めて総合的に評価する。

演習課題は、講義中に返却する。
レポートは、ユニバーサルパスポートのクラスプロファイル機能を使って講評を返す。

講義中に演習を行うので、電卓持参のこと。

該当しない