物性論Ⅲ

Solid State Physics III

専門教育科目／教職課程科目

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理学部

3年

HSSBM3MCA1

2.0単位

講義 (Lecture)

2024年度後期

小林 寿夫

理学部

日本語

目標7／目標9

金曜日（13時から16時）、研究棟214室

kobayash@sci.u-hyogo.ac.jp

2◎／9◎／10◎

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1-1◎／1-2◎

目標１:磨き続ける力

【講義目的】電磁気学、量子力学等の基礎知識をもとに、物質中の電子状態はどのように記述できるのか、物質の多岐にわたって現れる電気的･磁気的性質は、どのような電子の振舞いに起因するのかを関係づける。
【到達目標】原子イオンおよびその結晶の電子状態から、磁性体、超伝導体、誘電体の性質について微視的観点で説明する。　

キーワード：LS結合と多重項、磁気モーメントと磁性体、ロンドン方程式、超伝導、誘電率と強誘電体

【講義内容】本講義では、電子の量子力学的な性質を基本として原子・イオンでのその状態の記述と、その原子・イオンが凝集してできた結晶が示す量子力学的な性質（磁性、超伝導、誘電性）の発現する機構と熱力学的な変数の関係の基本的な事項を説明し、現在の研究課題との関連を述べる。
【授業計画】
I. 原子（イオン）内の電子の状態
　1. 原子（イオン）内の電子についての基礎　−量子力学の復習−　
　2. 元素の分類
　3. フントの規則
　4. 局在した原子（多電子系）の合成角運動量：LS結合と多重項
II. 磁性体
　1. 磁気モーメント
　2. 反磁性体
　3. 常磁性体
　4. 磁気秩序　—強磁性体と反強磁性体—
Ⅲ. 超伝導体
　1. 超伝導体の基本的性質
　2. 超伝導体の磁場温度相図
　3. マイスナー効果の現象論的な表現：ロンドン方程式
　4. 超伝導の微視（量子力学）的な表現
Ⅳ. 誘電体
　1. 絶縁体中の巨視的マックスウェル方程式
　2. 局所場
　3. 絶縁体の分極

定期試験

＊生成系AI の利用については指示に従うこと。教員が認める範囲を超えて生成系AIを使用したことが判明した場合は単位を認定しない、又は認定を取り消すことがある。

それぞれの章に関する重要事項まとめた講義資料を配布する。

「固体物理学」 H. Ibach & H. Luth 著（丸善）
「初歩から学ぶ固体物理学」矢口 裕之 著（講談社）　など

　物性論に関係する本は多数あるので、自分の理解しやすい本を必ず１冊は購入すること。

【予習】各章の講義資料を必ず授業前に読み、記載された必要・重要事項の導出に必要な基礎事項の理解度を確認して、必要に応じて参考文献を読む（30ｈ）
【復習】レポート作成（3回または4回、15ｈ）、講義内容の理解を深め定着させるために参考文献を読む。（15ｈ）

採用しない

【成績評価の基準】
　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】
　定期試験80%、レポート20%の割合で評価する。

講義中に出題したレポート課題の内容について解説する。

本講義と「物性論I」「物性論II」で「物性論」のほぼ全体が含まれることになるので、すべて履修することを強く勧める。
また、「物性論演習」は物性論での講義内容の理解度を確認して、さらに深めるために必要な演習を行う講義であるため、こちらの履修も強く勧める。

講義中に、電磁気学・量子力学・統計力学などの必要な基礎知識の復習はします。しかし、電磁気学・量子力学・統計力学などを良く復習しておくこと。

該当しない

質問等はメールでも受け付けます。その場合には、学籍番号、名前以外に、subjectには「物性論IIIに関する質問」と明記して下さい。