磁性物理学

Physics of Magnetism

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物質科学専攻科目・選択科目

理学研究科

1年

HSSMM5MCA1

2.00単位

講義 (Lecture)

2026年度後期

(Fall semester)

水戸 毅

理学研究科

日本語

講義資料は英語で記述

目標9

随時・703号室

メールアドレス
mito@sci.u-hyogo.ac.jp
連絡にはできるだけ @guh.u-hyogo.ac.jp のアドレスを用い、件名に「磁性物理学」と入れてください。（例 「磁性物理学  質問」など）

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1◎／4〇

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【講義目的】本講義では、原子の磁性、常磁性、結晶電場、平均場理論、交換相互作用、金属磁性、等について基本から学習し、固体が示す様々な磁性の機構について学ぶ。
【到達目標】原子の磁性、常磁性、結晶電場、平均場理論、交換相互作用、金属磁性、等について説明ができ、実際の固体における測定例からその物質の特性が分類できる。

キーワード：orbital and spin moments, total angular momentum, Hund’s rule, spin-orbit coupling, paramagnetism, crystal field, mean field theory, Landau theory

【講義内容】本講義では、下記の学習内容に関する英語表記のプリントを配布し、輪読形式で各履修者が割り当て箇所を複数回担当して和訳と解説を行う。
【授業計画】
本講義では、下記の学習内容に関する英語表記のプリントを配布し、各履修者が複数課題を担当して和訳と解説を行う。
1 Hydrogenic atom and angular momentum
2, 3 Many-electron atom
- Total angular momenta
- Hund's rules
- Spin-orbit coupling
4, 5 Paramagnetism
- Zeeman interaction
- Brillouin theory
- Langevin theory
(- Van Vleck susceptibility)
6-8 Crystal-field interactions
- Crystal fields
- One-electron states in crystal fields and ligand fields
- Many-electron states in crystal fields and ligand fields
- Single-ion anisotropy due to electrostatic interaction
9-11 Mean field theory
- Molecular field theory
- Landau theory
- Stoner criterion
12, 13 Exchange interactions
- Exchange in insulators
- Exchange in metals
14. 15 Band magnetism
- Magnetic impurities in nonmagnetic metals
- Ferromagnetic metals

対面

・対面授業のみ
・遠隔授業単位上限の適用を受けない

利用する場面を限定し許可

生成ＡＩの利用にあたっては『本学の教育における生成ＡＩの取扱いについて（学生向け）』の記載内容について留意すること。この授業においては、以下の範囲において、生成ＡＩの利用を許可し、これ以外の範囲での利用は禁止する。生成ＡＩの利用については担当教員の指示に従うこと。教員が認める範囲を超えて生成ＡＩを利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。生成ＡＩの出力した内容について、事実関係の確認や出典・参考文献を確認・追記することが重要である。また、生成ＡＩによる出力結果をそのまま課題の解答として発表してはならない。
＜利用可の範囲（例示）＞ テキスト・講義資料の内容理解を助けるための補助的な活用。

講義資料を配布。

Magnetism and Magnetic Materials (J. M. D. Coey著, CAMBRIDGE UNIVERSITY PRESS)
その他、一般的な磁性の教科書

【予習】講義ごとに資料の割り当て箇所をあらかじめ読み、和訳する。また、割り当て箇所の担当者は内容を解説するために事前準備を行い、担当者以外は資料中の理解できない点などを事前にチェックする。必要に応じて参考文献を読む。（45ｈ）
【復習】講義資料を改めて読み直し、内容が理解できているか確認する。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）

本講義は、あらかじめ割り当てられた担当者の発表形式として順次進める。担当者以外にも積極的な発言や質問を促すことで随所に議論の場を設け、能動的な学習を促進する。 

【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】
担当箇所の正確な和訳ができていることを合格（C評価以上）の基本要件とする。これに加え、発表内容を深めるための学習状況、聴衆の理解を促す発表上の工夫、および他者の発言に対する適切かつ能動的な質疑応答、をあわせて総合的に評価する。

講義内容で生じた疑問点等は、講義中にて解説・議論する。

量子力学の基礎的な知識を身につけていることを前提とする。

該当しない