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
教職課程科目
対象学生
工学部
学年
3年
ナンバリングコード
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
2026年度前期
(Spring semester)
担当教員
鈴木 隆史
所属
工学研究科
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・C331
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
1〇/3〇
研究科DP
全学DP
教職課程の学修目標

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.
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.

第1回:ガイダンス 本講義の目標や概要説明.

第2回:熱力学の復習  熱力学の基本法則

第3回:熱力学の復習 マックスウェルの関係式の導出

第4回:統計力学の基礎1(当重率の原理,ミクロカノニカル集団)

第5回:統計力学の基礎2(カノニカル集団と分配関数,グランドカノニカル集団)

第6回:分配関数に基づく熱力学量

第7回:ボーズ分布とフェルミ分布

第8回:固体における磁気的性質の起源

第9回:固体のさまざまな磁性

第10回:磁気モーメントとその由来

第11回:電子の持つ磁性

第12回:磁性体模型

第13回:平均近似

第14回:強磁性体と反強磁性体

第15回:まとめ

定期試験
対面・遠隔の別
対面
実施方法及び遠隔上限適用対象の別
生成AIの利用
利用する場面を限定し許可
生成AI注意点
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.
教科書

初歩から学ぶ固体物理学 矢口 裕之 講談社

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.

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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
採用せず.
備考
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。