固体表面工学

Surface Engineering of Solid

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化学分野科目

工学研究科

1年

HETMA5MCA1

2単位

講義 (Lecture)

2026年度前期

(Spring semester)

八重 真治、福室 直樹

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
八重　C棟502室
福室　C棟504室

八重　yae@eng.u-hyogo.ac.jp
福室　fukumuro@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。逆にそれは，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。また，身近な製品に使用されている様々な薄膜材料を紹介し，薄膜の構造と物性との関係，薄膜の形成機構，成膜法の種類と原理，薄膜の表面分析と構造解析，および薄膜の物性測定法について理解を深めさせる。
【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光電気化学（半導体電気化学）の基礎を含む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薄膜の構造と物性との関係、および成膜法の原理と構造形成機構を理解し、身近な薄膜材料についてこれらを説明できる。④薄膜の表面分析、構造解析および物性測定の結果を解釈して、成膜条件にフィードバックできる。

サブタイトル：物質科学からの電気化学の理解と新規機能性薄膜の創成
キーワード：表面処理、成膜、電荷移動反応、光電気化学、半導体電気化学

【講義内容】上記目的に沿って、電気化学を固体の構造とエネルギー状態から論じて表面処理および半導体電気化学の基礎的理解を深めるとともに、薄膜材料について成膜法と構造形成機構、構造と物性の関係、表面分析、構造解析および物性測定の手法を講義し、最近の研究成果まで論考する。
【授業計画】
 八重真治／前半７回
電気化学，表面化学の基礎および表面処理による機能性表面創成について、半導体電極（光電気化学）を含めて講義する。
 福室直樹／後半８回
表面物性の基礎ならびにその測定法について講義を行う。また，表面処理による新規機能材料創成について講義する。

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
２．電気化学とエネルギー変換　電気−化学エネルギー変換と光エネルギー変換
３．固体の表面構造、電子構造とエネルギー状態、物質のバンド構造
４．電解質溶液中のイオン、平衡電極電位
５．電極電位と電極反応、電極反応の機構
６．溶液-半導体接触のエネルギー障壁
７．半導体電極の反応と光電気化学、新たな表面処理へのアプローチ
８．薄膜材料の特性と応用
９．薄膜の構造と形成機構
１０．湿式成膜法の種類と原理（電解めっき、無電解めっき、陽極酸化など）
１１．乾式成膜法の種類と原理（真空蒸着、スパッタリング、化学気相蒸着など）
１２．薄膜の表面分析（走査電子顕微鏡、X線光電子分光分析など）
１３．薄膜の構造解析（X線回折、透過電子顕微鏡など）
１４．薄膜の物性測定法
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

対面

完全に禁止

この授業においては、生成ＡＩの利用を禁止している。授業内での利用は厳禁であり、違反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の利用にかかわらず『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。」

配布プリントなど

アトキンス 物理化学 下 ，東京化学同人
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）
表面処理工学，日刊工業新聞社
入門表面分析，内田老鶴圃
結晶電子顕微鏡学，内田老鶴圃

講義の中で紹介するが、電気化学・固体表面科学・物理化学・表面工学・表面分析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資料の事前読み込み（15ｈ）
【復習】レポート作成（2回以上）のための調査と執筆（30ｈ）、講義内容の理解を深め定着させるために配布資料を読み直すとともに関連する文献や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4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光電気化学（半導体電気化学）の基礎を含む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薄膜の構造と物性との関係、および成膜法の原理と構造形成機構を理解し、身近な薄膜材料についてこれらを説明できる。④薄膜の表面分析、構造解析および物性測定の結果を解釈して、成膜条件にフィードバックできる。）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。

該当しない