物性物理学２

授業テーマ	“物性”すなわち、物質の性質をミクロの物理法則から理解する
授業のねらい・到達目標	物性物理学の目的は、物質の巨視的な性質（色、硬さ、電気特性など）を、物質中のイオンと電子の振舞いにさかのぼって微視的に理解することである。この際、イオンや電子の運動を記述するため量子力学が必要となり、また熱平衡状態の莫大な個数の粒子を扱うため統計力学が必要となる。本講義では、固体の電子物性を中心に学ぶ。まず、自由電子モデルを用いて、波数空間、状態密度、フェルミ準位等の概念に親しむ。次に結晶格子ポテンシャルによって、電子のエネルギーバンド構造が生じることを学ぶ。エネルギーバンド構造に基づいて、固体の電気物性（金属、半導体、絶縁体）や光学特性が理解できることを示す。また電子と格子振動の結合によって超伝導状態が発生することを学ぶ。
授業の方法	通常の講義形式の授業を行う。
事前学修・事後学修，授業計画コメント	毎回の講義内容を各自1時間以上復習して講義に出席することが望ましい。

授業計画
1	イントロダクション授業テーマや到達目標および授業の方法について説明する
2	自由電子モデル１：電子のシュレーディンガー方程式、周期境界条件、波数空間
3	自由電子モデル２：フェルミ波数、フェルミエネルギー、フェルミ面、状態密度
4	金属の電気伝導１：外場中の電子の運動方程式
5	金属の電気伝導２：緩和時間、電気抵抗、電気伝導率
6	エネルギーバンド構造１：周期ポテンシャル中の電子のシュレーディンガー方程式
7	エネルギーバンド構造２：Brillouinゾーン、エネルギーバンド、バンドギャップ
8	半導体の物理１：真性半導体と不純物半導体
9	半導体の物理２：半導体の電気伝導、pn接合、トランジスタ
10	磁性体と磁化率１
11	磁性体と磁化率２
12	超伝導１：電子フォノン相互作用とクーパー対の生成
13	超伝導２：ジョセフソン効果
14	第１回から第１３回までの講義内容について質疑応答を行う
15	授業の総括と復習

その他
成績評価の方法及び基準	授業内テスト(70%)、授業参画度(30%)
オフィスアワー	授業内容に関する質問は授業後あるいは学科事務室で受け付けます。その後、時間を調整して、物理学科図書室または本館1階で応対します。