大学院
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最終更新日：2024年4月22日
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半導体
半導体
Semiconductors
半導体は，一面，万華鏡のような物理現象を内包する宇宙であり，他面，産業の「米」として70年以上にわたって実用研究の中心に位置し続けてきた．この講義では，この半導体を探検していくため，更には実用のために応用していく上で不可欠な，これまでに蓄積された基礎的な知識を，できるだけ体系的に解説する．
半導体の特徴は「形状敏感」という言葉で良く表現される．かつては化学ドーピングに対して物性が急激に変化することを指していたが，現代の半導体物理においては，文字通り，空間的な構造や異種物質の組み合わせによって新しい現象や機能が現れることにもこの表現が適用可能であろう．その全体像を概観できるよう講義を構成する．
On the one hand, semiconductors are like a universe, in which various physical phenomena appears just like a kaleidoscope, and on the other hand, they have been at the center of applicational research for more than 70 years as the "rice" of industry. In this lecture, we will systematically explain the basic knowledge accumulated so far, which is indispensable for exploring the semiconductors and for its practical application.
The characteristics of semiconductors are often expressed by the term "structure sensitive". The term has been referred to the drastic change in physical properties due to chemical doping, but in modern semiconductor physics, this expression also means that new phenomena and functions appear due to the combination of spatial structures and heterogeneous substances. The lecture is organized so that you can get an overview of the modern semiconductor physics.
半導体の特徴は「形状敏感」という言葉で良く表現される．かつては化学ドーピングに対して物性が急激に変化することを指していたが，現代の半導体物理においては，文字通り，空間的な構造や異種物質の組み合わせによって新しい現象や機能が現れることにもこの表現が適用可能であろう．その全体像を概観できるよう講義を構成する．
On the one hand, semiconductors are like a universe, in which various physical phenomena appears just like a kaleidoscope, and on the other hand, they have been at the center of applicational research for more than 70 years as the "rice" of industry. In this lecture, we will systematically explain the basic knowledge accumulated so far, which is indispensable for exploring the semiconductors and for its practical application.
The characteristics of semiconductors are often expressed by the term "structure sensitive". The term has been referred to the drastic change in physical properties due to chemical doping, but in modern semiconductor physics, this expression also means that new phenomena and functions appear due to the combination of spatial structures and heterogeneous substances. The lecture is organized so that you can get an overview of the modern semiconductor physics.
時間割／共通科目コード
コース名
教員
学期
時限
35603-0029
半導体
勝本 信吾
水曜2限
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講義使用言語
英語
単位
2
実務経験のある教員による授業科目
NO
他学部履修
可
開講所属
理学系研究科
授業計画
１）結晶構造と結晶成長
２）エネルギーバンド，有効質量モデル
３）半導体キャリア統計とドーピング
４）光学的性質
５）電気伝導の半古典論
６）ホモ・ヘテロ接合，半導体デバイス（光，電子）
７）微細構造技術による量子構造（量子井戸，細線，ドット）
８）量子輸送の基礎
９）電流磁気効果，量子ホール効果
１０）スピン物性
１１）トポロジカル効果
1) Crystal structure and crystal growth
2) Energy band, effective mass approximation
3) Carrier statistics and chemical doping
4) Optical properties
5) Semiclassical treatment of charier transport
6) Homo/hetero junctions, semiconductor devices (optical, electrical)
7) Quantum structures (quantum wells, wires, dots) by nanofabrication techniques
8) Basics of quantum transport
9) Magnetoelectric effects, Quantum Hall effects
10) Spin-related phenomena (spintronics)
11) Topological effects
授業の方法
物理専攻よりオンラインが推奨されたため，オンライン講義とする．
The lectures will be given online due to the recommendation by the physics department.
成績評価方法
2週に1回の定期レポートおよび期末レポートによる
The reports for the problems given in every two-week (once per two weeks) and the report for the problems given in the end of the term
教科書
使用しない．ただし，講義ノートは，和文・英文を講師のサイトに準備
Not used. The lecture notes in Japanese and English will be given in the lecturer's site.
参考書
講義中に紹介
to be announced in the class
履修上の注意
固体物理・統計物理の初歩的知識を前提とする
Basic knowledges on solid state physics and statistical physics are assumed.
