The objective of this lecture course is to learn about the rich variety of physical properties that appear in transition metal oxides. The lectures gives a brief introduction to the structure and composition of many common oxide materials. The transport, dielectric, superconducting, magnetic, and optical properties of various transition-metal oxides are discussed from the point of view of the underlying physics and potential applications.

金属イオンと配位子からなる金属錯体は、中心金属の電子状態の多様性と（有機）配位子の構造多様性が組み合わさることで多彩な構造、性質、機能を示す。本講義では金属錯体の構造、物性、反応に関する基礎的な知識を習得し、関連する基本原理について理解を深めることを目的とする。 Metal complexes, which are composed of metal ions and ligands, exhibit a wide variety of structures, properties, and functions due to the combination of the diversity of electronic states of the central metal and the structural diversity of the (organic) ligands. This lecture aims to provide basic knowledge of structures, properties, and reactions of metal complexes and to deepen understanding of related fundamental principles.

主要族元素ならびにfブロック元素の化学を概説する。 各元素の特性がそれを含む物質の構造や性質にどのように反映されているかを理解する。 Chemistry of main group elements and f-block elements is discussed. It is understood how the property of each element is reflected in the structure and property of the substance containing the element.

量子力学や統計力学の知識をもとに固体の性質（物性）を理解し、研究に応用できる考え方を身につける。 / Develop understanding on the physical properties of solids based on the knowledge of quantum mechanics and statistical mechanics.

金属錯体が関連する機能性材料、及びその基礎に関して解説する。特に光化学とスピン化学に着目し、講義を行う。/This lecture will explain functional materials in relation to metal complexes, and I will focus on photochemistry and spin chemistry.

　固体が表す様々な物性； 光関連現象、誘電体、磁性・スピン物性、超伝導などの基礎を理解する。今後の卒業論文研究、大学院での学習や研究の基礎 を築く。 　バンド構造、電子伝導現象など基本的な物性を理解する枠組みを「電子物性第一」で学んだ。そこから展開される半導体の電子・光現象はエレクトロニクスおよび光エレクトロニクスで用いられている。「電子物性第二」では，半導体以外の重要な物質や現象とその応用について学ぶ。誘電応答、光物性、強誘電性、相転移、様々な磁性とスピン、超伝導など、多彩に活用されるさまざまな固体物性の基礎を理解することを目的とする。物性科学研究の最前線やその応用技術についても、適宜触れる予定。 （「電子物性第一」を履修していなくともおおよその講義の理解に支障はないであろう。）

This interdisciplinary course bridges the fields of advanced materials science and electrochemical energy storage, focusing on the synthesis of two-dimensional (2D) semiconductors and their transformative role in next-generation battery technologies. As global demands intensify for high-performance electronics and sustainable energy solutions, 2D materials like transition metal dichalcogenides (TMDs), graphene derivatives, and BCN compounds are revolutionizing both semiconductor devices and battery systems. The course is structured into two integrated modules: The first module delves into the controlled synthesis of 2D materials using techniques such as chemical vapor deposition (CVD) and molecular beam epitaxy (MBE), emphasizing the atomic-scale mechanisms that dictate material properties. The second module focuses on the structure-property relationship between electrolytes and electrodes in next-generation batteries. This part explores how the structural features of materials—ranging from atomic arrangements to nanoscale morphologies—directly influence key electrochemical properties such as ionic conductivity, charge transfer kinetics, and battery performance. Through lectures, laboratory experiments, and collaborative projects, students will gain both theoretical insights and hands-on experience in synthesizing advanced materials and understanding the fundamental interfacial phenomena that govern energy storage devices. ――――――――――――――――――――――――――――― ※このゼミは4月7日（火）6限（18：45～）Zoomで行われる工学部合同説明会への参加を予定しています。 ZoomのURLは後日UTAS掲示板のお知らせにて周知いたします。 ―――――――――――――――――――――――――――――

Understanding of fundamentals of solid state physics

　現代の情報社会は、目に見えない「電子」の振る舞いを巧みに制御することで成り立っています。スマートフォンのプロセッサ、データセンタの巨大な記憶装置、量子コンピュータの試作機、そして次世代の人工知能ハードウェア――これら最先端の技術はすべて、「固体の中で電子がどのように動くか」という物理法則の理解の上に築かれています。 　例えば、半導体は抵抗率を自在に制御できるという性質により、トランジスタとして現代の計算機の根幹を支えています。また、光と電気を相互に変換する能力によって光通信や光デバイスの動作を可能にし、情報伝送の限界を押し広げてきました。強磁性体は、単なる磁石にとどまらず、データセンタの超大容量ストレージや、電子の「スピン」という自由度を利用するスピントロニクスの基盤材料となっています。強誘電体は、交通系ICカードのような身近な記録媒体から、人工知能をハードウェアとして実装するニューロモルフィックデバイスに至るまで、新しい情報処理の可能性を切り拓いています。さらに、超伝導体はゼロ抵抗という極限的な性質により、量子コンピュータ、超高感度センサ、低損失電力技術など、未来の基幹技術を支える重要な役割を担っています。 　これらの多彩で驚異的な性質は、単に原子の種類だけで決まるものではありません。原子が形成する結晶構造、そしてその中で電子や結晶格子などが示す量子的な振る舞いによって決定されます。この微視的な世界の理解こそが、新しい機能を持つ材料や革新的なデバイスを生み出す鍵となります。すなわち、固体物理学を学ぶことは、「既存の技術を理解する」だけでなく、「まだ存在しない技術を創り出すための言語」を身につけることに他なりません。 　本講義「電子物性基礎」では、固体中の電子の振る舞いを理解するための基本概念を学び、半導体、磁性体、誘電体などの物性がどのような物理原理に基づいて現れるのかを、量子論に立脚して体系的に理解することを目標とします。これらの内容は、量子デバイス、ナノエレクトロニクス、光エレクトロニクス、量子情報技術など、皆さんが今後関わる可能性のある多くの先端分野の基礎となるものです。 　本講義は、3年A1A2開講の「電子物性第一」および4年S1S2開講の「電子物性第二」へと続く一連の講義の出発点です。これらを通して固体物理学を体系的に学ぶことで、最先端の研究論文を理解し、新しい物理現象やデバイスの創出に主体的に関わるための基礎力を身につけることができます。 　皆さんの中から、次世代の情報技術や量子技術を切り拓く研究者・技術者が生まれることを期待しています。本講義が、その第一歩となることを願っています。