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講義概要/Course Information

2024/07/19 現在

科目基礎情報/General Information

授業科目名 /Course title (Japanese)	電子物性特論
英文授業科目名 /Course title (English)	Advanced Lectures on Electronic Properties in Solids
科目番号 /Code
開講年度 /Academic year	2024年度	開講年次 /Year offered	全学年
開講学期 /Semester(s) offered	後学期	開講コース・課程 /Faculty offering the course	博士前期課程、博士後期課程
授業の方法 /Teaching method	講義	単位数 /Credits	2
科目区分 /Category	大学院専門教育科目 - 専門科目Ⅱ
開講類・専攻 /Cluster/Department	基盤理工学専攻
担当教員名 /Lecturer(s)	中村（仁）、松林
居室 /Office	東1-203（中村）, 東6-421（松林）
公開E-mail /e-mail	中村<jin.nakamura＠uec.ac.jp>, 松林<k.matsubayashi@uec.ac.jp>
授業関連Webページ /Course website	なし
更新日 /Last update	2024/03/22 13:01:15	更新状況 /Update status	公開中 /now open to public

講義情報/Course Description

主題および 達成目標（2,000文字以内） /Themes and goals（up to 2,000 letters）	【主題】 本科目は固体物理学の主要なテーマの１つである磁性を主題とする。 材料としての磁性の主役は固体中の電子であり、先ずは自由電子の磁性について学び、次いでそれらが固体中でどのような秩序を取りうるのか、秩序の起源となる相互作用について学ぶ。 また、磁性研究として重要である原子核や中性子の磁性についても学び、具体的な実験手法についても紹介する。 This subject has the theme of magnetism, one of the main themes of solid state physics. The main role of magnetism as a material is due to electrons in a solid, first learn about the magnetism of free electrons, then learn about what order they can take in a solid, and the interaction that is the origin of magnetic ordering. In addition, also learn about the magnetism of nuclei and neutrons, which are important as magnetic research, and also introduce concrete experiment methods. 【達成目標】 本講義は、局在電子系と遍歴電子系の磁性の基礎を通して、固体の磁気的相転移現象を説明できることを目標とする。 The goal of this course is to be able to explain magnetic phase transition phenomena in solids through the basics of magnetism in localized and itinerant electron systems.
前もって履修 しておくべき科目（1,000文字以内） /Prerequisites（up to 1,000 letters）	固体物理工学第一、固体物理工学第二 Solid State Physics I and II
前もって履修しておくこ とが望ましい科目（1,000文字以内） /Recommended prerequisites and preparation（up to 1,000 letters）	「学部レベルの」電磁気学、量子力学、統計力学 Electromagnetism, Quantum mechanics, Statistical mechanics
教科書等（1,000文字以内） /Course textbooks and materials（up to 1,000 letters）	参考書：金森 順次郎 著「磁性」培風館、J. Crangle著「固体の磁気的性質」丸善（絶版）　 Text: "Solid State Magnetism" by J. Crangle,and "Magnetism" by J. Kanamori (in Japanese).
授業内容と その進め方（2,000文字以内） /Course outline and weekly schedule（up to 2,000 letters）	英語タイプII(Cb)により講義を実施 【授業内容】 第１週：1. 基礎的な磁気的性質および単位（中村） 第２週：2. イオンに局在する電子の磁性 　　　　2-1. 孤立した原子の磁気モーメント（中村） 第３週：2-2. 原子の集団の磁気モーメント（中村） 第４週：2-3. 原子の常磁性磁化率（中村） 第５週：2-4. 原子の常磁性磁化率～実験結果（中村） 第６週：2-5. 局在モーメントモデルにおける強磁性（中村） 第７週：3. イジングモデルにおける相転移（松林） 第８週：4. 相転移のランダウ理論（松林） 第９週：5. 磁気異方性と磁化過程（松林） 第１０週：6. スピン波（松林） 第１１週：7. 伝導電子による磁性（松林） 第１２週：8. 遍歴電子の秩序状態（松林） 第１３週：9. 伝導電子を媒介とする磁性（松林） 第１４週：10. 最近の話題 　　　　　10-1. X線を用いた磁性の研究（中村） 第１５週：10-2. f電子系の磁性（松林） 【授業の進め方】 通常の講義形式で、必要であれば授業の終わりにレポートを出す。 【授業時間外の学習（予習・復習）について】 復習が必要である。レポート課題を解くことにより、講義内容の復習を行い、且つ書物より周辺の基礎知識を獲得する。 Type II(Cb)：Japanese-based course, with English/Japanese materials Course contents 1st: 1. Basic magnetic properties 2nd: 2. Localized magnetism associated with the ion cores           2-1. The magnetic moment of a single free ion 3rd: 2-2. The magnetic moment of an assembly of atoms, without interactions 4th: 2-3. Paramagnetic susceptibility of an array of atoms 5th: 2-4. Comparison with experiment 6th: 2-5. Ferromagnetism in the local moment model, with interactions 7t: 3. Phase transition in the Ising model 8th: 4. Landau theory of phase transition 9th: 5. Magnetic anisotropy and magnetization process 10th: 6. Spin wave 11th: 7. Magnetism by conduction electrons 12th: 8. Ordered state of itinerant electrons 13th: 9. Magnetism mediated by conduction electrons 14th: 10. Recent Topics       10-1. keyword: X-ray 15th: 10-2. keyword: f-electron
実務経験を活かした 授業内容 (実務経験内容も含む) /Course content utilizing practical experience
授業時間外の学習 （予習・復習等）（1,000文字以内） /Preparation and review outside class（up to 1,000 letters）	復習は必ずすること。講義中に自主課題を出す場合があります。 Be sure to review review. There are cases where voluntary assignment is given during lecture.
成績評価方法 および評価基準 （最低達成基準を含む） （1,000文字以内） /Evaluation and grading （up to 1,000 letters）	【成績評価方法】 　期末試験による。期末試験に変えてレポートを課す場合もある。 By the final exam. In some cases we will impose a report instead of the final exam. 【成績評価基準】 　期末試験の６割を合格の基準とする。そのために、局在電子系と遍歴電子系の磁性の基礎を通して、固体の磁気的相転移現象を説明できること。 60% of final exams are acceptance criteria.  The student should be able to explain magnetic phase transition phenomena in solids through the basis of magnetism in localized and itinerant electron systems.
オフィスアワー： 授業相談（1,000文字以内） /Office hours（up to 1,000 letters）	第１週の授業内でアナウンスします。 Will announce within the first week class.
学生へのメッセージ（1,000文字以内） /Message for students（up to 1,000 letters）	磁性の基礎知識の修得を通して物性物理の理解を深めて欲しい。　 We hope your deepen understanding of physical properties through mastering the basic knowledge of magnetism.
その他 /Others	なし。 None.
キーワード /Keywords	磁性、電子のスピンと角運動量、相互作用、相転移 Magnetism, Spin and angular momentum of electrons, Interaction, Phase transition