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 授業科目
 Course Title
物性化学特論
Advanced Condensed-matter Chemistry
 担当者
 Instructor
教授   菅原 正  後学期 火曜日3時限
 単 位
 Credit
2

到達目標 Target to be Reached
受講生が、物質の示す電子物性(光物性、導電性、磁性など)を原子、分子およびその電子構造の特徴に基づいて理解すること、さらに新しい物性を目指した物質設計、物質構築の基礎を身につけること、を目標とする。
 
授業内容 Course Content
理学研究科のカリキュラムポリシーに従い、物質の示す電子物性(光物性、誘電性、導電性、磁性など)を、フロンティア分子軌道の特徴および軌道間の相互作用を通じて理解する。既存の無機物、金属酸化物を例に取り、これらの物性発現の原理および、その測定法を学んだ後、特徴ある電子構造をもつ有機分子の集合化により、これらの物性がどのようにして発現するかの筋道を学ぶ。予め配付されたプリントの毎回の予習と講義で配付されたプリントの復習を推奨する。
 
授業計画 Course Planning
1. 物性化学とは 
   原子・分子集合体の物理的性質, 原子・分子配列vs 電子構造
   設計, 合成, 構築, 計測, 解析 
   フロンティア分子軌道間の相互作用と物性の発現 
2. フロンティア軌道と物性化学
   ヒュッケル分子軌道法、永年方程式 交互炭化水素、非交互炭化水素
3. 光物性(1)
   フロンティア軌道と光の吸収 選択律 吸収強度
4. 光物性(2)
   光吸収の後続過程 発光, 項間交差
5.光物性(3)
   エネルギー移動、電子移動、マーカスの理論
6.光物性(4)
   光合成と太陽電池、電荷分離, 光合成活性中心、太陽電池の仕組み
7.導電性(1)
   金属, 半導体, 絶縁体、導電体の電子構造、ボンドからバンドへ
8.導電性(2)
   分子性導体、混合原子価状態、導電性高分子、電界効果トランジスタ
9.導電性(3)
   超伝導体(酸化物、有機物)、単分子計測、分子回路
10.磁性(1)
    スピン角運動量と軌道角運動量、磁化とヒステリシス、強磁性体、分子場近似
11.磁性(2)
    分子磁性, 高スピン分子,スピンの非局在化,スピン分極,有機磁性体
12.磁性(3)
    磁性・導電性共存系, スピンエレトロニック・デバイス
13.膜物性(1)
    両親媒性分子、自己集合化、ミセル、ベシクルの構造
14.膜物性(2) 
    ベシクルの形態変化、ADEモデル、ベシクルの集合と離散ダイナミクス
15.演習
    光物性、導電性、磁性、膜物性に関する演習を行う

 
授業運営 Course Management
講義内容についての質問や議論が出るような講義を目指す。

 
評価方法 Evaluation Method
授業への積極的な参加とレポート提出を評価する。
 
オフィスアワー Office Hour (s)
随時受け付ける。
 
使用書 Textbook (s)
随時紹介する。
参考書 Book (s) for Reference
随時紹介する。
 
 
 
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