授業科目

物理学実験
Experiments in Physics 

担当者

教授   水野 智久
後 火4-火5
助教   星野 靖
後 火4-火5
講師   黒澤 景
後 火4-火5

単位

2

到達目標

 隔年開講される「物理学実験III」は、理学部のカリキュラムポリシーに従い、3年次前期で履修した「物理学実験Ⅱ」をベースに、さらに物理現象を深く追求し、実験を通して自然界に対するものの見方を深めることを目標とする。
この科目は特に3年次でゼミ配属された物理実験系の研究室に配属になった者には強く履修を勧める。物理実験系研究室で卒業研究を行うために必要な装置、機器の使い方に慣れることを目標とする。

授業内容

 3回の個別テーマが設けられている。1回の個別テーマに関して3週間かけて3回の実験と総合実験を4回行う。履修者は班分けされてローテーションを組み、毎回異なる内容の実験を行う。実験データの取り方、結果のまとめ方を重要視する。

授業計画

 予習として、あらかじめ実験テキスト中の各実験の物理原理と、実験の手順/注意事項を理解しておくこと。また、復習として、各実験毎のレポート作成時に、各実験の物理原理と実験結果の比較等により物理的内容をより深く理解すること。

以下の5個の個別実験項目を行う。1個の実験項目テーマを3週間(3回)で行う。各実験項目に関して学生を少数の班に分けてローテーションを組み実験を行う。一人の教員は一つの実験テーマを担当する。

実験項目
1.ガイダンス/シミュレーション実習:実験IIIのガイダンス及びイオン注入シミュレータSRIMの実習
2.半導体プロセス(1):試料に付着した有機物、無機物を取る洗浄方法を修得し、合わせて安全保護具(メガネ、手袋、前掛け等)の取り扱い法に慣れる。
3.半導体プロセス(2):洗浄したSiウエハに電気炉による酸化処理を行なう。酸化時間、酸化温度を設定して、電気炉の電源を入れるところから始め、温度を上昇させた後に、電気炉に試料を挿入して酸化する。
4.プローブ顕微鏡の原理:プローブ顕微鏡の原理と装置の使用法を学ぶ.
5.ウェットプロセス実習:主にSi上に作製した酸化膜のウェットエッチング法の実習を行う。
6.プローブ顕微鏡の実習:グラファイトの原子間距離を測定し、STMの測定原理を理解する。
7.加速器の原理:半導体産業のみならず、各産業分野で活躍しているイオン注入法の原理を学ぶ。
8.PL/ラマン分光の原理:固体のラマン発光/PL分光の物理機構について学ぶ。
9.イオン注入の実習:実際にイオン注入装置を操作し、Siウエハに加速エネルギーや注入量を変化させてイオン注入する。操作法に習熟する。
10.PL/ラマン分光の実習:Si半導体を用いて、顕微ラマン分光装置の使い方を習得する。
 次の11から14まで、上記1から10まで学んだ装置を総合的に使用し、卒研の前段階の実験を行う。
11.半導体プロセス実習①:半導体酸化実験と膜厚評価
12.半導体プロセス実習②:酸化した半導体へのイオン注入実験
13.半導体プロセス実習③:イオン注入した半導体のフォノン物性評価
14.半導体プロセス実習④:イオン注入した半導体のバンド構造評価

 

授業運営

 1つのテーマを3週間で行う。
 物理実験系研究室に配属された学生諸君には必修相当の実験科目であり、従来のゼミナールの実習部分に相当する。レポート提出方法及び細部の運営上の相談は、星野靖特別助教、青木孝教務技術職員が受付ける。

評価方法

レポートによる。

オフィスアワー

物理学実験準備室にて行う.

使用書

『物理学実験III(自作テキスト)』

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