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固体電子工学

科 目
固体電子工学
区 分
電子工学科科目群
授業コード
13166
開設セメスター
5S
曜日・時限
金/34
単位数
2単位
担当者名
月岡 邦夫
授業の概要
我々の身の回りの家電製品には数え切れないほどの半導体デバイスが使われている。これらの半導体デバイスの基本性能は、「電子が半導体結晶内でどのような状態にあり、さらにそれが外部からの刺激(電界、磁界、光など)によってどう変化するか」によって決まる。固体電子工学は、これらを量子力学や統計力学を使って微視的に考察し、エレクトロニクスへの応用の道を探る応用物性論の1分野である。 本講義では、電子物性Ⅰ、Ⅱで習得した基礎知識を基に、エレクトロニクスへの応用に必要な要点を平易に論ずる。
授業計画
テーマ
内 容
第1回目
主要半導体の結晶構造結晶格子と結晶構造、単位格子と基本格子
結晶軸と結晶面の表し方(ミラー指数)
第2回目
逆格子とブリルアンゾーン、固体の結合力
第3回目
格子振動とフォノン結晶中の弾性波、格子振動とフォノン、縦波と横波
第4回目
音響モードと光学モード、格子振動の電気伝導への影響
第5回目
半導体内の電子状態電子の波動性と禁制帯の出現、真空中の電子との比較
第6回目
結晶内の電子状態、ブロッホの定理
第7回目
殆ど自由な電子の近似、分散関係の表示方式
第8回目
k-空間の状態密度、金属・半導体・絶縁体の区別
第9回目
その他の電子状態の計算法、実際の半導体のバンド構造
第10回目
半導体の電子統計電子の分布関数と状態密度、キャリア濃度の表現
第11回目
真性半導体と不純物半導体、縮退半導体
第12回目
キャリア濃度の温度変化(固有領域、出払い領域、不純物領域)
第13回目
半導体の電気伝導抵抗率と導電率、ホール効果、移動度
第14回目
電子散乱
第15回目
ホットエレクトロン

使用テキスト
使用しない.
参考文献
初学者のための半導体/宮沢 久雄/玉川大学出版部/4,120円
 半導体の物理/御子柴 宣夫/培風館/3,900円
Introduction to Solid State Physics/C. Kittel/ Wiley/11,430円
成績評価方法
レポート及び出席率による総合評価
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