2012年度の特別講義

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◆液体物理学 –構造不規則な物質における物理– †

対象者： 3, 4年次、大学院生

講師：　　武田 信一 教授 (九州大学大学院 理学研究院 物理学部門)

日時：　　2012年8月6日(月)〜9日(木)

場所：　　理313教室

概要：

液体は固体の結晶とは異なり、長距離の規則的な原子配列を持たない。そのため、一見すると乱雑な原子配列をしているように見えるが、短距離〜中距離では規則性が見られる。今回は、このような系における基本的な物理概念と考え方について、実験的な観測手法等をおりまぜながら講義する。

（授業予定などは物理事務室で確認すること）

◆ナノ構造の光物性 †

授業概要：

講師：上原洋一先生（東北大学電気通信研究所教授）

期間： 2012年11月12日（月）〜16日（金）

対象学年： 学部3, 4年次、および大学院生

場所： 理105教室

概要：

ナノメートル領域における（可視）光と物質の相互作用の基礎について講義をする。日常生活では、光と物質との相互作用は反射や屈折といった現象として目にするが、光や物質をナノメートル・スケールの空間に閉じ込めることにより新しい現象が発現するようになる。この機構を概観するとともに、走査プローブ顕微鏡によるこのような現象の観測について紹介する。

授業計画：

• １　イントロダクション：電磁気学と量子力学の基礎
• ２　誘電関数の物理と誘電関数理論
• ３　光と巨視的な物質の相互作用
• ４　光とナノ物質の相互作用I：電場増強
• ５　電子と光のトンネリング現象
• ６　プローブ顕微鏡と局所光物性探索
• ７　光とナノ物質の相互作用II：数値解析的手法
• ８　光とナノ物質の相互作用III：半導体ナノ構造の光物性
• ９　励起子
• １０　まとめ

（授業予定などは物理事務室で確認すること）

◆重い電子系の物理 †

講師： 大貫惇睦

講義日程: 11/27 より毎週火、木の5限目に予定している。　（11/27, 11/29, 12/4, 12/6, 12/18, 12/20, 12/25）

授業内容と方法: 磁気と超伝導はかつて犬猿の仲であったが、今は磁気がからんだ超伝導の出現が、急速な進展をみせている。本講義では、金属電子論から出発し、磁性と超伝導について講義する。

達成目標: 一般的な物性物理学の教科書の内容が理解できるようになること

評価基準と評価方法: 出席とレポートで評価する。毎回基本となるレポートを出題し、次回講義までに提出してもらう。

履修条件: 学部4年次・大学院生

授業計画: ・

• バンド構造とフェル面（11/27）
• 超伝導とは：伝導電子の散乱とクーパーの考え、及び超伝導の熱力学（11/29）
• 磁性の基礎、結晶場効果と四極子モーメント（12/4）
• RKKY相互作用と近藤効果（12/6）
• ドニアック相図と重い電子系（12/18）
• Ginzburg-Landau 理論（12/20）
• 磁気がからんだ異方的超伝導（12/25）

事前・事後学習:　レポートを通して、授業内容を改めて考える。

参考書:

• 物性物理学　大貫惇睦編著（朝倉書店）
• 重い電子系の物理　上田和夫、大貫惇睦著（裳華房）

オフィスアワー:平日12:00 〜 13:00（理107室）

◆表面理論科学の基礎 --電子状態理論を中心に-- †

講師：濱田幾太郎先生（東北大学WPI-AIMR 助教）

期間：平成25年1月7日（月）〜11日（金）

対象学年：学部3, 4年次、および大学院生

会場：理105教室

受講登録：物理事務室

授業概要：

表面、あるいは界面は我々のごく身の回りにありふれたものであり、濡れ現象や潤滑など日常生活に関するものから、腐食、触媒、燃料電池などの応用技術にわたる広い範囲において極めて重要な役割を果たす。最先端の研究事例を紹介しながら、表面・界面における物理・化学の最も基礎となる電子状態とその理論的手法についての議論を行う。

講義予定 ：

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1.はじめに、量子力学の復習（2回）

2.固体電子論（2回）

3.バンド理論（1回）

4.非経験的電子状態計算の基礎（2回）

5.表面の構造（1回）

6.表面の電子状態（2回）

7.表面電子状態の手法（1回）

8.表面吸着の理論（2回）

9.最先端の研究紹介（1回）

10.まとめ（1回）

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(以下、詳細)

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1.はじめに

2.量子力学の復習

3.固体電子論：結晶、逆格子、Brillouin zone、Bloch定理

4.バンド理論、ほとんど自由な電子の近似、強束縛近似

5.非経験的電子状態計算手法（Hartree-Fock法、密度汎関数理論）

6.表面電子論：表面構造（表記法なども）、逆格子空間、Brillouin zone、Blochの定理

7.バンド理論、ほとんど自由な電子の近似、強束縛近似（復習）

8.表面に特有な電子状態（表面状態）

9.仕事関数

9.表面電子状態の観察手法

10. 表面吸着の理論：ファン・デル・ワールス引力

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（授業予定などは物理事務室で確認すること）