2013年度の特別講義

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強相関多軌道電子系の物理 †

担当教員： 堀田 貴嗣・教授(首都大学東京大学院理工学研究科物理学専攻)

日程： 平成25年12月13日（金）〜18日（水）（詳しい日程は物理事務室で確認すること）

対象学年： 学部3, 4年次、および大学院生

講義室： 理複202教室、理105教室

受講登録： 物理事務室

授業計画：

• 第一回：断熱近似と理論モデルの構築
• 第二回：１電子の量子力学：水素原子の復習
• 第三回：結晶場理論と原子の磁性
• 第四回：多電子の量子力学：フントの規則
• 第五回：多極子とは？：スピンと軌道の結合
• 第六回：ヤーン・テラー効果
• 第七回：電子の遍歴性：強束縛近似
• 第八回：軌道秩序の例：マンガン酸化物
• 第九回：多極子秩序の例：アクチノイド化合物
• 第十回：まとめ

重い電子系の物理 †

担当教員： 大貫惇睦

日程：11/12 より毎週火、木の1限目に予定している。（11/12, 11/14, 11/19, 11/21, 11/26, 11/28, 12/5）

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（11/12）
• 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（11/14）
• 磁性の基礎、結晶場効果と四極子モーメント（11/19）
• RKKY相互作用と近藤効果（11/21）
• ドニアック相図と重い電子系（11/26）
• Ginzburg-Landau 理論（11/28）
• 磁気がからんだ異方的超伝導（12/5）

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）

メールアドレス：　onuki_at_phys.u-ryukyu.ac.jp　（_at_ を＠に変えてください）

タイトル：結晶物理と構造物性 †

講師：野田幸男先生（東北大学名誉教授）

期間：平成25年7月4日（木）〜10日（水）

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：

　固体物理学において最初に学ぶべき基幹科目である「結晶学」，及び結晶構造を調べるＸ線・中性子などの回折手法，さらに，これらの手段によって固体に関するどんな情報が得られるのかについて講義する．

　固体とは結晶中の原子や分子が規則正しく並んだ「結晶構造」をもつことであり，その物理的性質は結晶中の配列パターン（対称性）によって支配される．講義では，結晶がもつ対称性を表記する数学的表現（点群，空間群），結晶構造を調べるＸ線，中性子回折の理論と手法について学び，結晶構造と物理的性質との関係を議論するために必要な固体物理学に関わる基礎知識を習得することを目的とする，また，最先端の研究事例を紹介しながら、結晶物理と構造物性についての議論を行う．

　なお，計算演習を行うので，エクセルが入ったパソコンを持参することが望ましい．

授業計画

1. 結晶とは　結晶の対称性　デモ実験
2. 点群と空間群
3. 点群と物性
4. 回折の理論　デモ実験

5. 構造因子　消滅則
6. 結晶構造解析
7. 中性子磁気散乱、磁気構造解析
8. 秩序変数と回折実験
9. フォノンと中性子非弾性散乱
10. マグノンと中性子散乱の基礎−磁気散乱を中心に−
11. まとめとトピックス

量子ビームを用いる物性科学 –液体・ガラスのナノ構造とイオンダイナミクス- †

講師：川北至信・セクションサブリーダー(原子力機構・J-PARCセンター、中性子利用セクション)

日程：平成25年11月13日（水）〜19日（火）（詳細は物理事務室で確認すること）

対象学年：学部3, 4年次、および大学院生

講義室： 理複202教室

受講登録：物理事務室

授業概要：

J-PARCセンターの物質・生命科学実験施設（MLF）では、大強度陽子加速器を利用した水銀の核破砕反応によりパルス中性子を発生し、これを用いた物性研究を展開している。さらに近年放射光施設を用いたX線散乱実験も進められており、これら中性子線やX線など大型施設の量子ビームを用いた研究は、物性研究に欠かせないものとなってきている。この授業では、量子ビームと物質の相互作用を勉強し、これをプローブに用いた液体・ガラスなどの物性研究の基礎を学ぶ。

授業計画：

• 第一回：量子ビーム発生の仕組みと大型施設の紹介
• 第二回：物質のランダム性
• 第三回：ガラスや液体など非晶質の構造の特徴
• 第四回：ランダム系物質の構造モデリングとその研究例
• 第五回：物質の中における原子の運動
• 第六回：物質中の原子・分子の振動とフォノン
• 第七回：準弾性散乱測定と非弾性散乱測定から得られる動的構造関数
• 第八回：J-PARCにおける最新の中性子散乱測定装置
• 第九回：J-PARCにおける最先端の物質研究
• 第十回：まとめ