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2M890000

非平衡材料物性特論

Non-Equilibrium Materials

開講部

大学院理工学研究科 修士課程

開講学科

材料工学専攻

開講学年

1年次

開講時期

後期

単位数

2

単位区分

特修

系列区分

特論

講義区分

講義
教授永山勝久この授業の2013年度のアンケートを参照

授業の概要

宇宙環境,すなわち微小重力環境を利用した新たな材料創製研究で代表されるように、特殊な極限環境あるいは非平衡環境を利用した、既存概念にはない、新たな材料科学研究とプロセス技術の開発が地球的規模で期待・着目されている。これまでの材料科学研究は、特にデバイス材料開発に代表されるように、精密に制御された環境下で、極めて整合性の高い原子配列または結晶格子の配列に基づき構築されてきた。本講義は、上記概念とは異なる新たな非平衡プロセスとこれに依存した非平衡構造に基づいた既存概念では考えられない、物性発現に対する物理的背景を踏まえて教授することを目的とする。

達成目標

1.非平衡物質、非平衡環境の材料科学研究に対する意義を理解し、併せて、平衡論とは異なる21世紀における新たな極限環境(超高温、超高真空、極低温環境など)を利用した『材料科学研究』の現状と意義に対し、知識の習得を目指す。
2.非平衡物質の局所構造とこれに依存した物性発現についての知識習得を目指す。
3.従来の材料プロセスとは異なる、新たな非平衡物質創製プロセスについて、知識の習得を目指す。
4.非平衡物質が有する特異な局所構造と電子状態について知識の習得を目指す。
5.21世紀における新たな物質創製研究の中心となる、宇宙環境を利用した材料科学研究についての知識習得を目指す。
6.非平衡物質の代表となる、ナノ・マテリアル、ナノ・プロセス技術ならびに20世紀までの概念にはない、新たな非平衡物質を利用した物質創製科学研究についての知識習得を目指す。

授業計画


【授業計画】【授業時間外課題(予習および復習を含む)】
1.非平衡プロセスとは何か事前にシラバスを読んでおくこと
2.非平衡プロセスに基づいた材料科学研究の概要古典物理・化学ならびに平衡論に基づく材料科学研究を十分理解しておくこと
3.非平衡構造と非平衡材料物性の概要物質が有するの平衡構造および通常の物性を事前に復習し、理解しておくこと
4.非平衡構造の解析手法物質・材料の通常の構造解析法を理解しておくこと
5.非平衡材料物性の解析手法物質・材料の通常の物性解析法を理解しておくこと
6.電子間結合と非平衡構造の関係固体の電子状態、平衡物質の電子間結合を理解しておくこと
7.磁気異方性発現と非平衡構造の関係磁性現象、強磁性、永久磁石材料、保磁力とは何かについて予習しておくこと
8.非平衡材料の価電子構造特に、3d遷移金属および4f希土類元素の価電子構造について復習しておくこと
9.非平衡熱力学の概要平衡熱力学(第一,第二法則)、エントトピー、エンタルピーおよびギブスの自由エネルギーを復習しておくこと
10.宇宙環境を利用した物質創製科学研究の概要物質・材料創製科学研究に対する宇宙環境の利点・特徴・意義を十分確認しておくこと
11.宇宙環境を利用した非平衡プロセスと非平衡相生成非平衡プロセスおよび非平衡材料とは何か、を事前の調べておくこと
12.宇宙環境を利用した新物質創製科学研究の現状・意義および今後の展開第10,11回目の講義を再度十分理解・確認しておくこと
13.ナノ・マテリアル、ナノ・プロセスと非平衡物性の関係ナノ・マテリアル、ナノ・プロセスについて事前に調べておくこと
14.21世紀の極限環境を利用した物質創製科学研究の意義および必要性(量子効果を含めて)「量子効果」について、半導体物理を中心に基礎事項を確認しておくこと
15.レポート課題の提示と課題の内容の説明および講義の総括本講義内容を再度十分理解・確認しておくこと

評価方法と基準

レポート課題(演習課題を含む)100%

教科書・参考書

プリント教材を作製, 配付する。
(※参考書 石川正道,日比谷孟俊:マイクログラビティ,培風館
      堂山昌男,小川恵一,北田正弘:21世紀の材料研究,アグネ承風社)

履修登録前の準備

学部4年次前・後期科目『固体物性論』、『量子物性論』および大学院修士課程前期科目『量子物性特論』を必ず履修すること。

学習・教育目標との対応

非平衡環境を利用した21世紀における物質創製科学研究の意義を理解し、新たな学問の習得を目指す。また、非平衡材料が有する特異な局所構造と量子力学および電子論を踏まえた量子効果、磁性体物理などの電子状態に依存したミクロ物性発現に対する基礎的知見の習得を目指す。

オフィスアワー、質問・相談の方法

学部及び大学院の講義等の関係で、月曜(2,4限講義)、木曜(3,4限講義)、金曜(1,2限講義)及び土曜日は基本的に終日研究室にいます。(※前期火曜日は、大宮校舎で学部2年生の必修講義のため豊洲校舎を不在にします。毎週水曜日は、理事会等、学内で終日本学法人理事業務があり、研究室を不在にします)

環境との関連

環境に関連しない科目

最終更新 : Sun Apr 06 07:49:01 JST 2014