AEコース 電子材料特論 2年・後期・選択・学修2単位
担当教員 山口 一弘 連絡先 
講義の概要 本講義では磁性材料を中心に扱う。磁性材料は、金属、半導体、誘電体を含み、多様な特性をもつ。ここでは、物性、デバイス応用、材料作製法、分析法等を解説し、磁性材料をとおして、一般の電子材料の作製や評価等の基礎を学ぶ。
到達目標 1.磁性材料の物性を説明できる。
2.材料の作製法、評価方法を説明できる。
3.磁性材料の応用を説明できる。
日程授業項目理解すべき内容 理解度
(1~4)
後期 第1週 物質の磁性(1) 反磁界を説明し、簡単な形状に対して反磁界係数を決定できる。各種磁性を定性的に説明できる。また、原子の磁気モーメントを説明できる。  
第2週 物質の磁性(2) Langevin常磁性理論からCurieの法則を説明できる。Weiss理論や交換相互作用から強磁性を説明できる。  
第3週 物質の磁性(3) 磁気異方性の種類を説明でき、結晶磁気異方性定数から磁化容易軸を決定できる。また、磁歪を説明できる。  
第4週 物質の磁性(4) 静的磁化過程を定性的に説明できる。LLG運動方程式を理解し、簡単な問題に応用できる。  
第5週 ソフト磁性材料 高透磁率磁性材料に求められる特性を説明できる。また、合金材料やフェライト材料とその作製法等を説明できる。  
第6週 ハード磁性材料と特殊磁性材料 永久磁石材料の特性とその作製法を説明できる。ピンニング形とニュークリエーション形磁石の減磁曲線を説明できる。また、磁歪材料等を説明できる。  
第7週 (中間試験)  
第8週 薄膜磁性材料(1) 蒸着法やスパッタ法等の薄膜化技術を説明できる。一軸磁化回転をもつ磁性薄膜において、磁化スイッチを定量的に説明できる。  
第9週 薄膜磁性材料(2) 多層膜、人工格子膜の特性を説明できる。また、磁気抵抗効果とその応用を説明できる。  
第10週 磁気センサ 磁界センサ、位置センサ等の動作原理を説明できる。  
第11週 光磁気(1) 磁気光学効果を説明できる。Maxwellの方程式を用いて、旋光性や円二色性の起源を説明できる。  
第12週 光磁気(2) 光アイソレータや光サーキュレータ等の光磁気デバイスの動作原理を説明できる。  
第13週 分析法(1) 電子材料の分析法を説明できる。  
第14週 分析法(2) 真空蒸着法を用いて磁性薄膜を作製し、その磁化曲線を振動試料型磁力計を用いて評価することで、これらの作製法と評価法を説明できるようにする。  
第15週 (期末試験)  
第16週 総復習  
学習教育目標 Bに対応 達成項目専攻科ロ)、ハ)に対応 JABEE
認定基準
(B-1,-2),(d)-(1),(d)-(2)-a) に対応
教科書・参考書 教科書:電気学会マグネティックス技術委員会 編「磁気工学の基礎と応用」(コロナ社)
参考書:小間 篤 編 「実験物理学講座」(丸善)
評価方法及び合格基準 成績の評価は、定期試験の成績80%及びレポートの成績20%で行い、それらの合計の成績が60点以上の者を合格とする。
学生への
メッセージ
本講義は、電磁気学や量子力学等の物理、電子物性・電子材料等の電気電子工学の知識をベースにしており、これらの知識を修得していることを前提に実施します。配布プリントはノート代わりにせず、講義ノートを作成したり、例題・問題を解いたりして復習すること。次回の講義内容と予習内容を示すので準備すること。