光・電磁物性（2016年度）

近藤高志 tkondo@castle.t.u-tokyo.ac.jp

Updated: 2016/11/11

講義の目標

この講義では，マテリアルと電場，磁場，電磁波（光）との相互作用によって引き起こされる多彩な現象の基礎を学ぶ。マテリアルの電場に対する応答（誘電物性），磁場に対する応答（磁気物性，あるいは磁性），光（電磁波）に対する応答（光学物性，あるいは単に光物性ともいう）は様々な現象を引き起こし，それらの多くが実用的なデバイスに活用されている。この講義では，こうした各種の物性を原理から説明したうえで，それらが実用的なデバイスでどのように活用されているのかについても，極力紹介していく予定である。なお，この講義の内容をきちんと理解するためには，夏学期開講の電子・フォノン物性と半導体物性の内容の理解が不可欠である。必ずこれらの科目を履修した上で本講義に臨むこと。

教科書・参考書

この講義での教科書は以下のものを指定する。

• 「固体物理学[改訂新版]―21世紀物質科学の基礎」イバッハ・リュート著（シュプリンガー・ジャパン）
  固体物理学（凝縮系物理学）の教科書は多数あるが，本書はその中でも比較的コンパクトな教科書の一つ。材料系の学部レベルで必要な範囲を一通りカバーし，かつ不必要に難しくない，という点で好感が持てる。理論と実験，基礎と応用がほどよいバランスで考慮されている。章末に挿入されている問題とパネル（多少アドバンストな内容に関する長めの囲み記事）も有用。

この教科書に沿って講義を進めるわけではなく，講義自体は，初回に配布する講義ノートと毎回の講義時に配布する追加資料とを用いて進める予定である。しかし，上記の教科書は，電子・フォノン物性，半導体物性と共通の教科書であり，あわせて勉強すると非常に役に立つと思う。

本講義に関する参考書として，以下のものを挙げておく。

• 「光・電磁物性」多田邦雄，松本俊著（コロナ社）
  この講義の範囲をほぼカバーした標準的教科書。この講義との整合性はこの教科書が一番良いと思う。光物性に関する学部・大学院初等レベルの標準的教科書である。この講義で取り扱う光学材料の基礎となる光物性の大部分がカバーされている。
• 「光物性・デバイス工学の基礎」中澤叡一郎・鎌田憲彦著（培風館）
  光物性がタイトルにあるが，誘電物性や磁気物性も多少含んだ教科書。デバイス応用を念頭に置いた構成で，こういう本も今のうちに一度は読んでみてもよいかも知れない。
• 「固体物理学入門 第8版」キッテル著（丸善）
  もっとも有名な固体物理の教科書。私も学生時代には，この教科書で勉強した。標準的な教科書なので一読を勧めるが，必ずしも理解しやすいとは言い難い（と個人的には思う）。
• 「物性科学入門」近角聰信著（裳華房）
  日本人の著者による固体物理の教科書。コンパクトによくまとまっているが，さすがにこのページ数ではすべての分野をまんべんなくカバーすることは不可能。光物性は特に弱い。しかし，著者の専門である磁性に関してはよい教科書だと思う。
• 「光物性物理学（新装版）」 櫛田孝司 著 （朝倉書店）
  上記の教科書，参考書はいずれも，光物性に関する記述が相対的に弱い。それを補完する参考書として本書を推薦する。光物性に関する学部レベルの標準的教科書である。

講義のスケジュール

09月27日（火）	イントロダクション 電場，磁場，電磁波に関する復習
09月30日（金）	電気分極と分極率・誘電率
10月04日（火）	微視的分極と巨視的分極，誘電分散
10月07日（金）	各種の誘電特性（強誘電性）とその応用
10月11日（火）	各種の誘電特性（焦電性，圧電性）とその応用
10月14日（金）	物質中の光，光学定数と光学スペクトル
10月18日（火）	光物性の古典論と半古典論
10月21日（金）	マテリアルの光学特性(1)---原子，分子の光学スペクトル
10月25日（火）	マテリアルの光学特性(2)---半導体の光物性とその応用
10月28日（金）	磁気モーメントと磁化，原子の磁性
11月01日（火）	常磁性と反磁性，強磁性
11月11日（金）	強磁性の起源，反強磁性，磁性体の応用
11月18日（金）	期末試験（電卓を用意すること）

　

講義ノート

講義ノートをPDF形式で公開します。初回講義時に配布したものと原則的に同じものです。　-> 講義ノート

レポート

第1回レポート（10月11日出題，10月17日提出締切） 略解
第2回レポート（10月25日出題，10月31日提出締切） 略解
第3回レポート（11月1日出題，11月10日提出締切） 略解

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