デバイス材料工学（2024年度A2ターム，近藤担当分（光デバイス材料））

近藤高志 tkondo@castle.t.u-tokyo.ac.jp

Updated: 2024/11/25

講義の目標

半導体デバイスの動作原理の基本を理解し，材料技術の果たす役割と意義を理解する。電子デバイスについては，pn接合とCMOSを中心とした電子デバイスの動作原理，近年のAIをはじめとする新しい計算手法を実現する上で，材料の果たす役割とについて講義する（内田担当）。光デバイスについては，発光ダイオード・半導体レーザとフォトダイオード・太陽電池の動作原理，用いられる半導体材料の特性，特に化合物半導体の特徴とその応用について講義する（近藤担当）。 なお，この講義の学習には，固体物性学と半導体物性学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指定しない。講義ノートと配布資料とで必要な範囲をカバーする予定である。なお，本講義の光デバイスの部分に関して，以下の参考書をあげておく。

• 「初歩から学ぶ固体物理学」矢口裕之著（講談社）
  固体物性学の講義で指定した教科書。非物理系の学生が固体物理学を学ぶための最高の教科書。この講義に関係するのは，「第12章 固体の光学的性質」と「第14章 半導体」。特に，半導体の章は材料的な視点でも書かれた良い内容で，他の教科書では勉強できない素晴らしい記述だと思う。ただし，これはあくまで固体物理の教科書。デバイスについては後述の参考著が必要である。
• 「Fundamentals of Photonics (Third edition), Part II: Photonics」Saleh, Teich著（Wiley）
  フォトニックデバイス分野の代表的教科書である。 光学の基礎から半導体物理，各種光デバイスまで，一貫した記述でカバーした良書。この講義と関係するのはPart IIのChapter 14-19だが，Part I: Optics（557ページ）もあわせて勉強すると良いと思う。第1版の邦訳が出版されている（基本 光工学）が，改訂された本書を英語で読む方をお勧めする。

講義のスケジュール

12月02日（月）	光物性の基礎―光の吸収と放出
12月09日（月）	半導体の光学特性―光吸収と発光
12月16日（月）	半導体光デバイス材料―化合物半導体
12月23日（月）	半導体発光デバイスI―発光ダイオード
01月06日（月）	半導体発光デバイスII―半導体レーザ
01月20日（月）	半導体受光デバイス
01月27日（月）	期末試験（予定，変更の可能性あり）

　

講義ノート

講義ノートをPDF形式で公開します。誤り等が見つかれば修正していきます。　-> 講義ノート（2.00 MB）

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