機能性無機材料（Functional Inorganic Materials）[2D07]

＜授業のねらい及び具体的な達成目標＞

　機能性無機材料のうち，主として電磁気材料，構造・熱関連材料，光学材料，環境・エネルギー関連材料および生体関連材料の基礎理論と応用を学び，近年目覚ましく展開されつつある新材料の理解を深める。
具体的な達成目標を以下に示す。
(1) 原子，イオン，分子などのレベルで「特性(機能)」を理解する。
(2) 化学結合や固体構造が「特性(機能)」とどのような相関性をもつかを理解する。

＜授業計画及び準備学習＞

1. 電磁気材料「電磁気特性と製品、固体の電子構造：バンド構造―孤立原子からの近似―集団原子からの近似―フェルミ準位―バンド構造と導電性―主な物質のバンドギャプ―フェルミ-ディラック分布関数―状態密度と電子密度」
2. 電磁気材料「絶縁性、半導性（1）：半導体の種類―半導体となる元素および元素の組み合わせ―導電機構―温度とフェルミ準位，キャリア密度，導電率」
3. 電磁気材料「半導性（2）：半導体の応用―ダイオード，トランジスタ，バリスタ，サーミスタ，ガスセンサ」
4. 電磁気材料「電子伝導性、イオン伝導性：結晶構造とイオン伝導パス―可動イオンの種類―主要イオン伝導体と導電率―イオン伝導体の応用」
5. 電磁気材料「誘電性（1）：結晶中の分極―誘電率の周波数依存性―ペロブスカイト型化合物」
6. 電磁気材料「誘電性（2）：強誘電性―圧電性―焦電性―誘電体の応用、超伝導性」
7. 電磁気材料「磁気特性（1）：磁気の起源―磁子量の術語と単位―磁性の種類―磁区構造」
8. 電磁気材料「磁気特性（2）：交換相互作用―超交換相互作用―結晶構造と磁気モーメント―磁性体の応用」
9. 構造・熱関連材料「熱的性質：結晶構造および格子点原子の熱振動と融点―原子間距離〜ポテンシャルエネルギーの関係と熱膨張―フォノン，光子，自由電子と熱伝導」
10. 光学材料「光学特性（1）：結晶構造と屈折率―バンドキャップと光の吸収―電気光学効果―透光性セラミックス（PLZT，アルミナ）」
11. 光学材料「光学特性（2）：ルミネッセンス（蛍光，燐光）―非線形光学効果―非線形光学ガラス，光ファイバー，レーザー（YAG），光メモリー，フォトクロミックガラス，光触媒，無機顔料」
12. 環境・エネルギー関連材料「環境材料・耐火物，放射性廃棄物固化体，イオン交換体」
13. 環境・エネルギー関連材料「太陽電池，熱電素子，燃料電池，メソポーラスマテリアル」
14. 生体関連材料「生体材料―アパタイト，リン酸カルシウム―医療機器材料―化粧品」
15. 学習成果の確認（試験）

＜成績評価方法及び水準＞

　定期試験の成績を中心に，授業中に課す演習課題に対して提出された回答結果を10％程度加味して評価し，60点以上の者に単位を認める。

＜教科書＞

「工学のための無機材料科学」片山・大倉・橋本・山下 著（サイエンス社）

＜オフィスアワー＞

　火曜日 18:00〜18:30

＜学生へのメッセージ＞

　1，2年次に学習した「物理，化学，無機化学，物理化学」などの科目が基礎となるので重点的に復習すること。

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