応用物理学IV
半導体の物性と電子デバイスの物理

担 当 者 単 位 数 配当年次 学 期 曜 日 時 限
渡邉 匡人 教授 2 D/M 第1学期 2

授業の目的・内容

半導体物性ついて学び、現代の社会生活を支える電子デバイスの動作原理の理解を目指す。 
現代および近未来の社会生活を支えるキーテクノロジーである電子工学は、半導体を中心とした物性物理学から発展したものである。この講義では身の回りの電子デバイスの話題から出発して、半導体中の電子状態と光学的特性について、電磁気学や古典電子論、量子論によってどのように説明できるのかを中心に講義を進めていく。さらに半導体物性に基づき電子デバイスの動作原理を理解し、実際に電子デバイス動作のシミュレーションもおこない半導体・電子デバイスの動作を理解することを目指す。また近年、その重要性が増している太陽電池の構造と動作原理についても学び、高効率太陽電池の開発指針を考える。

授業計画

現代社会における電子デバイスの役割
電子バンド構造
半導体のキャリア(真性半導体、不純物半導体、キャリア輸送)
半導体接合(PN接合)
金属・半導体接合(MIS構造)
金属・絶縁体・半導体接合(MOS構造)
電界効果型トランジスタの構造と動作
半導体界面の電子
半導体メモリの構造と動作
10 半導体中のキャリア輸送の数値解析
11 半導体の光物性
12 太陽電池の動作原理と高効率化

授業方法

講義形式で進める。

成績評価の方法

出席状況と宿題レポートおよび期末レポートを総合して評価する.

参考文献

御子柴宣夫半導体の物理』(半導体工学シリーズ改訂版、培風館1991年、ISBN:9784563032999
B.L.アンダーソン/R.L.アンダーソン(樺沢宇紀 訳)半導体デバイスの基礎(上,中,下)シュプリンガー・ジャパン2008年、ISBN:9784431100287