半導体科学２

授業テーマ	固体の量子力学いわゆるバンド理論より学ぶ半導体の電気的・光学的性質と、半導体電子・光デバイスの原理
授業のねらい・到達目標	20世紀後半に登場した半導体をもちいた電子デバイス、いわゆるトランジスタ、太陽電池、発光ダイオード、そして、パソコンに代表されるトランジスタを集積化した電子機器は社会を大きく変えた。21世紀に注目される人工知能の開発を半導体電子デバイスを抜きに進めることは不可能に近い。はじめに、その半導体の基礎物性を説明する。つぎにそれを理解するために必要な結晶の量子力学、すなわちバンド理論を学ぶ。そして半導体デバイスの原理を理解する。半導体の電子の運動状態を理解し、それを利用した電子・光デバイスの原理を学習する。半導体科学１では前半を半導体２では後半を講義する。
授業の方法	必要に応じて補助プリントを配布して講義する。講義は板書とパワーポイントを用いて行う。さらに演習を行い理解を深める。
事前学修・事後学修，授業計画コメント	予習と復習をすること。次の講義の理解が容易になるので特に復習が重要です。

授業計画
1	授業計画について説明する。
2	結晶の量子力学、バンド理論、およびフェルミ分布
3	シリコン半導体の電子のエネルギー分布と抵抗率の温度依存性
4	不純物半導体、N形半導体とP形半導体少数キャリアと多数キャリア
5	不純物半導体の抵抗率の温度依存性
6	シリコン半導体の光学的性質とバンド構造直接遷移と間接遷移
7	シリコン半導体の原子振動とフォノン
8	半導体の光電気伝導現象
9	比較のため、アモルファス（非結晶）シリコン半導体の物性の紹介
10	演習
11	結晶シリコン半導体のPN接合と太陽電池
12	PN接合の拡散電流と整流特性
13	トランジスタの原理
14	各種半導体電子デバイスの紹介
15	まとめ：これまでの復習・解説を行い授業の理解を深める。