凝縮系物理学特論

科目名	凝縮系物理学特論
教員名	久保　康則
単位数	2	課程	前期課程	開講区分	文理学部
科目群	相関理化学専攻
学期	前期	履修区分	選択

授業テーマ	超伝導現象のメカニズムの探訪
授業のねらい・到達目標	マクロな量子効果としての超伝導現象を探索し、その秘められたからくりの解明に誘導する
授業の方法	超伝導を特徴付ける完全導体・完全反磁性の二つの現象の検討からスタートし、古典物理学によるそれらのメカニズム解明への挑戦と限界を明示し、ミクロな視点への誘導を行う。超伝導発現の担い手である電子はフェルミ粒子でありフェルミ面を構成しフォノンを介してボース粒子へと変遷する。このプロセスのポイントについて説明しBCS理論の発見に導く。この転移温度の低い超伝導に対し高温超伝導について探訪し、それらの現象とメカニズムについて具体例を取り上げて講述する。
履修条件	特になし
事前学修・事後学修，授業計画コメント	超伝導現象に関心があること

授業計画
1	超伝導現象の発見の背景とその後の展開について探訪する
2	超伝導現象のメカニズムに、電磁気学から挑んだロンドン兄弟の理論の枠組みを解説
3	超伝導現象を相転移の視点から捉え、熱力学からのそのメカニズム解明に挑んだギンズブルグ・ランダウによる理論の紹介
4	多数の電子が関与する伝導現象のミクロな視点からの捉え方について言及する
5	フェルミ粒子としての電子の特徴であるフェルミ面の構成と伝導現象との関係を詳述する
6	結晶中の電子の伝導現象を散乱問題として捉え、フォノンの介在から現れる電子状態の新たな世界について解説
7	超伝導の引き金になるクーパー対の形成について、その起源と捉え方について詳述する
8	超伝導現象発現のメカニズムを解明したBCS理論の背景と構成を紹介する
9	BCS理論の枠組みをミクロな視点で覗いてみる
10	クーパー対生成の担い手であるフォノンの役割につて詳述する
11	絶縁体を母体とする超伝導体（高温超伝導体）の発見の背景とその織りなす超伝導の世界を探訪する
12	銅を基本とする高温超伝導体の発現とBCS理論との関係について解説する
13	磁性を示す鉄を基本にする鉄系超伝導の世界を探索する
14	鉄系超伝導と銅系超伝導の類似点・相違点を吟味し、発現機構について検証する
15	超伝導の世界についての総括を行う

その他
参考書	青木秀夫『超伝導入門（物性科学入門シリーズ）』裳華房 2009年家泰弘『超伝導（朝倉物性物理シリーズ）』朝倉書店 2005年
成績評価の方法及び基準	レポート(50%)、授業参画度(50%)
オフィスアワー	授業終了時