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授業科目区分	科目名	単位数	科目コード	開講時期	履修方法
専門教育課程専門科目専門	エネルギー固体化学 Solid State Chemistry for Energy Conversion and Storage	2	B023-01	2024年度５期（前学期）	修学規程第4条を参照

担当教員名
岡田　豪

＊印は、実務経験のある教員を示しています。

授業科目の学習・教育目標

キーワード

学習・教育目標

1.エネルギー固体材料 2.結晶構造 3.固体の電気的性質 4.バンド構造 5.固体の光学的性質

「エネルギー固体化学」はエネルギー材料を固体化学の知見と手法を用いて作製することを学習する授業である．エネルギーの創製（変換）・伝達・蓄積等に係わる固体材料について，その基礎となる結晶構造と電子のバンド構造を理解し，ブレークスルーすべき課題を明らかにしつつ，固体化学の手法を用いて，新しい固体エネルギー材料を作製することができるようになることを本授業の目標とする．

授業の概要および学習上の助言

講義の前半は，結晶構造あるいは固体のバンド構造について学習する．後半は固体物質の電気的特性，光学的性質，磁気的特性などを学習した後，半導体，太陽電池，磁性デバイス，あるいは蛍光体材料などについて学習していく．講義は配付資料に基づいて進めていきます．適宜参考書を学習しながら理解を深めていってください．

教科書および参考書・リザーブドブック
教科書：指定なし参考書：指定なしﾘｻﾞｰﾌﾞﾄﾞﾌﾞｯｸ：指定なし

履修に必要な予備知識や技能

（１）物質の基礎，熱の化学，無機化学，および有機化学の単位を取得していることが望ましい．（２）固体の結晶構造に関する基礎的知識を持っていることが望ましい．（３）電気化学に関する基礎的知識を持っていることが望ましい．（４）仕事やエネルギーの物理に関する基礎的知識を持っていることが望ましい．

学生が達成すべき行動目標
No.	学科教育目標（記号表記）
①	L	無機固体結晶の構造を記述できる．
②	L	回折現象を利用した構造の決定方法および固体組成の決定方法について説明できる．
③	L	固体の光学的，電気的，および磁気的性質についてその概要を説明できる．
④	L	固体のバンド構造を説明できる．
⑤	M,P,R,S	電気，光学，誘電，および磁気デバイスの原理と概要を説明できる．
⑥

達成度評価
				評価方法
				試験	クイズ小テスト	レポート	成果発表 (口頭・実技)	作品	ポートフォリオ	その他	合計
総合評価割合	30	60	10	0	0	0	0	100
指標と評価割合	総合評価割合		30	60	10	0	0	0	0	100
	総合力指標	知識を取り込む力	10	20	5	0	0	0	0	35
		思考・推論・創造する力	20	40	5	0	0	0	0	65
		コラボレーションとリーダーシップ	0	0	0	0	0	0	0	0
		発表・表現・伝達する力	0	0	0	0	0	0	0	0
		学習に取組む姿勢・意欲	0	0	0	0	0	0	0	0

※総合力指標で示す数値内訳、授業運営上のおおよその目安を示したものです。

評価の要点
評価方法	行動目標		評価の実施方法と注意点
試験	①	レ	最終試験を行う．出題範囲は講義，演習教材および小テストの内容とする．
	②	レ
	③	レ
	④	レ
	⑤	レ
	⑥
クイズ小テスト	①	レ	授業の進行に合わせ，小テストを2回行う．出題範囲は講義および演習教材の内容とする．
	②	レ
	③	レ
	④	レ
	⑤	レ
	⑥
レポート	①	レ	課題に沿った内容について調査を行い，他者が理解でき，間違いが無く，求められる形式に沿った文書としてまとめる事ができているかを評価する．
	②	レ
	③
	④
	⑤
	⑥
成果発表 (口頭・実技)	①
	②
	③
	④
	⑤
	⑥
作品	①
	②
	③
	④
	⑤
	⑥
ポートフォリオ	①
	②
	③
	④
	⑤
	⑥
その他	①
	②
	③
	④
	⑤
	⑥

具体的な達成の目安

理想的な達成レベルの目安

標準的な達成レベルの目安

－固体の結晶構造およびその決定方法を説明することができる．－固体組成の決定方法を説明することができる．－固体のバンド構造を説明することができる．－固体の電気的，光学的，磁気的性質について説明することができる．－固体を応用した電気・光学デバイスについて説明することができる．

－固体の結晶構造およびその決定方法に関する基礎的な知識を有する．－固体の組成の決定方法に関する基礎的な知識を有する．－固体のバンド構造に関する知識を有する．－固体の電気的，光学的，磁気的性質について，基礎的な知識を有する．－固体を応用した電気・光学デバイスについて基礎的な知識を有する．

ＣＬＩＰ学習プロセスについて
一般に、授業あるいは課外での学習では：「知識などを取り込む」→「知識などをいろいろな角度から、場合によってはチーム活動として、考え、推論し、創造する」→「修得した内容を表現、発表、伝達する」→「総合的に評価を受ける、ＧｏｏｄＷｏｒｋ！」：のようなプロセス（一部あるいは全体）を繰り返し行いながら、応用力のある知識やスキルを身につけていくことが重要です。このような学習プロセスを大事に行動してください。
※学習課題の時間欄には、指定された学習課題に要する標準的な時間を記載してあります。日々の自学自習時間全体としては、各授業に応じた時間（例えば2単位科目の場合、予習2時間・復習2時間／週）を取るよう努めてください。詳しくは教員の指導に従って下さい。

授業明細
回数	学習内容	授業の運営方法	学習課題予習・復習	時間：分※
１	開講にあたって（無機固体とその応用）結晶構造（結晶模型の作製）	講義配布資料の説明演習	シラバス，配布教材の復習ダイヤモンドの構造や他各結晶構造について復習	120
２	結晶構造（概論，代表的な結晶構造，結晶模型の作製・演習）	講義配布資料の説明演習	代表的な結晶構造について学習立方格子および六方格子を理解	120
３	結晶構造（回折現象と構造決定）	講義配布資料の説明演習	結晶における回折現象および構造決定手法について学習	120
４	結晶構造（結晶構造演習，結晶欠陥）	講義配布資料の説明演習	回折現象とは何かを復習面間隔の求め方を復習	120
5	小テスト１振り返り量子論の基礎（シュレディンガーの方程式）	理解度確認・自己点検講義配布資料の解説演習	理解度確認テストの実施・解説，振り返り固体の量子論的扱いについて学習	120
6	量子論の基礎（シュレディンガーの方程式，１次元箱ポテンシャル）	講義配布資料の説明演習	固体の量子論的扱いについて学習	120
7	量子論の基礎（エネルギー準位，電子遷移）	講義配布資料の説明演習	物質の電子構造と電子遷移に伴う発光・光吸収について学習	120
8	量子論の基礎（電子遷移）	講義配布資料の説明演習	発光や吸収スペクトルから電子遷移を帰属する手法について学習	120
9	量子論の基礎（分析手法，演習）	講義配布資料の説明演習	化学組成などの分析手法について学習演習問題小テストの準備	120
10	特別授業（固体化学の基礎と応用）	講義配布資料の説明演習	講義資料に目を通し、関連する内容について予習	120
11	小テスト２振り返りバンド構造と電子物性（導体，半導体，絶縁体）	理解度確認・自己点検講義配布資料の解説演習	理解度確認テストの実施・解説，振り返りバンド構造の観点から導体，半導体，誘電体について学習	120
１２	バンド構造と電子物性（固体中の電子の運動） LED、太陽電池およびレーザーのしくみ	講義配布資料の解説演習	バンド構造の観点から固体中の電子の振る舞いについて学習 LED、太陽電池およびレーザーのしくみについて固体化学の観点から学習	120
１３	磁性体と誘電体（現象，分析手法）	講義配布資料の解説演習	磁性体・誘電体の基礎についての復習現象，分析手法について学習	120
１４	期末試験、振り返り	理解度確認・自己点検講義配布資料の解説演習	理解度確認テストの実施・解説，振り返り	120
１５	振り返り、課題・試験の復習	講義配布資料の解説自己点検	振り返り，解説	120