エネルギー材料工学｜山崎研｜九州大学エネルギー研究教育機構

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2018FY

H30後期表面機能制御学（大学院生）

日時：月曜１コマ（8:40~10:10）
場所：第７講義室
講師：山崎仁丈教授
評価：出席、発表および演習解答(40点)、レポート（作成した問題の質、解答内容、日本語のわかりやすさ, 60点）：演習問題を各自作成、作成された問題をすべてレポートとしてまとめ、提出ください。
教科書：「金属酸化物のノンストイキオメトリーと電気伝導」斎藤編訳、内田老鶴圃
参考書：「Thermodynamics of materials, vol. 1 & 2」 Ragone, Jone Wiley & Sons、日本語版絶版「材料の物理化学I & II」, 丸善（図書館にはあると思います）
　　　：「Physical Ceramics」Chiang, Birnie, & Kingary, John Wiley & Sons
　　　：「固体電子論入門」
　　　：「表面技術者のための電気化学」
演習：授業中に演習問題や計算結果を確認するため、関数電卓かノートPCを授業にお持ちください。

概要

　燃料電池や光触媒などの最先端エネルギーデバイスや材料では、材料表面を巧みに制御することで目的とする機能を発現している。本授業では、これら物質・エネルギー変換機能の発現および制御に必須となる点欠陥（電子、正孔、酸素空孔など）挙動を熱力学や速度論に基づいて講義する。

予定
1. 10/9(Tue) 　ガイダンス（本授業の狙い）、イントロダクション、Kröger-Vink表記
2. 10/15(Mon)　休講
3. 10/22(Mon)　固体の欠陥化学：欠陥反応、欠陥反応の平衡定数(熱力学)、Brouwerダイアグラム(熱力学)（p43~67）
4. 10/29(Mon)　演習回答
5. 11/5(Mon)　金属中の空孔濃度(熱力学)、イオン結晶中の空孔濃度(熱力学)（p67~71: Thermodynamics of materials vol.2）
6. 11/12(Mon)　演習回答
7. 11/19(Mon)　演習回答、真性半導体における電子-正孔濃度(熱力学)（77~80: Thermodynamics of materials vol.2)
8. 11/26(Mon)　演習回答
9. 12/3(Mon)　演習回答、演習問題作成について、不純物半導体における電子-正孔濃度(熱力学)（p111~113）
10. 12/10(Mon)　固体中の原子の拡散：フィックの第一法則(速度論)（p127~129:Thermodynamics of materials vol.2）
11. 12/17(Mon)　Nernst-Einsteinの関係(速度論)（p141~144:Thermodynamics of materials vol.2）
12. 1/7(Mon)　各自作成したレポート問題の発表、Nernst-Einsteinの関係(速度論)（p141~144:Thermodynamics of materials vol.2）、固体中のイオン伝導・電子伝導（p213~217: Physical Ceramics)
13. 1/15(Mon)　輸率(速度論)（p213~217: Physical Ceramics)、電気化学ポテンシャル(熱力学)、ネルンストの式(熱力学)（p233~235: Physical Ceramics）、バトラーボルマーの関係(速度論)（p52~57: 表面技術者のための電気化学）燃料電池の原理と理論変換効率(熱力学)、スペースチャージ（p97~123: Thermodynamics of materials vol.2、p146~165: Physical Ceramics）
14. 1/21(Mon)　レポート発表&討論
15. 1/28(Mon)　レポート発表&討論、アンケート調査
16. 2/4(Mon) 16:30 レポート提出締切 （稲盛財団記念館406室のレポート受けに提出）