| 第1章 光および電磁波の基礎 |
| 1.1 電磁波の表示 1 |
| 1.2 偏光および単色光 5 |
| 1.3 光照射による圧力(放射圧) 7 |
| 1.4 光(または電磁波)のエネルギー密度 8 |
| 1.5 光の粒子性 8 |
| 1.6 光子のエネルギーと運動量 9 |
| 1.7 光電効果 11 |
| 1.8 光電効果の応用 14 |
| 1.9 黒体放射とその応用 15 |
| (1) 黒体放射のエネルギースペクトル 15 |
| (2) 温度計への応用 16 |
| (3) 電気炉 17 |
| (4) 高周波による放電 17 |
| 第2章 電子の物性 |
| 2.1 電磁界中の電子の運動 21 |
| 2.2 荷電粒子力学の応用例 24 |
| 2.3 電子の自転(スピン)と磁性 25 |
| 2.4 電子の軌道角運動量 28 |
| 第3章 統計力学 |
| 3.1 マクスウェル‐ボルツマン統計 30 |
| 3.2 マクスウェルの速度分布と応用 35 |
| 第4章 結晶構造 |
| 4.1 X‐線回折 37 |
| 4.2 結晶構造の種類 38 |
| (1) 立方晶系 39 |
| (2) ダイヤモンド構造 40 |
| (3) 閃(せん)亜鉛鉱構造 41 |
| (4) アモルファスSiの結晶構造 42 |
| 4.3 原子間の結合の仕方 42 |
| (1) 共有結合 42 |
| (2) イオン結合 44 |
| (3) 金属結合 45 |
| 4.4 仕事関数 46 |
| 第5章 量子力学の基礎 |
| 5.1 粒子の波動性―ド・ブロイ波― 48 |
| 5.2 ド・ブロイ波の実験的検証 49 |
| 5.3 ド・ブロイ波の応用 50 |
| 5.4 シュレーディンガの波動方程式 51 |
| 5.5 シュレーディンガ波動方程式の応用例 53 |
| (1) 井戸型ポテンシャルの中の電子 53 |
| (2) トンネル効果 57 |
| 5.6 ハイゼンベルグの不確定性原理 60 |
| 5.7 ポーアの水素原子理論 61 |
| 5.8 ポーア理論の応用 66 |
| (1) 水素原子のスペクトル 66 |
| (2) 電離および電離エネルギー 67 |
| 5.9 副量子数(方位量子数)およびスピン量子数 67 |
| (1) 電子の軌道状態と量子数 67 |
| (2) 電子の軌道角運動量 71 |
| 5.10 パウリの排他原理 72 |
| 5.11 シュレーディンガ波動方程式の水素原子の応用 73 |
| (1) 電子のエネルギー 75 |
| (2) 方位量子数(副量子数)および磁気量子数 75 |
| 第6章 固体の電子的現象 |
| 6.1 電気伝導 79 |
| 6.2 固体のエネルギーバンド構造 83 |
| 6.3 半導体のエネルギーバンドの形成 85 |
| (1) Si半導体 85 |
| (2) n型半導体 88 |
| (3) p型半導体 90 |
| 6.4 半導体の物理的・電気的特性 92 |
| (1) 半導体の種類および禁止帯のエネルギー幅 92 |
| (2) 不純物半導体のドナー準位およびアクセプタ準位 92 |
| (3) 典型的なドナー濃度およびアクセプタ濃度 93 |
| (4) 電子のエネルギー状態 96 |
| (5) フェルミ‐ディラック分布 101 |
| (6) マックスウェル‐ボルツマン分布 104 |
| (7) フェルミ準位の温度依存性 105 |
| 第7章 半導体の電気的・物理的特性 |
| 7.1 半導体バンド構造の印加電圧依存性 107 |
| 7.2 金属および半導体の電気抵抗 109 |
| (1) 金属の電気抵抗 109 |
| (2) 半導体の電気抵抗の温度依存性 111 |
| 7.3 電子,正孔および原子などの拡散 112 |
| (1) 電子および正孔の拡散 112 |
| (2) 原子(またはイオン)の拡散 113 |
| 7.4 電子,正孔の拡散による電流(拡散電流) 114 |
| 7.5 電子と正孔の有効質量 115 |
| 7.6 移動度 119 |
| 第8章 半導体デバイス基礎物性 |
| 8.1 ホール効果とその応用 122 |
| 8.2 光照射による正孔と伝導電子の生成 126 |
| 8.3 電子線照射 127 |
| (1) 原子の転位 127 |
| (2) 物質からの電子放出 129 |
| 8.4 再結合中心および表面再結合 130 |
| 8.5 pn接合の特性 131 |
| (1) pn接合の特性 131 |
| (2) pn接合の電流‐電圧特性 132 |
| (3) ツェナ現象 135 |
| (4) pn接合への光照射効果(太陽電池のI‐V特性) 137 |
| 8.6 光導電効果 140 |
| 8.7 金属と半導体の接合 141 |
| (1) 半導体表面に欠陥が無い場合 141 |
| (2) 半導体表面に不純物や結晶欠陥がある場合 142 |
| 第9章 トランジスタと集積回路 |
| 9.1 トランジスタ 145 |
| (1) pnpトランジスタ 145 |
| (2) npnトランジスタ 148 |
| (3) 電界効果トランジスタ 150 |
| (4) 接合形 FET 153 |
| 9.2 集積回路用語集 155 |
| (1) ICの分類 155 |
| (2) 用語の説明 156 |
| 9.3 集積回路の作製法 160 |
| 第10章 負性抵抗デバイス |
| 10.1 静的負性抵抗素子 162 |
| (1) エサキダイオード 162 |
| (2) サイリスタ 162 |
| (3) SCR(Silicon Controlled Rectifier) 166 |
| 10.2 動的負性抵抗素子 167 |
| (1) IMPATT ダイオード(Impact Avalanche Transit Time Diode) 167 |
| (2) ガンダイオード 168 |
| 第11章 スーパーキャパシタとバリスタ |
| 11.1 コンデンサ 171 |
| (1) 強誘電体酸化物を用いたコンデンサ 171 |
| (2) スーパーキャパシタ 173 |
| 11.2 バリスタ 176 |
| 第12章 熱電効果デバイス |
| 12.1 ゼーベック効果とペルチェ効果 178 |
| (1) ゼーベック効果 178 |
| (2) ペルチェ効果 180 |
| (3) 電子冷却 181 |
| 12.2 サーミスタ 182 |
| 第13章 光デバイス |
| 13.1 発光デバイスの原理と材料 183 |
| 13.2 発光ダイオード 184 |
| 13.3 フォトダイオード 185 |
| 13.4 半導体レーザ 185 |
| (1) GaAs系レーザ 185 |
| (2) 青色発光レーザ 187 |
| 13.5 エレクトロルミネッセンス 187 |
| (1) 蛍光体からの発光 188 |
| (2) エレクトロルミネッセンス 188 |
| 第14章 誘導体とその応用 |
| 14.1 電気分極の機構 190 |
| (1) 永久双極子の回転による分極 190 |
| (2) イオン分極 190 |
| (3) 電子分極 191 |
| 14.2 誘電率と分極 192 |
| 14.3 コンデンサの静電容量 195 |
| 14.4 内部電界(ローレンツ電界) 196 |
| 14.5 自発分極の発生 198 |
| 14.6 強誘電体 200 |
| 14.7 圧電現象とその応用 201 |
| (1) セラミックス圧電体 202 |
| (2) 表面波フィルタ 202 |
| (3) その他の応用 203 |
| 第15章 磁性体とその応用 |
| 15.1 磁荷および磁気モーメント 204 |
| 15.2 磁界,磁束密度,磁化の関係 205 |
| 15.3 常磁性体と反磁性体 207 |
| 15.4 電子スピンに基づく磁性 208 |
| 15.5 常磁性 209 |
| 15.6 強磁性,反強磁性およびフェリ磁性 210 |
| 15.7 強磁性体および反強磁性体の磁化率 212 |
| 15.8 鉄ガーネット 214 |
| 15.9 反磁界係数 214 |
| 15.10 磁区と磁化曲線 215 |
| 15.11 磁化に要するエネルギー 217 |
| 15.12 磁気光学効果とその応用 218 |
| 15.13 録音テープへの応用 223 |
| (1) 水平磁化型テープ 223 |
| (2) 垂直磁化型テープ 224 |
| 15.14 磁気共鳴の応用 224 |
| 第16章 ディスプレイデバイス |
| 16.1 液晶デバイス 228 |
| (1) 液晶の物性 228 |
| (2) 液晶ディスプレイ 231 |
| 16.2 プラズマディスプレイ 232 |
| 参考文献 235 |
| 付録 236 |
| 索引 248 |
