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1.

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東工大
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Takaaki Tsurumi ... [et al.]
出版情報: Boca Raton [Fla.] : CRC Press, c2010  xii, 267 p., [8] p. of plates ; 25 cm
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Preface vii
Acknowledgments ix
Authors xi
Chapter 1 Fundamentals of quantum mechanics and band structure 1
   1.1 Fundamentals of quantum mechanics 1
    1.1.1 Probability amplitude and interference effects 1
    1.1.2 Uncertainty principle 5
    1.1.3 Wave functions 7
    1.1.4 Operators 8
    1.1.5 Eigenvalue and expected value 10
    1.1.6 Expansion theorem 10
    1.1.7 Schroedinger equation 11
    1.1.8 Principle of superposition 13
    1.1.9 Examples of solutions of the Schroedinger equation 14
     1.1.9.1 Electron in a one-dimensional (1D) box 14
     1.1.9.2 Harmonic oscillator 15
     1.1.9.3 Hydrogen atom 16
    1.1.10 Matrix mechanics and bra-ket (Dirac) notation 18
    1.1.11 Comparison of the Heisenberg and Schroedinger approaches to quantum mechanics 20
    1.1.12 Perturbation theory 22
   1.2 Electronic band structure of solids 27
    1.2.1 Free electron Fermi gas 27
    1.2.2 Nearly free electron model (DOS) 31
    1.2.3 Bloch function 33
    1.2.4 Kroenig-Penny model 33
    1.2.5 Tight binding model 35
    1.2.6 Phase velocity, group velocity, and effective mass 37
    1.2.7 Reciprocal lattice and the Brillouin zone 40
    1.2.8 Energy band structure of silicon (Si) 44
    1.2.9 Tight binding approximation for calculating the band structure of graphene 45
    1.2.10 Electron correlation 51
     1.2.10.1 Hartree-Fock approximation 51
     1.2.10.2 Density functional method 54
   1.3 Material properties with respect to characteristic size in nanostructures 56
   Problems 60
   References 60
Chapter 2 Electronic states and electrical properties of nanoscale materials 63
   2.1 Outline 63
   2.2 Low dimensionality and energy spectrum 64
    2.2.1 Space for electrons in materials 64
    2.2.2 Electron DOS of 3D materials with macroscopic dimensions 65
    2.2.3 Electron DOS in 2D materials (nanosheets) 67
    2.2.4 Electron DOS in lD materials (nanowires) 72
    2.2.5 Quantized conductance in 1D nanowire systems 74
    2.2.6 Electron DOS in 0D materials (nanodots) 77
   2.3 Quantization 79
    2.3.1 2D square wells 80
    2.3.2 2D cylindrical wells 83
    2.3.3 Shape effect on the quantized states 85
    2.3.4 Finite potential wells 87
    2.3.5 Band dispersion effect 93
   2.4 Edge (surface)-localized states 96
   2.5 Charging effect 100
   2.6 Tunneling phenomena 103
   2.7 Limiting factors for size effects 111
    2.7.1 Thermal fluctuation 111
    2.7.2 Lifetime broadening effect 113
   2.8 Electronically induced stable nanostructures 115
    2.8.1 Magic numbers in clusters 116
    2.8.2 Electronic growth 119
   Problems 122
   References 123
Chapter 3 Optical properties and interactions of nanoscale materials 125
   3.1 Size-dependent optical properties: Absorption and emission 125
    3.1.1 Basic quantum mechanics of linear optical transitions 126
    3.1.2 General concept of excitons 133
    3.1.3 Wannier excitons 135
    3.1.4 Size effects in high-dielectric-constant materials 136
    3.1.5 Size effects in π-conjugated systems 140
    3.1.6 Strongly interacting π-conjugated systems: A molecular dimer 144
    3.1.7 Molecular Frenkel exciton 149
    3.1.8 Size effects in molecular excitons: Coherence length and cooperative phenomena 153
    3.1.9 Effects of finite number of optical electrons 157
   3.2 Size-dependent optical properties: Absorption and scattering 158
    3.2.1 Basic theory of light scattering 160
    3.2.2 Size-dependent scattering from dielectric spheres: Mie solutions 164
    3.2.3 Optical properties of metal nanoparticles: Plasmonics 169
    3.2.4 Local field enhancement and surface-enhanced Raman scattering 176
   3.3 Size-dependent electromagnetic interactions: Particle-particle 179
    3.3.1 Radiative energy transfer 179
    3.3.2 Foerster resonant energy transfer (FRET) 180
    3.3.3 Electron-exchange (Dexter) energy transfer 187
    3.3.4 Photo-induced electron transfer 190
   3.4 Size-dependent interactions: Particle-light interactions in finite geometries 191
    3.4.1 Optical interactions in microcavities 191
    3.4.2 Effects of dielectric interfaces 198
   Problems 201
   References 204
Chapter 4 Magnetic and magnetotransport properties of nanoscale materials 207
   4.1 Fundamentals of magnetism 207
    4.1.1 Magnetic ions and magnetic ordering 207
    4.1.2 Exchange interaction 208
    4.1.3 Mean field theory of ferromagnetism 211
   4.2 Size and surface effects in 3D confined systems 213
    4.2.1 Quantization of electronic structures and the Kubo effect 214
    4.2.2 Surface magnetism of transition noble metals 220
   4.3 Ferromagnetic domain-wall-related phenomena 229
    4.3.1 Macroscopic quantum tunneling in magnetic nanostructures 229
    4.3.2 Electron scattering at domain walls: Quantum coherence 233
    4.3.3 Spin current and spin transfer torque-current-induced domain wall motion 235
   4.4 Spin transport in magnetic nanostructures: Magnetic interface effect 240
    4.4.1 GMR and TMR effect: Spin-dependent scattering in multilayers and tunneling junctions 240
    4.4.2 Spin accumulation and current-perpendicular-to-plane (CPP) GMR: Spin diffusion length 245
    4.4.3 Spin Hall effect: Side jump and skew scattering due to spin-orbit coupling 249
   Problems 253
   References 253
Index 257
Preface vii
Acknowledgments ix
Authors xi
2.

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辰巳砂昌弘, 今中信人編
出版情報: 京都 : 化学同人, 2021.2  x, 229p ; 26cm
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無機材料科学の基礎
無機材料の作製プロセス
無機化合物の状態図
無機材料の結晶構造と結晶成長
無機材料の電子伝導性と半導体
誘電体とコンデンサ
イオン伝導体とエネルギー材料
発光材料とディスプレイ
透光性材料とガラス
磁性材料
生体材料
表面の機能
セラミックスの破壊と強度
無機材料科学の基礎
無機材料の作製プロセス
無機化合物の状態図
3.

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東工大
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東工大
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入戸野修編
出版情報: 東京 : 培風館, 1997.6  vi, 165p ; 26cm
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1 材料の性質 1
   1・1 原子の構造 1
   1・1・1 原子の中の電子のエネルギー準位
   1・1・2 電子構造と化学的性質
   1・2 原子どうしを結びつける結合力 4
   1・2・1 凝集するとは?
   1・2・2 結合様式とその特徴
   1・3 固体の凝集エネルギーと各種結晶の性質 9
   1・4 物質の状態と性質 10
   1・5 これからの材料研究 11
2 材料から情報を得るには 13
   2・1 モノを見るとは? 13
   2・2 どこまで見えるか? 15
   2・3 いろいろな分析法 16
   2・3・1 走査型電子顕微鏡
   2・3・2 走査型トンネル顕微鏡
   2・3・3 透過型電子顕微鏡
   2・3・4 結晶構造解析
   2・3・5 結合状態に関する情報を得る分析法
3 セラミックスの結晶模型を作ろう 23
   3・1 はじめに 23
   3・2 代表的な結晶構造 23
   3・2・1 元素の構造
   3・2・2 代表的なセラミックスの構造
   3・3 結晶模型を作ろう 30
   3・3・1 計算と作成準備
   3・3・2 穿孔作業
   3・3・3 組み立て
   3・4 おわりに 33
4 材料の強さと破壊の科学 35
   4・1 はじめに 35
   4・2 身のまわりの破壊・破損現象を科学しよう 35
   4・3 理論強度とグリフィス理論 40
   4・3・1 理論強度
   4・3・2 グリフィス理論
   4・4 線形破壊力学 41
   4・4・1 応力拡大係数
   4・4・2 破壊靱性
   4・5 おわりに 43
5 高分子材料の極限を探る加工技術 44
   5・1 高分子材料の特徴 44
   5・2 どこまで小さくできるか 44
   5・2・1 高分子超微粒子
   5・2・2 超極細繊維
   5・2・3 超多層フィルム
   5・3 作る速さ 49
   5・4 強さ 50
6 長い分子の不思議 53
   6・1 いろいろな長い分子 53
   6・1・1 長さで性質が変わる分子
   6・1・2 枝分かれした長い分子
   6・1・3 つなぎ方で性質が変わる長い分子
   6・1・4 異なるいくつかの低分子をつなげてできる長い分子
   6・2 いろいろな形になる長い分子 58
   6・2・1 1本の長い分子の自然な形
   6・2・2 糸まり状の長い分子の性質
   6・2・3 硬くなったり軟らかくなったりする長い分子
   6・2・4 規則的に並ぶこともできる長い分子
   6・3 不思議を利用して身のまわりの製品へ 61
7 奇妙なかたちの分子たち 分子マシンへの第一歩 63
   7・1 材料・素材の革新と現代社会 63
   7・2 分子デバイスと分子マシン 63
   7・3 分子パズル 64
   7・3・1 針,棒,帯,筒
   7・3・2 輪
   7・3・3 枝
   7・3・4 結び目
   7・4 おわりに 72
8 電気を流す有機物 73
   8・1 炭素の同素体の電気伝導 73
   8・2 σ結合とπ結合 74
   8・3 固体のエネルギーバンド 76
   8・4 電気を流す有機物 78
9 珪石器時代の立役者 シリコン 81
   9・1 珪石器時代 81
   9・2 竹を割ったような性格 81
   9・2・1 シリコンウエハでみる特質
   9・2・2 シリコンの結晶構造
   9・3 両刀遣いの曲者 半導体の特徴 84
   9・3・1 半導体の電気伝導
   9・3・2 キャリア濃度の制御
   9・4 おわりに 87
10 色のついた石,光る石の秘密 89
   10・1 宝石の色の話 89
   10・2 なぜ色がつくのか? 90
   10・3 結晶場の理論と宝石の色 94
   10・4 宝石やガラスからのレーザー発振 96
   10・5 蛍光体 97
   10・6 おわりに 98
11 アモルファス金属 自然界にはない金属 99
   11・1 アモルファス金属とはどんなものか 99
   11・2 アモルファス金属の作り方 101
   11・3 アモルファス金属の物性 103
   11・3・1 機械的性質
   11・3・2 磁気的性質
   11・3・3 化学的性質
   11・3・4 その他の性質
   11・4 アモルファス金属の新展開 106
12 有機物を使った太陽電池 人工光合成をめざして 108
   12・1 植物の光合成 108
   12・2 物質の中の電子のエネルギー状態(1) 109
   12・3 物質の中の電子のエネルギー状態(2) 110
   12・4 光と物質の相互作用 112
   12・5 励起子 固体の中の"水素原子" 113
   12・6 光合成中心が教えてくれること 114
   12・7 分子を並べる 115
   12・8 おわりに 116
13 物質を分ける膜 117
   13・1 膜分離の重要性 117
   13・2 分離膜の構造と機能 117
   13・3 膜の応用 119
   13・4 おわりに 123
14 ジェットエンジン用超合金をのぞく 124
   14・1 高温って何度?組織ってなあに? 124
   14・2 ジェットエンジンの原理と構造 126
   14・3 タービンブレードの歴史 127
   14・4 優れた高温強度の秘密 128
   14・5 Ni3Al-γ金属間化合物相の不思議 131
   14・6 夢の材料宝庫 金属間化合物 132
   14・7 おわりに 134
15 窓ガラスから光ファイバまで 135
   15・1 ガラスの透明度 135
   15・2 ガラスの作製 138
   15・3 光ファイバの機械強度 141
16 電子セラミックスの話 143
   16・1 はじめに 143
   16・2 セラミックス誘電体 143
   16・3 圧電セラミックス 144
   16・4 バリスター 147
   16・5 サーミスター 148
   16・6 セラミックスセンサー 149
   16・7 セラミックス高温超伝導体 151
   16・8 おわりに 152
17 帆船から宇宙船へ 153
   17・1 はじめに 153
   17・2 なぜ複合材料が軽くて丈夫か 154
   17・3 なぜ複合材料に繊維が用いられるか 157
   17・4 繊維強化複合材料に独特な性質 158
   17・5 どのような繊維が用いられるか 160
索引 163
1 材料の性質 1
   1・1 原子の構造 1
   1・1・1 原子の中の電子のエネルギー準位
4.

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明渡純監修 = supervisor : Jun Akedo
出版情報: 東京 : シーエムシー出版, 2008.6  vi, 277p ; 27cm
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第1章 エアロゾルデポジション(AD)法の概要
   1 AD法の基礎とメカニズム[明渡 純] 1
    1.1 研究開発の背景 1
    1.2 AD法の原理と常温衝撃固化現象 2
     1.2.1 装置構成 2
     1.2.2 常温衝撃固化現象によるセラミックスコーティング 3
     1.2.3 常温衝撃固化された成膜体の微細組織 5
    1.3 AD法成膜条件の特徴と成膜メカニズム 8
     1.3.1 基板加熱の影響 8
     1.3.2 原料粉末の影響 10
     1.3.3 搬送ガス種と膜の透明化 13
     1.3.4 粒子流の基板入射角度の影響と表面平滑化 15
     1.3.5 粒子衝突速度の測定 16
     1.3.6 粒子飛行,基板衝突のシミュレーション 17
     1.3.7 常温衝撃固化と成膜メカニズムに関する検討 21
    1.4 従来薄膜プロセスとの比較 27
    1.5 膜の電気・機械特性と熱処理による特性回復 27
   2 原料粒子の強度評価[小木曽久人,明渡 純] 40
    2.1 原料粒子圧縮破壊試験装置 40
    2.2 アルミナ粒子の圧縮試験 42
    2.3 粒子強度と粒径の関係 44
    2.4 粒子強度とAD法における成膜性 45
第2章 AD法プロセスの高度化
   1 レーザー援用AD法[馬場 創,明渡 純] 48
    1.1 はじめに 48
    1.2 学会における圧電膜の研究状況 48
    1.3 エアロゾルデポジション法 49
    1.4 エネルギー援用の必要性 50
    1.5 従来の微粒子を用いた膜形成法とレーザー援用 51
    1.6 レーザーを用いたエネルギー援用の効果 51
    1.7 レーザーアニールしたPZT膜/ステンレス基板の特徴 56
    1.8 まとめ 57
   2 プラズマ援用AD法[森 正和,明渡 純] 59
    2.1 はじめに 59
    2.2 プラズマ援用AD法のシステム 60
    2.3 誘導結合プラズマ援用AD法によるPZT膜の形成 61
    2.4 高速イオンビームおよび直流プラズマ援用AD法によるPZT膜の形成 62
    2.5 誘導結合型プラズマ援用AD法によるPZT膜の形成 62
    2.6 まとめ 65
   3 微細パターニング技術[明渡 純,朴 載赫] 66
    3.1 マスクデポジション法による微細パターニング 66
    3.2 リフトオフ法による微細パターニング 69
   4 大面積成膜技術[明渡 純,岩田篤,清原正勝] 75
    4.1 膜厚制御・表面平坦化プロセス技術 75
    4.2 4インチウエハー用均一成膜の検討 78
   5 AD法によるナノコンポジット膜の作製[朴 載赫] 84
    5.1 はじめに 84
    5.2 AD法によるナノコンポジット膜を作製する新規方法 85
    5.3 金属・誘電体のナノコンポジット膜の作製とプラズモン共鳴の光学素子への応用 86
    5.4 おわりに 93
   6 オンデマンド・省エネプロセスへの展開[明渡 純,中野 禅,朴 載赫] 95
    6.1 はじめに 95
    6.2 メタルベースMEMSスキャナーへの展開 96
    6.3 多品種・変量製造システムへの適用に向けて 98
    6.4 まとめと将来展望 102
第3章 AD法による圧電デバイス応用開発
   1 AD法を用いた圧電厚膜のステンレス基板への形成と超音波モータへの応用[川上祥広] 104
    1.1 はじめに 104
    1.2 高性能圧電厚膜の開発 105
     1.2.1 AD法による成膜の原理 105
     1.2.2 AD法によるPNN-PZT厚膜の形成 106
     1.2.3 膜の評価方法 107
     1.2.4 PNN-PZT膜の微細組織 107
     1.2.5 PNN-PZT膜の電気的特性 108
     1.2.6 PNN-PZT膜の圧電特性 108
     1.2.7 既存圧電膜との特性比較 112
    1.3 圧電厚膜を用いた超音波モータの開発 114
     1.3.1 屈曲振動型超音波モータの構造 114
     1.3.2 試作条件および評価方法 115
     1.3.3 試作結果 116
     1.3.4 考察 117
    1.4 まとめと課題 118
   2 インクジェットプリンターへの応用[安井基博] 120
    2.1 インクジェットヘッドアクチュエータ概要 120
    2.2 メタルベースインクジェットヘッドアクチュエータの特徴 121
    2.3 インクジェットアクチュエータ開発 123
     2.3.1 アニール温度の効果 123
     2.3.2 基材拡散制御 124
     2.3.3 インクジェットヘッド用AD法アクチュエータの各種評価 126
    2.4 おわりに 128
   3 高速光スキャナ[安井基博] 129
    3.1 高速光スキャナデバイスを用いたディスプレイ 129
    3.2 高速光スキャナデバイス開発 132
     3.2.1 高速光スキャナの構造 132
     3.2.2 高速光スキャナの加工プロセス 133
     3.2.3 高速光スキャナの各種評価 134
     3.2.4 高速光スキャナのRSDへの応用 135
    3.3 おわりに 136
   4 AD法によるバルク状PZTの作製[三好 哲] 137
    4.1 はじめに 137
    4.2 AD法で緻密なセラミックスを作製するには 138
    4.3 AD法と従来固相焼結法で作製したPZTセラミックスの違い 138
     4.3.1 焼結挙動 139
     4.3.2 結晶構造 140
     4.3.3 電気特性 140
     4.3.4 機械特性 142
    4.4 おわりに 145
第4章 AD法による高周波デバイス応用開発
   1 受動素子内蔵プリント基板の開発[今中佳彦] 147
    1.1 はじめに 147
    1.2 内蔵キャパシタ技術への期待 147
    1.3 内蔵キャパシタ基板の現状と要求 148
    1.4 キーテクノロジーとしてのエアロゾルデポジション 151
    1.5 ADによるキャパシタ内蔵化技術開発状況 153
    1.6 キャパシタ膜の信頼性 154
    1.7 まとめ 156
   2 高周波モジュール用基板および高誘電率膜の開発[鶴見敬章] 159
    2.1 緒言 159
    2.2 AD法で形成したアルミナ膜上への高周波回路の形成 161
    2.3 AD法によるマイクロ波誘電体膜の形成 164
    2.4 AD法によるBaTiO3系高誘電率膜の形成 168
    2.5 おわりに 171
   3 高性能電磁波吸収体[杉本 諭] 173
    3.1 はじめに 173
    3.2 磁性材料膜における磁気特性 173
     3.2.1 フェライト単層膜 173
     3.2.2 鉄/フェライト複合膜 176
     3.2.3 鉄/フェライト積層膜 176
    3.3 磁性材料膜における電磁波抑制効果 178
     3.3.1 電磁波抑制基礎評価 178
     3.3.2 デバイスへの応用 180
    3.4 まとめ 182
   4 イメージングセンサ[清原正勝] 184
    4.1 はじめに 184
    4.2 イメージングセンサとは 186
    4.3 AD法によるイメージングセンサの作製 188
     4.3.1 要素技術I : 高誘電膜形成技術 190
     4.3.2 要素技術II : ポアフリー表面皮膜化技術 190
     4.3.3 要素技術III : 低誘電膜形成&積層化技術 192
     4.3.4 AD法によるイメージングセンサ 193
     4.3.5 イメージングセンサのフィールドテスト 195
    4.4 イメージングセンサの今後の応用展開 197
    4.5 まとめ 197
   5 LSI検査用コンタクトプローブ[伊藤朋和] 199
    5.1 はじめに 199
    5.2 ADコンタクトプローブ 200
     5.2.1 ADコンタクトプローブの製造方法 200
     5.2.2 ADコンタクトプローブの諸特性 202
    5.3 ADチタン酸バリウム膜の特性 204
    5.4 まとめ 207
第5章 AD法による光デバイス応用開発
   1 磁気光学式空間光変調器[井上光輝] 209
    1.1 はじめに 209
    1.2 磁気光学効果を利用したSLM : MOSLM 209
    1.3 ホログラムメモリへの応用を目指したMOSLM 211
     1.3.1 pixel化技術 : LPE選択成長 212
     1.3.2 ドライブライン 215
     1.3.3 電流駆動型MOSLM 216
     1.3.4 ホログラムメモリへの応用 217
    1.4 次世代MOSLM : 圧電駆動MOSLM 218
     1.4.1 圧電効果を利用するMOSLM 219
     1.4.2 エアロゾル・デポジション法と圧電駆動MOSLM 221
    1.5 まとめ 223
   2 電気光学薄膜による超小型高速光素子[中田正文,大橋啓之] 225
    2.1 はじめに 225
    2.2 AD法の光デバイス適用の利点 226
    2.3 PLZT系薄膜の光学特性と電気光学効果 227
     2.3.1 PLZT薄膜の透過率の改善 227
     2.3.2 反射透過分光法による光学定数測定 229
     2.3.3 レイリー散乱に基づく透過率の解析と赤外領域における透過損失 230
     2.3.4 PLZT,PZT薄膜の電気光学効果 231
    2.4 光素子応用 232
     2.4.1 ファブリ・ペロー型変調器 232
     2.4.2 光ファイバ電界センサー 234
    2.5 おわりに 235
第6章 AD法によるその他デバイス応用開発
   1 静電チャックへの応用[鳩野広典] 237
    1.1 静電チャックとは 237
    1.2 AD膜の絶縁破壊特性 238
    1.3 AD膜を利用した静電チャックとその特性 239
     1.3.1 単極タイプ 239
     1.3.2 櫛歯電極タイプ 242
    1.4 AD誘電体層のドット加工 244
    1.5 おわりに 248
   2 耐プラズマ性部材への応用[岩澤順一] 249
    2.1 はじめに 249
    2.2 イットリア膜の作製 250
    2.3 電気的・機械的・光学的特性評価 252
    2.4 耐プラズマ性評価 253
    2.5 まとめ 254
第7章 類似成膜手法開発の歴史と将来展望[明渡 純]
   1 はじめに 256
   2 粒子衝突現象を利用した成膜手法と開発経緯 256
   3 微粒子衝突を利用した各種コーティング技術 257
    3.1 静電微粒子衝撃コーティング法(EPID法) 258
    3.2 ガスデポジション法(GD法) 259
    3.3 コールドスプレー法 259
    3.4 その他の手法 260
   4 各種プロセスの比較 261
付録 特許出願動向から見たAD法の応用展開[明渡 純]
   1 特許庁電子情報図書館による動向分析 265
   2 パトリス検索による特許出願動向の詳細分析 267
    2.1 分析軸について 267
     2.1.1 AD法の定義 267
     2.1.2 手順 267
     2.1.3 分析軸と結果 268
    2.2 課題と解決手段 269
     2.2.1 課題 269
     2.2.2 解決手段 271
     2.2.3 膜/基板材料の分析 272
    2.3 全体の動向 272
     2.3.1 分野別出願件数推移 272
     2.3.2 利用分野別出願件数推移 274
     2.3.3 技術改善に関する出願件数推移 274
     2.3.4 材料に関する出願件数推移 274
     2.3.5 課題と解決手段 274
     2.3.6 利用と課題 274
第1章 エアロゾルデポジション(AD)法の概要
   1 AD法の基礎とメカニズム[明渡 純] 1
    1.1 研究開発の背景 1
5.

図書

図書
遠藤忠 [ほか] 著
出版情報: 東京 : 講談社, 2000.4  viii, 165p ; 21cm
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