科目ナンバー

SE-MP4-2A91

履修条件・関連科目等

卒研履修要件のとおり

授業で使用する言語

日本語／英語

授業で使用する言語（その他の言語）

授業の概要

物性物理やその関連分野（量子論、統計物理）から興味ある話題を取り上げて、1年間にわたって取り組んで、その成果を各自が卒業論文（40-50ページ）にまとめることを目標とする。2021年度も「第一原理に基づく電子構造計算」をテーマに、実際の物質の電子構造から種々の物理量を計算により求める研究手法を体験する。「第一原理計算」とは、物質中の電子状態について一切のモデル化をせずに、量子力学の基礎方程式をコンピュータを用いて解くことにより、個々の物質固有の電子状態と物性を研究する手法で、基礎物理学の材料研究への応用と考えることも出来る。前期は電子構造理論に関するテキスト（教科書）を輪講しながら、量子力学や固体物理学の内容を復習し、「第一原理計算」がやろうとしていることを確認する。夏休み頃からは、各自がテーマ（物質）を決めて、実際の計算やその物質に関する研究の文献調査などを始めてもらう予定。

科目目的

物理学における専攻分野を定め、その専攻分野における幅広い知識と研究能力を養う。

到達目標

物性物理やその関連分野（量子論、統計物理）から興味ある話題を取り上げて、1年間にわたって取り組んで、その成果を各自が卒業論文（40-50ページ）にまとめることを目標とする。

授業計画と内容

週１回程度のセミナーでは、電子構造理論に関するテキスト（教科書）を輪講しながら、量子力学や固体物理学の内容を復習し、「第一原理計算」がやろうとしていることを確認し、後期の研究の準備をする。卒業研究の中心は、授業時間外の各自の自主的な取組（研究）である。

第１回：卒研ゼミの進め方の確認とIntroduction　
第２回：理論の背景（電子構造計算とは）
第３回：周期性固体と電子のバンド
第４回：一様電子ガスと単純金属
第５回：密度汎関数理論
第６回：Kohn-Sham方程式
第７回：交換と相関の汎関数（局所密度近似）
第８回：原子の電子状態　
第９回：擬ポテンシャル法　　
第１０回：電子状態の決定（平面波法）　
第１１回：電子状態の決定（強束縛法）　
第１２回：電子状態の決定（補強された関数、線形化法）　
第１３回：電子状態からの物性予測
第１４回：卒業論文テーマの説明　

授業時間外の学修の内容

指定したテキストやレジュメを事前に読み込むこと

授業時間外の学修の内容（その他の内容等）

輪講で取り上げたテキストの予習、説明・発表の準備、さらには輪講で使うテキストの内容を補足する文献調査等、授業時間外の自主的な取組（研究）が卒業研究の中心である。

授業時間外の学修に必要な時間数／週

・卒業論文、または卒業研究の作成等に対して専門分野に関する必要な論文作成、研究指導を行うことを基本とします。

成績評価の方法・基準

成績評価の方法・基準（備考）

ルーブリック評価基準を採用しています。詳細については、以下のURLをご覧ください。
https://www.chuo-u.ac.jp/academics/faculties/science/departments/physics/news/2022/12/63670/

課題や試験のフィードバック方法

その他

課題や試験のフィードバック方法（その他の内容等）

授業時間に限らず、研究室でのディスカションやメールでのやり取りを通してフィードバックを行う。

アクティブ・ラーニングの実施内容

PBL（課題解決型学習）／ディスカッション、ディベート／プレゼンテーション／実習、フィールドワーク

アクティブ・ラーニングの実施内容（その他の内容等）

授業におけるICTの活用方法

その他

授業におけるICTの活用方法（その他の内容等）

コンピュータを用いた日常的な情報収集・交換や理論計算など

実務経験のある教員による授業

いいえ

【実務経験有の場合】実務経験の内容

【実務経験有の場合】実務経験に関連する授業内容

テキスト・参考文献等

電子構造理論に関するテキスト（教科書）は授業開始時に指定。ただし、必要に応じて他のテキスト・文献も参照して、内容の理解を深めてほしい。

その他特記事項

参考URL