科目名 ナノ物質創製概説
担当教員 野々瀬真司 橘勝
学習到達目標
クラスターの構造・反応とナノ物理学に関する講義である. 授業では,クラスターサイエンスやナノ物理学の基礎についてごくごくやさしく解説する. 随所に具体的な演習を行い実践的な理解を深める.
講義概要
原子・分子が10〜1000個程度で凝集したナノメートル領域の集合体は、バルクの液体・固体とも、また気相に孤立した原子・分子系とも異なる新しい物質系である。これはいわば孤立した原子・分子の領域と固体・液体の領域の中間に位置する、第４の相ともいうべき状態である。特に、最先端のナノテクノロジーの重要な基盤材料として、超微粒子、金属クラスター、生体高分子、フラーレン、カーボンナノチューブ等の物質が注目されている。本講義では、これらの新しい物質系を生成する方法、およびその特異的な構造・機能について詳しく解説する。さらに、これらの物質のナノテク産業への応用等に関する将来への展望について概説する。
キャリア形成との関連性
本講義では、機能性材料・半導体産業などのナノ科学技術の土台となっている基礎的な物理・化学に関する知識を修得させ、将来のナノ科学技術の発展に貢献する人材を育成することを目的とする。
学習上の留意点
前提科目として「先端科学技術」、「波動としての電子」
参考書
１．新しいクラスターの科学 菅野暁・近藤保・茅幸二編 講談社.
２．季刊化学総説「マイクロクラスターの新展開」日本化学会編 学会出版センター.
３．Nanophysics and nanotechnology, Edward L. Wolf (Wiley)
４．カーボンナノチューブの基礎と応用 斉藤理一郎・篠原久典共編 培風館.
履修申請上の注意点
授業に積極的に参加することが理解を助ける. 授業にはきちんと出席して参考書による復習をおこなって欲しい.学生諸君には, 授業をとおしてナノサイエンスの基礎を修得して貰えればよいと思う. 授業の中で自分の興味を覚えた部分を掘り下げて理解を深め, 将来の自分の専門に役立てて欲しい.
理科館3階333号室（野々瀬） 理科館1階107号室（橘）
教員オフィスアワー 11-18時
授業計画（週単位）
第1週 クラスター科学の基礎(1) クラスター科学の登場とその発展
第2週 クラスター科学の基礎(2) クラスターの構造と安定性
第3週 クラスター研究に関する実験的手法
第4週 クラスターの電子構造. 金属 - 非金属相転移
第5週 アルカリ金属クラスターの電子殻模型
第6週 原子核とクラスターとの類似性と異質性 - 殻模型と魔法数
第7週 遷移金属クラスターの物性と反応性
第8週 生体分子中のクラスター
第9週 ナノ物理学
第10週 ナノ物質の構造
第11週 ナノ物質の電子構造
第12週 ナノ物質の電子物性
第13週 ナノ物質の創製（１）自己組織化
第14週 ナノ物質の創製（２）加工
第15週 ナノ物質の最近のトピックス
