学部・大学院区分
Undergraduate / Graduate

理学部

時間割コード
Registration Code

0624400

科目区分
Course Category

専門科目
Specialized Courses

科目名　【日本語】
Course Title

物性物理学Ⅲ

科目名　【英語】
Course Title

Solid State Physics Ⅲ

コースナンバリングコード
Course Numbering Code

担当教員　【日本語】
Instructor

谷山智康 ○ 小林義明

担当教員　【英語】
Instructor

TANIYAMA Tomoyasu ○ KOBAYASHI Yoshiaki

単位数
Credits

開講期・開講時間帯
Term / Day / Period

秋木曜日２時限
Fall Thu 2

授業形態
Course style

講義
Lecture

学科・専攻
Department / Program

物理学科

必修・選択
Compulsory / Selected

選択

授業の目的　【日本語】
Goals of the Course(JPN)

磁性と超伝導は物性物理学の中心的なテーマの一つであり、特にその相転移現象などは物質から宇宙まで多くの研究者を魅了してやまない。本講義では、電磁気学、量子力学、統計力学の初歩的知識を元にして、磁性と超伝導についての基礎概念について講述する。最新の研究成果などにも触れつつ物質の性質の多彩さに触れることで、物性物理学の理解を深めることを目的とする。

授業の目的　【英語】
Goals of the Course

Magnetism and superconductivity are the central issues in condensed matter physics. In particular, phenomena related to phase transitions have been attracting great interest in a vast range of research fields of materials science and cosmology. In this course, the basic concepts of magnetism and superconductivity are given based on the elementary knowledge of electromagnetism, quantum mechanics, and statistical mechanics. The course enables students to deepen their understanding of condensed matter physics by touching recent progress in a variety of materials properties.

到達目標　【日本語】
Objectives of the Course(JPN))

磁性と超伝導に関する物理現象を学び、物性物理学を俯瞰的に理解する能力を修得する。

到達目標　【英語】
Objectives of the Course

By the end of this course, students will be able to understand condensed matter physics comprehensively by learning magnetism and superconductivity.

授業の内容や構成
Course Content / Plan

　
講義の進捗状況に応じて下記のトピックスから重要なものを取捨選択して講義を進めます。物理的なイメージを重視し、直感的に理解できるように心がけます。また、磁性や超伝導が現代においてどのように利用されているかについても言及します。
（１）磁気秩序と交換相互作用（Magnetic ordering and exchange interaction）
（２）超交換相互作用と二重交換相互作用（Superexchange interaction and double exchange interaction）
（３）Dzyaloshinski-Moriya相互作用（Dzyaloshinski-Moriya interaction）
（４）スピン配列の一般論（Spin arrangement）
（５）分子場理論とその改良法（Molecular field theory and beyond）
（６）長距離秩序とMermin-Wagnerの定理（Long range ordering and Mermin-Wagner's theorem）
（７）スピン波とその相互作用（Spin waves）
（８）超伝導の特徴的性質・様々な超伝導物質（Characteristic properties of
superconductivity; Various superconducting matters）
（９）第Ⅰ種超伝導体と第Ⅱ種超伝導体・ボーズ-アインシュタイン凝縮（Type I and
type II superconductors; Bose-Einstein Condensation）
（１０）二流体モデルとロンドン方程式（Two-fluid model and London equation）
（１１）磁束の量子化、超伝導量子干渉計（Magnetic flux quantization;
Superconducting quantum interference device (SQUID)）
（１２）相転移と秩序パラメーター・ギンツブルク-ランダウ方程式・磁束格子（
Phase transition and order parameter; Ginzburg–Landau (GL) equation;
Vortex lattice）
（１３）BCS理論：基底状態（BCS theory: ground state）
（１４）BCS理論：素励起（BCS theory: elementary excitation）
（１５）磁性と超伝導に関する物理現象のまとめ（Summary of magnetism and superconductivity）

履修条件
Course Prerequisites

履修条件は要さない。但し、履修には学部レベルの電磁気学、熱・統計物理学、量子力学を習得していること。
No prerequisites. Students must have successfully completed classes of electrodynamics, quantum mechanics, and statistical physics at the undergraduate level or have equivalent knowledge.