授業の目的 【日本語】
Goals of the Course(JPN) | | [加速器科学研究分野]
シンクロトロン光源としての電子蓄積リングを中心に、さまざまな粒子加速器についての基礎的な原理、構造について理解する。
[シンクロトロン光を利用した物性研究分野]
シンクロトロン光を利用した材料分析に対する応用手法と、そこから得られる材料の性質の基礎を理解する。
[透過型電子顕微鏡法による材料評価・解析技術分野]
透過型電子顕微鏡法に立脚した材料評価、解析技術を基軸として、主にセラミック材料に関する 組織制御、機能制御、に関する実験、演習をとおして、透過型電子顕微鏡の構造の概略、操作法や得られる情報の基礎を理解する。電子線回折図形の解釈に関する基礎的な内容を理解し、微細領域の構造解析に関する課題を解く。組成分析手法の方法やデータ解析に関する基礎的な内容を理解し、微細領域の組成計測に関する課題を解く。 |
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授業の目的 【英語】
Goals of the Course | | [Accelerator science]
To understand the fundamental principles and structures of various particle accelerators, with a focus on electron storage rings as synchrotron radiation sources.
[Materials Science using synchrotron radiation]
To understand application methods for materials analysis using synchrotron radiation, and of the fundamentals of material properties that can be derived from such analyses.
[Transmission electron microscopy]
To understand the outline of the structure of the transmission electron microscope, the operation method, and the basics of the information obtained, and to be able to respond to basic technical issues related to microstructure analysis using the transmission electron microscope. To understand the basic contents of interpretation of electron diffraction patterns and solve problems related to structural analysis of nano-scale regions. |
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到達目標 【日本語】
Objectives of the Course(JPN)) | | [加速器科学研究分野]
1. さまざまな粒子加速器の歴史、原理、構成について理解する。
2. 電子蓄積リングを周回する電子の運動について理解する。
3. 電子蓄積リングを周回する電子から発生するシンクロトロン光の強度計算の基礎について理解する。
[シンクロトロン光を利用した物性研究分野]
1. 電子分光の基礎的な原理を理解する。
2. 材料の電子状態、特にバンド構造およびフェルミ面と材料の性質の関係を理解する。
3. シンクロトロン光を用いた電子分光による材料分析の特徴と利用手法について理解する。
[透過型電子顕微鏡法による材料評価・解析技術分野]
1. 透過型電子顕微鏡の構造の概略、操作法や得られる情報の基礎を理解し、透過型電子顕微鏡を用いた微細構造解析に関する基礎的な技術課題に対応できるようにする。
2. 電子線回折図形の解釈に関する基礎的な内容を理解し、微細領域の構造解析に関する課題を解くことができる。
3. 組成分析手法の方法やデータ解析に関する基礎的な内容を理解し、微細領域の組成計測に関する課題を解くことができる。 |
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到達目標 【英語】
Objectives of the Course | | [Accelerator science]
1.To understand the history, principles, and configurations of various particle accelerators.
2.To understand the motion of electrons circulating in an electron storage ring.
3.To understand the fundamentals of calculating the intensity of synchrotron radiation emitted by electrons circulating in an electron storage ring.
[Materials Science using synchrotron radiation]
1.To understand the fundamental principles of electron spectroscopy.
2.To understand electronic states in materials especially the relationship between band structure and the Fermi surface, and material properties.
3.To understand the characteristics of materials analysis by electron spectroscopy using synchrotron radiation, and of the methods for its use.
[Materials analysis techniques using transmission electron microscopy]
1. To understand the outline of the structure of the transmission electron microscope, the operation method, and the basics of the information obtained, and to be able to respond to basic technical issues related to microstructure analysis using the transmission electron microscope.
2. To understand the basic contents of interpretation of electron diffraction patterns and solve problems related to structural analysis of nano-scale regions.
3. To understand the basics of compositional analysis methods and data analysis, and solve problems related to composition measurement in fine regions. |
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バックグラウンドとなる科目【日本語】
Prerequisite Subjects | | | 力学I、II、電磁気学I、II、量子力学、数学1，結晶物理学、固体物理学 |
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バックグラウンドとなる科目【英語】
Prerequisite Subjects | | | Mechanics, Electrodynamics、Quantum mechanics、Vector analysis, Ordinary differential equations, Crystal physics, Solid state physics |
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授業の内容【日本語】
Course Content | | [加速器科学研究分野]
・粒子加速器の種類と歴史
・シンクロトロン光源としての電子加速器の構成と原理
・電子蓄積リング内を周回する電子のふるまい
・シンクロトロン光の強度
[シンクロトロン光を利用した物性研究分野]
・シンクロトロン光を利用した分光法の種類と原理
・光電子分光法
・シンクロトロン光電子分光を用いた材料分析
[透過型電子顕微鏡法による材料評価・解析技術分野]
・透過型電子顕微鏡の概要と構造
・電子線回折
・明視野観察と暗視野観察
・電磁レンズの収差と高分解能観察
・組成分析（EDS)
・状態分析（EELS)
・走査透過型電子顕微鏡
毎回の講義前に、講義中に配布した資料の確認を行っておくこと。講義中に課された課題がある場合は自分で解いておくこと。適宜レポート課題を課すので、それを解いて提出すること。 |
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授業の内容【英語】
Course Content | | [Accelerator science]
・History of particle accelerators.
・Principle and structure of electron storage ring as a source of synchrotron radiation.
・Dynamics of electron beam in storage ring.
・Intensity of synchrotron radiation.
[Materials Science using synchrotron radiation]
・Principles of photoelectron spectroscopies.
・Photoemission spectroscopy.
・Synchrotron photoemission study on functional materials.
[Materials analysis techniques using transmission electron microscopy]
・Outline and Structure of Transmission Electron Microscope
・Electron diffraction
・Bright-field and dark-field observation
・Aberration of electromagnetic lenses and high-resolution observation
・Composition analysis（EDS)
・State analysis（EELS)
・Scanning transmission electron microscope
Before each class, review the materials distributed during the previous lecture. If any assignments are given during class, complete them on your own in advance. Additional report assignments will be given as appropriate; complete and submit them. |
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成績評価の方法と基準【日本語】
Course Evaluation Method and Criteria | | [加速器科学研究分野]および[シンクロトロン光を利用した物性研究分野] においては、それぞれの分野の最後にレポートを課す。講義中の発表や質疑応答、レポートを総合的に評価し、全体で60%以上のポイントを得た学生を合格とする。
[透過型電子顕微鏡法による材料評価・解析技術分野]においては、透過型電子顕微鏡法に関する結像の原理や回折図形取得の原理、組成分析手法への理解、また、それらに関する解析方法などを理解できていることが合格の判断となる。講義中に内容を復習できる問題を実施する。これ以外に、演習および定期試験を実施する。講義中の問題については採点は行わない。演習（実施した場合。20％）、定期試験（80％）として評価を付す。
[加速器科学研究分野]、[シンクロトロン光を利用した物性研究分野]および[透過型電子顕微鏡法による材料評価・解析技術分野]の3つの分野の成績を総合的に判断し、最終的な評価を行う。 |
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成績評価の方法と基準【英語】
Course Evaluation Method and Criteria | | [Accelerator science] and [Materials Science using synchrotron radiation]
A report assignment will be given at the end of each module. Students will be evaluated comprehensively based on in-class presentations, questions and answers (Q&A), and the report. Students who obtain 60% or more of the total points will pass.
[Materials analysis techniques using transmission electron microscopy]
Successful completion of the module will be based on the student's understanding of the principles of imaging, diffraction pattern acquisition, and compositional analysis methods related to transmission electron microscopy, as well as the analysis methods related to these methods. Students will be given exercises during lectures to review the contents of the course. In addition, there will be exercises and periodic examinations. No grade will be given for the exercises in the lectures. The evaluation of this module will be based on exercises (20%, if available) and periodic examinations (80%).
The final grade will be determined based on a comprehensive assessment of performance across the three modules: [Accelerator Science], [Materials Science using Synchrotron Radiation], and [Materials Analysis Techniques using Transmission Electron Microscopy]. |
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履修条件・注意事項【日本語】
Course Prerequisites / Notes | | |
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履修条件・注意事項【英語】
Course Prerequisites / Notes | | | No prerequisites are required. |
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教科書【日本語】
Textbook | | | 特に定めない。必要に応じて担当教員がプリント等を配布する。また講義の進行に合わせて適宜紹介する。 |
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教科書【英語】
Textbook | | | Not specified. The instructor will distribute handouts and other materials as needed, and will introduce them as appropriate in accordance with the progress of the lectures. |
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参考書【日本語】
Reference Book | | [加速器科学研究分野]および[シンクロトロン光を利用した物性研究分野]
必要に応じて紹介する。
[透過型電子顕微鏡法による材料評価・解析技術分野]
The Transmission Electron Microscope, David B. Williams, C. Barry Carter
ISBN: 978-0-387-76500 |
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参考書【英語】
Reference Book | | [Accelerator science] and [Materials Science using synchrotron radiation]
Reference books will be introduced as needed.
[Materials analysis techniques using transmission electron microscopy]
The Transmission Electron Microscope, David B. Williams, C. Barry Carter
ISBN: 978-0-387-76500 |
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授業時間外学習の指示【日本語】
Self-directed Learning Outside Course Hours | | |
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授業時間外学習の指示【英語】
Self-directed Learning Outside Course Hours | | | Complete the assignments given during class and review the lecture content. |
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使用言語【英語】
Language used | | |
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使用言語【日本語】
Language used | | |
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授業開講形態等【日本語】
Lecture format, etc. | | | 対面講義を基本とするが、必要に応じてNUCT上にオンデマンド講義資料も用意する。なお、オンデマンド講義資料（実施する場合には）、講義資料などについての閲覧、ダウンロード期間は講義日を含めた一週間以内とする。 |
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授業開講形態等【英語】
Lecture format, etc. | | | This lecture will be given face-to-face in a lecture room. On-demand lecture materials will be available on TACT as needed. On-demand lecture materials (if available) and lecture materials may be viewed and downloaded within one week from the date of the lecture. |
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遠隔授業（オンデマンド型）で行う場合の追加措置【日本語】
Additional measures for remote class (on-demand class) | | |
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遠隔授業（オンデマンド型）で行う場合の追加措置【英語】
Additional measures for remote class (on-demand class) | | |
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実務経験のある教員等による授業科目（大学等における修学の支援に関する法律施行規則に基づくもの）＜実務経験について＞
Courses taught by Instructors with practical experience(Practical experience) | | |
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実務経験のある教員等による授業科目（大学等における修学の支援に関する法律施行規則に基づくもの）<実務経験と本授業との関連性>
Courses taught by Instructors with practical experience(Relevance of the practical experience to this course) | | |
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