タイトル

開講年度 開講学部等
2025 大学院創成科学研究科（博士後期）
開講学期 曜日時限 授業形態 AL（アクティブ・ラーニング）ポイント
前期 未定   2.0
時間割番号 科目名[英文名] 使用言語 単位数
4261320350 ナノスピンデバイス特論[Advanced Nano-Spintronics] 日本語 2
担当教員（責任）[ローマ字表記] メディア授業
家永　紘一郎[IENAGA Koichiro] ー
担当教員[ローマ字表記]
家永　紘一郎　[IENAGA Koichiro]
特定科目区分   対象学生   対象年次  
ディプロマ・ポリシーに関わる項目 カリキュラムマップ(授業科目とDPとの対応関係はこちらから閲覧できます)
授業の目的と概要
現行の電子・磁気デバイスは既にナノスケールまで微細化が進んでおり、将来的にはナノスケールの系に特有の量子効果を活用したデバイスの実用化が期待される。本講義では、今までに習得した電子物性学、量子力学、磁気工学などの基礎知識を土台にして、ナノスケールの系に特有の磁性や電子・スピン伝導現象について学び、そのデバイス応用について理解する。さらに超伝導の基礎と超伝導デバイスについて理解する。
授業の到達目標
固体中の電子とスピンを活用したナノデバイスの動作原理と問題点を理解し、新しいナノデバイスを開発するための高度な専門知識を身につける。特に、ナノ物質特有の量子磁性、量子伝導に関する知識を深め、これらを用いた量子デバイス応用の原理と課題について理解する。
授業計画
【全体】
ナノスケールの磁性体（薄膜、表面・界面、ナノ粒子、ナノ接合など）に特有の磁気構造とスピン伝導現象について理解し、それらのデバイス応用について学び、最先端の研究事例についてプレゼン発表を行う。その後、超伝導の基礎と超伝導接合を用いたデバイス応用について学び、最先端の研究事例についてプレゼン発表を行う。
項目 内容 授業時間外学習 備考
第1回 磁気構造の分類 磁気構造の分類について学ぶ 予習・復習（学修時間の目安：４時間以上）
第2回 ナノ磁性体① ナノスケールの系に特有の磁気構造について学ぶ 予習・復習（学修時間の目安：４時間以上）
第3回 ナノ磁性体② ナノスケールの磁気テクスチャが現れる系について学ぶ 予習・復習（学修時間の目安：４時間以上）
第4回 表面・界面磁性① 表面・界面に特有の磁気構造について学ぶ 予習・復習（学修時間の目安：４時間以上）
第5回 表面・界面磁性② 表面・界面に特有の磁気構造について学ぶ 予習・復習（学修時間の目安：４時間以上）
第6回 接合系のスピン伝導① 磁性体を用いたナノ接合の伝導現象について学ぶ 予習・復習（学修時間の目安：４時間以上）
第7回 接合系のスピン伝導② 磁性体を用いたナノ接合の伝導現象について学ぶ 予習・復習（学修時間の目安：４時間以上）
第8回 プレゼン発表 これまでの授業内容に関連した先行研究について、調べて発表する 予習・復習（学修時間の目安：４時間以上）
第9回 磁場中の量子輸送現象 ランダウ量子化、量子ホール効果について学ぶ 予習・復習（学修時間の目安：４時間以上）
第10回 超伝導入門① 超伝導について現象論の範囲で理解する 予習・復習（学修時間の目安：４時間以上）
第11回 超伝導入門② 超伝導について現象論の範囲で理解する 予習・復習（学修時間の目安：４時間以上）
第12回 超伝導接合 超伝導体を用いた接合について学ぶ 予習・復習（学修時間の目安：４時間以上）
第13回 磁束の量子化、SQUID磁束計 磁束の量子化と、超伝導接合を用いた磁気干渉デバイスについて学ぶ 予習・復習（学修時間の目安：４時間以上）
第14回 超伝導デバイス 超伝導のデバイス応用について学ぶ 予習・復習（学修時間の目安：４時間以上）
第15回 プレゼン発表 超伝導のデバイス応用について調べて発表する 予習・復習（学修時間の目安：４時間以上）
※AL（アクティブ・ラーニング）欄に関する注
・授業全体で、AL（アクティブ・ラーニング）が占める時間の割合を、それぞれの項目ごとに示しています。
・A〜Dのアルファベットは、以下の学修形態を指しています。
【A：グループワーク】、【B：ディスカッション・ディベート】、【C：フィールドワーク（実験・実習、演習を含む）】、【D：プレゼンテーション】
A: --%　B: --%　C: --%　D: 20%
成績評価法
プレゼン発表60%、最終レポート40%
教科書にかかわる情報
備考
講義資料を配布する。
参考書にかかわる情報
備考
メッセージ
キーワード
ナノ磁性、表面・界面、接合、スピン伝導、超伝導
持続可能な開発目標（SDGs）

  • 産業と技術革新の基盤をつくろう
(インフラ、産業化、イノベーション)強靱（レジリエント）なインフラ構築、包摂的かつ持続可能な産業化の促進及びイノベーションの推進を図る。
関連科目
量子力学I、量子力学Ⅱ、統計力学、電子物性学、半導体工学、ナノ電子デバイス特論、磁気工学特論、超伝導工学特論
履修条件
磁気工学特論、ナノ電子デバイス特論、超伝導工学特論を受講していること
連絡先
常盤キャンパス　電気電子棟409号室
ienaga@yamaguchi-u.ac.jp
オフィスアワー
事前連絡によって適宜調整します

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