授業科目名：ニューマテリアル・デザイン

氏名：西谷滋人

履修基準年度3年，週2時間2単位，春学期

講義目的：

ナノテクを代表とする新奇材料開発において，シミュレーションを用いた設計支援が望まれています．固体材料を量子力学，熱統計力学に基づいて，原子・電子レベルからミクロンオーダーまでのマルチスケールで理解する基礎を講述します．

各回ごとの授業内容：

１．講義概要（１）
種々の固体材料の基礎的な性質と学問分野の関連を解説．
２．Schrodinger方程式の導出（２）
量子力学の基礎となるSchrodinger方程式の導出と解法．
３．2原子分子の化学結合（２）
化学結合論の基礎となる2原子分子の電子構造から，共有結合，イオン結合，電気陰性度などを導出．
４．経験的原子間ポテンシャルと電子構造（２）
分子動力学の基礎となる原子間ポテンシャルが電子構造からいかに導かれるかを紹介．
５．統計熱力学の基礎（４）
有限温度のシミュレーションに不可欠な統計熱力学の基礎的な考え方を導入．
６．状態図（２）
材料開発に不可欠な状態図の意味を詳述．

授業方法：

物理現象を難解な数学から理解していくのはとても骨が折れます．コンピュータシミュレーションの視覚化手法を使って，熱力学，量子力学などの「（普通には）見えない対象（もの）を視」ながら，現象をモデル化し理解していく過程を紹介．また，そのような対象にコンピュータがどこまで適用できるかを紹介します．

教科書：

西谷滋人著，『固体物理の基礎(仮)』(森北出版，2006年5月)．

参考文献：

David Pettifor著，『分子・固体の結合と構造』(技報堂，1997年)．
ハーベイ・ゴールド/ジャン・トボチニク著，『計算物理学入門』(ピアソンエデュケーション，2000年)．

成績評価方法・基準：毎回のレポートによって評価