基本情報/Basic Information

開講科目名 ／Course	電子スピン科学特論／Electron Spin Science and Technology
時間割コード ／Course Code	S222001012
ナンバリングコード ／Numbering Code
開講所属 ／Course Offered by	理工学研究科／
曜日コマ ／Day, Period	水／Wed　3
開講区分 ／Semester offered	後期／second semester
単位数 ／Credits	2.0
学年 ／Year	1,2,3
主担当教員 ／Main Instructor	宮本 量／MIYAMOTO RYO
科目区分 ／Course Group	大学院（博士後期課程）　機能創成科学専攻
教室 ／Classroom
必修・選択 ／Required/Elective	選択
授業形式 ／Class Format	講義科目
メディア授業 ／Media lecture	－

担当教員情報/Instructor Information

教員名 ／Instructor	教員所属名 ／Faculty/Department
宮本 量／MIYAMOTO RYO	理工学研究科／

難易度（レベル） ／Level	レベル5
対応するＤＰ ／DP	DP1･DP2･DP3
授業としての具体的到達目標 ／Concrete arrival target as the class	○スピン角運動量演算子の諸性質を理解し, スピン関数に作用させたときの計算ができる. ○スピンハミルトニアンがどのようなものであるか, 理解している. ○電子スピンによる磁気モーメントと磁場との相互作用について, ベクトルモデルを理解している. ○磁気共鳴がどのような現象であるか, ベクトルモデルで説明できる. ○スピンハミルトニアンを用いて, スピン準位のエネルギーレベルを求めることができる. ○スピン準位間の遷移の選択則を理解している. ○磁気共鳴の測定方法に連続波法とパルス法があることを知っており, それぞれの特徴と差違を理解している. ○励起されたスピンの緩和とブロッホ方程式について理解している.
授業の概要 ／Summary of the class	機能性材料・物質の磁気的性質を決定的に支配しているのは, 電子のスピンです. また原子同士が化学結合を形成するときにも, 電子のスピンは重要な役割を果たしています. しかし, このように重要な電子のスピンは, 古典的には理解できない性質であり, 量子力学によってはじめて理解される概念です. 本講義では, 電子スピンの量子力学的な取り扱い方法, スピンハミルトニアン, 磁気共鳴法の原理,電磁常磁性共鳴法 (EPR) の原理と応用について学びます. 本講義では, まず電子スピンの量子力学的な取り扱い方法の基礎にふれた後, エネルギー状態を記述するスピンハミルトニアンが導入されます. そして次にスピンを直接的に観測できる分光学的手法である磁気共鳴法の原理について説明されます. 最後にこれらを踏まえて, 電子スピンを観測する分光学的手法である, 電磁常磁性共鳴法 (EPR) の原理と応用について詳述されます.
授業の内容予定 ／Contents plan of the class	以下の各項目について学修します. 1) Introduction 2) Spin Operator(1): spin angular momentum 3) Spin Operator(2): eigenvalue and eigenvector 4) Classical Description(1): resonance phenomenon 5) Classical Description(2): vector picture for pulse EPR experiments 6) Classical Description(3): relaxation and the Bloch equation 7) Spin Hamiltonian(1): static spin Hamiltonian 8) Spin Hamiltonian(2): oscillatory Hamiltonian 9) Spin Hamiltonian(3): inhomogeneity in spin systems 10) Spin Hamiltonian(4): eigenvalues and eigenvectors of spin Hamiltonian 11) Spin Hamiltonian(5): model system for pulse EPR and ENDOR experiments 12) Density Operators and Evolution(1): quantum mechanical description of the state of spin system 13) Density Operators and Evolution(2): time evolution 14) Density Operators and Evolution(3): rotating frame 15) Density Operators and Evolution(4): stochastic Liouville equation ただし, 授業の進行状況等によりシラバスと実際の内容とが異なる可能性があります. その場合には, 都度説明されます.
成績評価方法及び採点基準 ／A scholastic evaluation method and marking standard	平常の講義への参加態度, 中間および期末レポートにより総合的に評価されます.
予習及び復習等の内容 ／Contents such as preparations for lessons and the review	主に数式の展開について, 自分の手を動かして計算してみるとともに, 数式の意味を考えてみる.
教材・教科書 ／The teaching materials, textbook	履修希望者と相談のうえで適宜指示されます.
参考文献 ／bibliography	例えば, A. Schweiger and G. Jeschke, ``Principles of pulse electron paramagnetic resonance'', Oxford, (2001).
留意点・予備知識 ／Point to keep in mind, back ground	大学レベルの物理学 (力学・電磁気学・量子力学) や数学 (微分積分・線形代数) の基礎知識を備え, 使いこなせることが必要です.
授業内容に関する質問・疑義等 ／Question, doubt about class contents	月曜日 16:00-17:30, 理工学部二号館 0404 室
Eメールアドレス・HPアドレス ／E-mail address, HP address	E-mail: rmiya@hirosaki-u.ac.jp Web Page: http://www.st.hirosaki-u.ac.jp/%7Ermiya/class/
学問分野1（主学問分野） ／Discipline 1	E32:物理化学、機能物性化学およびその関連分野
学問分野2（副学問分野） ／Discipline 2	D29:応用物理物性およびその関連分野
学問分野3（副学問分野） ／Discipline 3	E34:無機・錯体化学、分析化学およびその関連分野
地域志向科目 ／Local intention subject	なし
授業形態・授業方法 ／Class form, class method	主にゼミ形式で行われます.
科目ナンバー ／The subject number
メディア授業による著作物利用の有無について ／Whether or not copyrighted works are used in media classes	無／Nothing
その他 ／Others	特になし.

No.	回（日時） ／Time (date and time)	主題と位置付け（担当） ／Subjects and instructor's position	学習方法と内容 ／Methods and contents	備考 ／Notes
該当するデータはありません