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講義内容（シラバス）2009
先端電気・エネルギー工学特論Ⅰ
授業科目名 |
先端電気・エネルギー工学特論Ⅰ |
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担当教員(所属) |
《富山大学大学院理工学研究部（工学系）》升方勝己、伊藤弘昭 |
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開講日程 |
１０－１２月 木曜日５，６限 |
単位数 |
２単位 |
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連絡先(研究室、電話番号、電子メール等) |
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オフィスアワー(自由質問時間) |
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授業のねらいとカリキュラム上の位置付け(一般学習目標) |
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材料合成、加工のツールとして近年プラズマ及びレーザーが幅広く利用されるようになっている。しかし、その基本的性質については、利用者には十分理解されていないように思われる。本講義では材料プロセスへの応用の観点からプラズマ及びレーザーを取り上げ、その基本的な性質、生成法を概説する。また、これらの材料プロセスへの応用については第一線の専門家を講師として迎え、その最先端の応用を紹介する。 |
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達成目標 |
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プラズマと高出力レーザーの基礎物理を理解すると共に、それらの材料合成、加工を中心とする応用について理解する。 |
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授業計画（授業の形式、スケジュール等） |
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第１回 |
第一章 プラズマとは何か（物質の第４態、電離気体、自然界のプラズマ・・・） |
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第２回 |
第二章 プラズマの生成（電離過程、放電の生成） |
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第３回 |
第三章 プラズマ中の衝突過程（衝突過程、弾性衝突、クーロン衝突） |
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第４回 |
第三章 プラズマ中の衝突過程（非弾性衝突電離・励起・衝突断面積） |
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第５回 |
第四章 プラズマの性質（速度分布関数、デバイ遮蔽） |
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第６回 |
第四章 プラズマの性質（電場・磁場との相互作用、電気伝導、拡散） |
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第７回 |
プラズマ生成法・各種プラズマ装置、プラズマの応用 |
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第８回 |
レーザープロセシングの観点からのレーザーとは |
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第９回 |
レーザーの基本原理について |
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第10回 |
レーザーの特徴について |
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第11回 |
各種レーザーについて |
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第12回 |
プラズマ気相反応を用いた各種応用１ |
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第13回 |
プラズマ気相反応を用いた各種応用２ |
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第14回 |
レーザープロセシング１（吸収過程過程、物質との相互作用） |
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第15回 |
レーザープロセシング２（表面加工、薄膜形成） |
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キーワード |
プラズマ、レーザー、材料合成・加工 |
履修上の注意 |
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教科書・参考書等 |
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成績評価の方法 |
出席及びレポート |
備考 |
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先端電気・エネルギー工学特論Ⅰ：授業計画
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回 |
主題と位置付け |
学習方法と内容（講義概要） |
１ |
プラズマとは何か (升方） |
身近なプラズマの例を説明しながら、プラズマとはどのような物（状態）を指すのかを講義する。 |
２ |
プラズマの生成 (升方） |
電離や放電現象を説明し、どのようにプラズマが生成されるのかを講義する。 |
３ |
プラズマ中の衝突過程 (升方） |
プラズマは荷電粒子や中性粒子で構成されているため、プラズマ中で起こる粒子同士の衝突現象について講義する。 |
４ |
プラズマ中の衝突過程 (升方） |
粒子の衝突に関する衝突断面積、平均自由行程などの重要なパラメーターについて講義する。 |
５ |
プラズマの性質 (升方） |
速度分布関数、プラズマ温度、プラズマ周波数、デバイ遮蔽などプラズマの特性を表すパラメーターについて講義する。 |
６ |
プラズマの性質 (升方） |
電場・磁場下での荷電粒子の運動を講義して、微視的な振る舞いとプラズマの巨視的性質の関係について講義する。 |
７ |
プラズマ生成法・各種プラズマ装置、プラズマの応用 (升方） |
実際に使用されているプラズマ生成装置の具体例を挙げてプラズマの生成法や応用について講義する。 |
８ |
レーザープロセシングの観点からのレーザーとは (伊藤） |
材料プロセスにレーザーが使用される理由を説明しながら、レーザーの概要を講義する。 |
９ |
レーザーの基本原理について (伊藤） |
反転分布、誘導放出、光増幅、光共振器などのレーザー発振に関する基本的な原理を講義する。 |
10 |
レーザーの特徴について (伊藤） |
時間・空間コヒーレンス、単色性、指向性、集光生などのレーザーの特徴、その特徴を利用した短パルスレーザーの発生法を講義する。 |
11 |
各種レーザーについて (伊藤） |
レーザーの発振原理を基にして実際に産業応用に利用されている炭酸ガスレーザー、エキシマレーザー、YAGレーザーなどの原理や特徴などを講義する。 |
12 |
プラズマ気相反応を用いた各種応用 (堤井） |
これまで開発されたプラズマを利用した材料生成・合成などの材料プロセス法について講義する。 |
13 |
プラズマ気相反応を用いた各種応用 (堤井） |
プラズマを応用した材料プロセス法について講義するとともに、プラズマの有用性について講義する。 |
14 |
レーザープロセシング (中井） |
レーザーの有用性を講義し、これまで開発されてきたレーザーを用いた材料プロセス法について講義する。 |
15 |
レーザープロセシング (中井） |
レーザーを用いた材料プロセス法について講義するとともに、レーザーの様々な応用について講義する。 |
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