物質科学特論B (4077)

授業科目基本情報

科目区分 専門科目 教職科目 指定なし
単位数 1 選択・必修・自由 選択
授業形態 講義 主な使用言語 日本語
開講時期
履修登録期間 履修取消期限

教育プログラム別の履修区分

プログラム名 IS CB BS BN MS CP DS
履修区分
コア科目
履修方法 ・基盤科目及び専門科目から12単位以上履修すること。

授業科目概要

担当責任教員 山田 容子
担当教員 内藤 裕義、荒川 貴博
教育目的/授業目標 内藤:・結晶半導体の電荷輸送特性評価の決定版であるホール効果測定は、絶縁性半導体の評価には用いることができない。絶縁性半導体である有機半導体の電荷輸送特性評価法について理論、実験両面からの理解を深める。
・最新の第三世代発光材料である熱活性化遅延蛍光材料の光物性、電子物性についての理解を深める。
・有機半導体はフレキシブルデバイスとして期待されているが、このフレキシブルデバイスが満たすべき条件、および、その特異なデバイス物理についての理解を深める。

荒川:生体情報や機能の計測には、各成分の物理量、化学量を電気や光信号に変換するセンサが用いられており、生体や生体分子のもつ優れた分子認識機能を巧みに利用して生体関連化学物質濃度を選択的かつ迅速に計測することができるバイオセンサが注目を集めている。本講義では、バイオセンサから生体計測センサなどの各種センサの構造や測定原理を理解するとともに、最新の医療分野、環境分野などの幅広い分野へ応用について紹介する。
指導方針 内藤:有機半導体の評価法の必要性を述べ、その理論を理解する姿勢を涵養する。
荒川:センシングデバイスについて基本的な原理、技術的基礎を概説し、生体計測や医療計測での先端的なバイオセンシングの動向を把握する。

クラス情報



表示可能なデータがありません。

授業計画

回数 日付 [時間] テーマ 内容
1 11/2 [4] インピーダンス分光による有機半導体の電荷輸送特性 有機半導体の電荷輸送特性(ドリフト移動度、寿命、局在準位分布)を評価する手法を概説し、インピーダンス分光が有効な手法であることを示す。さらに、インピーダンス分光法の理論を示し、実際の有機半導体での実測例を示す。
2 11/2 [5] インピーダンス分光、変調分光法による有機デバイスの電荷輸送特性 実際に動作している有機発光ダイオード、有機太陽電池などの有機デバイスでの電荷輸送特性(ドリフト移動度、局在準位分布、二分子再結合定数)の測定原理を示し、実測例を示す。インピーダンス分光は空間電荷制限を前提としているため、電極の注入障壁が高い場合などには適応が難しい。その場合に有効となる変調分光法も紹介する。
3 11/9 [4] 熱活性化遅延蛍光材料の光物性 照明やディスプレイに用いられている有機発光ダイオードの発光層には、蛍光材料、Irなどの稀少金属を中心金属とした燐光材料などがある。これらを第一世代、第二世代とすると、熱活性化遅延蛍光材料は第三世代発光材料と見ることができる。内部量子効率が100%である熱活性化遅延蛍光材料の設計指針と特異な光物性について述べる。
4 11/9 [5] 逆構造有機発光ダイオード、有機太陽電池のデバイス物理 有機半導体デバイスの特徴を利用したフレキシブルデバイスが注目されている。フレキシブルデバイスに用いるフレキシブル基板のガスバリア性はガラス基板に比較すると極めて高い。このため、有機半導体デバイス自体に大気安定性が要請される。逆構造デバイスはこの要請を満たすデバイスであり、その特異なデバイス物理について述べる。
5 11/12 [4] バイオセンサの概要 バイオセンサの基本的な原理、技術的基礎を概説する。
6 11/12 [5] バイオセンサとバイオ計測 様々な分野で利用されているバイオセンサについて実例を交えて解説する。
7 11/19 [4] バイオセンサを用いた生体計測への応用 I バイオセンサを用いた、非侵襲もしくは低侵襲の生体情報の計測の実例と様々なデバイスについて解説する。
8 11/19 [5] バイオセンサを用いた生体計測への応用 Ⅱ ウエアラブルバイオセンサや生体計測デバイスなど、医療、診断に向けた各種バイオセンサについて解説する。

授業日程

回数 日付 時間 講義室 備考
1 11/2 4 物質大講義室
2 11/2 5 物質大講義室
3 11/9 4 物質大講義室
4 11/9 5 物質大講義室
5 11/12 4 物質大講義室
6 11/12 5 物質大講義室
7 11/19 4 物質大講義室
8 11/19 5 物質大講義室

テキスト・参考書

テキスト 必要に応じて資料を配布する。
参考書 内藤:K. C. Kao and W. Hwang,
   Electrical transport in solids with particular reference to organic semiconductors.
   Pergamon Press 1981

荒川:バイオセンサーのはなし―生体分子や細胞を用いた新しいバイオ計測法、軽部 征夫、ISBN-13: 978-4526068799
   "Biosensors Fundamentals and Applications", T. Turner et al., Oxford University Press. ISBN: 0-19-854724-2
   "Biosensors for Medical Applications", S. Higson et al., Woodhead Publishing, ISBN: 978-1-84569-935-2

その他

履修条件 内藤:半導体物理、半導体デバイス、光物性の基礎的知識があること。
荒川:特になし
オフィスアワー Eメールで連絡の上、日時を決める
成績評価の方法と基準 内藤:・5段階(秀・優・良・可・不可)で評価する。
   ・授業への参加度と、小テストもしくはレポートにより成績評価を行う。
荒川:・5段階(秀・優・良・可・不可)で評価する。
   ・授業への参加度と、レポートにより成績評価を行う。
関連科目 特になし
関連学位 理学、工学、バイオサイエンス
注意事項 特になし

授業関連URL



表示可能なデータがありません。

配布資料



表示可能なデータがありません。