Last Update: 2nd Apr 2025

授業目標 / Objectives

結晶構造に関して学び、下記の項目について理解する。
Learn the fundamentals of crystallography and understand the followings:

• 結晶格子・逆格子とブラッグの法則 / Crystal Lattices and Reciprocal Lattices, Bragg's Law
• 結晶の対称性と結晶点群・空間群 / Symmetries of Crystals, Crystallograhpic Point Group and Space Group
• 点群とマクロな物性との関係 / Point Group and Macroscopic Physical Properties
• Ｘ線回折の強度 / Intensities of Bragg Reflections
• Ｘ線回折の消滅則 / Reflection Conditions of X-ray
• International Tables for Crystallographyの使い方 / Usage of International Tables for Crystallography

Keywords

crystal lattice, reciprocal lattice, x-ray diffraction, crystallographic point group, space group, reflection condition, crystal structure analysis

2025年度授業計画 / Schedule for 2025

今年度は物質系講義室2B6で講義を行います。 講義の前に、下記のWeb上の講義資料を読んでおいてください。 演習問題は、UTOLを用いて連絡します。

The lectures are provided in Dept. Adv. Mat. Sci. Lecture Room 2B6. Learn the note on the Web in prior to the lecture. The homework problem is informed by UTOL.

1. 結晶格子、逆格子、Ｘ線回折
   Crystal Lattice, Reciprocal Lattice, X-ray Diffraction
   (4 Apr)
2. 結晶点群と巨視的な物性
   Crystallographic Point Group and Macroscopic Physical Properties
   (18 Apr)
3. 対称操作と空間群
   Space Group and Symmetry Operations
   (25 Apr)
4. 回折現象の基礎：結晶構造因子と原子形状因子
   Basics of Diffraction: Structure Factor and Atomic Form Factor
   (2 May)
5. 消滅則
   Reflection Conditions
   (9 May)
6. International Tables for Crystallographyの利用法
   "How to Use International Tables for Crystallography"
   (16 May)
7. Ｘ線構造解析の実際
   X-ray Crystal Structure Analysis
   (23 May)

成績評価基準 / Evaluation

レポートで評価します。 レポート問題はUTOLに掲載し、講義の最後にも示します。 レポートの解答については手書きで記載して、スキャナかカメラで取り込んでUTOLで提出してください。
ChatGPTなど生成AIを利用した場合は、どのようなやり取りを行ったかを修正せずに転載し、そのあとに手書きのレポートを付けてください。
Evaluations are based on the reports. The homework is given on UTOL every week and also shown in each lecture. Handwrite your answer to the quesion, scan or take a photograph, and submit on UTOL.
When you use a generative AI like ChatGPT, first copy and paste what exchanges were made (without modification) and then handwrite your answer.

授業情報 / Information

講義は日本語と英語で行います。板書や資料は英語を基本とします。
Lectures will be given both in Japanese and in English. The text on the whiteboard is written in English.

質問など / Questions

授業内容に関しては、なるべく授業中か授業の前後に直接質問してください。
You may ask questions directly in the classroom.

予備知識 / Background Knowledge

講義を理解するために必要な知識 / Prerequisite Knowledge

• 高校の図形の知識 / Solid Figures
• 平面を表す方程式 / Equation of Plane
• 行列の計算 / Matrix
• 三次元ベクトルの内積、外積、スカラー三重積 / Products of Vectors
• 指数関数と三角関数 / Exponential Function, Trigonometric Functions
• 平面波の方程式 / Equation of Plane Wave
• 複素数の四則、絶対値 / Complex-Number Calculation
• 原子核、電子、原子 / Nucleus, Electron, Atom

あると便利な知識 / Useful Knowledge

• ブラッグの法則 / Bragg's Law
• 代表的な物質の結晶構造 / Crystal Structures of Typical Solids
• 電磁気学 / Electromagnetism
• 量子力学の摂動論 / Perturbation Theory in Quantum Mechanics

参考書 / Reference Books

• 「結晶学と構造物性　〜入門から応用，実践まで〜」、野田幸男、内田老鶴圃
• "Introduction to Crystallography" by Donald E. Sands
• "International Tables for Crystallography Volume A: Space-Group Symmetry" edited by Theo Hahn
• "Introduction to Solid State Physics" by Charles Kittel
• "Solid State Physics" by Neil W. Ashcroft and N. David Mermin