19世紀イギリスを代表する数学者、オーガスタス・ド・モルガン。インド生まれの彼は、独自の論理体系や数学的帰納法の定式化、そして有名なド・モルガンの法則で知られています。晩年はスピリチュアリズムにも傾倒するなど、多様な側面を持つ人物像に迫ります。
アフィン幾何学は、ユークリッド幾何学から距離や角度の概念を除いた幾何学です。平行線の概念を重視し、アフィン変換を用いて図形の性質を調べます。線形代数との関連も深く、ベクトル空間との関連から理解することもできます。計量を考えない幾何学として、多様体論などへの応用も広がっています。
空間幾何学における「ねじれの位置」とは、2直線が同一平面上になく、1つの平面で決定できない状態を指します。中学で学習する内容ですが、大学入試問題にも出題される重要な概念です。本記事では、ねじれの位置にある2直線の定義、具体例、距離、そして平面幾何学との違いについて解説します。
数学における曲面について解説する記事です。球面などの身近な例から、クラインの壺のような複雑な例、そして可展面、線織面、回転面、極小曲面など様々な種類の曲面、それらの定義や分類、R3への埋め込み可能性、微分幾何学的概念、さらには代数曲面についても詳細に解説します。
放物面とは、二次曲面の一種で、断面が放物線となる曲面です。楕円放物面、双曲放物面、回転放物面の3種類があり、それぞれ断面形状や性質が異なります。工学分野では、電磁波や音波を集束させる性質を利用した機器に広く用いられています。
「寸胴」は、人や動物の胴体、または円筒形の物体を指す言葉です。陶芸では、焼き物の原型となる円筒形、調理器具では深さのある円筒形の鍋を指し、その他にも円柱状の錘などにも用いられています。この項目では、それぞれの分野における「寸胴」の意味や用途を詳しく解説します。
回転楕円体とは、楕円を回転させてできる立体のこと。地球の形を近似するために用いられ、地球楕円体と呼ばれる。赤道半径と極半径の長さで、扁球と長球に分類される。測地学など、様々な分野で活用されている幾何学的な形状について解説します。
数学、工学、製造業で用いられる回転体の概念、体積計算のための円板法と円筒法、媒介変数表示による体積と表面積の算出方法を解説。パップスの定理や具体的な計算式、視覚的なイメージも交え、回転体の性質を詳細に説明します。
双円錐（そうえんすい）とは、2つの円錐を底面で貼り合わせた立体図形です。そろばんの珠など身近な例があり、数学的な性質も興味深い図形です。表面積や体積の公式、双円錐の種類、関連図形などについて解説します。
円錐台とは、円錐の底面に平行な平面で切った際にできる立体図形です。プリンのような形をしており、中学受験の数学で頻出問題です。この記事では、円錐台の体積と側面積の求め方について、初等的な方法と積分を用いた方法の両方で解説します。
二次超曲面は、円錐曲線の高次元空間への拡張概念であり、2次多項式の零点集合で表される超曲面です。3次元空間では二次曲面と呼ばれ、様々な形状と性質を持ち、数学、物理学、工学など幅広い分野で応用されています。この記事では、二次超曲面の定義、標準形、分類、そして楕円体の体積計算、2次元二次曲面、実用例について解説します。
幾何学における空間充填とは、図形を用いて空間を隙間なく埋め尽くす操作のことです。3次元ユークリッド空間における空間充填は特に重要で、様々な図形を用いた充填パターンが存在します。本記事では、空間充填の定義、種類、性質、そして高次元や非ユークリッド空間への拡張について解説します。平面充填との関係性についても触れ、多様な空間充填の例を紹介します。
幾何学における弧の概念を、初等幾何から位相空間論まで多角的に解説した記事です。円弧の長さや弧度法、位相空間論における弧の定義、具体的な例などを分かりやすく説明しています。数学の学習や理解を深めるのに役立ちます。
三角スケールは、縮尺図面の作成や計測に用いられる三角柱状の定規です。6種類の縮尺が刻まれた面を持ち、製図や測量に広く利用されてきました。木製やプラスチック製など様々な素材があり、CADの普及により使用頻度は減少しましたが、紙図面を読む際には依然として有用です。
ショートケーキの歴史、種類、語源、そして日本におけるその人気について解説します。イギリス、アメリカ、フランス、日本のショートケーキの違い、発祥に関する諸説、ショートケーキの日の由来なども詳しく掘り下げ、1000文字以上の詳細な記事となっています。
骨灰とは、動物の骨を高温で焼成し、有機物を除去することで得られる白い粉末です。主成分はリン酸カルシウムで、ベーキングパウダーやサプリメント、研磨剤、陶磁器の原料など幅広い用途に利用されています。古くから試金にも用いられ、現代では化学合成されたリン酸カルシウムが代替品として使用されることもあります。その歴史と多様な用途について詳しく解説します。
無機酸とは、鉱物など無機化合物から作られる酸のことです。有機酸と対比される言葉で、鉱酸とも呼ばれます。硫酸や塩酸など、強酸から弱酸まで様々な種類があり、化学工業において重要な役割を担っています。この記事では、無機酸の定義、種類、性質、用途、取り扱い時の注意点などを解説します。
有機酸は、酸性を示す有機化合物で、主にカルボン酸などのカルボキシル基を持つものが知られています。無機酸に比べ弱酸性で、水への溶解度は分子量に依存します。有機合成や食品保存、生化学など幅広い用途があり、生物の代謝にも深く関わっています。
シェーレグリーンは、1778年にシェーレによって初めて合成された、歴史的な緑色顔料です。酸性亜ヒ酸銅という化学組成を持つこの顔料は、鮮やかな緑色を呈する一方、毒性が高いという危険性がありました。19世紀には絵画や壁紙、そして食品にも使用されていましたが、硫黄や酸に弱く、変色しやすいという欠点もありました。現在ではその毒性から使用されなくなっています。
スウェーデンの化学者、カール・ヴィルヘルム・シェーレ。その業績は多岐に渡り、様々な物質の発見や化学的研究で知られています。彼の名には、鮮やかな緑色顔料のシェーレグリーンや、灰重石という鉱物など、現在も使われている名称がいくつか残されています。本記事では、シェーレの生涯と彼の研究、そして彼の名にちなんだ物質について詳しく解説します。
高電子移動度トランジスタ（HEMT）は、ヘテロ接合を用いた高性能トランジスタです。高い電子移動度と高速動作が特徴で、高周波回路やパワーアンプなど幅広い用途に用いられています。1979年の発明以来、技術革新を続け、現代の映像技術にも貢献しています。
高周波回路とは、集中定数回路では扱えない、分布定数回路として扱う電気回路のこと。数GHz以上の高周波数では、電圧電流の同時計測が困難なため、電力で考えるSパラメータなどが設計に用いられる。浮遊容量やインダクタンスの影響も大きく、インピーダンス整合が重要となる。近年はSiGeトランジスタやRF CMOSなどが使用され、無線通信機器など幅広い分野で利用されている。
第一原理バンド計算における電荷密度混合手法について解説します。セルフコンシステント計算の収束を加速させるための様々な方法、線形外挿法、アンダーソン法、ブロイデン法、Kerker法などを紹介し、混合比の調整や系への依存性についても詳述します。1000文字以上の詳細な解説です。
電荷密度とは、単位体積あたりの電荷量のことです。原子レベルでは、原子核の正電荷と電子の負電荷が複雑に分布しており、物質全体ではゼロとなることもあります。金属では、伝導電子の電荷密度が重要になります。X線や中性子回折実験で電荷密度分布が測定され、バンド計算でも電荷密度が求められます。さらに、運動量密度という概念もあり、コンプトン散乱などの実験で観測されます。
電力用半導体素子とは、電力機器を制御する電子部品です。家庭用電化製品などに用いられるものより高電圧・大電流に対応し、省エネルギーにも貢献。SiCやGaNなど次世代素材の開発も進んでいます。パワーエレクトロニクスの基幹部品として、社会インフラを支える重要な役割を担っています。
金属と半導体の接合である金属-半導体接合について解説する。オーミックコンタクトとショットキー障壁、ショットキー＝モット則、フェルミレベルピニング、そして歴史的背景まで詳細に説明する。半導体デバイスの基礎を理解する上で重要な項目を網羅。
酸化物半導体とは、金属イオンを含む半導体材料で、広いバンドギャップと高い電荷移動度を特長とします。透明導電膜やガスセンサー、超伝導体など幅広い用途に研究開発が進められています。酸化亜鉛や二酸化スズなどが代表的な物質で、n型とp型の両方が存在します。
逆格子空間とは、逆格子ベクトルによって構成される空間で、実空間の周期性を反映したものです。別名、逆空間、運動量空間、波数空間、k空間とも呼ばれ、結晶構造解析や固体物理学において重要な役割を果たします。光やX線の散乱現象、電子の挙動、バンド理論の理解に役立つ概念です。フーリエ変換との密接な関係や、ブラッグの法則との関連性についても解説します。
1990年代から発展してきた超並列マシンについて解説します。CPU数の増加による性能向上や、分散メモリ型システムとしての特徴、そしてGPUなど消費者市場への応用事例、さらなる性能向上に向けた研究開発の現状までを詳細に記述します。
第一原理バンド計算における線形化について解説します。固有値問題を解くための手法である線形化は、APW法などの全電子計算において重要な役割を果たします。本記事では、線形化の原理、その際に発生するゴーストバンド問題、そして関連手法との関係性について詳しく説明します。
第一原理計算とは、実験値を用いずに基礎物理定数のみから物質の性質を予測する計算手法です。量子力学に基づき、様々な物質の性質を原子レベルで解明します。現状では計算規模の限界や近似手法の精度に課題がありますが、近年発展著しい計算技術により、より複雑な現象の解明に期待が高まっています。
第一原理経路積分分子動力学法は、量子効果を考慮した分子動力学シミュレーション手法です。特に、水素原子のように量子効果が無視できない軽元素を含む系に対して有効です。第一原理計算と経路積分法を組み合わせることで、ミューオンの挙動など、原子核の量子性を考慮した精密なシミュレーションが可能です。
「第一原理」とは、他の原理から導き出せない根本原理を指します。哲学、数学、自然科学など様々な分野で用いられ、その解釈は分野によって異なりますが、普遍的な真理探究の基盤となっています。本記事では、第一原理の概念とその歴史、そして現代科学における応用について解説します。
窒化物半導体は、窒素を含むIII-V族化合物半導体で、AlN、GaN、InNなどが代表的な物質です。ワイドギャップ半導体として、高い化学的安定性、絶縁破壊電圧、そして環境負荷の低さという特徴を持ち、発光デバイスやパワーデバイスなど幅広い用途で注目されています。青色LEDの発明を契機に研究開発が加速し、現在も活発な研究分野です。
半導体PN接合などで見られる、キャリア密度が極めて低い絶縁領域、空乏層について解説します。空乏層の形成原理、印加電圧による幅の変化、トンネル効果、そして半導体素子への応用まで、詳細な情報を分かりやすく解説します。可変容量ダイオードなど、関連事項についても触れています。
磁性半導体とは、磁石としての性質と半導体としての性質を併せ持つ物質です。スピントロニクス分野で注目されており、電気的な制御によって磁気特性を自在に操る技術開発が進められています。従来は磁性不純物を添加した希薄磁性半導体が中心でしたが、新たな物質開発も盛んに行われています。
真性半導体とは、不純物を含まない純粋な半導体のことです。熱や光によって電子が励起され、伝導電子と正孔が発生し電気伝導を担います。本記事では、真性半導体のバンド間遷移、キャリア密度、フェルミ準位、温度依存性、ドーピング、キャリア移動度について詳細に解説します。
本記事では、相対性理論における相対論効果、特にバンド計算への応用について解説します。重元素における相対論効果の重要性、半相対論計算と完全相対論計算の違い、そして相対論効果が無視できない元素の例などを、分かりやすく説明します。
線形空間におけるベクトルの直交化について解説します。グラム・シュミットの正規直交化法、第一原理バンド計算への応用、計算コストに関する課題、そして関連手法であるLöwdinの直交化を詳述。直交化の概念と実際的な計算手法、その計算コストに関する問題点、そして第一原理バンド計算における役割を理解することができます。
ブリュアンゾーン積分における数値計算手法の一つである特殊点法について解説します。Monkhorst-Pack法などの特殊点の選び方や、他の手法であるテトラヘドロン法との比較、第一原理バンド計算との関連性についても詳しく説明します。ブリュアンゾーン積分を効率的に求めるための重要な概念と手法を理解することができます。
シリコンウェハーへの熱酸化処理について解説。高温下での酸素や水蒸気との化学反応による二酸化ケイ素膜形成、Deal-Groveモデル、湿式・乾式酸化、LOCOSプロセス、酸化膜の品質、縦型・横型炉の特徴、結晶方位の影響などを詳細に説明。半導体製造における重要プロセスを網羅。
混合基底法は、第一原理バンド計算において、平面波基底と局在基底を組み合わせることで計算効率を高める手法です。擬ポテンシャルが深い原子を含む系では、平面波基底のみでは膨大な計算が必要になりますが、混合基底法を用いることで計算コストを大幅に削減できます。特にガウス型局在基底は解析的な計算を可能にするため有利です。しかし、非直交性による計算の複雑化という課題も存在します。
波数の概念、計算方法、単位、そして物理学、特に分光学や波動力学における役割を詳細に解説した記事です。リュードベリの式や波数ベクトル、フーリエ変換との関係性なども含め、波数の多様な側面に迫ります。
量子力学における波動関数の概念、定義、性質、解釈問題について解説します。位置表示や運動量表示、確率振幅、重ね合わせ、時間変化、測定に伴う変化、そして解釈問題（コペンハーゲン解釈、多世界解釈など）といった重要な要素を詳細に説明します。
最急降下法とは、関数の最小値をその傾きのみを用いて探索するアルゴリズムです。単純で高速な反復計算により最小値に近づきますが、局所解に陥りやすいという欠点もあります。本記事では、最急降下法の仕組み、パラメータ調整、局所解問題への対策、そして関連手法について詳しく解説します。
原子核の運動に対して電子の運動が瞬時に追随するという断熱近似について解説します。ボルン-オッペンハイマー近似との違いや、非断熱遷移、関連する概念である断熱ポテンシャル曲面なども説明します。化学反応やカー・パリネロ法における重要性も踏まえ、詳細な数式展開も交えて解説します。
第一原理計算における擬ポテンシャルについて解説する記事です。擬ポテンシャルの種類、作成方法、問題点、そしてフェルミの擬ポテンシャルまで、詳細な情報を網羅しています。第一原理計算を理解する上で重要な概念を分かりやすく説明します。
平面波とは、波の等位相面が平面状に広がる波のことです。時間変数を持たない平面波と時間変数を持つ平面波があり、フーリエ変換や波動方程式の解として用いられます。正弦平面波や複素正弦平面波など、様々な種類があり、量子力学や第一原理バンド計算など幅広い分野で活用されています。
平均場近似とは、複雑な多体問題を扱いやすい一体問題に簡略化する近似手法です。多体系の相互作用を平均的な効果として捉え、自己無撞着な方程式を解くことで近似解を求めます。強磁性体のワイス理論や、合金のブラッグ‐ウィリアムス近似、バンド計算の一電子近似など、様々な物理現象の解析に用いられています。ただし、ゆらぎが大きい系には適用できません。
局所密度近似（LDA）は、密度汎関数理論（DFT）における交換相関エネルギー汎関数の近似手法です。電子密度のみを用いる簡便性から広く用いられていますが、バンドギャップの過小評価など、いくつかの限界も知られています。LDAの原理、適用例、限界、そしてLDAを超える試みについて解説します。
局在基底とは、空間のある限られた領域に存在する基底関数のことを指します。特に、原子核周辺に集中する原子軌道を用いたLCAO法は量子化学計算において広く利用されています。本記事では、局在基底の種類、LCAO法、関連する計算手法について詳細に解説します。バンド計算や第一原理計算、量子化学的手法との関連性にも触れ、理解を深めます。
本記事では、線形代数学における重要な概念である行列の対角化について解説します。対角化とは、正方行列を相似変換によって対角行列に変換する操作で、計算の効率化に役立ちます。固有値、固有ベクトル、固有空間といった関連概念についても説明し、具体的な計算例を用いて対角化の手順を分かりやすく解説します。また、対角化可能な条件についても詳しく述べます。
密度汎関数理論（DFT）とは、電子系の性質を電子密度から計算する量子力学的手法です。原子、分子、凝縮系など多様な系の電子状態を効率的に計算できる汎用性の高い手法として、物理学、化学の分野で広く用いられています。 Hohenberg-Kohnの定理、Kohn-Sham方程式、交換-相関汎関数といった重要な概念を解説し、DFTの適用範囲や課題、近似法の発展にも触れます。
実空間法は、物質の電子状態を計算する手法の一つです。従来のバンド計算と異なり、実空間における波動関数を直接計算します。そのため、高速フーリエ変換(FFT)が不要で、並列計算に向いています。また、境界条件の自由度が高く、電場などの外場を簡単に取り扱うことができます。第一原理バンド計算と関連するこの手法は、様々な物質の性質解明に役立っています。
多重散乱理論とは、複数の散乱ポテンシャルによる多重散乱を扱う理論です。本記事では、ランダムなポテンシャルを持つ格子系における電子の多重散乱を、グリーン関数と総散乱行列を用いて解説します。さらに、厳密な形式解、状態密度、ランダム系への拡張についても論じます。
変分法は、関数の集合から実数への写像である汎関数の最大値や最小値を求める解析学の一分野です。最速降下曲線問題に端を発し、オイラーやラグランジュらの貢献を経て発展しました。極値を求めるためのオイラー・ラグランジュ方程式や、極小値の十分条件など、重要な概念を解説します。
電子回路における増幅回路について解説した記事です。増幅回路の種類、諸元、バイアス方式、級、代表的な構成方式、効率改善のための回路構成、帰還、用途、結合方式、付加回路などについて、詳細な情報を提供します。初心者にも分かりやすいよう、図表や具体例を用いて丁寧に解説しています。
基底関数とは関数空間の基底ベクトルであり、対象空間の関数を線形結合で表現するものです。線形基底展開は、基底関数の線形結合で関数を表現する手法で、フーリエ変換やウェーブレット変換など様々な場面で使われます。基底関数の内積を用いて正規直交基底を定義し、直交性や正規性を確認できます。
多重散乱理論における近似手法である単サイト近似について解説。ランダムなポテンシャルを持つ不規則二元合金を例に、平均操作による近似の過程と、状態密度算出への応用について詳細に説明します。CPAや第一原理バンド計算との関連にも触れています。
半導体デバイス製造は、シリコンウェハー上に複雑な電気回路を形成する精密な工程です。設計から製造、検査まで、高度な技術とクリーンルーム環境が不可欠です。本記事では、ウェハー製造工程における前工程、後工程、検査管理工程について詳細に解説します。
共役勾配法は、大規模な連立一次方程式を効率的に解く反復解法です。対称正定値行列を係数とする方程式に適用され、最適化問題にも利用されます。本記事では、そのアルゴリズム、前処理、正規方程式への適用、関連手法について詳細に解説します。
不純物半導体とは、純粋な半導体に不純物を添加することで電気伝導度を制御した半導体の種類です。不純物の種類によってN型とP型の2種類に分類され、それぞれ電子とホールがキャリアとなります。この資料では、不純物半導体の性質、キャリア密度、フェルミ準位について詳細に解説しています。
電子状態計算における一電子近似について解説。多電子系の複雑な相互作用を、平均場近似を用いて一体問題に簡略化することで、電子配置や軌道を求める手法を説明。ハートリー近似、ハートリーフォック近似、多体効果の扱い方、関連事項についても言及。
ホモ接合とは、同一種類の半導体材料を接合させた構造のことです。p型とn型のホモ接合トランジスタがあり、近年、半導体技術における更なる進歩への期待が高まっています。本記事では、ホモ接合の基礎概念、種類、そして将来展望について詳細に解説します。
異なる半導体の接合であるヘテロ接合について解説します。バンドギャップの違いを利用した応用技術や、結晶成長技術との関連、そして関連用語についても詳しく説明します。太陽電池や半導体レーザーなど、私たちの生活に身近な製品にも活用されている重要な技術です。
ブロッホの定理は、空間的に周期的なポテンシャル下にある粒子の挙動を記述する量子力学の定理です。結晶中の電子のエネルギーバンド構造を理解する上で非常に重要であり、固体物理学の基礎をなす概念です。本記事では、ブロッホの定理の内容、ブロッホ関数、定理の証明、バンド構造との関連性について詳細に解説します。
バンド計算におけるフルポテンシャル法について解説します。球対称ポテンシャルの制限を超え、現実的なポテンシャル形状に対応できる計算手法の高度化について、APW法、LAPW法、LMTO法、KKR法を例に詳細な説明と、フルポテンシャル化による手法の名称変化を紹介します。第一原理バンド計算を理解する上で重要な概念です。
フェルミ面とは、波数空間におけるエネルギー等値面で、物質の電子状態を理解する上で重要な概念です。金属では明確なフェルミ面が存在する一方、半導体や絶縁体では存在しません。その形状は物質の電子構造を反映し、様々な実験手法で調べることができます。フェルミ速度はフェルミ面上の電子の速度です。
フィラデルフィア半導体指数（SOX指数）は、アメリカの半導体産業30社を対象とした株価指数です。NASDAQ OMX PHLXが算出しており、半導体セクターの動向を示す重要な指標として、世界中で利用されています。1993年12月1日基準、時価総額加重平均型で算出され、IT関連産業の景況感を測る先行指標としての役割も担っています。構成銘柄には、アメリカだけでなく、台湾やオランダの企業も含まれています。
固体物理学におけるバンド理論を解説。電子のエネルギー準位が連続的なバンド構造を形成する仕組み、バンドギャップの概念、金属と絶縁体の違い、バンド理論の応用、計算手法、関連研究分野などを詳しく説明します。
半導体におけるバンド図とは、空間座標に対する電子エネルギー準位を示す図解です。フェルミ準位やバンド端などの重要なエネルギー準位が、物質内部の位置によってどのように変化するか（バンドベンディング）を視覚的に表現し、半導体デバイスの動作を理解する上で役立ちます。バンド構造図とは異なり、横軸は波数ベクトルではなく空間位置を表します。不確定性原理により、原子レベルの解像度は得られません。
半導体の電気的特性を制御するために用いられるドーパントについて解説します。ドナー、アクセプター、深い準位といったドーパントの種類と、それらが半導体のバンド構造に及ぼす影響について、詳細な説明と図解を交えて分かりやすく解説します。半導体工学における基礎知識を深めるのに役立つ記事です。
ブリュアンゾーン積分における高精度計算手法であるテトラヘドロン法について解説します。四面体分割による線形補間とBlochl補正を組み合わせることで、従来のk点積分法よりも精度の高い結果を得られる仕組みを詳細に説明します。バンド計算における応用事例や関連手法についても触れ、その重要性を示します。
異なる2種類の半導体材料を用いた3層構造、ダブルヘテロ接合について解説します。2つの接合部を持つこの構造は、単一ヘテロ構造とは異なる特性を示し、半導体デバイスにおいて重要な役割を果たします。材料の組み合わせや層の厚さによって、幅広い特性制御が可能になります。
スラブ近似は、物質表面などの周期境界条件を満たさない系の性質を計算するための手法です。スーパーセル内に表面層と真空層を配置し、それらが周期的に繰り返す系として扱うことで、表面の性質を近似的に計算します。真空層の厚さや表面の処理方法など、計算精度に影響する様々な要素について解説します。第一原理バンド計算と関連性の高い概念です。
ジェリウム模型とは、固体中の原子核の正電荷と電子密度が均一に分布すると仮定する固体物理学のモデルです。このモデルを用いることで、結晶構造を無視して電子の量子力学的性質や電子間の相互作用を比較的容易に議論できます。金属の様々な性質を定性的に説明できる簡便なモデルとして知られています。
コヒーレントポテンシャル近似（CPA）とは、不規則な原子配列を持つ合金などの電子状態を計算するための手法です。特に、KKR法と組み合わせたKKR-CPA法が広く用いられており、電子の散乱を考慮することで高い精度を実現します。タイトバインディング法を用いたTB-CPAも存在し、様々な物質の電子状態解明に貢献しています。CPAは、合金の物性解明に不可欠な計算手法として、現代の材料科学研究において重要な役割を果たしています。
1985年に考案されたカー・パリネロ法は、第一原理分子動力学計算の中核をなす手法です。電子状態と構造最適化を同時に計算することで、従来の手法に比べ飛躍的に計算速度を向上させました。本記事では、その原理、利点、発展、そして計算に必要な要素について詳解します。
オーミック接触とは、電流電圧特性が線形な電気的接合のこと。半導体デバイスでは、安定で低抵抗なオーミック接触の形成が性能・信頼性に直結します。本記事では、その形成原理、作製、評価、そしてシリコンや化合物半導体への応用について詳述します。
オーダーN法とは、物質の電子状態を計算する手法の一つで、計算にかかる時間が原子数の1乗に比例するよう工夫された高速な計算方法です。従来の計算方法は原子数の3乗に比例して計算時間が増大するため、巨大な系を扱う際に大きなメリットがあります。密度行列法や局在基底関数法など、様々なアプローチが存在し、ナノ物質や巨大分子の計算に利用されています。
エバルト法は、周期境界条件下でクーロン相互作用を効率的に計算する手法です。実空間と逆格子空間の両方で発散するクーロン相互作用を、短距離相互作用と長距離相互作用に分割し、それぞれを効率的に計算することで、計算時間を大幅に削減します。粒子メッシュエバルト法(PME)など、様々な改良法も存在します。
アモルファス半導体とは、結晶構造を持たない非晶質の半導体です。結晶性半導体とは異なる独自の物性を持ち、太陽電池や薄膜トランジスタなど、様々な用途に応用されています。その特性や材料、応用例について詳しく解説します。
pn接合とは、P型半導体とN型半導体が接合した部分で、整流作用や発光、光電効果などの特性を示す半導体構造です。この性質を利用して、ダイオードやトランジスタなどの様々な半導体素子が作られています。接合部には電子や正孔が不足する空乏層という領域が形成され、その幅や電位差は接合特性に大きく影響します。
LAPW法は、物質の電子状態を計算する第一原理バンド計算の手法の一つです。従来のAPW法が抱えていた計算コストの高さや固有値の取りこぼしの問題を解決するために開発されました。エネルギー依存性を線形化することで、効率的な計算を可能にしています。しかし、ゴーストバンド問題といった課題も存在します。本記事では、LAPW法の詳細、その歴史、そして関連する手法について解説します。
KKR法は、Korringa、Kohn、Rostokerの3氏によって開発された、物質の電子状態を計算する手法です。グリーン関数と呼ばれる数学的ツールに基づいており、合金などの不規則な系の計算にも有効です。第一原理計算へCPA近似を導入した画期的な手法として知られています。電子散乱理論と密接に関連しており、固体物理学や材料科学の分野で重要な役割を果たしています。
APW法は、物質の電子状態を計算する手法の一つです。1937年にスレイターによって発明され、マフィンティンポテンシャルを用いたバンド計算を行います。平面波と球面波を組み合わせた基底関数を使用し、様々な改良版が開発されています。固体物理学において重要な役割を果たす計算手法です。
解析力学とは、一般座標系で記述される力学体系です。ラグランジアンやハミルトニアンといった座標変換に対して不変な量を用い、変分法や最小作用の原理によって運動方程式を導出します。ニュートン力学とは異なり、一般座標系への変換においても方程式の形が不変という利点があります。
物理化学者玉蟲文一(1898-1982)の生涯と業績を紹介。東京大学名誉教授として界面化学、レオロジー、科学史の研究に貢献、教育にも尽力した様子を詳細に記述。受賞歴や主要著作、関連資料にも触れ、その人物像を多角的に明らかにする。
玉木英彦(1909-2013)は、日本の物理学者、科学史家として著名な人物です。東京大学教授などを歴任し、数々の著書や翻訳で日本の科学界に多大な貢献をしました。特に、仁科芳雄博士に関する研究や著作は高く評価されています。本記事では、その生涯と業績を詳細に解説します。
シュレーディンガーが提唱した量子力学の定式化、波動力学について解説する記事です。電子の波動性を実験で検証した歴史や、シュレーディンガー方程式、その後の発展、関連事項などを詳しく記述しています。量子力学を理解する上で重要な概念を網羅した、詳細な解説記事です。
日本の著名な数学者、森正武氏の生涯と業績をまとめた記事です。東京大学、京都大学、筑波大学で教鞭をとり、数値解析、応用数学の分野で多大な貢献をしました。国際数学者会議での招待講演や数々の受賞歴、そして多くの著書を通して、日本の数学界に大きな足跡を残しました。
東京大学大学院数物系研究科は、1953年に設立された東京大学大学院の研究科です。理学系と工学系の幅広い分野を網羅し、数学、物理学、天文学から土木工学、電気工学まで、多くの専攻が置かれていました。1965年の改組により、理学系研究科、工学系研究科、農学系研究科へと分割され、その歴史に幕を閉じました。本記事では、数物系研究科の設立から廃止までの歴史、設置されていた専攻、そしてその後の研究科の変遷について詳細に解説します。
木村英紀氏は、制御理論、システム科学、生物制御の第一人者であり、国際的にも高い評価を受ける工学者です。東京大学名誉教授、大阪大学名誉教授を務め、数々の受賞歴と豊富な著作、そして指導者としての経験を持ちます。工学分野における多大な貢献と、その功績は日本の科学技術発展に大きく貢献しました。
新井朝雄氏(あらい あさお)は、北海道大学大学院理学研究院数学部門教授を務める日本の著名な数学者・数理物理学者です。専門は数理物理学と関数解析学で、荷電粒子と電磁場の系のスペクトル解析における先駆的研究で知られています。国際的な活動にも積極的で、数々の著書や論文を発表し、日本の数理物理学の発展に大きく貢献しています。
小沼通二氏(1931年生まれ)は、日本の物理学者で、素粒子理論を専門とする第一人者です。慶應義塾大学名誉教授、神奈川歯科大学理事などの要職を歴任し、日本物理学会会長やアジア太平洋物理学会連合会長も務めました。ノーベル平和賞受賞者も輩出するパグウォッシュ会議の評議員も経験するなど、国際的にも活躍されています。本記事では、氏の経歴、研究活動、著作、社会貢献活動について詳しく解説します。
小嶋泉氏(1949年-)は、医師免許を持つ異色の経歴を持つ数学者、数理物理学者です。京都大学医学部卒業後、数理物理学、特にゲージ理論の代数的構造の研究で大きな功績を残しました。九後汰一郎氏とともに仁科記念賞を受賞するなど、輝かしい経歴と数々の著書、編集物が存在します。本記事では、小嶋氏の生涯と業績を詳細に解説します。
裳華房より1968年から2008年にかけて刊行された、大学初年級向け物理学のロングセラーシリーズ『基礎物理学選書』。40年以上にわたり改訂を重ね、多くの学生を支え、物理学教育に貢献しました。力学、電磁気学、量子論など、物理学の主要分野を網羅する全27巻からなる充実した内容が特徴です。
1929年創業の出版社、株式会社国土社。教育図書や児童図書、雑誌の発行で知られ、日本の出版文化に貢献。数々の名作や全集を世に送り出し、教育現場を支えた歴史を持つが、2015年には会社更生法を申請。その後、日本BS放送の連結子会社となり、新たな展開を歩んでいる。
八杉龍一（1911-1997）は、日本の生物学史家で、東京工業大学と早稲田大学で教鞭をとった。ルイセンコ論争への関与や、進化論、生物学史に関する多様な著作、翻訳で知られ、毎日出版文化賞、産経児童出版文化賞を受賞。生物学研究を社会に広く伝えることに貢献した学者の生涯をたどる。
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