大阪大学工学部応用自然学科 物理系学科目(精密科学科目・応用物理学科目)

量子力学・トンネル効果

エネルギーと時間の不確定性関係によると、電子はごく短時間であれば、図のような山をこえるだけのエネルギーを得て、山の反対側に行くことが可能です。これを外部からみると電子がいつのまにか山をすり抜けるように見え、トンネル効果と呼ばれています。私たちが日常使っている電子機器の半導体回路を流れる電流は、トンネル効果を無視することができません。応用例には、走査型トンネル顕微鏡、フラッシュメモリ、エサキダイオードなど多数あります。

固体物理学・光電効果

物質には電気を通す金属と、電気を通さない絶縁体、そして電気の通しやすさを様々に変えることができる半導体があります。半導体に光を当てると電気が流れます。これを内部光電効果と呼び、太陽電池、デジタルカメラなどに応用されています。物質にはいろいろな性質があり、光を当てると電子が光からエネルギーをもらって外に飛び出す現象を光電効果と呼びます。医用検査装置、環境計測装置などに使われています。

表面物理学・原子操作

物体の大きさがナノスケールになると、内部に対する表面原子数の割合が高くなるため、最先端半導体デバイスをはじめとするナノテクノロジーの発展には、表面物理学が重要な役割を果たしています。また、固体表面は、自動車の排ガス浄化や、燃料電池の電極など、様々な触媒反応の舞台としても重要です。最近では、新しい触媒材料を開発するための表面反応の理論設計手法(図)や、表面上の個々の原子を操作して自由に配列させる技術も発展しています。

光学・レーザー

光学はカメラ・眼鏡・望遠鏡など身近な製品の設計を行うための基礎となっているばかりではありません。インターネット接続やDVDをはじめとする光ディスク、さらにはデジタル機器に使用されている半導体素子の微細加工など先端科学技術においても重要な役割を担っています。それらを支えているのが整列した光の波を束ねたレーザーです。最近は、レーザーで得られる特殊な光を利用して従来の1000倍以上の倍率で観察する顕微鏡技術も発展しています。

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多岐にわたるプロダクト

STM、ULSI、チップ、マイクロ波受信機、パラボラアンテナ、太陽電池、ディスプレイ、DVD、携帯電話など多岐にわたる製品に使用されています。

卒業生の活躍

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