量子電子物性2の試験範囲
半導体デバイスから出題されます。
バンド構造、pn接合、MOSトランジスタからの出題と範囲が広いです。
2020年までは量子電子物性4が存在し、2題分問われましたが、最近は1題分の出題です。
阪大 工学研究科 電気電子情報通信専攻 院試の全体
基礎科目+専門科目で構成されています。
量子電子物性2は専門科目に属します。うち、電気工学コースと、量子情報エレクトリクスにて出題されます。
試験時間は120分で、1題当たり40分の時間配分になります。
- 制御工学
- 電磁波工学(電気工学コースのみ)
- 量子電子物性1(量子力学)
- 量子電子物性2(半導体デバイス)
- 量子電子物性3(電子物性)
- 信号処理
量子電子物性2は、前半が穴埋め、後半は論述問題で構成されています。穴埋めは、教科書の頻出事項を掘り下げ、論述は、その結果から導かれる事実について述べていきます。
指定教科書の内容から出題されることが多いです。是非購入すると良いです。
全体として、選択したい科目の一つになると思います。少し範囲が広いですが、計算量自体はそこまで多くなく、大崩れしないからです。
対策に使える参考書、問題集
全体
最近6か年は以下の分野の出題がありました。
- 2023年：
- 金属-半導体接合(ショットキー、オーミック)時に流れる電流
- 2022年：
- PN接合の空乏層領域の計算
- 金属-半導体接合のバンド図
- 2021年：
- ホール効果と材料選定
- 2020年：
- バンド構造と温度ごとの電子密度
- MOSトランジスタの動作原理
- 2019年：
- バンド構造とエネルギー準位
- pn接合と拡散電流の算出。フォトダイオードの特性。
- 2018年：
- ホール効果と抵抗値の算出
- 金属-半導体接合のバンド図
満遍なく出題されています。金属-半導体接合が少し多いです。
こちらの記事でも動作原理を紹介しているので、是非復習にご覧ください。
半導体デバイスの参考書
１．半導体デバイス (series電気・電子・情報系 7) 松波 弘之 (著), 吉本 昌弘 (著)
阪大のシラバスで紹介されています。院試問題の殆どがこの教科書から出ます。阪大院を受ける場合は購入必須です。
解説としては、あっさりしています。自身のお持ちの参考書と合わせて補強していくと良いです。
また、フォトダイオードに関する説明が無いので、下記の本で勉強すると良いです。
２．絵から学ぶ半導体デバイス工学 谷口 研二 (著), 宇野 重康 (著)
バンド構造はじめ、半導体デバイスの動作原理が図で紹介されています。フォトダイオードの原理まで説明があります。１．と合わせることで院試対策が万全になります。
欠点としては、npnバイポーラトランジスタの動作原理の説明が無いことです。こちらについては、別教科書で補強になります。
こちらの記事でも紹介していますので、是非学習の足しにしてください。
３．半導体デバイスの基礎(上)(中) B.L. アンダーソン (著), R.L. アンダーソン (著), 樺沢 宇紀 (翻訳)
上巻はバンド構造、中巻はMOSトランジスタに関して説明しています。ここまで詳しく説明している本は他にありません。院試勉強の範囲を超えている部分もありますが、将来半導体に関する研究を目指す方を中心に、購入してみると良いです。
対策に使える他大学の問題
試験範囲も問われる内容も大学毎に差はあまり無いです。よって、満遍なくオススメします。
- バンド構造：東大、東工大、九大
- PN接合：東大、東工大、九大
- MOSトランジスタ：東大、東工大、農工大
基本的に、東大、東工大の問題を用いて演習すると良いです。分量的にもそれなりで、阪大対策に通じると思います。
最後に
半導体デバイスは、電磁気学の基礎知識さえあれば勉強できます。よって、学習コストは安いです。学部4年生になってからの勉強でも院試に間に合うと思いますので、是非選択科目の一つにご検討下さい。
