Φυσική και Τεχνολογία Υλικών

Σπυρίδων Γλένης και Εμμανουήλ Συσκάκης

Περιγραφή

Πρόκειται για μάθημα του Μεταπτυχιακού Διπλώματος Ειδίκευσης στη Φυσική των Υλικών, το οποίο διδάσκεται το εαρινό εξάμηνο. Στόχος του μαθήματος είναι να δώσει το απαραίτητο θεωρητικό υπόβαθρο και να αναλύσει τις φυσικές ιδιότητες υλικών τεχνολογικού ενδιαφέροντος. Διερευνώνται τεχνολογικές εφαρμογές καθώς και οι δυνατότητες νέων εφαρμογών των υλικών αυτών.

Κωδικός: PHYS177
Σχολή - Τμήμα: Φυσικής » Μεταπτυχιακό πρόγραμμα σπουδών

Θεματικές Ενότητες

Ελεύθερη ενέργεια Gibbs G(T,P). Θερμοχωρητικότητα (Einstein Debye). Ισορροπία και μετασχηματισμοί φάσεων σε ουσίες ενός συστατικού. Πυρηνοποίηση. Διαδικασίες ανάπτυξης μονοκρυστάλλων. Πολυκρύσταλλοι, ανακρυστάλλωση.

Μηχανικές ιδιότητες, πλαστική παραμόρφωση. Εξαρμόσεις. Θερμομηχανικές τάσεις.

Εναπόθεση ατμών και ανάπτυξη λεπτών υμενίων με PVD και CVD. Επιταξιακή ανάπτυξη. Κινητική και θερμοδυναμική περιγραφή.

Υαλώδης κατάσταση. Θερμοδυναμική και κινητική της μετάβασης στην υαλώδη κατάσταση. Μοντέλο PRP για άμορφα στερεά. Απουσία περιοδικότητας και ιδιότητες. Γυαλιά σπιν (βασικές ιδιότητες).

Ιδανικά και πραγματικά διαλύματα. Μοντέλο Bragg-Williams. Ισορροπία φάσεων, χημικό δυναμικό. Στερεοποίηση κραμάτων, θερμικές κατεργασίες-ιδιότητες ("βαφή", zone melting). Διαγράμματα με ευτηκτικό, περιτηκτικό σημείο, δημιουργία ένωσης. Αζεοτροπία, μετασχηματισμός τάξης-αταξίας. 

Κατάταξη των μαγνητικών υλικών. Προέλευση του μαγνητισμού. Παραμαγνητικά, σιδηρομαγνητικά, αντισιδηρομαγνητικά, σιδηριμαγνητικά υλικά. Σιδηρομαγνητικές περιοχές. Δομή των σιδηρομαγνητικών περιοχών: Ενέργεια ανταλλαγής, μαγνητοστατική ενέργεια, μαγνητική ανισοτροπία, ενέργεια τοιχώματος των μαγνητικών περιοχών, μαγνητοσυστολή, μαγνητοαντίσταση, μαγνητοοπτικό φαινόμενο. Μαγνητικά υλικά. Μαλακά και σκληρά μαγνητικά υλικά. Σιδηρίτες. Μαγνητική αποθήκευση: Εγγραφή και ανάγνωση δεδομένων, μαγνητικές ταινίες, μαγνητικοί δίσκοι.

Eπισκόπηση βασικών σχέσεων. Πηγές πολωσιμότητας. Ταξινόμηση των σιδηροηλεκτρικών υλικών. Σιδηροηλεκτρικές μεταπτώσεις. Μετάπτωση φάσης πρώτης και δεύτερης τάξης.

Δομές πολυμερών. Ταξινόμηση των πολυμερών. Ηλεκτρονική δομή. Εμπλουτισμός των συζυγών πολυμερών. Στοιχειώδεις διεγέρσεις στα αγώγιμα πολυμερή. Διαφανή μεταλλικά πολυμερή. Εφαρμογές: Δίοδοι εκπομπής φωτός. Tρανζίστορ επίδρασης πεδίου.

Φυσικές ιδιότητες. Φυσική ερμηνεία της υπεραγωγιμότητας. Κρίσιμα πεδία και κρίσιμα ρεύματα των υπεραγωγών τύπου ΙΙ. Κβαντικά φαινόμενα στους υπεραγωγούς. Φαινόμενο Josephson. Υπεραγωγοί υψηλών θερμοκρασιών. Τεχνολογία, εφαρμογές και προοπτικές: Ενεργειακές εφαρμογές. Εφαρμογές του φαινομένου Josephson. Εφαρμογές στην Ιατρική.

Αλλοτροπικές μορφές του άνθρακα. Γραφένιο. Ηλεκτρονική δομή. Σχέση διασποράς. Πειράματα στο γραφένιο. Νανοσωλήνες του άνθρακα. Δομές και ιδιότητες. Οπτικές ιδιότητες. Μαγνητικές ιδιότητες. Εφαρμογές: Οι νανοσωλήνες του άνθρακα ως μοριακά κβαντικά σύρματα. Οι νανοσωλήνες ως πηγές εκπομπής ηλεκτρονίων. Άλλες εφαρμογές.

Ημερολόγιο

Ανακοινώσεις