Περιγραφή θέματος

  • Γενικά

    Δομικός και Χημικός Χαρακτηρισμός των Υλικών

    Διδάσκων : I. Δεληγιαννάκης

    Περιγραφή :

    Το μάθημα καλύπτει σε βασικό επίπεδο τις βασικές μοντέρνες πειραματικές τεχνικές δομικού-χημικού χαρακτηρισμού των υλικών. Εμφαση δίνεται στις φυσικές αρχές-νόμους εξισώσεις που θεμελιώνουν την κάθε μεθοδολογία. Κάθε τεχνική παρουσιάζεται σε ένα κεφάλαιο όπου αναλύονται οι αρχές της μεθόδου, γίνεται λεπτομερής περιγραφή των μοντέρνων εργαστηριακών υποδομών καθώς και παραδείγματα εφαρμογών

    Μαθησιακοί στόχοι μαθήματος :

    • Κατανόηση της σημασίας της δομής των υλικών σε σχέση με την λειτουργία τους και τις φυσικές τους ιδιότητες.
    • Κατανόηση της εφαρμογής-χρήσης-αξιοποίησης των βασικών φυσικών νόμων σε πρακτικές μεθοδολογίες δομικού χαρακτηρισμού υλικών.
    • Εμβάθυνση στην χρήση της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας και  των μαγνητικών ροπών ως βασικών εργαλείων ανάλυσης της ύλης.
    • Εξοικείωση με ζητήματα νανουλικών και νανοτεχνολογίας.

    Λέξεις κλειδιά :

    Στερεό σώμα, Νανουλικά, Υλικά, κρυσταλλική δομή,  XRD, Bragg, Scherrer, XPS, EPR, Spin Hamiltonian, NMR, Mossbauer, ισομερής μετατόπιση, τετραπολική, μαγντητική επιδεκτικότηατα, spin, ferromagnetism, antiferromagnetism, superparamagnetism, domains, paramagnetism, diamagnetism, VSM, TEM, SEM, EDX, EELS, STEM

  • 1 - Βασικές Αρχές Στερεάς Κατάστασης

    Περιγραφή θεματικής ενότητας :

    Εισαγωγή. Κρυσταλλική Δομή Στερεών. Δεσμοί στα Στερεά. Κρυσταλλογραφία και Τεχνικές Περίθλασης. Συμπληρωματικές Τεχνικές Χαρακτηρισμού (Ηλεκτρονική Μικροσκοπία, Θερμική Ανάλυση, Φασματοσκοπικές Τεχνικές). Ιδιότητες (Ηλεκτρικές, Μαγνητικές). Μέθοδοι Σύνθεσης Στερεών. Ειδικά Θέματα Υλικών

    Λέξεις κλειδιά : θερμική ανάλυση, δομή στερεών, σύνθεση στερεών
  • 2 - Περίθλαση Ακτίνων Χ Νετρονίων Ηλεκτρονίων

    Περιγραφή θεματικής ενότητας :
    Βασικές έννοιες. Περίθλαση φωτός από σωματίδιο και στερεό σώμα. Μέθοδοι περίθλασης. Ιδιότητες ακτίνων Χ. Καθορισμός κρυσταλλικής δομής. Εξίσωση Bragg. Συνθήκες περίθλασης.

    Λέξεις κλειδιά :

    Περίθλαση Aκτίνων-Χ, Περίθλαση Ηλεκτρονίων, Περίθλαση Νετρονίων, περίθλαση, συμβολή

  • 3 - Ηλεκτρονική Μικροσκοπία TEM SEM

    Περιγραφή θεματικής ενότητας :

    Εισαγωγή - γενικές αρχές ηλεκτρονικής μικροσκοπίας. H «μεγάλη εικόνα»– ομοιότητες ΤΕΜ-SΕΜ. Μερικές θεμελιώδεις ιδιότητες των ηλεκτρονίων. Τυπική δομή του μικροσκοπίου ΤΕΜ.

    Λέξεις κλειδιά : επιφάνεια του δείγματος, δευτερογενή ηλεκτρόνια, μικροσκόπιο ΤΕΜ

  • 4 - X-Ray Photoelectron Spectroscopy Auger

    Περιγραφή θεματικής ενότητας : Μία ελεύθερη διαδρομή. Διαδικασία φωτοηλεκτρικού φαινομένου. Διαδικασία Auger σε εσωτερική οπή.  Ενεργειακά επίπεδα ατόμων και στερεών.

    Λέξεις κλειδιά : φωτοηλεκτρικό φαινόμενο, βαθμός δειγματοληψίας, διατήρηση της ενέργειας, φωτοεκπομπή

  • 5 - Φασματοσκοπία Ηλεκτρονικού Παραμαγντητικού Συντονισμού

    Περιγραφή θεματικής ενότητας :

    Βασικές αρχές ηλεκτρονικού παραμαγνητικού συντονισμού. Iσοτροπική αλληλεπιδραση στο φάσμα ΕPR. H ανισοτροπία στο φάσμα ΕPR. Η σημασία των τανυστών g και Α. Πρακτικοί κανόνες στη φασατοσκπία EPR.

    Λέξεις κλειδιά : To φάσμα EPR. O παράγοντας g. Χρόνοι ηρεμήσεως Τ1, Τ2

  • 6 - Φασματοσκοπία Πυρηνικού Μαγνητικού Συντονισμού

    Περιγραφή θεματικής ενότητας : Εξωτερικό Μαγνητικό Πεδίο. Οι Δύο Ενεργειακές Καταστάσεις. Μαγνητική Θωράκιση. Διαχωρισμός των Σπιν. Χημικές Μετατοπίσεις Υδρογόνου και Άνθρακα.

    Λέξεις κλειδιά : Πυρηνικό Σπιν, DE και Μαγνητική Ισχύς, Φάσματα NMR, Το φασματόμετρο NMR

  • 7 - Φασματοσκοπία Mossbauer

    Περιγραφή θεματικής ενότητας : Εκπομπή και απορρόφηση ακτίνων-γ απο ελεύθερα άτομα.

    Λέξεις κλειδιά : εκπομπή  ακτινοβολίας, απορρόφηση ακτινοβολίας, τετραπολική αλληλεπίδραση

  • 8 - Μαγνητικές Ιδιότητες Υλικών

    Περιγραφή θεματικής ενότητας : Ένταση μαγνητικού πεδίου. Μαγνητικό πεδίο και μαγνήτιση. Μονάδες μαγνητικής συμπεριφοράς. Μαγνητική συμπεριφορά υλικών.

    Λέξεις κλειδιά : διπολική μαγνητική ροπή, μοντέλο ατόμου, μαγνητική ορμή, κανόνας Hund

  • 9 - Μέθοδοι Μέτρτησης Μαγνητικών Ιδιοτήτων

    Περιγραφή θεματικής ενότητας : Μαγνητικά υλικά. Ο νόμος CURIE για παραμαγνητικά υλικά. Σιδηρομαγνητικά υλικά. Ο νόμος Curie-Weiss για σιδηρομαγνητικά υλικά.

    Λέξεις κλειδιά : δίπολα, διαμαγνητικότητα, domains, μαγνητοαντίσταση

  • Βιβλιογραφία

    • Materials Characterization Techniques, Sam Zhang, Lin Li, Ashok Kumar (2008)   CRC Press.
    • Physical Methods for Materials Characterisation, Peter E.J. Flewitt, R.K. Wild (2003) CRC Press.
    • Magnetism and Magnetic Materials J. M. D. Coey (2010) Cambridge University Press.
    • Electron Paramagnetic Resonance of Transition Ions A. Abragam, B. Bleaney (2012) Reprint edition  Oxford University Press.
    • Transmission Electron Microscopy Physics of Image Formation Reimer, L., Kohl, H., (2008) Springer Series in Optical Sciences.