Ανάπτυξη Λειτουργικών Υλικών
| Τίτλος | Ανάπτυξη Λειτουργικών Υλικών / Growth of functional Materials |
| Κωδικός | ΠΥΥ103 |
| Σχολή | Θετικών Επιστημών |
| Τμήμα | Φυσικής |
| Κύκλος / Επίπεδο | 2ος / Μεταπτυχιακό |
| Περίοδος Διδασκαλίας | Χειμερινή/Εαρινή |
| Κοινό | Όχι |
| Κατάσταση | Ενεργό |
| Course ID | 600023510 |
Πρόγραμμα Σπουδών: ΠΜΣ ΠΡΟΗΓΜΕΝΑ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΑ ΥΛΙΚΑ
Εγγεγραμμένοι φοιτητές: 0
| Κατεύθυνση | Τύπος Παρακολούθησης | Εξάμηνο | Έτος | ECTS |
|---|---|---|---|---|
| ΚΟΡΜΟΣ | Υποχρεωτικό | 1 | 1 | 7 |
| Τίτλος | Ανάπτυξη Λειτουργικών Υλικών |
| Ακαδημαϊκό Έτος | 2023 – 2024 |
| Περίοδος Τάξης | Χειμερινή |
| Διδάσκοντες μέλη ΔΕΠ | |
| Class ID | 600247233
|
Τύπος Μαθήματος
Ειδικού Υποβάθρου
Τρόπος Παράδοσης
- Πρόσωπο με πρόσωπο
Ηλεκτρονική Διάθεση Μαθήματος
- e-Οδηγός Σπουδών https://qa.auth.gr/el/class/1/600247233
- Στον ιστοχώρο του Τμήματος: http://pms.physics.auth.gr/materials2024/lessons/anaptyksi-leitourgikon-ylikon/
- eLearning: https://elearning.auth.gr/course/view.php?id=18275
- eLearning (Moodle):
Erasmus
Το μάθημα προσφέρεται και σε φοιτητές
προγραμμάτων ανταλλαγής.
Γλώσσα Διδασκαλίας
- Ελληνικά (Διδασκαλία, Εξέταση)
Προαπαιτήσεις
Γενικές Προαπαιτήσεις
Bασικές γνώσεις επιστήμης υλικών: Τύπους υλικών και Τεχνικές Χαρακτηρισμού
Μαθησιακά Αποτελέσματα
Με την επιτυχή ολοκλήρωση οι φοιτητές/φοιτήτριες
-θα έχουν μια σφαιρική γνώση για τις τεχνικές ανάπτυξης λειτουργικών υλικών από τον μακρόκοσμο μέχρι τη νανοκλίμακα
-θα είναι σε θέση να συσχετίζουν τα τεχνολογικά χαρακτηριστικά των υλικών με την τεχνική ανάπτυξης τους.
Γενικές Ικανότητες
- Εφαρμογή της γνώσης στην πράξη
- Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών
- Λήψη αποφάσεων
- Αυτόνομη εργασία
- Παραγωγή νέων ερευνητικών ιδεών
Περιεχόμενο Μαθήματος
Πυρηνοποίηση και ανάπτυξη
Ομογενής και ετερογενής πυρηνοποίηση. Ταχύτητα πυρηνοποίησης. Mετασχηματισμοί διάχυσης στα στερεά. Ανάπτυξη πυρήνων & μετανάστευση διεπιφανειών. Επίδραση της έλλειψης προσαρμογής, του χαρακτήρα των διεπιφανειών και του misfit strain στο σχήμα των συσσωματωμάτων. Πυρηνοποίηση σε διεπιφάνειες στερεού/ατμού & στερεού/τήγματος. Ανάπτυξη από το τήγμα και σχηματισμός δενδριτών.
Μέθοδοι ανάπτυξης υλικών
Κριτήρια επιλογής της μεθόδου ανάπτυξης και περιβαλλοντικές συνέπειες. Μέθοδοι ανάπτυξης υλικών όγκου (Chochralski, Bridgman). Η θερμοδυναμική της ανάπτυξης. Yπολογισμός της ταχύτητας ανάπτυξης, εισαγωγή προσμείξεων και κατανομή τους. Μέθοδοι ζώνης. Ανάλυση των προβλημάτων που είναι εγγενή στις μεθόδους ανάπτυξης από το τήγμα και οδηγούν στην ανάπτυξη λεπτών υμενίων. Χημική εναπόθεση ατμών (CVD) : μηχανισμός, χαρακτηριστικά, ταχύτητα ανάπτυξης, επίδραση της γεωμετρίας, τροποποιήσεις της CVD. Τεχνολογία πλάσματος και εφαρμογές στην ανάπτυξη υλικών : PECVD, sputter deposition, plasma spray, plasma ashing. Eπιταξία μοριακής δέσμης (MBE) : μηχανισμός ανάπτυξης, συνθήκες κενού, τροποποιήσεις της μεθόδου. Ψευδομορφική ανάπτυξη. Μέθοδοι in-situ & real time χαρακτηρισμού (AES, XPS, RHEED, LEED). Τα αρχικά στάδια της επιταξιακής ανάπτυξης.
Θερμοδυναμική και Διαγράμματα Φάσεων: Βασικές θερμοδυναμικές έννοιες διαγραμμάτων φάσεων. Θερμοδυναμική ισορροπία. Ελεύθερη ενέργεια Gibbs συστημάτων ενός συστατικού και δυαδικών διαλυμάτων. Ιδανικά, συνήθη και πραγματικά στερεά διαλύματα. Κατασκευή δυαδικού διαγράμματος φάσεων από καμπύλες ελεύθερης ενέργειας Gibbs. Ισόμορφα συστήματα και συστήματα μερικής διαλυτότητας. Κανόνας του μοχλού. Ευτηκτική και περιτηκτική αντίδραση. Κατασκευή δυαδικού διαγράμματος φάσεων από καμπύλες ψύξης. Διαγράμματα φάσεων με διαμεταλλικές ενώσεις. Σύνθετα διαγράμματα φάσεων. Το σύστημα Fe-C. Παραδείγματα - Ασκήσεις.
Λέξεις Κλειδιά
Ανάπτυξη λεπτων υμενίων, σύνθεση υλικών όγκου, πυρηνοποίηση, μετασχηματισμοί φάσης, διαγράμματα φάσεων
Τύποι Εκπαιδευτικού Υλικού
- Σημειώσεις
- Διαφάνειες
- Βιντεοδιαλέξεις
- Πολυμεσικό υλικό
- Βιβλίο
Χρήση Τεχνολογιών Πληροφορίας και Επικοινωνιών
Χρήση Τ.Π.Ε.
- Χρήση Τ.Π.Ε. στη Διδασκαλία
- Χρήση Τ.Π.Ε. στην Επικοινωνία με τους φοιτητές
- Χρήση Τ.Π.Ε. στην Αξιολόγηση των Φοιτητών
Περιγραφή
-Διδασκαλία με powerpoint, προσομοιώσεις και βίντεο που δείχνουν τις ιδιότητες, τα φαινόμενα των διαφόρων τύπων υλικών-Ηλεκτρονική επικοινωνία (email, elearning)-Κουΐζ, Ασκήσεις μέσω elearning
Οργάνωση Μαθήματος
| Δραστηριότητες | Φόρτος Εργασίας | ECTS | Ατομικά | Ομαδικά | Erasmus |
|---|---|---|---|---|---|
| Διαλέξεις | 65 | 2,6 | ✓ | ||
| Σεμινάρια | 35 | 1,4 | ✓ | ||
| Μελέτη και ανάλυση βιβλίων και άρθρων | 43 | 1,7 | ✓ | ||
| Συγγραφή εργασίας / εργασιών | 30 | 1,2 | ✓ | ||
| Εξετάσεις | 2 | 0,1 | ✓ | ||
| Σύνολο | 175 | 7 |
Αξιολόγηση Φοιτητών
Περιγραφή
Γραπτή εξέταση που περιλαμβάνει θέματα-ερωτήσεις που απαιτούν κριτική σκέψη σχετικά με την ανάπτυξη λειτουργικών υλικών.
Μέθοδοι Αξιολόγησης Φοιτητών
- Γραπτή Εξέταση με Ερωτήσεις Σύντομης Απάντησης (Συμπερασματική)
- Γραπτή Εξέταση με Ερωτήσεις Εκτεταμένης Απάντησης (Συμπερασματική)
- Γραπτή Εξέταση με Επίλυση Προβλημάτων (Συμπερασματική)
Βιβλιογραφία
Βιβλιογραφία μαθήματος (Εύδοξος)
1. Εισαγωγή στην Επιστήμη και Τεχνολογία των Υλικών, Callister William D., Rethwisch David G., 2022, Εκδόσεις ΤΖΙΟΛΑ, Εύδοξος: 102075157, ISBN: 9789604188024
Επιπρόσθετη βιβλιογραφία για μελέτη
1. Επιστήμη και Τεχνολογία των Υλικών, D.R. Askeland, W.J. Wright, 2023, BROKEN HILL PUBLISHERS LTD, Εύδοξος: 122074326, ISBN: 9789925351527
2. "Phase transformations in metals and alloys",D.A.Porter & K.E.Easterling, Van Nostrand Reihold
3. "VLSI fabrication principles", Soran K. Ghandhi, Wiley-Interscience Publication
4. "Epitaxy. Physical principles and technical implementaion" M.A. Herman, W. Richter, H.Sitter, Springer
5. "Doping in III-V semiconductors" E.F.Schubert, Cambridge University Press
Τελευταία Επικαιροποίηση
15-01-2024
