Θερμικές και Θερμοηλεκτρικές Ιδιότητες Υλικών, Νανοδομών και Νανοδομημένων Υλικών
| Τίτλος | Θερμικές και Θερμοηλεκτρικές Ιδιότητες Υλικών, Νανοδομών και Νανοδομημένων Υλικών / Thermal and thermoelectric properties of materials, nanostructures and nanostructured materials |
| Κωδικός | ΠΥΕ204 |
| Σχολή | Θετικών Επιστημών |
| Τμήμα | Φυσικής |
| Κύκλος / Επίπεδο | 2ος / Μεταπτυχιακό |
| Περίοδος Διδασκαλίας | Χειμερινή/Εαρινή |
| Κοινό | Όχι |
| Κατάσταση | Ενεργό |
| Course ID | 600023522 |
Πρόγραμμα Σπουδών: ΠΜΣ ΠΡΟΗΓΜΕΝΑ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΑ ΥΛΙΚΑ
Εγγεγραμμένοι φοιτητές: 0
| Κατεύθυνση | Τύπος Παρακολούθησης | Εξάμηνο | Έτος | ECTS |
|---|---|---|---|---|
| ΚΟΡΜΟΣ | Επιλογής | 2 | 1 | 4 |
| Τίτλος | Θερμικές και Θερμοηλεκτρικές Ιδιότητες Υλικών, Νανοδομών και Νανοδομημένων Υλικών |
| Ακαδημαϊκό Έτος | 2023 – 2024 |
| Περίοδος Τάξης | Εαρινή |
| Διδάσκοντες μέλη ΔΕΠ | |
| Διδάσκοντες άλλων Κατηγοριών |
|
| Class ID | 600247245
|
Τύπος Μαθήματος
Eιδίκευσης / Kατεύθυνσης
Τρόπος Παράδοσης
- Πρόσωπο με πρόσωπο
Ηλεκτρονική Διάθεση Μαθήματος
- e-Οδηγός Σπουδών https://qa.auth.gr/el/class/1/600247245
- Στον ιστοχώρο του Τμήματος: http://pms.physics.auth.gr/materials2024/lessons/thermikes-kai-thermoilektrikes-idiotites-ylikon-nanodomon-kai-nanodomimenon-ylikon/
- eLearning: https://elearning.auth.gr/course/view.php?id=18306
Γλώσσα Διδασκαλίας
- Ελληνικά (Διδασκαλία, Εξέταση)
Προαπαιτήσεις
Γενικές Προαπαιτήσεις
Γενικό υπόβαθρο Επιστήμης και Τεχνολογίας Υλικών σε σχέση με τύπους υλικών, ιδιότητες και τεχνικές
Μαθησιακά Αποτελέσματα
Με την επιτυχή ολοκλήρωση οι φοιτητές/φοιτήτριες
-θα έχουν γνώση και κατανόηση των θεμελιωδών στοιχείων της φυσικής στερεάς κατάστασης που σχετίζονται με τη μεταφορά θερμότητας και θερμοηλεκτρικής μετατροπής.
- θα έχουν εξοικειθωθεί με πειραματικές μεθόδους αποτίμησης της θερμοκρασιακής εξάρτησης και συμπεριφοράς των υλικών
- θα έχουν κατανοήσει τις βασικές προσεγγίσεις προσομοίωσης σε ατομιστικό ή συνεχούς μέσου επίπεδο και η ανάπτυξη δεξιοτήτων μοντελοποίησης και προσομοίωσης για τον υπολογισμό των θερμικών ιδιοτήτων των νανοδομών ή των νανοδομημένων υλικών
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
Το μεταπτυχιακό μάθημα καλύπτει τα σημαντικότερα βασικά στοιχεία των φαινομένων και των μεθόδων μελέτης των θερμικών και θερμοηλεκτρικών ιδιοτήτων υλικών και νανοδομών και νανοδομημένων υλικών. Το μάθημα στοχεύει στον υπολογισμό ή πρόβλεψη θερμικών και θερμοηλεκτρικών ιδιοτήτων είτε από ατομιστικές προσομοιώσεις στη νανοκλίμακα είτε από πειραματικές μεθόδους και δεύτερον, στην εισαγωγή ενός ενοποιημένου πλαισίου για την κατανόηση της βασικής φυσικής της μεταφοράς θερμότητας στη νανοκλίμακα και τη μετατροπή θερμικής ενέργειας σε ηλεκτρική. Δεδομένου ότι το μάθημα προσφέρεται τόσο σε φυσικούς όσο και σε μηχανικούς, θα εξεταστεί η σημασία της μεταφοράς θερμότητας και της θερμοηλεκτρικής μετατροπής σε διάφορες εφαρμογές καθώς και οι τάσεις της έρευνας, παρουσιάζοντας κάποιες πειραματικές, πρακτικές τεχνολογικές θεωρήσεις και θεμελιώδη όρια.
Ο πρώτος στόχος αυτού του μαθήματος είναι να παρέχει στους/στις μεταπτυχιακούς/ές φοιτητές/τριες γνώση και κατανόηση των θεμελιωδών στοιχείων της φυσικής στερεάς κατάστασης που σχετίζονται με τη μεταφορά θερμότητας και θερμοηλεκτρικής μετατροπής. Το μάθημα θα επικεντρωθεί κυρίως στα φωνόνια (δονήσεις πλέγματος) και ηλεκτρόνια, στα χαρακτηριστικά τους και στη στατιστική τους ανάλυση (Φωτονική πυκνότητα καταστάσεων, καμπύλες διασποράς Φωνονίων κλπ.), τους φορμαλισμούς τους, τη σύνδεσή τους με τις βασικές θερμικές και θερμοηλεκτρικές ιδιότητες καθώς και τις διαδικασίες σκέδασής τους.
Δεύτερος στόχος του μαθήματος θα είναι η εισαγωγή των μεταπτυχιακών φοιτητών/τριών στις πειραματικές μεθόδους αποτίμησης της θερμοκρασιακής εξάρτησης και συμπεριφοράς των υλικών. Η μελέτη των μετρούμενων θερμικών ιδιοτήτων των νανοδομών, των φυσικών παραμέτρων που επηρεάζουν τις μεταβολές φάσης καθώς και μεθόδους που χρησιμοποιούνται για την ανάλυση και επεξήγηση των αποτελεσμάτων θα παρουσιαστούν αναλυτικά. Επίσης, περιλαμβάνεται και η μελέτη των σημαντικών ιδιοτήτων για τη μελέτη τη απόδοσης της θερμοηλεκτρικής μετατροπής.
Ο τρίτος στόχος είναι να δοθεί στους/στις φοιτητές/τριες η κατανόηση των βασικών προσεγγίσεων προσομοίωσης σε ατομιστικό ή συνεχούς μέσου επίπεδο και η ανάπτυξη δεξιοτήτων μοντελοποίησης και προσομοίωσης για τον υπολογισμό των θερμικών ιδιοτήτων των νανοδομών ή των νανοδομημένων υλικών εφαρμόζοντας τις μεθόδους της Μοριακής Δυναμικής. Θα δοθεί μια συγκεκριμένη μελέτη σε LAMMPS και θα μελετηθεί ένα συγκεκριμένο παράδειγμα.
Λέξεις Κλειδιά
θερμικές και θερμοηλεκτρικές ιδιότητες υλικών και νανοδομών και νανοδομημένων υλικών
Τύποι Εκπαιδευτικού Υλικού
- Σημειώσεις
- Διαφάνειες
- 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 τα φαινόμενα και τις τεχνολογικές εφαρμογές των θερμικών και θερμοηλεκτρικών ιδιοτήτων υλικών και νανοδομών και νανοδομημένων υλικών
-Ηλεκτρονική επικοινωνία (email, elearning)
-Κουΐζ, Ασκήσεις μέσω elearning
Οργάνωση Μαθήματος
| Δραστηριότητες | Φόρτος Εργασίας | ECTS | Ατομικά | Ομαδικά | Erasmus |
|---|---|---|---|---|---|
| Διαλέξεις | 26 | 1,0 | ✓ | ||
| Μελέτη και ανάλυση βιβλίων και άρθρων | 36 | 1,4 | ✓ | ||
| Εκπόνηση μελέτης (project) | 36 | 1,4 | ✓ | ||
| Εξετάσεις | 2 | 0,1 | ✓ | ||
| Σύνολο | 100 | 4 |
Αξιολόγηση Φοιτητών
Περιγραφή
Γραπτή εξέταση που περιλαμβάνει θέματα-ερωτήσεις που απαιτούν κριτική σκέψη σχετικά με ιδιότητες, φαινόμενα, τεχνολογικές εφαρμογές των θερμοηλεκτρικών υλικών.
Μέθοδοι Αξιολόγησης Φοιτητών
- Γραπτή Εξέταση με Ερωτήσεις Σύντομης Απάντησης (Συμπερασματική)
- Γραπτή Εξέταση με Ερωτήσεις Εκτεταμένης Απάντησης (Συμπερασματική)
- Γραπτή Εργασία (Συμπερασματική)
Βιβλιογραφία
Βιβλιογραφία μαθήματος (Εύδοξος)
1. Thermoelectrics, N.M.Ravindra, B.Jariwala, A.Bañobre, A.Maske, 2019, HEAL-Link Springer ebooks, Εύδοξος:91695903, ISBN:9783319963419
2. Thermoelectrics: Design and Materials, Η. Lee, 2016, HEAL-Link Wiley ebooks, Εύδοξος:80502715, ISBN: 9781118848944
Επιπρόσθετη βιβλιογραφία για μελέτη
1. Thermal Properties Measurement of Materials, Υ. Jannot, Α. Degiovanni, 2018 Εύδοξος: 91725476, ISBN: 9781119475057
Τελευταία Επικαιροποίηση
17-01-2024
