Διδασκόμενη ύλη

Δομικοί Τύποι Στερεών

1. Μέταλλα και Αμέταλλα
2. Δυαδικές ενώσεις: ΑΒ, ΑΒ₂, ΑΒ₃, Α₂Β₃, Α_xB_y
3. Τριαδικές Ενώσεις: ΑΒΧ₂, ΑΒΧ₃, ΑΒ₃, ΑΒ₂Χ₄, Α₂ΒΧ₄, ΑB₂Χ₂
4. Διαμεταλλικές Ενώσεις και Φάσεις Zintl
5. Σπονδυλωτές Κρυσταλλικές Δομές: Πολύτυπα, Ομόλογες Σειρές και Μη-προσαρμόσιμες Δομές

Θεωρία Σθένους (βασισμένη στο άρθρο του R. Hoffmann)

1. Κατασκευή διαγραμμάτων “Spaghetti” ξεκινώντας από τα Μοριακά Τροχιακά.
2. Ηλεκτρονική αστάθεια (Παραμόρφωση Peierls, φαινόμενο Jahn-Teller).
3. Πυκνότητα καταστάσεων, Αναδίπλωση ταινιών, άμεσο και έμμεσο ενεργειακό χάσμα.
4. Χωρικός Περιορισμός: Χαμηλοδιάστατα Υλικά, Κβαντικά Πηγάδια, Κβαντικά Νήματα, Κβαντικές Τελείες.

Μη-στοιχειομετρία και Κρυσταλλικές Ατέλειες

1. Μη-Στοιχειομετρία και διάχυση ιόντων. Θερμική απόσβεση, πυροσυσσωμάτωση και ανόπτηση.
2. Διαγράμματα φάσης, ευτηκτικά μείγματα, σπονδυλική αποσύνθεση και στερεά διαλύματα.
3. Μεταβολές Φάσης. Ανόργανα υλικά με μεταβλητή φάση, Κρύσταλλοι και άμορφα στερεά.

Συνθετικές Μέθοδοι

1. Σύνθεση στη Στερεά Κατάσταση, Υγρή σύνθεση, Διαλυτοθερμική σύνθεση
2. Μέθοδοι Ανάπτυξης Κρυστάλλων: Ανάπτυξη από τήγματα, διαλύματα και με μεταφορά στην αέρια φάση.
3. Δομικός Χαρακτηρισμός: Μέθοδοι επίλυσης κρυσταλλικών δομών από μονοκρυστάλλους και κρυσταλλικές σκόνες. Χαρακτηρισμός άμορφων υλικών (Συνάρτηση Kατανομής Zευγών (PDF))

Εφαρμογές Ανόργανων Ενώσεων στη Σύγχρονη Τεχνολογία

Ανόργανοι Ημιαγωγοί στην Οπτοηλεκτρονική

Φωτο-δίοδοι σε Φωτοβολταϊκά, Ανιχνευτές, Διόδους Εκπομπής Φωτός

Πορώδη Υλικά

Διαχωρισμός αερίων και καταλυτική δράση

Τεχνολογία Υδρογόνου

Παραγωγή, Αποθήκευση και Καύση

Αποθήκευση Ενέργειας

Μπαταρίες Στερεάς Φάσης

Ιστοσελίδα μαθήματος

Το eclass του μαθήματος.

Μαθησιακά αποτελέσματα

Οι βασικοί μαθησιακοί στόχοι, τους οποίους οι
φοιτητές στο τέλος του μαθήματος θα πρέπει να έχουν επιτύχει, είναι:

1. Η Δομή των Στερεών: Περιγραφή των κρυστάλλων και κατηγοριοποίηση των πολυεδρικών αναπαραστάσεων των Ανόργανων Κρυσταλλικών Δομών.
2. Θεωρία Ταινιών: Η ηλεκτρονική δομή από την σκοπιά της κρυσταλλικής δομής. Συσχέτιση δομής-ιδιοτήτων.
3. Μη-στοιχειομετρία και Κρυσταλλικές Ατέλειες: Έλεγχος ιδιοτήτων των στερεών.
4. Συνθετικές Μέθοδοι στην Ανόργανη Χημεία και Δομικός Χαρακτηρισμός: Ανάπτυξη Μονοκρυστάλλων, Πολυκρυσταλλικά και Άμορφα στερεά.
5. Εφαρμογές Ανόργανων Ενώσεων στη Σύγχρονη Τεχνολογία.

Το μάθημα σύμφωνα με το Ευρωπαϊκό Πλαίσιο Προσόντων Δια Βίου Μάθησης είναι επιπέδου 6 ως μάθημα πρώτου κύκλου σπουδών.

Μέθοδοι Aξιολόγησης

Ο βαθμός καθορίζεται από την συγγραφή ενός άρθρου (40%) (στα Αγγλικά, τύπου JACS Communication) με θέματα σχετικά με την εφαρμογή ανόργανων υλικών στη σύγχρονη τεχνολογία, καθώς και την προφορική του παρουσίαση (40%). Το υπόλοιπο (20%) αξιολογείται με βάση την συμμετοχή και την κατανόηση εννοιών στο μάθημα. Το θέμα της παρουσίαση επιλέγεται από τον φοιτητή σε συνεννόηση με τον Διδάσκοντα.

Βιβλιογραφία

1. Ulrich Müller, «Inorganic Structural Chemistry», 2nd Edition, Wiley 2006.
2. Alexander F. Wells, «Structural Inorganic Chemistry», 5th Edition, Oxford University Press 1984.
3. Roald Hoffmann, «How Chemistry and Physics Meet in the Solid State», Angew. Chem. Int. Ed. Engl (1987) 846-878
4. Anthony R. West. «Solid State Chemistry and Its Applications», 2nd Edition, Wiley 2014.
5. Richard J. D. Tiley, «Defects in Solids», Wiley 2008
6. Giovanni Ferraris, Emil Mackovicky, Stefano, Merlino, «Crystallography of Modular Materials», IUCr 2004.
7. Erwin Parthé «Crystal Chemistry of Tetrahedral Structures», CRC Press 1964

Συναφή επιστημονικά περιοδικά

• Chemistry of Materials
• Materials Horizons
• Nature Materials
• Advanced Materials
• Journal of Solid State Chemistry