Διδασκόμενη ύλη

1. Εισαγωγή στη χημεία στερεάς κατάστασης, χημική ταξινόμηση στερεών, δυνάμεις διασποράς, δομές συμπαγούς συσσωμάτωσης, κρυσταλλικές δομές, πλέγματα Bravais και μοναδιαίες κυψελίδες, δείκτες Miller, στοιχεία συμμετρίας.
2. Δεσμοί στα στερεά, ιοντικοί, ομοιοπολικοί και μεταλλικοί κρύσταλλοι, συνήθεις δομικοί τύποι, διαμοριακές δυνάμεις, ιοντικές ακτίνες, ιοντικές και μοριακές δομές, ενέργεια πλέγματος, ιδιότητες ιοντικών συμπλόκων.
3. Ατέλειες δομής (Schottky και Frenkel), χημικές προσμίξεις και μη-στοιχειομετρικά κρύσταλλα, νόμος του Vegard, ηλεκτρονιακές ιδιότητες μη-στοιχειομετρικών οξειδίων (FeO, TiO_x), στερεά διαλύματα.
4. Κρυσταλλογραφία και τεχνικές περίθλασης, περίθλαση ακτίνων-Χ σε κρυσταλλικά στερεά, απόδοση κορυφών, ανάθεση δεικτών Μiller, ταυτοποίηση κρυσταλλικών δειγμάτων, μέγεθος κρυσταλλίτη, ατομικός παράγοντας σκέδασης, επίλυση κρυσταλλικής δομής, μικρογωνιακή σκέδαση ακτίνων-Χ.
5. Ηλεκτρονική μικροσκοπία σάρωσης και διέλευσης (SEM/TEM), σκέδαση ηλεκτρονίου, μικροσκοπίας ενεργειακού διαχωρισμού ακτίνων-Χ (EDS), φασματοσκοπία απώλειας ενέργειας ηλεκτρονίων (EELS), φασματοσκοπία Auger, φασματοσκοπία φωτοηλεκτρονίων ακτίνων-Χ (XPS), καθοδοφωταύγεια (CL), περίθλαση ηλεκτρονίων.
6. Σύνθεση κεραμικών υλικών, αντίδραση στερεάς κατάστασης, σύνθεση καύσης, καθαροί κρύσταλλοι με χημική μεταφορά φάσης ατμών, χημική εναπόθεση ατμών (CVD), εναπόθεση ατομικού στρώματος (ALD), μέθοδος sol-gel, κιτρική μέθοδος, υδροθερμική και διαλυτοθερμική σύνθεση, τεχνικές σύνθεσης υψηλών θερμοκρασιών (κεραμικές μέθοδοι).
7. Ανόργανα σύνθετα υλικά και εφαρμογές: Γαλβανικά στοιχεία στερεά κατάστασης, μπαταρίες ιόντων λιθίου, κυψελίδες καυσίμων (PAFC, MCFC, SOFC), ηλεκτροχρωμισμός.
8. Ζεόλιθοι, μεσοπορώδη αλουμινοπυριτικά πλέγματα, σύνθεση, χημική σύσταση, κρυσταλλική δομή, καταλυτικές ιδιότητες.

Ιστοσελίδα μαθήματος

Το eclass του μαθήματος.

Μαθησιακά αποτελέσματα

Οι μαθησιακοί στόχοι του μαθήματος είναι να κατανοήσει ο φοιτητής:

• Τις εισαγωγικές έννοιες σχετικά́ με τις κρυσταλλικές δομές, τις δυνάμεις δεσμών, και τις ηλεκτροχημικές, οπτικές και ημιαγώγιμες ιδιότητες υλικών.
• Τη δομή́ και τις ιδιότητες των στέρεων ανόργανων υλικών.
• Τις συνθετικές και φυσικοχημικές τεχνικές για τη σύνθεση και το χαρακτηρισμό́ των υλικών.

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

Μέθοδοι Aξιολόγησης

Η αξιολόγηση των φοιτητών γίνεται με τελική γραπτή εξέταση στα ελληνικά που περιλαμβάνει συνδυασμό:

• Ανάπτυξης θεμάτων,
• Ερωτήσεις σύντομης απάντησης,
• Επίλυση προβλημάτων,
• Προφορική εξέταση (για φοιτητές με μαθησιακές δυσκολίες).

Οι φοιτητές έχουν το δικαίωμα να δουν το γραπτό τους μετά την έκδοση των αποτελεσμάτων βαθμολόγησης και να υποβάλουν ερωτήσεις.

Ο τρόπος αξιολόγησης των φοιτητών περιγράφεται κατά την πρώτη διάλεξη και αναφέρεται στην ιστοσελίδα του μαθήματος.

Βιβλιογραφία

• Anthony R. West, Solid State Chemistry and its Applications, 2nd Edition, Wiley, 2014.
• Lesley E. Smart, Elaine A. Moore, Solid State Chemistry: An Introduction, 3rd Edition, Taylor & Francis Group, 2005.

Συναφή επιστημονικά περιοδικά

• Journal of Solid State Chemistry
• Inorganic Solid-State Chemistry