ETY-344
Εργαστήριο Στερεών Υλικών

mech prop Gold NPs

Υπεύθυνος Μαθήματος

Εμμανουήλ Σπανάκης
email
spanakis@materials.uoc.gr
τηλέφωνο
2810-393053
γραφείο
Κτήριο Μαθηματικού Ε-110

Διδάσκοντες Μαθήματος

Παύλος Σαββίδης
email
psav@materials.uoc.gr
τηλέφωνο
2810-394115
γραφείο
Κτήριο Φυσικής 1ος όροφος 114

Κανονισμός και Ασφάλεια στο εργαστήριο

Βρείτε τον κανονισμό του εργαστηρίου εδώ. Απαραίτητη προϋπόθεση για τη συμμετοχή στις εργαστηριακές ασκήσεις είναι η συμμόρφωση με τους κανόνες ασφαλείας του εργαστηρίου. Προτείνεται επίσης η ανάγνωση των πληροφοριών που σχετίζονται με την ασφαλή διαχείριση των χημικών που θα χρησιμοποιήσετε κατά την διεξαγωγή των πειραμάτων.

Μπορείτε από εδώ να κατεβάσετε σε αρχείο pdf τις διαφάνειες του σεμιναρίου ασφαλείας που δόθηκε από την καθ. κ. Βελώνια στις 17/10/2018. (νέο)

Διδασκόμενη ύλη

Παρασκευή εμπλουτισμένου ημιαγωγού

Εισαγωγή. Εμπλουτισμός ημιαγωγού με θερμική διάχυση προσμίξεων αντικατάστασης. Νόμος του Fick. Σταθερά διάχυσης και σχέση του Einstein. Φάσεις προεναπόθεσης (predeposition) - διείσδυσης (drive-in).

RCA καθαρισμός επιφανείας υποστρωμάτων πυριτίου. Εναπόθεση, φυγοκέντρηση και ξήρανση υγρού φορέα προσμίξεων φωσφόρου/βορίου. Θερμική διάχυση σε αέρα. Παρασκευή διόδου p+n. Εισαγωγή στην ελλειψομετρία: μέτρηση πάχους ενδογενούς υμενίου οξειδίου του πυριτίου.

Παρασκευή μονωτή με υγρή χημική μέθοδο

Εισαγωγή. Διηλεκτρικά υλικά. Μηχανισμοί πόλωσης διηλεκτρικού, εξάρτηση διηλεκτρικής σταθεράς και αγωγιμότητας από την συχνότητα και την θερμοκρασία. Σιδηροηλεκτρικά υλικά: το τιτανιούχο Βάριο (ΒaTiO3), δομικές ιδιότητες και θερμοκρασία Curie.

Σύνθεση ΒaTiO3 με την μέθοδο της κιτρικής γέλης. Εστεροποίηση - πολυμερισμός - άλεση - ξήρανση - πυροσυσσωμάτωση

Εναπόθεση μεταλλικού υμενίου

Η τεχνική D.C. magnetron sputtering. Σχέση Townsend - καμπύλη Paschen. Πλάσμα-εκκένωση αίγλης. Αποδόμηση στόχου, collision cascade: συντελεστής απόδοσης. Παρεία προς το υπόστρωμα - Magnetron. Εναπόθεση, προσρόφηση, πυρήνωση, δυσδιάστατη (Frank-Van der Merwe) και τρισδιάστατη (Volmer-Weber) ανάπτυξη υμενίου.

Εφαρμογή σε αλουμίνιο και χαλκό. Μελέτη του ρυθμού εναπόθεσης συναρτήσει της πίεσης του θαλάμου και του ρεύματος ιόντων. Επίδραση στην αγωγιμότητα των υμενίων: μελέτη με δειγματοληψία 4-ακίδων (4-pt probe)

Ηλεκτρικός χαρακτηρισμός εμπλουτισμένου ημιαγωγού

Ηλεκτρικές ιδιότητες ημιαγωγών: εισαγωγή. Στοιχεία ελλειψομετρίας. Προσδιορισμός θερμικά παραγομένου οξειδίου του πυριτίου με ελλειψομετρία. Χημική απόξυση οξειδίου. Παρασκευή ωμικών επαφών αργύρου, paint and fire.

Μέτρηση επιφανειακής αντίστασης με μέθοδο Van der Pauw. Διαπίστωση τύπου και μέτρηση επιφανειακής συγκέντρωσης φορέων αγωγιμότητας με μέθοδο Hall. Μέτρηση χαρακτηριστικής ρεύματος-τάσης (I-V) σκότους, διόδου p+n, εξαγωγή του παράγοντα ιδανικότητας.

Δομικός και διηλεκτρικός χαρακτηρισμός μονωτή

Βασικές αρχές περίθλασης ακτίνων -Χ σε μονο- και πολυ-κρυσταλλικά στερεά: εικόνες Bragg και Laue, επίδραση του κρυσταλλικού μεγέθους στο φάσμα περίθλασης.

Εισαγωγή στην τεχνική lock-in για μέτρηση χωρητικότητας. Αρχή λειτουργίας. Ισοδύναμο κύκλωμα διηλεκτρικού με διαρροή.

Μελέτη του φάσματος περίθλασης ακτίνων-Χ τιτανιούχου βαρίου: εύρεση δομής και κρυσταλλικότητας.

Μελέτη της διηλεκτρικής σταθεράς του BaTiO3 συναρτήσει της συχνότητας διέγερσης και της θερμοκρασίας. Εύρεση της θερμοκρασίας Curie.

Ελαστικές ιδιότητες μετάλλων και σκληρομετρία

Μηχανική συμπεριφορά στερεών υλικών υπό εφελκυσμό: ελαστική, ανελαστική και πλαστική παραμόρφωση. Εισαγωγή στις έννοιες του μέτρου ελαστικότητας, της ευκαμψίας (resilience), ανθεκτικότητας (toughness), σημείου διαρροής (yield point) και τάσης θραύσης. Σκληρότητα κατά Brinell.

Μελέτη της σκληρότητας κατά Brinell και της μηχανικής συμπεριφοράς κάτω από εφελκυσμό ράβδων αλουμινίου και ορείχαλκου. Χαρακτηρισμός και σύγκριση με τις βιβλιογραφικές σταθερές.

Σύνθεση και οπτικές ιδιότητες νανοσωματιδίων (ν/σ) χρυσού

Εισαγωγή: Μέθοδοι παρασκευής, ιδιότητες, εφαρμογές.

Σύνθεση με την μέθοδο citrate ή Turkevich υδατικού διαλύματος νανοσωματιδίων: Χημικές αντιδράσεις και μηχανισμός παραγωγής των ν/σ. Επίδραση της χημικής σύστασης στις τελικές μορφολογίες των ν/σ.

Οπτικές ιδιότητες νανοσωματιδίων. Διάδοση Η/Μ ακτινοβολίας από μέσο με διασπορά. Σκέδαση και συντονισμός επιφανειακού πλασμονίου. Επίδραση του μεγέθους των ν/σ και της κατανομής του στο χρώμα του διαλύματος.

Οξείδιο του Τιτανίου και Φωτοκαταλυτικές ιδιότητες

Σύνθεση νανοκοκκώδους σκόνης οξειδίου του Τιτανίου με την μέθοδο λύματος – πηκτώματος (sol-gel): περιγραφή της διαδικασίας, χημικές αντιδράσεις, ξήρανση, γήρανση, έψηση,παράγοντες που επηρεάζουν το μέγεθος και την κρυσταλλικότητα του κόκκου.

Φωτοκατάλυτική αποδόμηση οργανικού ρύπου μπλε του μεθυλενίου από διοξείδιο του Τιτανίου:

  1. Μηχανισμός φωτοκαταλυτικής διέγερσης του TiO2 – ζώνες ημιαγωγού, εξιτόνια, επανασύνδεση - παγίδευση φορέων, αλληλεπίδραση φορέων με μόρια νερού στην επιφάνεια των κόκκων.
  2. Μηχανισμός αποσύνθεσης του ρύπου, επίδραση του μήκους κύματος του φωτός και της επιφάνειας κόκκου
  3. Ταχύτητα της φωτοκαταλυτικής διαδικασίας, μοντέλο Langmuir-Hinshelwood

Θεωρία - Διαλέξεις

Οι διαλέξεις προσφέρονται για αποθήκευση (download) σε αρχεία τύπου PDF.

Αναλυτική θεωρία και οδηγίες για την ορθή εκτέλεση των πειραματών, που αποτελούν απαραίτητο υπόβαθρο για την επιτυχή διεξαγωγή τους, θα βρείτε στο εργαστηριακό εγχειρίδιο που μοιράζεται εντός των πρώτων δύο εβδομάδων του εκάστοτε ακαδημαϊκού εξαμήνου.

Για το ακαδημαϊκό έτος 2017/2018 έχουν γίνει κάποιες σημαντικές διορθώσεις στο εγχειρίδιο που θα πρέπει να εντάξετε στο έντυπο που παραλάβατε. Μπορείτε να κατεβάσετε τις διορθώσεις από εδώ. (νέο)

Βοηθητικό υλικό - Βιβλιογραφία

Π1: Πίνακες erfc(x) και erfc-1(x) Π2: Σύνθεση κεραμικών Χ2: Φάσματα XRD Χ3: Μηχανικές Ιδιότητες
Μετάλλων
N1-Βιβλιογραφία N2-Βιβλιογραφία