Περιγραφή Μαθήματος
Ατέλειες δομής
Στοιχεία κρυσταλλοδομής. Είδη ατελειών. Ατέλειες δυναμικής δομής. Ατέλειες στατικής δομής. Γραμμικές ατέλειες, εξαρμόσεις. Τοπολογικός χαρακτηρισμός εξαρμόσεων-Διάνυσμα Burgers-Τομές Volterra. Εξάρμοση ακμής, εξάρμοση ελίκωσης, μικτή εξάρμοση. Εξαρμόσεις σε fcc, bcc, και hcp δομές. Κίνηση των εξαρμόσεων (ολίσθηση, αναρρίχηση). Ελαστικές ιδιότητες και ενέργεια των εξαρμόσεων. Δυνάμεις επί και μεταξύ των εξαρμόσεων. Μηχανισμοί πολλαπλασιασμού των εξαρμόσεων. Εκτεταμένες ατέλειες, σφάλματα επιστοίβασης, διδυμίες, διεπιφάνειες, σύνορα κρυσταλλιτών μικρής και μεγάλης γωνίας στροφής.
Πυρηνοποίηση και ανάπτυξη
Θεωρία ομογενούς και ετερογενούς πυρηνοποίησης. Σταθερότητα πυρήνων. Ταχύτητα πυρηνοποίησης. Μηχανισμοί ανάπτυξης μονοκρυστάλλων όγκου & λεπτών υμενίων. Mετασχηματισμοί διάχυσης στα στερεά. Ανάπτυξη πυρήνων & μετανάστευση διεπιφανειών. Μηχανισμοί ελέγχου της ανάπτυξης. Επίδραση της έλλειψης προσαρμογής, του χαρακτήρα των διεπιφανειών και του misfit strain στο σχήμα των συσσωματωμάτωνΠυρηνοποίηση σε διεπιφάνειες στερεού/ατμού & στερεού/τήγματος. Μηχανισμοί ανάπτυξης στερεού από το τήγμα. Δενδριτική ανάπτυξη.
Μέθοδοι ανάπτυξης και σύνθεσης
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 και ανακατανομή προσμείξεων. Ανάλυση των προβλημάτων που είναι εγγενή στις μεθόδους ανάπτυξης από το τήγμα και οδηγούν στην ανάπτυξη λεπτών υμενίων. Μέθοδοι φυσικής και χημικής εναπόθεσης ατμών. 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 / etching /stripping. Eπιταξία μοριακής δέσμης (MBE) : μηχανισμός ανάπτυξης, συνθήκες κενού, τροποποιήσεις της μεθόδου. Κρίσιμο πάχος επιταξιακών υμενίων, strain, εισαγωγή εξαρμώσεων. UHV μέθοδοι in-situ χαρακτηρισμού (AES, XPS, RHEED, LEED).
Θερμοδυναμική και διαγράμματα φάσεων
Βασικές έννοιες της Θερμοδυναμικής. Κριτήριο της θερμοδυναμικής ισορροπίας. Καμπύλες μεταβολής ελεύθερης ενέργειας Gibbs για ένα και περισσότερα συστατικά. Ιδανικά, συνήθη και πραγματικά διαλύματα. Κατασκευή διαγραμμάτων φάσεων από καμπύλες ελεύθερης ενέργειας Gibbs. Πλήρης και μερική διαλυτότητα. Κανόνας του μοχλού. Κατασκευή διαγραμμάτων φάσεων από καμπύλες ψύξης. Τριαδικά συστήματα. Τρίγωνο του Gibbs. Εφαρμογές με το πακέτο λογισμικού “MATTER”.
Υλικό μαθήματος
Στοιχεία Μαθήματος
Κωδικός μαθήματος: ΦΥΥ102
Μάθημα: Μαθήματα Κορμού
Εξάμηνο: Πρώτο Εξάμηνο
Ώρες / εβδομάδα: 5
Πιστ. Μονάδες (ECTS): 8
Διδάσκοντες: Ε. Παλούρα, Θ. Κεχαγιάς, Γ. Δημητρακόπουλος, Ι. Κιοσέογλου
