Τμήμα Φυσικής

18104  Φασματοσκοπικές Μέθοδοι Χαρακτηρισμού Υλικών

Ιστοσελίδα μαθήματος: https://eclass.uoa.gr/courses/PHYS171

Περιεχόμενο μαθήματος

• Εισαγωγή στη φασματοσκοπία: Αλληλεπίδραση ακτινοβολίας με την ύλη. Πιθανότητες μετάβασης, διπολικές μεταβάσεις, κανόνες επιλογής. Επισκόπηση πειραματικών μεθόδων φασματοσκοπίας.
• Εισαγωγή στη δονητική φασματοσκοπία – Θεωρία: Κανονικοί τρόποι ταλάντωσης μορίων-κρυστάλλων. Απορρόφηση υπερύθρου (IR). Σκέδαση Raman. Κλασσική και κβαντική ερμηνεία. Κανόνες επιλογής, ενεργοί και ανενεργοί τρόποι ταλάντωσης κατά Raman-IR. Συμμετρία-ιδιότητες πόλωσης. Φαινόμενο συντονισμού Raman. Πειραματικές τεχνικές-διατάξεις. Εφαρμογές δονητικής φασματοσκοπίας.
• Εργαστηριακή άσκηση: Συγκριτική μελέτη των δονητικών φασμάτων Raman-IR μοριακών ενώσεων, νανοσωλήνων άνθρακα, οξειδίων μετάλλων, υπεραγωγών υψηλών θερμοκρασιών και σημειακών ατελειών σε ημιαγωγούς με τη χρήση φασματομέτρων FT-IR και Raman.
• Εισαγωγή στη διηλεκτρική φασματοσκοπία – Θεωρία: Πόλωση. Διηλεκτρική αποκατάσταση και μοριακή δυναμική. Θεωρία Debye. Διπολικές συσχετίσεις. Μεσοσκοπικές φάσεις, αγωγιμότητα. Αταξία, συστήματα μακράν της ισορροπίας, υαλώδης μετάβαση, δίκτυα διαφυγής και αλλαγές φάσεων. Πειραματικές μέθοδοι διηλεκτρικής φασματοσκοπίας στο πεδίο του χρόνου και των συχνοτήτων. Φασματοσκοπία στο πεδίο του χρόνου (TDDS), θερμικώς διεγειρόμενα ρεύματα (TSC) αποπόλωσης (TSDC). Πειραματικές τεχνικές-διατάξεις. Εφαρμογές διηλεκτρικής φασματοσκοπίας.
• Εργαστηριακή άσκηση: Μετρήσεις ευρυζωνικής διηλεκτρικής φασματοσκοπίας (BDS) σε πολυμερή, οργανικούς ημιαγωγούς, (νανο)σύνθετα υλικά και εγκλεισμένο ύδωρ υπό ισόθερμες και ισοστατικές συνθήκες, με συνδυασμένη χρήση κρυοστατών υγρού ηλίου ή υγρού αζώτου ή διάταξης με κυψελίδα υδροστατικών πιέσεων. Ανάλυση πειραματικών αποτελεσμάτων και προσδιορισμός μικροσκοπικών μεγεθών.