Μελέτη, χαρακτηρισμός και ιδιότητες νέων υλικών υψηλής τεχνολογίας

Το αντικείμενο της παρούσας Διδακτορικής Διατριβής είναι η ανάπτυξη νέων υλικών για σύγχρονες τεχνολογικές εφαρμογές. Για αυτό τον λόγο, επιλέχτηκε κατ’ αρχήν να αναπτυχθεί μια καινούρια και ταυτόχρονα πρωτότυπη διαδικασία παρασκευής νανοσωματιδίων. Για το σκοπό αυτό σχεδιάστηκε και ανακατασκευάστηκ...

Πλήρης περιγραφή

Λεπτομέρειες βιβλιογραφικής εγγραφής
Κύριος συγγραφέας: Γραμματικόπουλος, Σπυρίδων
Άλλοι συγγραφείς: Πολίτης, Κωνσταντίνος
Μορφή: Thesis
Γλώσσα:Greek
Έκδοση: 2014
Θέματα:
Διαθέσιμο Online:http://hdl.handle.net/10889/6740
id nemertes-10889-6740
record_format dspace
institution UPatras
collection Nemertes
language Greek
topic Χρυσός
Νανοκρύσταλλοι
Πλασμόνια
Ανάπτυξη λεπτών υμενίων συναρτήση της θερμοκρασίας
Νανοδομές
Μικροδομές
Επιφανειακά πλασμόνια
Γερμάνιο
Άργυρος
Υβριδικά νανοσωματίδια
Ιοντοβολή
Λεπτά υμένια
Νέα υλικά
Gold
Nanocrystals
Plasmons
Temperature – dependent growth
Nanostructures
Microstructures
Surface plasmons
Germanium
Silver
Hybrid nanoparticles
Sputtering
Thin films
New materials
620.115
spellingShingle Χρυσός
Νανοκρύσταλλοι
Πλασμόνια
Ανάπτυξη λεπτών υμενίων συναρτήση της θερμοκρασίας
Νανοδομές
Μικροδομές
Επιφανειακά πλασμόνια
Γερμάνιο
Άργυρος
Υβριδικά νανοσωματίδια
Ιοντοβολή
Λεπτά υμένια
Νέα υλικά
Gold
Nanocrystals
Plasmons
Temperature – dependent growth
Nanostructures
Microstructures
Surface plasmons
Germanium
Silver
Hybrid nanoparticles
Sputtering
Thin films
New materials
620.115
Γραμματικόπουλος, Σπυρίδων
Μελέτη, χαρακτηρισμός και ιδιότητες νέων υλικών υψηλής τεχνολογίας
description Το αντικείμενο της παρούσας Διδακτορικής Διατριβής είναι η ανάπτυξη νέων υλικών για σύγχρονες τεχνολογικές εφαρμογές. Για αυτό τον λόγο, επιλέχτηκε κατ’ αρχήν να αναπτυχθεί μια καινούρια και ταυτόχρονα πρωτότυπη διαδικασία παρασκευής νανοσωματιδίων. Για το σκοπό αυτό σχεδιάστηκε και ανακατασκευάστηκε εξ’ αρχής μια υπάρχουσα συσκευή sputtering, εφαρμόζοντας νέες τεχνικές και διατάξεις για την εναπόθεση των λεπτών και υπέρλεπτων υμενίων χρυσού σε διαφορετικές θερμοκρασίες υποστρώματος. Παρασκευάστηκαν δείγματα σε κρυογενικές θερμοκρασίες εναπόθεσης (-195 oC) έως και σε υψηλές Θερμοκρασίες των 450 oC. Παράλληλα πραγματοποιήθηκε και σύγκριση με μια σειρά δειγμάτων λεπτών υμενίου χρυσού με θερμική ανόπτηση μετά την εναπόθεση έως τους 800 oC. Αφού μελετήθηκε ο τρόπος ανάπτυξης των υμενίων του χρυσού με αυτές τις τεχνικές, και χαρακτηρίστηκαν τα λεπτά υμένια με διαφόρους τρόπους, επιλέχθηκε η πιο αποδοτική από μορφολογικής άποψης μέθοδος, για την παρασκευή νανοσωματιδίων χρυσού. Έτσι παρασκευάστηκαν υπέρλεπτα υμένια χρυσού, κάτω από συγκεκριμένες συνθήκες. Αυτά τα δείγματα έδωσαν νανοσωματίδια χρυσού της τάξεως των μερικών νανομέτρων, ικανά να δώσουν βάση των φασμάτων απορρόφησης, επιφανειακούς πλασμονικούς συντονισμούς σε διάφορα μήκη κύματος από τα 2 - 2,5 eV ανάλογα με το μέγεθος των νανοσωματιδίων που καθορίζουμε από τις συνθήκες του πειράματος. Στην συνέχεια παρασκευάστηκαν αντίστοιχα δείγματα από ένα νέο σύγχρονο υλικό, που αποτελείται από χρυσό, γερμάνιο και άργυρο. Χρησιμοποιώντας την ίδια διάταξη παρασκευάστηκαν αντίστοιχα υπέρλεπτα υμένια, στα οποία ανιχνεύτηκαν υβριδικά νανοσωματίδια χρυσού – αργύρου σε αναλογίες 1:1, προστατευμένα από μια άμορφη υαλώδη μήτρα οξειδίου του γερμανίου. Τέλος, κατά τον οπτικό χαρακτηρισμό των δειγμάτων αυτών και διαπιστώθηκε από τα φάσματα απορρόφησης συνδυασμένος επιφανειακός πλασμονικός συντονισμός. Τέλος, τα μεταλλικά και τα ημιαγώγιμα υπέρλεπτα υμένια έχουν τεράστια σημασία σε διάφορους τομείς της επιστήμης των υλικών και της νανοτεχνολογίας. Έτσι, η πρωτότυπη πειραματική διάταξη που αναπτύχτηκε είναι ενδιαφέρουσα για την παρασκευή μιας πληθώρας νάνο-ηλεκτρομηχανικών και οπτοηλεκτρονικών συστημάτων βασισμένα σε διάφορα σύγχρονα υλικά.
author2 Πολίτης, Κωνσταντίνος
author_facet Πολίτης, Κωνσταντίνος
Γραμματικόπουλος, Σπυρίδων
format Thesis
author Γραμματικόπουλος, Σπυρίδων
author_sort Γραμματικόπουλος, Σπυρίδων
title Μελέτη, χαρακτηρισμός και ιδιότητες νέων υλικών υψηλής τεχνολογίας
title_short Μελέτη, χαρακτηρισμός και ιδιότητες νέων υλικών υψηλής τεχνολογίας
title_full Μελέτη, χαρακτηρισμός και ιδιότητες νέων υλικών υψηλής τεχνολογίας
title_fullStr Μελέτη, χαρακτηρισμός και ιδιότητες νέων υλικών υψηλής τεχνολογίας
title_full_unstemmed Μελέτη, χαρακτηρισμός και ιδιότητες νέων υλικών υψηλής τεχνολογίας
title_sort μελέτη, χαρακτηρισμός και ιδιότητες νέων υλικών υψηλής τεχνολογίας
publishDate 2014
url http://hdl.handle.net/10889/6740
work_keys_str_mv AT grammatikopoulosspyridōn meletēcharaktērismoskaiidiotētesneōnylikōnypsēlēstechnologias
AT grammatikopoulosspyridōn growthcharacterizationandpropertiesofnewhightechmaterials
_version_ 1771297251871686656
spelling nemertes-10889-67402022-09-05T14:03:42Z Μελέτη, χαρακτηρισμός και ιδιότητες νέων υλικών υψηλής τεχνολογίας Growth, characterization and properties of new high tech materials Γραμματικόπουλος, Σπυρίδων Πολίτης, Κωνσταντίνος Αλεξίου, Γεώργιος Βελγάκης, Μιχαήλ Καπακλής, Βασίλειος Λιανός, Παναγιώτης Πολίτης, Κωνσταντίνος Πουλόπουλος, Παναγιώτης Σιγάλας, Μιχαήλ Grammatikopoulos, Spyridon Χρυσός Νανοκρύσταλλοι Πλασμόνια Ανάπτυξη λεπτών υμενίων συναρτήση της θερμοκρασίας Νανοδομές Μικροδομές Επιφανειακά πλασμόνια Γερμάνιο Άργυρος Υβριδικά νανοσωματίδια Ιοντοβολή Λεπτά υμένια Νέα υλικά Gold Nanocrystals Plasmons Temperature – dependent growth Nanostructures Microstructures Surface plasmons Germanium Silver Hybrid nanoparticles Sputtering Thin films New materials 620.115 Το αντικείμενο της παρούσας Διδακτορικής Διατριβής είναι η ανάπτυξη νέων υλικών για σύγχρονες τεχνολογικές εφαρμογές. Για αυτό τον λόγο, επιλέχτηκε κατ’ αρχήν να αναπτυχθεί μια καινούρια και ταυτόχρονα πρωτότυπη διαδικασία παρασκευής νανοσωματιδίων. Για το σκοπό αυτό σχεδιάστηκε και ανακατασκευάστηκε εξ’ αρχής μια υπάρχουσα συσκευή sputtering, εφαρμόζοντας νέες τεχνικές και διατάξεις για την εναπόθεση των λεπτών και υπέρλεπτων υμενίων χρυσού σε διαφορετικές θερμοκρασίες υποστρώματος. Παρασκευάστηκαν δείγματα σε κρυογενικές θερμοκρασίες εναπόθεσης (-195 oC) έως και σε υψηλές Θερμοκρασίες των 450 oC. Παράλληλα πραγματοποιήθηκε και σύγκριση με μια σειρά δειγμάτων λεπτών υμενίου χρυσού με θερμική ανόπτηση μετά την εναπόθεση έως τους 800 oC. Αφού μελετήθηκε ο τρόπος ανάπτυξης των υμενίων του χρυσού με αυτές τις τεχνικές, και χαρακτηρίστηκαν τα λεπτά υμένια με διαφόρους τρόπους, επιλέχθηκε η πιο αποδοτική από μορφολογικής άποψης μέθοδος, για την παρασκευή νανοσωματιδίων χρυσού. Έτσι παρασκευάστηκαν υπέρλεπτα υμένια χρυσού, κάτω από συγκεκριμένες συνθήκες. Αυτά τα δείγματα έδωσαν νανοσωματίδια χρυσού της τάξεως των μερικών νανομέτρων, ικανά να δώσουν βάση των φασμάτων απορρόφησης, επιφανειακούς πλασμονικούς συντονισμούς σε διάφορα μήκη κύματος από τα 2 - 2,5 eV ανάλογα με το μέγεθος των νανοσωματιδίων που καθορίζουμε από τις συνθήκες του πειράματος. Στην συνέχεια παρασκευάστηκαν αντίστοιχα δείγματα από ένα νέο σύγχρονο υλικό, που αποτελείται από χρυσό, γερμάνιο και άργυρο. Χρησιμοποιώντας την ίδια διάταξη παρασκευάστηκαν αντίστοιχα υπέρλεπτα υμένια, στα οποία ανιχνεύτηκαν υβριδικά νανοσωματίδια χρυσού – αργύρου σε αναλογίες 1:1, προστατευμένα από μια άμορφη υαλώδη μήτρα οξειδίου του γερμανίου. Τέλος, κατά τον οπτικό χαρακτηρισμό των δειγμάτων αυτών και διαπιστώθηκε από τα φάσματα απορρόφησης συνδυασμένος επιφανειακός πλασμονικός συντονισμός. Τέλος, τα μεταλλικά και τα ημιαγώγιμα υπέρλεπτα υμένια έχουν τεράστια σημασία σε διάφορους τομείς της επιστήμης των υλικών και της νανοτεχνολογίας. Έτσι, η πρωτότυπη πειραματική διάταξη που αναπτύχτηκε είναι ενδιαφέρουσα για την παρασκευή μιας πληθώρας νάνο-ηλεκτρομηχανικών και οπτοηλεκτρονικών συστημάτων βασισμένα σε διάφορα σύγχρονα υλικά. The objective of this Thesis is to develop new high – Tech materials for modern technological applications. For this reason, we have chosen in principle to develop a new prototype manufacturing process for growth of nanoparticles. For this purpose we designed and rebuilt from the beginning an existing D.C. sputtering apparatus to apply new techniques and devices for the deposition of thin and ultrathin films of gold at various substrate temperatures. We prepared samples at cryogenic temperatures deposition (-195 oC) up to a high temperature of 450 oC. The results were compared with a series of samples of thin gold films post annealed up to 800 oC. After studying the growth modes of thin gold films with these techniques, and characterize thin films in different ways, we chose the most efficient method from morphological point of view, for the optimum preparation of gold nanoparticles. So we proceeded to the deposition of ultrathin gold films, under certain conditions. These samples gave us gold nanoparticles in the range of a few nanometers, able to give us surface plasmon resonances at different wavelengths from 2 - 2,5 eV depending on the size of nanoparticles. Then samples were prepared respectively from a modern new target material consisting of gold, germanium and silver. Using the same configuration we were able to prepare ultrathin films. These films were found to consist of Au-Ag nanoparticles self-organized in an amorphous GeOx matrix. Finally, we proceeded to the optical characterization of these samples and found on the absorption spectra combined surface plasmon resonances. Finally, the metal and the semiconductor ultrathin films are crucial in various fields of materials science and nanotechnology. Thus, the original experimental setup which was developed is useful in order to prepare a multitude of nano - electromechanical and optoelectronic systems based on various modern materials. 2014-03-11T13:37:24Z 2014-03-11T13:37:24Z 2013-12-13 2014-03-11 Thesis http://hdl.handle.net/10889/6740 gr Η ΒΚΠ διαθέτει αντίτυπο της διατριβής σε έντυπη μορφή στο βιβλιοστάσιο διδακτορικών διατριβών που βρίσκεται στο ισόγειο του κτιρίου της. 0 application/pdf