| Περίληψη: | Με την ραγδαία ανάπτυξη της νανοτεχνολογίας κατά τα τελευταία χρόνια, γίνεται ολοένα και πιο επιτακτική η ανάγκη ανάπτυξης νέων τεχνικών χαρακτηρισμού υλικών σε μικροσκοπικό επίπεδο. Στην διατριβή αυτή αναπτύσσονται μεθοδολογίες δυναμικού νανοσκοπικού χαρακτηρισμού υλικών με ακουστικές πηγές παραγόμενες από υπερβραχείς παλμούς laser. Η παραγωγή των ακουστικών κυμάτων γίνεται σε λεπτό μεταλλικό επιφανειακό στρώμα που έχει το ρόλο του μετατροπέα της φωτεινής ενέργειας του laser σε ελαστικά κύματα. Για την δημιουργία των ακουστικών πηγών χρησιμοποιήθηκαν τόσο nanosecond όσο και femtosecond παλμοί laser. Για την δυναμική παρακολούθηση των δημιουργούμενων ακουστικών κυμάτων αναπτύσσονται συμβολομετρικές πειραματικές τεχνικές χωρο-χρονικής απεικόνισης ολικού πεδίου, με κατάλληλη χωρική και χρονική διακριτική ικανότητα, ώστε να είναι δυνατή η απεικόνιση επιφανειακών μικρο-μηχανικών παραμορφώσεων κατά την εξάπλωση των κυμάτων αυτών. Οι δυνατότητες των μεθοδολογιών αξιολογήθηκαν σε απλά διαστρωματωμένα υλικά μετάλλου/γυαλιού, τόσο στην θερμοελαστική περιοχή και την περιοχή τήξης, όσο και στην περιοχή φωτοαποδόμησης. Εφαρμόστηκαν επίσης σε απλά διαστρωματωμένα υλικά με τεχνητά δημιουργούμενες επιφανειακές ατέλειες. Σε αυτά μελετήθηκε η επίδραση της χρονικής διάρκειας των παλμών laser διέγερσης στο βάθος σύζευξης των Rayleigh επιφανειακών κυμάτων, και καταγράφηκαν μικρο-κυματικά φαινόμενα ανάκλασης και συμβολής. Έπειτα επιδείχθηκε η εφαρμογή των παραπάνω μεθοδολογιών σε σύνθετα διαστρωματωμένα υλικά, που περιέχουν πολυμεθυλμεθακρυλικά υποστρώματα και υποστρώματα εποξικής ρητίνης. Τέλος, τα πειραματικά αποτελέσματα αποτέλεσαν τη βάση για την ανάπτυξη και επαλήθευση μοντέλου πεπερασμένων στοιχείων προσομοίωσης της πολύ-φυσικής του φαινομένου.
|
|---|
