Προχωρημένες Σπουδές στη Φυσική2021-07-14T11:26:05+03:00

Στην ειδίκευση «Θεωρητική, Υπολογιστική Φυσική και Αστροφυσική» γίνονται κατ΄ αρχήν δεκτοί απόφοιτοι των Τμημάτων Φυσικής, Μαθηματικών και Γεωλογίας, καθώς και άλλων Τμημάτων Σχολών Θετικών Επιστημών, Πολυτεχνικών Σχολών ή άλλων, της Ελλάδας ή της αλλοδαπής, κατά την κρίση της επιτροπής επιλογής.

Στην ειδίκευση «Φυσική και Τεχνολογία Υλικών – Φωτονική» γίνονται κατ΄ αρχήν δεκτοί απόφοιτοι των Τμημάτων Φυσικής, Χημείας, Επιστήμης Υλικών, καθώς και Τμημάτων Μηχανολόγων, Ηλεκτρολόγων Χημικών Μηχανικών καθώς και Μηχανικών Ηλεκτρονικών Υπολογιστών Πολυτεχνικών Σχολών της Ελλάδας ή της αλλοδαπής, κατά την κρίση της επιτροπής επιλογής.

Η χρονική διάρκεια για την απονομή του Διπλώματος Μεταπτυχιακών Σπουδών (ΔΜΣ) ορίζεται σε τρία (3) εξάμηνα.

Για τη λήψη του ΔΜΣ οι φοιτητές υποχρεούνται να παρακολουθήσουν και να εξεταστούν επιτυχώς: σε όλα τα υποχρεωτικά μαθήματα κατά τα δυο εξάμηνα (Α΄ και Β΄ εξάμηνα για την ειδίκευση «Θεωρητική, Υπολογιστική Φυσική και Αστροφυσική»), καθώς και στα μαθήματα επιλογής που προβλέπονται κατά περίπτωση σε κάθε εξάμηνο προκειμένου να συμπληρωθεί ο απαραίτητος αριθμός πιστωτικών μονάδων, και να εκπονήσουν επιτυχώς διπλωματική εργασία στο Β΄ και Γ΄ εξάμηνο.

 

Κανονισμός Μεταπτυχιακών Σπουδών

Ο Κανονισμός Μεταπτυχιακών Σπουδών του ΠΜΣ στις «Προχωρημένες Σπουδές στη Φυσική» έχει δημοσιευτεί στο ΦΕΚ 1607/τ.ΔΕΥΤΕΡΟ/9.5.2018, τροποποιήθηκε με το ΦΕΚ 3010/τ. ΔΕΥΤΕΡΟ/21.7.2020.

 

Το πρόγραμμα και το περιεχόμενο των μαθημάτων διαμορφώνεται ανά εξάμηνο και ανά ειδίκευση, όπως παρουσιάζεται στη συνέχεια.

Ειδίκευση: Θεωρητική, Υπολογιστική Φυσική και Αστροφυσική

ΚΩΔΙΚΟΣ ΜΑΘΗΜΑ ECTS ΔΙΔΑΣΚΟΝΤΕΣ
A΄ ΕΞΑΜΗΝΟ
TCA11 Κβαντομηχανική Ι 9 Χ. Αναστόπουλος
TCA12 Ηλεκτροδυναμική 7 Αν. Τερζής
Επιλογή από τον κατάλογο μαθημάτων επιλογής της ειδίκευσης εφόσον επιλεγεί στο Β΄ εξάμηνο η “Στατιστική Φυσική”, ειδάλλως επιλέγεται υποχρεωτικά

η “Μηχανική”

7
Επιλογή από τον κατάλογο μαθημάτων επιλογής της ειδίκευσης 7  
Β΄ ΕΞΑΜΗΝΟ
TCA21 Μαθηματικές Μέθοδοι Φυσικής 7 Α. Κοτσιώλης
TCA22 Παρουσίαση Βιβλιογραφίας 2 Δ. Γκίκας
TCA23 Ερευνητική Μεθοδολογία (Έναρξη Μεταπτυχιακής Διπλωματικής Εργασίας) 14  
Επιλογή από τον κατάλογο μαθημάτων επιλογής της ειδίκευσης εφόσον επιλεγεί στο Α’ εξάμηνο η “Μηχανική”, ειδάλλως επιλέγεται υποχρεωτικά η “Στατιστική Φυσική” 7
Γ΄ ΕΞΑΜΗΝΟ
Επιλογή από τον κατάλογο μαθημάτων επιλογής της ειδίκευσης 7
Επιλογή από τον κατάλογο μαθημάτων επιλογής της ειδίκευσης 7
TCA31 Μεταπτυχιακή Διπλωματική Εργασία 16  
ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΕΠΙΛΟΓΗΣ (σε παρένθεση το εξάμηνο διδασκαλίας)
TCA13 Μηχανική (Α’) 7 Σ. Λώλα
TCA14 Κβαντομηχανική ΙΙ (Α’ ή Γ’) 7 Δ. Γκίκας
TCA15 Κβαντική Θεωρία Πεδίου (Α’ ή Γ’) 7 Χ. Αναστόπουλος
TCA16 Θεωρία Ομάδων και Εφαρμογές στην Φυσική (Α’ ή Γ’) 7 Α. Αρβανιτογεώργος
TCA17 Γενική Θεωρία Σχετικότητας (Α’ ή Γ’) 7 Χ. Αναστόπουλος
TCA24 Στοιχειώδη Σωμάτια και Αστροσωματιδιακή Φυσική (Β’) 7 Δεν θα διδαχθεί το ακ. έτος 2020-2021
TCA25 Στατιστική Φυσική (Β’) 7 Χ. Αναστόπουλος
TCA26 Τεχνικές Προσομοίωσης Φυσικών Συστημάτων (Β’) 7 Β. Λουκόπουλος
TCA27 Θεωρία και Εφαρμογές της Κβαντικής Πληροφορίας (Β’) 7 Δ. Γκίκας
TCA28 Υπολογιστική Αστροφυσική (Β’) 7 Κ. Ν. Γουργουλιάτος
TCA18 Ειδικά Θέματα Κοσμολογίας (Γ’) 7 Κ. Ν. Γουργουλιάτος
TCA19 Ειδικά Θέματα Παρατηρησιακής Αστροφυσικής (Α’ ή Γ) 7 Ε. Χριστοπούλου
TCA32 Ειδικά Θέματα Θεωρητικής Αστροφυσικής  (Α’ ή Γ’) 7 Κ. Ν. Γουργουλιάτος
TCA29 Φυσική Αστέρων (Β’) 7 Ε. Χριστοπούλου
TCA33 Στοχαστικά Μαθηματικά και Εφαρμογές (Γ’) 7 Ζ. Ψυλλάκης
TCA34 Ειδικά θέματα Μηχανικής των Ρευστών (Α’ ή Γ’) 7 Β. Λουκόπουλος

 

 

TCA11 Κβαντομηχανική Ι
Περιεχόμενα μαθήματος 1.     Βασικές έννοιες, επισκόπηση.

2.     Προσεγγιστικές μέθοδοι εύρεσης του φάσματος (Διαταραχές, θεωρία μεταβολών, θεωρία μέσου πεδίου, προσέγγιση Born-Oppenheimer).

3.     Σκέδαση (Γενική θεωρία, σκέδαση από δυναμικό, ανελαστική σκέδαση, προσέγγιση Born)

4.     Χρονοεξαρτημένα φαινόμενα (Γενική θεωρία, μεταβάσεις, ιονισμός, ταλαντώσεις Rabi, διάσπαση ασταθών συστημάτων, αδιαβατικό θεώρημα).

5.     Κλασική-κβαντική αντιστοίχιση (προσέγγιση WKB, σύμφωνες καταστάσεις, συνάρτηση Wigner,  κβαντική αποσυμφωνία).

6.     Κβαντικά πεδία (κβαντικό ΗΜ πεδίο, πεδίο ηλεκτρονίων)

7.      Ατομικά συστήματα (Διαταρακτικές διορθώσεις, σύνθετα άτομα, αλληλεπίδραση με ΗΜ πεδίο, αυθόρμητη και εξαναγκασμένη εκπομπή, ατομικές παγίδες).

8.     Συμμετρία (Γενική θεωρία, το θεώρημα της Noether, συστήματα με δεσμούς, η συμμετρία Γαλιλαίου).

9.     Κβαντικές συζεύξεις (Ανισότητες Μπελ, εναγκαλισμός)

10. Σχετικιστική περιγραφή (η κβαντική συμμετρία Λόρεντς, κυματικές εξισώσεις)

11.   Ειδικά θέματα.

Βιβλιογραφία 1. M. Le Bellac, Quantum Physics (Cambridge University Press, 2012).

2. Gottfried and Yan, Quantum Mechanics: Fundamentals, 2nd edition (Springer, 2004).

3. S. Weinberg, Lectures on Quantum Mechanics (Cambridge University Press, 2015).

4. Χ. Αναστόπουλος, Κβαντική Μηχανική (Εκδόσεις Πανεπιστημίου Πατρών)

 

TCA12 Ηλεκτροδυναμική
Περιεχόμενα μαθήματος • Ηλεκτροστατική.

• Προβλήματα συνοριακών τιμών στην Ηλεκτροστατική, μέρος Ι.

• Προβλήματα συνοριακών τιμών στην Ηλεκτροστατική, μέρος ΙΙ.

• Ηλεκτρικά πολύπολα. Ηλεκτροστατική μακροσκοπικών μέσων. Διηλεκτρικά.

• Μαγνητοστατική

• Χρονοεξαρτώμενα πεδία. Εξισώσεις Maxwell. Νόμοι διατήρησης.

• Επίπεδα κύματα. Κύματα και διάδοση κυμάτων.

• Κυματοδηγοί και κοιλότητες.

• Ακτινοβολία. Σκέδαση και περίθλαση.

• Ακτινοβολία κινούμενου φορτίου.

Βιβλιογραφία “Classical Electrodynamics”, J.D. Jackson, New York, John Wiley & Sons, second edition, 1975.

“Classical Electrodynamics”, J.D. Jackson, New York,  John Wiley & Sons, third edition, 1996.

 

TCA21 Μαθηματικές Μέθοδοι Φυσικής
Περιεχόμενα μαθήματος 1. Ενοποίηση της βασικής εξίσωσης σε κάθε επίπεδο γενίκευσης.

2. Συναρτησιακοί χώροι.

3. Η έννοια της σύγκλισης.

4. Η έννοια της γραμμικότητας.

5. Δυϊσμός και συζυγία.

6. Το εναλλακτικό θεώρημα του Fredholm και η σημασία του.

7. Αντιστροφή διαφορικών τελεστών.

8. Ιδιοαναπτύγματα και φασματική ανάλυση.

9. Ολοκληρωτικές αναπαραστάσεις και η σημασία τους.

10. Η προσέγγιση των ολοκληρωτικών εξισώσεων.

Βιβλιογραφία 1. «Δέκα Διαλέξεις Εφαρμοσμένων Μαθηματικών»Γ.Δάσιος, Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης, 2001.

2. “Applied Mathematics. A Contemporary Approach” J.L.Logan. John Wiley, 1987 .

3. “Functinal Analysis in Modern Applied Mathematics”R.F.Curtain and A.J.Pritchard. Academic Press, 1977.

4. “Linear Operator Theory in Engineering and Science”.A.W.Naylor and G.R.Sell. Holt Rinehart and Winston, 1971.

5. “Linear Algebra”.P.Lax. John Wiley, 1997.

6. “Methods of Mathematical Physics I, II ”.R.Courant and D.Hilbert. John Wiley, 1937.

7. “Partial Differential Equations’P.R.Carabedian. John Wiley, 1964.

8. “Linear Integral Equations. Theory and Applications”.R.P.Kanwal. Academic Press,1971.

9. “Elements of Green’s Functions and Propagation, Potentials, Diffusion and Waves”.G.Barton. Oxford University Press, 1989.

10. ”Elements of Functinal Analysis”.L.Liusternik and V.Sobolev. Ungar, 1965.

 

TCA14 Κβαντομηχανική ΙΙ
Περιεχόμενα μαθήματος 1. Μαθηματικός φορμαλισμός της κβαντικής μηχανικής: χώροι Hilbert και γεωμετρία αυτών, τελεστές και άλγεβρες αυτών, μη-φραγμένοι τελεστές, φασματικό θεώρημα, η γενική έννοια της κβαντικής κατάστασης, κβαντική λογική, συμμετρίες, τα αξιώματα της κβαντικής μηχανικής, θεμελιώδη θεωρήματα στην κβαντική μηχανική.

2. Θεμελιώδη ερωτήματα στην κβαντική μηχανική: θεωρία μέτρησης, κβαντικά άλματα, κβαντική αποσυμφωνία, θεώρημα Kochen-Specker, ανισότητες Bell, μακροσκοπικά κβαντικά φαινόμενα, ερμηνείες της κβαντικής μηχανικής, σύγχρονα πειράματα.

3. Κβαντική θεωρία ανοικτών συστημάτων: γενικός φορμαλισμός, κβαντικές ημιομάδες και διαδικασίες Markov, η διαταρακτική εξίσωση master, κβαντική κίνηση Brown, αλληλεπίδραση ατόμων με ακτινοβολία.

4. Κβαντικός εναγκαλισμός: εναγκαλισμός και κβαντική πληροφορία, βασικά θεωρήματα, μέτρα και μάρτυρες εναγκαλισμού, δυναμική του εναγκαλισμού σε ανοικτά συστήματα.

Βιβλιογραφία 1. A. Peres, Quantum Theory: Concepts and Methods, Springer 1995.

2. L. E. Ballentine, Quantum Mechanics: A Modern Development, World Scientific 1998.

3. H. P. Breuer and F. Petruccione, The Theory of Open Quantum Systems, Oxford University Press 2007.

4. R. Horodecki et al, Quantum Entanglement, Rev.Mod.Phys.81:865-942,2009.

 

TCA16 Θεωρία Ομάδων και Εφαρμογές στην Φυσική
Περιεχόμενα μαθήματος Θεωρία ομάδων

Στοιχεία λείων πολλαπλοτήτων

Ομάδες πινάκων, ομάδα Heisenberg

Ομάδες Lie

Άλγεβρες Lie και η εκθετική απεικόνιση

Αναπαραστάσεις ομάδων Lie

Η συζυγής αναπαράσταση – υπολογισμοί

Αναπαραστάσεις της SU(2)

Ημιαπλές άλγεβρες Lie

Συστήματα ριζών και διαγράμματα Dynkin

Ομογενείς χώροι

Άλλα ειδικά θέματα

Βιβλιογραφία 1. B.C. Hall: Lie Groups, Lie Algebras, and Representations: An Elementary Introduction, Springer

2. A. Baker: Matrix Groups: An Introduction to Lie Group Theory, Springer

3. A. Arvanitoyeorgos: An Introduction to Lie Groups and the Geometry of Homogeneous Spaces, Amer. Math. Society, STML22

4. J-S Huang: Lectures on Representation Theory, Word Scientific

5. Ι. Βέργαδου Θεωρία Ομάδων Ι, ΙΙ

6. N. Hamermesh: Group Theory and its Application to Physical Problems, Dove

 

TCA17 Γενική Θεωρία Σχετικότητας
Περιεχόμενα μαθήματος 1. Εισαγωγή: Ειδικής θεωρία της σχετικότητας, χώρος Minkowski, τετραδιανύσματα, ιστορική επισκόπηση.

2. Διαφορική Γεωμετρία: Πολλαπλότητες, εφαπτόμενα διανύσματα, διανυσματικά πεδία, μονομορφές, τανυστές, παράγωγος Lie, n-μορφές, ολοκλήρωση σε πολλαπλότητες.

3. Γεωμετρίες Riemann και Lorentz: μετρικές Riemann και Lorentz, γεωδεσιακές, παράλληλη μετατόπιση, συνδέσεις, καμπυλότητα Riemann, τανυστές Ricci και Weyl, διανύσματα Killing.

4. Εξισώσεις Einstein: τανυστής ενέργειας-τάσης, ιδανικά ρευστά, συνθήκες θετικής ενέργειας,εξισώσεις Einstein.

5. Θεμελιώδη συστήματα: οι λύσεις Friedmann-Robertson-Walker, η λύση Schwarzschild και οι επεκτάσεις της, εξισώσεις Oppenheimer-Volkoff, γραμμικοποίηση των εξισώσεων Einstein, διαγράμματα Penrose.

6. Λαγκρανζιανός και Χαμιλτονιανός φορμαλισμός: η δράση Einstein-Hilbert, 3+1 ανάλυση, ο μετασχηματισμός Legendre, συστήματα με δεσμούς, οι δεσμοί της Γενικής Σχετικότητας.

7. Εισαγωγή στη θερμοδυναμική των μελανών οπών: η μελανή οπή Schwarzschild, ορίζοντες Killing, οι νόμοι της μηχανικής των μελανών οπών, ακτινοβολία Hawking και εντροπία μελανών οπών.

Βιβλιογραφία 1. R. Wald, General Relativity, University of Chicago Press, 1984.

2. B. Schutz, A First Course in General Relativity,Cambridge University Press 2009.

 

TCA24 Στοιχειώδη Σωμάτια και Αστροσωματιδιακή Φυσική
Περιεχόμενα μαθήματος Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων

Αρχές λειτουργίας ανιχνευτών ΦυσικήςΣτοιχειωδών Σωματιδίων

Ηλεκτρομαγνητικό καιαδρονικό καλορίμετρο. Ταυτοποίηση σωματιδίων. Εργαλείαπροσομοίωσης.

Αρχές λειτουργίας επιταχυντώνΣτοιχειωδών Σωματιδίων

Γραμμικοί και κυκλικοί επιταχυντές / colliders . Συγκρουόμενες δέσμες (LHC). Βασικές ιδιότητες. Όρια λειτουργίας (απόδοσης ).

Πειράματα Φυσικής Υψηλών Ενεργειών

Σταθερός στόχος. Collider.

Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων χωρίς επιταχυντές

Φάσμα Κοσμικής ακτινοβολίας. Τεχνικές ανίχνευσης.

Κοσμολογία

Εισαγωγή στιςακτινοβολίες υποβάθρου

CMB / Φαινόμενο Sunyaev-Zeldovich, Νετρίνα, Βαρυτικά κύματα, axions, κ.ά.

Υπόγεια πειράματα

Άμεση αναζήτηση στοιχειωδών σωματιδίων σκοτεινής ύλης και κοσμικών νετρίνων Υψηλών Ενεργειών.

Διατάξεις ανιχνευτών καταιονισμού.

Ανίχνευση κοσμικής ακτινοβολίας. Ανιχνευτές στο διάστημα. Ραδιοκύματα, ακτίνες Χ, ακτίνες γάμμα, ακτινοβολία Υψηλών Ενεργειών.

Ασυμμετρία Ύλης – Αντιύλης στο σύμπαν

Πειράματα στο εργαστήριο και στο διάστημα.

Αναπάντητα Ερωτήματα – Νέα Φυσική

Βιβλιογραφία 1. D. H. Perkins, Introduction to High Energy Physics (2000) &Particle Astrophysics, Oxford University Press (2009).

2. C. Grupen, Astroparticle Physics (2005)

3. L. Bergstrom, A. Goobar, Cosmology and Particle Astrophysics (2006)

4. K. Ζιούτας, Σημειώσεις

5. Α. Λιόλιος, Κοσμική Ακτινοβολία, Τμήμα εκδόσεων Α.Π.Θ. (2005)

 

TCA26 Τεχνικές Προσομοίωσης Φυσικών Συστημάτων
Περιεχόμενα μαθήματος 1. Σύντομη παρουσίαση βασικών συστατικών Αριθμητικής Ανάλυσης.

Επίλυση αλγεβρικών εξισώσεων.

Επίλυση συστημάτων αλγεβρικών εξισώσεων.

Αριθμητική παραγώγιση.

Αριθμητική ολοκλήρωση.

Παρεμβολή, προσέγγιση.

Αριθμητική επίλυση ΣΔΕ.

Αριθμητική επίλυση συστήματος ΣΔΕ.

 

2. Μακροσκοπική περιγραφή συστημάτων (Μηχανική του Συνεχούς Μέσου) Αριθμητική επίλυση ΜΔΕ Μέθοδοι πεπερασμένων διαφορών, πεπερασμένα στοιχεία, πεπερασμένοι όγκοι, οριακών στοιχείων, φασματικές, μη πλεγματικές κλπ.

Συνέπεια, Ευστάθεια, Σύγκλιση αριθμητικής μεθόδου.

Εξίσωση διάχυσης σε μία χωρική διάσταση. Εξίσωση μεταφοράς σε μία χωρική διάσταση.

Εξίσωση μεταφοράς-διάχυσης σε μία χωρική διάσταση Άμεσες (explicit) και έμμεσες (implicit) μέθοδοι επίλυση.

Επίλυση γραμμικών και μη γραμμικών ΜΔΕ Αριθμητική επίλυση ΜΔΕ σε περισσότερες διαστάσεις.

Αριθμητική επίλυση ΜΔΕ σε διάφορα συστήματα συντεταγμένων.

 

3. Μοριακή Δυναμική

Η βασική προσέγγιση με την Χαμιλτονιανή Δυναμική (Hamilton Dynamic).

Μικροκανονικό σύνολο (NVE), κανονικό (NVT) σύνολο, ισοθερμικό (NPT) σύνολο, ισοβαρικό (μVT) σύνολο.

Αρχές της μη Χαμιλτονιανής στατιστικής μηχανικής.

Εξισώσεις κίνησης μη Χαμιλτονιανών Συστημάτων.

Κβαντική Μοριακή Δυναμική και Μοριακός Σχεδιασμός. Ab initio Μοριακή Δυναμική.

 

4. Monte Carlo

Ολοκλήρωση Monte Carlo.

Παραγωγή τυχαίων αριθμών.

Μείωση διασποράς.

Αλγόριθμος του Metropolis.

Μοντέλο Ising.

 

5. Εφαρμογές Φυσικής

 

Βιβλιογραφία 1. «Computational Physics», Tao Pang, Cambridge, 2008.

2. «Understanding Molecular Simulation, From Algorithms to Applications», 3. Daan Frenkel Berend Smit, Academic Press 2001.

 

 

 

TCA28 Υπολογιστική Αστροφυσική
Περιεχόμενα μαθήματος 1. Ειδικά θέματα από την φυσική των υπερπύκνων αστέρων (λευκοί νάνοι, αστέρες νετρονίων).

2. Ειδικά θέματα από την σχετικιστική αστροφυσική.

3. Ειδικά θέματα από την αριθμητική ανάλυση και τις αριθμητικές μεθόδους.

Βιβλιογραφία 1. J. B. Hartle, “Gravity” (Addison Wesley, New York, 2003).

2. G. P. Horedt, “Polytropes” (Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, 2004).

3. S. L. Shapiro and S. A. Teukolsky, “Black holes, white dwarfs, and neutron stars” (John Wiley & Sons, New York, 1983).

4. J. L. Tassoul, “Stellar rotation” (Cambridge University Press, Cambridge, 2000).

5. Εργασίες επισκόπησης (Review papers).

6. Ερευνητικές εργασίες (Research papers).

 

TCA18 Ειδικά Θέματα Κοσμολογίας
Περιεχόμενα μαθήματος Νέες κοσμολογικές παρατηρήσεις, απόψεις και θεωρίες.
Βιβλιογραφία 1. I. Ciufolini and J. A. Wheeler, “Gravitation and inertia” (Princeton University Press, Princeton, 1995).

2. J. B.Hartle, “Gravity” (Addison Wesley, New York, 2003).

3. Εργασίες επισκόπησης (Review papers).

4. Ερευνητικές εργασίες (Research papers).

 

TCA19 Ειδικά Θέματα Παρατηρησιακής Αστροφυσικής
Περιεχόμενα μαθήματος ·         Λειτουργία τηλεσκοπίων και ανιχνευτών CCD

·         Βασική επεξεργασία εικόνας με CCD (βοηθητικές εικόνες βαθμονόμησης) και ανάλυση σφαλμάτων

·         Προετοιμασία παρατηρήσεων (εύρεση αντικειμένων, επίδραση ατμόσφαιρας)

·         Εκμάθηση αστρονομικών πακέτων IRAF/DS9 για την ανάλυση και την επεξεργασία εικόνας (έκθεση, τεχνικές IRAF)

·         Φωτομετρία (φωτομετρικά συστήματα, ατμοσφαιρική απόσβεση, πρότυποι αστέρες, βαθμονόμηση συστήματος τηλεσκοπίου –κάμερας)

·         Εξαγωγή πληροφορίας από αστρονομικές βάσεις δεδομένων.

Επειδή η ανάλυση γίνεται σε περιβάλλον LINUX, θα προηγηθούν εισαγωγικά μαθήματα εκμάθησης στο περιβάλλον των υπολογιστών του Εργαστηρίου Αστροφυσικής. Παράλληλα θα γίνουν παρατηρήσεις με τα τηλεσκόπια του Εργαστηρίου Αστροφυσικής

Βιβλιογραφία Υλικό θα διατίθεται στην ιστοσελίδα του μαθήματος.

Handbook of CCD Astronomy, by Howell (Howell)

 

TCA32 Ειδικά Θέματα Θεωρητικής Αστροφυσικής
Περιεχόμενα μαθήματος ·         Αστροφυσική ρευστομηχανική: Εξισώσεις  Εuler, Navier Stokes, Συνεχή Ρευστά, Ακουστικά Κύματα, Μη Γραμμικά Κύματα, Ωστικά Κύματα, Κρουστικά Κύματα.

·         Αστροφυσική πλάσματος: Μήκος Debye, Αδιαβατικές μεταβλητές.

·         Αστροφυσική Μαγνητοϋδροδυναμική: παγωμένη ροή, ιδεατή μαγνητουδροδυναμική, πεδία ελεύθερα δύναμης.

·         Πηγές ακτινοβολίας υψηλών ενεργειών: εφαρμογή των παραπάνω εννοιών σε πηγές ακτινοβολίας υψηλών ενεργειών όπως αστέρες νετρονίων, μελανές οπές, αστροφυσικούς πίδακες, δίσκους προσαύξησης και εκλάμψεις ακτίνων γ.

 

Βιβλιογραφία Βιβλία

·         An Introduction to the Theory of Astrophysical, Geophysical and Laboratory Plasmas, Sturrock Cambridge University Press, ISBN-13: 978-0521448109.

·         Principles of Astrophysical Fluid Dynamics, Cathie Clark, Bob Carswell, Cambridge University Press, ISBN 9780511813450.

·         Astrophysical Flow, J. Pringle, A. King, Cambridge University Press, ISBN-13 978-0-511-28533-2.

·         Theoretical Astrophysics, T. Padmanabhan, Cambridge University Press, ISBN 9781139171083.

 

Περιοδικά:

·         Nature

·         Science

·         Nature Astronomy

·         Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

·         The Astrophysical Journal

·         Astronomy and Astrophysics

·         Annual Reviews of Astronomy and Astrophysics

 

 

TCA33 Στοχαστικά Μαθηματικά και Εφαρμογές
Περιεχόμενα μαθήματος Γεννήτριες συναρτήσεις. Μέθοδοι προσομοίωσης. Στοχαστικές διαδικασίες. Θεωρία αποφάσεων. Θεωρία πληροφορίας. Αξιοπιστία συστημάτων. Πιθανοτική ανάλυση αλγορίθμων.
Βιβλιογραφία

 

 

 

TCA34 Ειδικά Θέματα Μηχανικής των Ρευστών
Περιεχόμενα μαθήματος 1. Σύντομη επανάληψη βασικών εννοιών (Χαρακτηριστικές Ιδιότητες Ρευστών Στατική, Κινηματική, Δυναμική των Ρευστών. Εξισώσεις συνέχειας, κίνησης, ενέργειας, εξισώσεις οριακού στρώματος).

2. Εξίσωση ενέργειας. Ροή θερμότητας (βεβιασμένη, ελεύθερη, αγωγή, ακτινοβολία).

3. Ξεκίνημα της τύρβης (Θεωρία ευστάθειας). Μετάπτωση στη τύρβη.

4. Υδροδυναμική ευστάθεια.

5. Στροβιλώδης ροή. Μοντέλα τύρβης. Μέθοδοι RANS, LES, DNS.

6. Υπολογιστική ρευστοδυναμική.

7. Μαγνητοϋδροδυναμική.

8. Συμπιεστή ροή. Κρουστικά Κύματα.

9. Ειδικά θέματα. Εφαρμογές.

Βιβλιογραφία 1. «Δυναμική Ρευστών», William F. Hughes and John A. Brighton (Σειρά Schaum), Εκδόσεις Τζιόλα, 2005.

2. «Μηχανική των Ρευστών», Σ. Τσαγγάρης, Εκδόσεις Συμαιών, Αθήνα 2005.

3. «Ρευστομηχανική Ι», Ν. Καφούσιας, Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Πανεπιστημίου Πατρών.

4. «Ρευστομηχανική ΙΙ», Ν. Καφούσιας, Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Πανεπιστημίου Πατρών.

5. «Εφαρμοσμένη Ρευστομηχανική», Δ. Παπανίκας, Εκδόσεις Φ. Πaπανίκα & Σία Ο.E., Media Guru, 2010.

6. «Boundary Layer Theory», H. Schlichting, K. Gersten, Springer.

7. «Prandtl’s Essentials of Fluid Mechanics», Springer.

8. «Stability and Transition in Shear Flows», Peter j. Schmid, Dan S. Henningson. Springer 2001.

9. «Hydrodynamic and Hydromagnetic Stability», S. Chandrasekhar, Dover Publications, 1981.

10. “An Introduction to Magnetohydrodtynamics”, P.A. Davidson, Gambridge.

11. “Principles of Astrophysical Fluid Dynamics”, C.J. Clarke and R.F. Carswell.

 

 

 

 

 

TCA33 Στοχαστικά Μαθηματικά και Εφαρμογές
Περιεχόμενα μαθήματος Γεννήτριες συναρτήσεις. Μέθοδοι προσομοίωσης. Στοχαστικές διαδικασίες. Θεωρία αποφάσεων. Θεωρία πληροφορίας. Αξιοπιστία συστημάτων. Πιθανοτική ανάλυση αλγορίθμων.
Βιβλιογραφία

 

 

Ειδίκευση: Φυσική και Τεχνολογία Υλικών – Φωτονική

ΚΩΔΙΚΟΣ ΜΑΘΗΜΑ   ECTS ΔΙΔΑΣΚΟΝΤΕΣ
A΄ ΕΞΑΜΗΝΟ
MAP101 Κβαντική Φυσική 10 Χ. Αναστόπουλος
MAP102 Ηλεκτρομαγνητισμός 10 Αν. Τερζής
MAP103 Τεχνικές Χαρακτηρισμού Υλικών 10 Δ. Αναστασόπουλος,

Ευ. Βιτωράτος,

Σπ. Γιαννόπουλος,

Κ. Ανδρικόπουλος,

Π. Καραχάλιου,

Δ. Κουζούδης,

Στ. Κέννου,

Στ. Κουρής,

Λ. Παλίλης,

Ν. Σπηλιόπουλος,

Μ. Φακής,

Γ. Ψαρράς

Β΄ ΕΞΑΜΗΝΟ
MAP201 Έναρξη Μεταπτυχιακής Διπλωματικής Εργασίας 9
Επιλογή από τον κατάλογο μαθημάτων επιλογής της ειδίκευσης 7
Επιλογή από τον κατάλογο μαθημάτων επιλογής της ειδίκευσης 7
Επιλογή από τον κατάλογο μαθημάτων επιλογής της ειδίκευσης 7
Γ΄ ΕΞΑΜΗΝΟ
MAP301 Μεταπτυχιακή Διπλωματική Εργασία 23
Επιλογή από τον κατάλογο μαθημάτων επιλογής της ειδίκευσης      7
ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΕΠΙΛΟΓΗΣ (σε παρένθεση το εξάμηνο διδασκαλίας)
MAP202 Φυσική και Τεχνολογία Υλικών και Διατάξεων Στερεάς Κατάστασης (Β΄) 7 Χρ. Κροντηράς,

Π. Πουλόπουλος,

Δ. Σκαρλάτος,

Χ. Τσάμης

MAP203 Υλικά και Διατάξεις για Ενεργειακές Εφαρμογές (Β΄) 7 Γ. Λευθεριώτης,

Σπ. Γιαννόπουλος,

Π. Γιαννούλης,

Λ. Παλίλης

MAP204 Φασματοσκοπίες Λέιζερ (Β΄) 7 Στ. Κουρής
MAP205 Κβαντική Οπτική (Β΄) 7 Δεν θα διδαχθεί το Ακαδημαϊκό έτος 2020-2021
MAP206 Μαθηματικές Μέθοδοι Φυσικής (Β΄) 7 Α. Κοτσιώλης
MAP302 Φυσική και Τεχνολογία Υλικών και Διατάξεων Μαλακής Συμπυκνωμένης Ύλης (Γ’) 7 Π. Καραχάλιου,

Λ. Παλίλης

MAP303 Ειδικά Θέματα Οπτικής (Γ’) 7 Μ. Φακής

 

 

MAP101 Κβαντική Φυσική
Περιεχόμενα μαθήματος 1.     Βασικές έννοιες, επισκόπηση.

2.     Προσεγγιστικές μέθοδοι εύρεσης του φάσματος (Διαταραχές, θεωρία μεταβολών, θεωρία μέσου πεδίου, προσέγγιση Born-Oppenheimer).

3.     Σκέδαση (Γενική θεωρία, σκέδαση από δυναμικό, ανελαστική σκέδαση, προσέγγιση Born)

4.     Χρονοεξαρτημένα φαινόμενα (Γενική θεωρία, μεταβάσεις, ιονισμός, ταλαντώσεις Rabi, διάσπαση ασταθών συστημάτων, αδιαβατικό θεώρημα).

5.     Κλασική-κβαντική αντιστοίχιση (προσέγγιση WKB, σύμφωνες καταστάσεις, συνάρτηση Wigner,  κβαντική αποσυμφωνία).

6.     Κβαντικά πεδία (κβαντικό ΗΜ πεδίο, πεδίο ηλεκτρονίων)

7.      Ατομικά συστήματα (Διαταρακτικές διορθώσεις, σύνθετα άτομα, αλληλεπίδραση με ΗΜ πεδίο, αυθόρμητη και εξαναγκασμένη εκπομπή, ατομικές παγίδες).

8.     Συμμετρία (Γενική θεωρία, το θεώρημα της Noether, συστήματα με δεσμούς, η συμμετρία Γαλιλαίου).

9.     Κβαντικές συζεύξεις (Ανισότητες Μπελ, εναγκαλισμός)

10. Σχετικιστική περιγραφή (η κβαντική συμμετρία Λόρεντς, κυματικές εξισώσεις)

11.   Ειδικά θέματα

Βιβλιογραφία 1. M. Le Bellac, Quantum Physics (Cambridge University Press, 2012).

2. Gottfried and Yan, Quantum Mechanics: Fundamentals, 2nd edition (Springer, 2004).

3. S. Weinberg, Lectures on Quantum Mechanics (Cambridge University Press, 2015).

4. Χ. Αναστόπουλος, Κβαντική Μηχανική (Εκδόσεις Πανεπιστημίου Πατρών)

 

MAP102 Ηλεκτρομαγνητισμός
Περιεχόμενα μαθήματος • Ηλεκτροστατική.

• Προβλήματα συνοριακών τιμών στην Ηλεκτροστατική, μέρος Ι.

• Προβλήματα συνοριακών τιμών στην Ηλεκτροστατική, μέρος ΙΙ.

• Ηλεκτρικά πολύπολα. Ηλεκτροστατική μακροσκοπικών μέσων. Διηλεκτρικά.

• Μαγνητοστατική

• Χρονοεξαρτώμενα πεδία. Εξισώσεις Maxwell. Νόμοι διατήρησης.

• Επίπεδα κύματα. Κύματα και διάδοση κυμάτων.

• Κυματοδηγοί και κοιλότητες.

• Ακτινοβολία. Σκέδαση και περίθλαση.

• Ακτινοβολία κινούμενου φορτίου.

Βιβλιογραφία “Classical Electrodynamics”, J.D. Jackson, New York, John Wiley & Sons, second edition, 1975.

“Classical Electrodynamics”, J.D. Jackson, New York,  John Wiley & Sons, third edition, 1996.

 

MAP103 Τεχνικές Χαρακτηρισμού Υλικών
Περιεχόμενα μαθήματος 1. Μέτρηση ηλεκτρικής αγωγιμότητας συνεχούς ημιαγωγών συναρτήσει της θερμοκρασίας

Κατά τα τελευταία χρόνια μελετάται η ηλεκτρική αγωγιμότητα συνεχούς συζυγών αγώγιμων πολυμερών, των οποίων η συμπεριφορά μοιάζει με εκείνη των ανόργανων ημιαγωγών. Μελετώνται η δομή, οι φορείς ηλεκτρικού φορτίου και οι μηχανισμοί γήρανσης αυτών των πολυμερών.

2. Μέτρηση της ηλεκτρικής αγωγιμότητας εναλλασσομένου σε διηλεκτρικά υλικά συναρτήσει της θερμοκρασίας και της τάσης

Γίνονται μετρήσεις διηλεκτρικής φασματοσκοπίας [σ΄(f), ε΄(f), ε΄΄(f), κλπ.] σε διηλεκτρικά υλικά σε ευρύ φάσμα συχνοτήτων και θερμοκρασιών. Από την επεξεργασία των μετρήσεων προκύπτουν πληροφορίες για τους μηχανισμούς αγωγιμότητας και τους μηχανισμούς διηλεκτρικής χαλάρωσης [π.χ. α, β. γ, χαλάρωση σε πολυμερικές μήτρες] των υλικών.

3. Ηλεκτρικός Χαρακτηρισμός διατάξεων MOS:

Λήψη χαρακτηριστικών C-V, C-f, G p-ω σε διατάξεις MOS, και προσδιορισμός του πάχους του οξειδίου και της πυκνότητας των διεπιφανειακών καταστάσεων Dit.

4. Μέτρηση της μεταβατικής φωτοαγωγιμότητας σε νανοκρυσταλλικά υλικά

Τα οξείδια των μεταβατικών μετάλλων με νανοκρυσταλλική δομή, λόγω των πολλαπλών εφαρμογών τους, έχουν προσελκύσει ιδιαίτερα το ενδιαφέρον της ερευνητικής κοινότητας. Η μέτρηση της μεταβατικής τους αγωγιμότητας δίνει χρήσιμες πληροφορίες για τον ανταγωνισμό μεταξύ των ρυθμών φωτοπαραγωγής, επανασύνδεσης και παγίδευσης των φορέων.

5. Προσδιορισμός δομής με ακτίνες Χ.

Ο χαρακτηρισμός της δομής είναι πάρα πολύ βασικός για όλες σχεδόν τις ιδιότητες των υλικών. Σε αυτό το μέρος αναλύεται κατ αρχήν η λειτουργία συσκευής χαρακτηρισμού δομής με ακτίνες Χ (XRD). Ακολουθεί η βασική θεωρία που αποβλέπει στον υπολογισμό του παράγοντα δομής για ορισμένες δομές του κυβικού συστήματος ενώ λαμβάνονται μετρήσεις και ταυτοποιούνται δομές για μερικά χαρακτηριστικά υλικά.

6. Φασματοσκοπία υπερύθρου (FTIR).

Ο χαρακτηρισμός της δομής μακρομορίων γίνεται δυνατός με τη χρήση ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας στην υπέρυθρο περιοχή του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος (λ=2-25 μm). Η δονήσεις των ατόμων των μορίων γύρω από τις θέσεις ισορροπίας τους προκαλούν απορρόφηση της υπέρυθρης ακτινοβολίας και αυτό έχει σαν αποτέλεσμα από ένα απλό μόριο να λαμβάνουμε ένα πολύπλοκο αλλά χαρακτηριστικό φάσμα. Αναλύεται η βασική θεωρία που αποβλέπει στην εύκολη ταυτοποίηση των γραμμών απορρόφησης διαφόρων χημικών δεσμών και ακολουθούν μετρήσεις όπου ταυτοποιούνται διάφορα είδη μακρομορίων.

7. Ατομικό μικροσκόπιο δύναμης (AFM): Το AFM λειτουργεί με το να φέρει μια ακίδα σε επαφή με την επιφάνεια που πρόκειται να απεικονιστεί. Η απωθητική δύναμη (ιονικής φύσης) από την επιφάνεια που ασκείται στην ακίδα κάμπτει το πρόβολο στήριξης της ακίδας προς τα πάνω. Το μέγεθος της κάμψης μετριέται από το ίχνος μιας δέσμης λέιζερ που ανακλάται προς ένα φωτοανιχνευτή. Η κάμψη μπορείνα χρησιμοποιηθεί για να υπολογιστεί η δύναμη. Κρατώντας τη δύναμη σταθερή καθώς η ακίδα σαρώνεται στην επιφάνεια, αναγκάζουμε την ακίδα να παρακολουθήσει τις διακυμάνσεις της επιφάνειας και καταγράφεται ως τοπογραφία της επιφάνειας από το AFM. Το AFM μπορεί να απεικονίσει σχεδόν οποιοδήποτε τύπο επιφάνειας, συμπεριλαμβανομένων των πολυμερών, των κεραμικών, των σύνθετων υλικών, των υάλων, και των βιολογικών δειγμάτων.

8. Φασματοσκοπία φθορισμού χρονικής ανάλυσης με την τεχνική Time Correlated Single Photon Counting

Με τις τεχνικές φασματοσκοπίας χρονικής ανάλυσης είναι δυνατή η εύρεση του χρόνου ζωής των διεγερμένων καταστάσεων των υπό μελέτη δειγμάτων. Στο πείραμα, ο φοιτητής θα έρθει σε επαφή με τις έννοιες του φθορισμού και του χρόνου ζωής. Πειραματικά θα γνωρίσει την τεχνική φασματοσκοπίας Time Correlated Single Photon Counting η οποία θα χρησιμοποιηθεί για την εύρεση του χρόνου ζωής δειγμάτων που εκπέμπουν στο ορατό με χρονική ανάλυση ~ 50ps. Ως πηγές διέγερσης θα χρησιμοποιηθούν διοδικά παλμικά laser με εκπομπή στην ιώδη-μπλε περιοχή του φάσματος. Στο πείραμα θα γίνει πειραματική μελέτη χαρακτηριστικών υλικών και επεξεργασία των πειραματικών αποτελεσμάτων.

9. Εισαγωγή στη θεωρία και την οργανολογία της ανελαστικής σκέδασης φωτός (Raman).

Θα αναπτυχτούν οι βασικές αρχές που διέπουν την αλληλεπίδραση ακτινοβολίας και ύλης με συνοπτική περιγραφή των φαινομένων απορρόφησης και εκπομπής και εκτενή αναφορά στο φαινόμενο της σκέδασης. Έμφαση θα δοθεί στην περιγραφή του φαινομένου σκέδασης Raman από τους δονητικούς βαθμούς ελευθερίας των μορίων προσεγγίζοντας το φαινόμενο από την κλασσική αλλά και την κβαντική σκοπιά (συνοπτικά). Θα αναπτυχθούν επίσης τα βασικά στοιχεία της οργανολογίας της σκέδασης Raman και θα γίνει επίδειξη πειραμάτων σκέδασης Raman από κρυσταλλικά και άμορφα υλικά.

10. Εισαγωγή στη Στατική και Δυναμική Σκέδαση φωτός από διαλύματα και διασπορές σωματιδίων.

Η Στατική και η Δυναμική σκέδαση φωτός αποτελούν σημαντικά εργαλεία για την μελέτης της δομής, της δυναμικής και των αλληλεπιδράσεων που λαμβάνουν χώρα σε διαλύματα (π.χ. πολυμερών) αλλά και σε διασπορές σωματιδίων (π.χ. κολλοειδή αιωρήματα). Στην παρούσα διάλεξη θα παρουσιαστούν οι βασικές αρχέςτης Στατικής και της Δυναμικής σκέδασης φωτός και οι εφαρμογές αυτών σε αραιά και πυκνά διαλύματα πολυμερικών συστημάτων, με έμφαση στον τρόπο υπολογισμού φυσικών ποσοτήτων όπως το μοριακό βάρος, ο δεύτερος συντελεστής virial, η γυροσκοπική ακτίνα, αλλά και η υδροδυναμική ακτίνα κολλοειδών διασπορών. Θα ακολουθήσεις επίδειξη πειραμάτων Δυναμικής Σκέδαση φωτός με την τεχνική Συσχετισμού Φωτονίων (Photon Correlation Spectroscopy).

11.Διαφορική Θερμιδομετρία Σάρωσης (DTS).  Η θερμική ανάλυση περιλαμβάνει μία οικογένεια πειραματικών τεχνικών (τεχνικών μετρήσεων) με ένα κοινό χαρακτηριστικό, μετρούν την απόκριση ενός υλικού όταν αυτό θερμαίνεται ή ψύχεται (και σε κάποιες περιπτώσεις σε ισόθερμες συνθήκες). Στόχος είναι η εύρεση μιας σχέσης ανάμεσα στην θερμοκρασία και σε συγκεκριμένες ιδιότητες του υλικού. Η Διαφορική Θερμιδομετρία Σάρωσης μετρά τις ροές θερμότητας που σχετίζονται με μεταβάσεις σε υλικά ως συνάρτηση του χρόνου και της θερμοκρασίας σε ελεγχόμενη ατμόσφαιρα (συνήθως αδρανή). Οι μετρήσεις αυτές προσφέρουν ποιοτικές και ποσοτικές πληροφορίες για φυσικές και χημικές μεταβολές που λαμβάνουν χώρα και που εκφράζονται με ενδόθερμες ή εξώθερμες διεργασίες ή μεταβολές στην θερμοχωρητικότητα.

12.Δυναμική Μηχανική Ανάλυση (DMA). Κατά την πειραματική δοκιμή μέσω της τεχνικής της Δυναμικής Μηχανικής Ανάλυσης  ασκείται στο υλικό μία χρονικά μεταβαλλόμενη μηχανική τάση ή παραμόρφωση, η οποία παράγει μία μεταβαλλόμενη παραμόρφωση ή τάση που καθυστερεί ως προς την αρχική διέγερση.  Η διαφορά φάσεως που εμφανίζεται σχετίζεται με την δομή του υλικού.  Η μηχανική διέγερση μπορεί να εφαρμοσθεί ημιτονοειδώς, με σταθερά βήματα ή με δεδομένο ρυθμό. Η απόκριση του δοκιμίου καταγράφεται ως συνάρτηση της θερμοκρασίας ή του χρόνου. Τα πειραματικά αποτελέσματα βοηθούν στην κατανόηση της σχέσης δομής-ιδιοτήτων του υλικού. Συλλέγονται πληροφορίες που αφορούν: την ανίχνευση μεταβάσεων που προέρχονται από μοριακές κινήσεις, τον προσδιορισμό μηχανικών ιδιοτήτων (μέτρο αποθήκευσης, συντελεστής απόσβεσης δονήσεων),  την υαλώδη μετάπτωση ή δευτερεύουσες μεταβάσεις, την κρυσταλλικότητα, τον διαχωρισμός φάσεων κλπ.

Βιβλιογραφία 1. “Laboratory Notes on Electrical and Galvanomagnetic Measurements” Wieder H.H. Elsevier, Amsterdam (1979)

2. “Handbook of Polymers in Electronics” Bansi D. Malhotra (Ed.) Rapra Techn. Ltd., Shawbury, UK (2002).

3.“Conjugated Polymers” (Theory, Synthesis, Properties and Characterization)Eds T.A. Skotheim and J.R. Reynolds, CRC Press, USA (2007).

4. “Conjugated Polymers” (Processing and Applications)Eds T.A. Skotheim and J.R. Reynolds, CRC Press, USA (2007).

5. “ Photoelectronic properties of semiconductors”, Cambridge Univesity Press (1992).

6. “Thermal Analysis of Polymers” Ch. 6. Ed. By J.D. Menczel, R. Bruce Prime (J. Wiley) (2009).

 

MAP202 Φυσική και Τεχνολογία Υλικών και Διατάξεων Στερεάς Κατάστασης
Περιεχόμενα μαθήματος ΕΝΟΤΗΤΑ Ι: Βασικές φυσικές ιδιότητες ημιαγωγών (ανασκόπηση)

-Ενεργειακές ζώνες και διαγράμματα Ε-x.

-Διαγράμματα Ε-k.

-Διάκριση ημιαγωγών

-Ενδογενείς ημιαγωγοί (στατιστική φορέων αγωγιμότητας)

ΕΝΟΤΗΤΑ ΙΙ: Εξωγενείς Ημιαγωγοί

-Στατιστική φορέων αγωγιμότητας (θερμοκρασιακή εξάρτηση)

-Εκφυλισμένοι ημιαγωγοί

ΕΝΟΤΗΤΑ ΙΙΙ: Μηχανισμοί Αγωγιμότητας σε ημιαγωγούς

– Ρεύματα ολισθήσεως και βασικά μεγέθη (ευκινησία,  αγωγιμότητα, η έννοια της ενεργού μάζας)

– Ρεύματα διαχύσεως

– Φωτογέννεση φορέων αγωγιμότητας (σε συνθήκες άμεσης/έμμεσης επανασύνδεσης και χαμηλό επίπεδο έγχυσης)

– Η εξίσωση συνεχείας στους ημιαγωγούς

ΕΝΟΤΗΤΑ ΙV: Η επαφή pn

– Διαπραγμάτευση σε κατάσταση ισορροπίας

– Διαπραγμάτευση σε συνθήκες εξωτερικής πόλωσης και εξαγωγή της χαρακτηριστικής I-V

– Ετεροεπαφές

ΕΝΟΤΗΤΑ V: Η επαφή MIS

– Η ιδανική επαφή MIS: Βασική φαινομενολογική περιγραφή

– Βασικά μοντέλα περιγραφής

– Χωρητικότητα ιδανικής επαφής MIS

– Ρεαλιστικές επαφές MOS

ΕΝΟΤΗΤΑ VI: To τρανζίστορ MOSFET

-Βασική αρχή λειτουργίας

-ΜOSFET μεγάλου καναλιού

-MOSFET μικρού καναλιού

ΕΝΟΤΗΤΑ VIIΜαγνητικές Αλληλεπιδράσεις

ΕΝΟΤΗΤΑ VIII: Τάξη και Μαγνητικές δομές

ΕΝΟΤΗΤΑ IX: Μαγνητισμός στα Μέταλλα

ΕΝΟΤΗΤΑ X: Μαγνητικοί Ημιαγωγοί

ΕΝΟΤΗΤΑ XI: Υπεραγωγιμότητα -Υπεραγωγοί

Βιβλιογραφία .

 

MAP203 Υλικά και Διατάξεις για Ενεργειακές Εφαρμογές
Περιεχόμενα μαθήματος 1. Εισαγωγή στα ενεργειακά υλικά. Συνοπτική περιγραφή των υλικών, διατάξεων και εφαρμογών.

2. Ανάπτυξη του θεωρητικού υπόβαθρου. Α) Αλληλεπίδραση ακτινοβολίας και ύλης. Διαπερατότητα, ανακλαστικότητα, απορροφητικότητα, αφετική ικανότητα, φασματικοί μέσοι όροι. Β) Σχεδίαση οπτικών φίλτρων με τη μέθοδο χαρακτηριστικού πίνακα. Γ) Διηλεκτρικά Lorenz, θεωρία Drude, νόμος Hagen-Rubens. Θεωρία ενεργού μέσου, νόμος Maxwell- Garnett.

3. Μέθοδοι παρασκευής των ενεργειακών υλικών. Απόθεση υμενίων σε διατάξεις υψηλού κενού. Thermal deposition, Electron Beam Gun, Sputtering, Ion assisted Deposition, Chemical vapor Deposition και λοιπές μέθοδοι. Ηλεκτροχημικές μέθοδοι.

4. Μέθοδοι χαρακτηρισμού των ενεργειακών υλικών. Φασματοσκοπία διαπερατότητας, ανακλαστικότητας, DC-AC μέθοδοι. Χρήση σφαίρας ολοκλήρωσης, μέθοδος FTIR και εφαρμογές. Ελλειψομετρία. Συντεταγμένες χρώματος. Ηλεκτροχημικές τεχνικές (κυκλική βολταμμετρία και GITT). Μέτρηση αφετικής ικανότητας.

5. Επιστρώσεις χαμηλής αφετικής ικανότητας  (lowe coatings) και επιλεκτικοί απορροφητές. Ημιαγωγοί με προσμίξεις (In2O3:Sn, SnO2:F, κλπ). Επάλληλα στρώματα Διηλεκτρικού/Μετάλλου/Διηλεκτρικού. Οπτική σχεδίαση και εφαρμογές.

6. Φωτοβολταϊκά στερεάς κατάστασης (1ης και 2ης γενιάς) Βασικές αρχές λειτουργίας, ενεργειακοί υπολογισμοί-μετρήσεις. Τεχνολογίες φωτοβολταϊκών στερεάς κατάστασης: Φωτοβολταϊκά μονο-κρυσταλλικού και πολύ-κρυσταλλικού πυριτίου. Φωτοβολταϊκά άμορφου πυριτίου και λεπτών υμενίων. Φωτοβολταϊκά πολλαπλών επαφών-συγκεντρωτικά συστήματα.

7. Φωτοβολταϊκά 3ης γενιάς. Φωτο-ευαισθητοποιημένες ηλιακές κυψελίδες. Οργανικά φωτοβολταϊκά. Ηλιακές κυψελίδες με περοβσκίτες. Παρουσίαση των υλικών και των ιδιοτήτων τους. Λειτουργία-απόδοση των διατάξεων.

8. Έξυπνα Παράθυρα: Ηλεκτροχρωμικές και φωτοηλεκτροχρωμικές διατάξεις. Παρουσίαση των υλικών και των ιδιοτήτων τους. Λειτουργία-απόδοση των διατάξεων.

Βιβλιογραφία 1.          H. A. Macleod: Thin Film Optical Filters.Βιβλιοθήκη του Τμήματος Φυσικής

2.          Luque A & Hegedus S (Eds): Handbook Of Photovoltaic Science And Engineering – Wiley (2003) Βιβλιοθήκη του Τμήματος Φυσικής

3.          Άρθρα επισκόπησης από επιλεγμένα επιστημονικά περιοδικά

 

MAP204 Φασματοσκοπίες Λέιζερ
Περιεχόμενα μαθήματος 1.       Σύντομη περιγραφή της δράσης λέιζερ και των μετρητικών διατάξεων ακτινοβολιών

2.       Σύντομη περιγραφή διατάξεων μέτρησης ηλεκτρικών συνεχών/παλμικών σημάτων (Lock–in amplifiers, Boxcar integrators)και φασματοσκοπική οργανολογία

3.       Φασματοσκοπία Φθορισμού Επαγόμενου από Λέιζερ (LIF)

4.       Φασματοσκοπία πολυ-φωτονικού ιονισμού (MPI)

5.       Φασματοσκοπία Raman

6.       Φασματοσκοπία πλάσματος επαγόμενου από λέιζερ (LIBS)

7.       Φασματοσκοπίες λέιζερ για τη μη γραμμική οπτική: η τεχνική Ζ-scan, η εκφυλισμένη μίξη 4-κυμάτων (DFWM), το Οπτικό φαινόμενο Kerr

Βιβλιογραφία 1) «Laser Spectroscopy: Basic concepts and Instrumentation», W. Demtroder, 3 rd Ed., Springer 2003.

2) «Fundamentals of Photonics», Saleh Teich, Wiley.

3) Άρθρα επισκόπησης από τα περιοδικά Nature, Science και Physics Today.

4) «Εφαρμογές των Lasers στη Φυσική, Χημεία και Επιστήμη των Υλικών», Σ. Κουρή, Σημειώσεις Παν/μίου Πατρών.

 

MAP205 Κβαντική Οπτική
Περιεχόμενα μαθήματος .
Βιβλιογραφία .

 

MAP206 Μαθηματικές Μέθοδοι Φυσικής
Περιεχόμενα μαθήματος 1. Ενοποίηση της βασικής εξίσωσης σε κάθε επίπεδο γενίκευσης.

2. Συναρτησιακοί χώροι.

3. Η έννοια της σύγκλισης.

4. Η έννοια της γραμμικότητας.

5. Δυϊσμός και συζυγία.

6. Το εναλλακτικό θεώρημα του Fredholm και η σημασία του.

7. Αντιστροφή διαφορικών τελεστών.

8. Ιδιοαναπτύγματα και φασματική ανάλυση.

9. Ολοκληρωτικές αναπαραστάσεις και η σημασία τους.

10. Η προσέγγιση των ολοκληρωτικών εξισώσεων.

Βιβλιογραφία 1. «Δέκα Διαλέξεις Εφαρμοσμένων Μαθηματικών»Γ.Δάσιος, Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης, 2001.

2. “Applied Mathematics. A Contemporary Approach” J.L.Logan. John Wiley, 1987 .

3. “Functinal Analysis in Modern Applied Mathematics”R.F.Curtain and A.J.Pritchard. Academic Press, 1977.

4. “Linear Operator Theory in Engineering and Science”.A.W.Naylor and G.R.Sell. Holt Rinehart and Winston, 1971.

5. “Linear Algebra”.P.Lax. John Wiley, 1997.

6. “Methods of Mathematical Physics I, II ”.R.Courant and D.Hilbert. John Wiley, 1937.

7. “Partial Differential Equations’P.R.Carabedian. John Wiley, 1964.

8. “Linear Integral Equations. Theory and Applications”.R.P.Kanwal. Academic Press,1971.

9. “Elements of Green’s Functions and Propagation, Potentials, Diffusion and Waves”.G.Barton. Oxford University Press, 1989.

10. ”Elements of Functinal Analysis”.L.Liusternik and V.Sobolev. Ungar, 1965.

 

MAP302 Φυσική και Τεχνολογία Υλικών και Διατάξεων Μαλακής Συμπυκνωμένης Ύλης
Περιεχόμενα μαθήματος 1. Εισαγωγή στη μαλακή συμπυκνωμένη ύλη – Βασικές φυσικές ιδιότητες

2. Πολυμερή

3. Ημι(αγώγιμα) πολυμερή

4. Κολλοειδή – Αυτoοργανούμενα συστήματα

5.Υγροί κρύσταλλοι

6. Oπτοηλεκτρονικές διατάξεις της μαλακής συμπυκνωμένης ύλης

(δίοδοι εκπομπής φωτός, ηλιακές κυψελίδες, τρανζίστορ, (βιο)αισθητήρες, μικρορευστομηχανικές διατάξεις)

7. Τεχνολογίες ανάπτυξης οπτοηλεκτρονικών διατάξεων της μαλακής συμπυκνωμένης ύλης

Βιβλιογραφία 1.‘ Soft Condensed Matter’ R.A.L. Jones, Oxford University Press, Oxford (2002).

2. ‘Polymer Physics’ M. Rubinstein and R.H. Colby Oxford University Press Oxford (2006).

3. ‘Soft Matter Physics’ M. Doi Oxford University Press Oxford (2013).

4. ‘Fundamendals of Soft Matter Science’ L. S. Hirst, CRS Press (2012).

5. “Handbook of Polymers in Electronics” Bansi D. Malhotra (Ed.) Rapra Techn. Ltd., Shawbury, UK (2002).

6. “Conjugated Polymers” (Theory, Synthesis, Properties and Characterization) Eds T.A. Skotheim and J.R. Reynolds, CRC Press, USA (2007).

7. “Conjugated Polymers” (Processing and Applications) Eds T.A. Skotheim and J.R. Reynolds, CRC Press, USA (2007).

 

MAP303 Ειδικά Θέματα Οπτικής
Περιεχόμενα μαθήματος 1) Περίθλαση Fraunhofer και Fresnel

2) Απλή, διπλή, πολλαπλές σχισμές

3) Ορθογώνια και κυκλικά ανοίγματα.

4) Στενά εμπόδια και αδιαφανείς οθόνες

5) Ανάλυση συστημάτων ειδώλων

6) Φράγματα περίθλασης

7) Σπείρα ταλάντωσης και σπείρα Cornu

8) Μετασχηματισμοί Fourier μιας και δύο διαστάσεων

9) Συνάρτηση δ του Dirac

10) Εφαρμογές Μετασχηματισμών Fourier στην Οπτική

11) Μέθοδοι Fourier στη θεωρία της περίθλασης

12) Μη Γραμμική Οπτική

Βιβλιογραφία 1) “Optics” Eugene Hect, Addison Wesley.

2) “Introduction to Optics” Pedrotti, Pearson International Edition

 

 

Go to Top