• Ερευνητικές Δραστηριότητες:
  – Γνωστική μελέτη της διδασκαλίας της Φυσικής.
  -Ανάπτυξη διδακτικών μέσων κλασσικής και προηγμένης τεχνολογίας.
  -Ανάπτυξη ολοκληρωμένων μαθησιακών συστημάτων Διδακτικής δράσης και ανάδρασης.
• Υλικοτεχνική υποδομή:
  1. Kλειστό κύκλωμα τηλεόρασης με δυνατότητα μείξης εικόνων και ήχου σε ψηφιακή μορφή (DVD), 4 κάμερες SONY, ZOOM 6x, κονσόλα μείξης εικόνων, Βίντεο U’matic 3/4 250 lines.
  2. Φορητό βίντεο, κάμερα και δέκτης JV-VHS 250 lines, κάμερα JVC KY-610, f = 1.4, ZOOM 10x, έγχρωμα.
  3. Τηλεόραση έγχρωμη (στέρεο 46″).
  4. Φορητοί μίκτες ήχου (4 & 6 καναλιών) μικρόφωνα χώρου και κατευθυντικά.
  5. Πειραματικές διατάξεις επίδειξης (Μηχανική, Ηλεκτρισμός, Μαγνητισμός, Ρευστά).
  6. Μηχανές προβολής κινητών και ακίνητων εικόνων.
  7. Βιβλιοθήκη κασετών VHS και DVDμε πειράματα Φυσικής και βιιντεο-κασετών με μαγνητοσκοπημένες διδασκαλίες.
  8. Πειραματικές διατάξεις συγχρονικής καταγραφής(on-line) και προβολής διδακτικών δραστηριοτήτων.

Ερευνητικές Δραστηριότητες:
•Τρανζίστορ λεπτών υμενίων πολυ-νανο-κρυσταλλικού Si
•Nανοτρανζίστορ MOSFET πολλαπλών πυλών
•Νανομετρικές διατάξεις κβαντικών τελειών στο GaAs και στο Si
•Θόρυβος χαμηλών συχνοτήτων σε διατάξεις ημιαγωγών
•Φαινόμενα αξιοπιστίας και θερμών φορέων σε διατάξεις CMOS
•Προσομοίωση τρανζίστορ MOSFET με το πρόγραμμα Silvaco (ATLAS)
•Συμπαγή μοντέλα ρεύματος απαγωγού και θορύβου χαμηλών συχνοτήτων σε TFTs και νανο-MOSFET πολλαπλών πυλών

Ο χαρακτηρισμός αφορά και περιγράφει τις Ηλεκτρικές Ιδιότητες Υλικών και Αγώγιμων Συστημάτων ως τμήμα των γενικότερων Ιδιοτήτων Μεταφοράς των στερεών υλικών.
Η ομάδα εξειδικεύεται στην μελέτη της ηλεκτρικής συμπεριφοράς και ερμηνείας των υλικών υπό συνεχή – ελεγχόμενα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία με παραμέτρους την θερμοκρασία (10 – 300 K), το μαγνητικό πεδίο (1.4 Τ), τη σύνθεση και την δομή των υλικών καθώς και την γεωμετρική και τοπογραφική μορφολογία των δειγμάτων και των ηλεκτρικών επαφών τους.
Ειδικότερα, h εφαρμογή εντοπίζεται στη συγχρονική μελέτη των φαινομένων Ηλεκτρικής Αγωγιμότητας, φαινομένου Hall και Μαγνητοαντίστασης βάσει των μεθοδολογιών Van der Pauw και Wascher.
Η εμπειρία της ομάδας εντοπίζεται σε ημιαγωγούς, μέταλλα, ημιμέταλλα καθώς και σε πρόσφορα πρότυπα για διερεύνηση και επέκταση των μεθοδολογιών μέτρησης που χρησιμοποιούνται σε ανομοιογενή και ανισότροπα υλικά.

Το εργαστήριο Θερμικής ανάλυσης υλικών ασχολείται με:

• Θερμικό χαρακτηρισμό υλικών από –150 έως 1750 ^oC. Τα υλικά αυτά καλύπτουν ένα ευρύτατο φάσμα, όπως: μαγνητικά υλικά, ημιαγωγοί, ορυκτά, βιοενεργά υλικά, κεραμικά, κ.α.

• Μελέτη της κρυστάλλωσης άμορφων υλικών
• Κινητική μελέτη των μετατροπών φάσης και αποσύνθεσης των υλικών.
Ιδιαίτερα δε με:
•Θερμικό χαρακτηρισμό πολυμερών – βιοαποικοδομήσιμων πολυμερών – νανοσύνθετων πολυμερών. Μελέτη της κινητικής της διαδικασίας κρυστάλλωσης των υλικών αυτών. Προσδιορισμό της θερμικής σταθερότητας αυτών και μελέτη της κινητικής της θερμικής τους διάσπασης.
•Μελέτη της διαδικασίας οξείδωσης μετάλλων, μεταλλικών κραμάτων και διάφορων επικαλύψεων σε υψηλές θερμοκρασίες. Κινητική μελέτη της οξείδωσης. Παρασκευή και χαρακτηρισμός επικαλύψεων με τη βοήθεια on-line μετρήσεων σε σύστημα Διαφορικής Καλοριμετρίας Σάρωσης.
Το εργαστήριο Θερμικής Ανάλυσης διαθέτει:
1.Διάταξη Θερμικής Καλοριμετρίας Σάρωσης (DSC), SETARAM-DSC 141, η οποία καλύπτει την περιοχή θερμοκρασιών από -150 ^oC έως 550 ^oC
2.Διάταξη Θερμοσταθμικής Ανάλυσης (TGA), SETARAM SetSys 16/18 TG-DTA, η οποία καλύπτει την περιοχή από θερμοκρασία περιβάλλοντος έως τους 1750 ^oC.

Μια μπαταρία οφείλει να μεταφέρει ικανό φορτίο, σημαίνει ότι τα υλικά των ηλεκτροδίων διαθέτουν το σύνολο του όγκου τους. Επιπλέον, η μικτή αγωγιμότητα των υλικών των ηλεκτροδίων όπως και η καθαρά ιονική αγωγιμότητα του ηλεκτρολύτη πρέπει να έχουν υψηλές τιμές καθ’ όλην τη διάρκεια λειτουργίας της μπαταρίας.
Δραστηριότητες:
A. Παρασκευή καθοδικών, ανοδικών και ηλεκτρολυτικών υλικών είτε σε μορφή κόνεων ή σε λεπτά υμένια.
B. Μελέτη των δομικών ιδιοτήτων των υλικών αυτών
Γ. Μελέτη των ηλεκτρικών ιδιοτήτων τους.
Δ. Κατασκευή συσσωρευτών και μικροσυσσωρευτών ιόντων λιθίου.
Ε. Μελέτη των συσσωρευτών με μετρήσεις φόρτισης-εκφόρτισης, χωρητικότητας φορτίου και σταθερότητάς τους με τον αριθμό κύκλων φόρτισης-εκφόρτισης.

Το Εργαστήριο Ηλεκτρονικής Μικροσκοπίας (ΕΗΜ) του Τμήματος Φυσικής ξεκίνησε τη λειτουργία του το 1963. Βρίσκεται στην δυτική πτέρυγα της Σχολής Θετικών Επιστημών και ανήκει στον Τομέα Φυσικής Στερεάς Κατάστασης. Σήμερα, στις ερευνητικές δραστηριότητες του εργαστηριού, απασχολούνται 7 μέλη ΔΕΠ ενώ 2 άτομα απασχολούνται στην τεχνική υποστήριξή του. Στο εργαστήριο εκπονούνται διδακτορικές διατριβές, μεταπτυχιακές διπλωματικές εργασίες και φιλοξενούνται ξένοι ερευνητές από προγράμματα Marie Curie. Αποστολή του εργαστηρίου είναι να παρέχει στα μέλη ΔΕΠ τον απαραίτητο εξοπλισμό για το δομικό χαρακτηρισμό των υλικών, σε μικρο- και νάνο- κλίμακα, καθώς και υπηρεσίες που σχετίζονται με την ηλεκτρονική μικροσκοπία. Ο ρόλος του είναι επιπλέον εκπαιδευτικός και συμβουλευτικός. Η ερευνητική δραστηριότητα των μελών ΔΕΠ επικεντρώνεται στη μελέτη δομικών ατελειών και ιδιοτήτων, με τις τεχνικές της Ηλεκτρονικής Μικροσκοπίας, μιας μεγάλης ποικιλίας διαφορετικών υλικών όπως ημιαγωγικά υλικά, λεπτά υμένια, νανο-ετεροδομές, φυσικά ή τεχνητά υλικά σε μορφή σκόνης, κεραμικά, πολυμερή, μέταλλα και μεταλλικές επικαλύψεις. Ειδικότερα περιλαμβάνει σήμερα τους εξής τομείς δραστηριότητας:
• Μελέτη και δομικός χαρακτηρισμός υλικών (μέταλλα, ημιαγωγοί, κεραμικά, πολυμερή, μικτοί κρύσταλλοι και προηγμένα υλικά τεχνολογίας) με μεθόδους της συμβατικής Ηλεκτρονικής Μικροσκοπίας (CTEM), και της Ηλεκτρονικής Μικροσκοπίας Υψηλής Διακριτικής Ικανότητας (HRTEM).
• Μελέτη νανοδομών και δομικών ατελειών διαμορφωμένων δομών και πολυτυπικών μετασχηματισμών με ηλεκτρονική μικροσκοπία υψηλής διακριτικής ικανότητας (HRTEM) σε στερεά αναπτυγμένα σε τρεις (bulk) και σε δύο (thin films) διαστάσεις.
• Εντοπισμένος κρυσταλλογραφικός και τοπολογικός χαρακτηρισμός φάσεων, διεπιφανειών, συμμετριών, προσανατολισμών, πολικότητας, γραμμικών, επίπεδων και άλλων εκτεταμένων ατελειών.
• Προσδιορισμός κρυσταλλικών δομών με μεθόδους Ηλεκτρονικής Κρυσταλλογραφίας.
• Προσδιορισμός με υψηλή ακρίβεια πεδίων παραμόρφωσης στη νανοκλίμακα.
• Μελέτη των δομικών και χημικών ιδιοτήτων των ομοφασικών και ετεροφασικών διεπιφανειών των υλικών μέχρι την ατομική κλίμακα.
• Μελέτη νανο-ετεροδομών όπως κβαντικά φρέατα, κβαντικές τελείες, νανοσύρματα, κλπ.
• Μελέτη νανο-μηχανισμών αλληλεπίδρασης ατελειών, διεπιφανειών, πεδίων, και κινητικής της ανάπτυξης των υλικών.
• Ανάπτυξη και χαρακτηρισμός προηγμένων υλικών τεχνολογίας με τη μέθοδο της μηχανοσύνθεσης.
• Μελέτη μετατροπών φάσεως και κρυστάλλωση άμορφων υλικών. Μελέτη των θερμικών ιδιοτήτων υλικών.
• Ανάπτυξη ολοκληρωμένων μοντέλων των δομών, των διεπιφανειών και των ατελειών των υλικών διαμέσου της προσομοίωσης των πειραματικών παρατηρήσεων CTEM και HRTEM με μεθόδους μοριακής δυναμικής, πρώτων αρχών (ab initio), και Monte-Carlo.
• Ανάπτυξη και βελτιστοποίηση μεθόδων και πακέτων λογισμικού ποσοτικής HRTEM (quantitative HRTEM – qHRTEM) όπως η μέθοδος προσδιορισμού μεγίστων έντασης.
•Προσομοίωση με ηλεκτρονικό υπολογιστή εικόνων περιθλάσεως ηλεκτρονίων, εικόνων CTEM και HRTEM. Ανάπτυξη λογισμικού για την αποτίμηση χαρακτηριστικών εικόνων περιθλάσεως ηλεκτρονίων και τον δομικό χαρακτηρισμό των υλικών. Aνάπτυξη λογισμικού για την επεξεργασία και βελτιστοποίηση εικόνων ηλεκτρονικής μικροσκοπίας.
• Μελέτη μορφολογικών χαρακτηριστικών των επιφανειών υλικών με μικροσκοπία ατομικών δυνάμεων (AFM).
• Διαμέσου συνεργασιών με μεγάλα κέντρα Ηλεκτρονικής Μικροσκοπίας του εξωτερικού:
– Δισδιάστατη απεικόνιση χημικής σύστασης στη νανοκλίμακα
– Xημική απεικόνιση ατομικών δομών
– Ποσοτικός προσδιορισμός χημικής σύστασης στη νανοκλίμακα
– Προσδιορισμός προφίλ συγκέντρωσης κατά μήκος των διεπιφανειών
– Ανάλυση χημικών δεσμών

Εξοπλισμός
Σήμερα το Εργαστήριο διαθέτει τoν απαραίτητο και σύγχρονο εξοπλισμό για τον ακριβή χαρακτηρισμό της στερεάς ύλης με μεθόδους ηλεκτρονικής μικροσκοπίας διέλευσης (HRTEM, CTEM), καθώς και τις τελευταίου τύπου διατάξεις για την προετοιμασία δειγμάτων ΤΕΜ, όπως:
• Ηλεκτρονικό Μικροσκόπιο Διέλευσης Υψηλής Ανάλυσης JEOL 2011 (200KV), με διακριτική ικανότητα 0.194 nm, (έτος κτήσης 2001), εξοπλισμένο με:
i. Σύστημα CCD κάμερας KeenView.
ii. Διάταξη Μετάπτωσης Ηλεκτρονικής Δέσμης SPININGSTAR P020.
• Ηλεκτρονικό Μικροσκόπιο Διέλευσης Υψηλής Ανάλυσης JEOL 2000FX (200KV), με διακριτική ικανότητα 0.28 nm, (έτος κτήσης 1992).
• Συμβατικό Ηλεκτρονικό Μικροσκόπιο Διέλευσης JEOL 1010 (100 KV) με διακριτική ικανότητα καλύτερη από 0.5 nm και υποδοχείς δείγματος με δυνατότητα ψύξης, θέρμανσης και εφελκυσμού (έτος κτήσης 1978).
• Μικροσκόπιο Ατομικών Δυνάμεων (AFM) Explorer 2000 Truemetrix Topometrix, δύο σαρωτών των 100 μm x 100 μm, 2.5 μm x 2.5 μm και υγρό σαρωτή των 2.5 μm x 2.5 μm με ανάλυση μερικών nm.
• Διατάξεις τελικής λείανσης με δέσμη ιόντων Ar+: Edwards (model IBMA2), MTA-MFKI και TECHNOORG LINDA με δυνατότητα χρήσης υγρού αζώτου για ψύξη.
• Διάταξη τελικής λείανσης ακριβείας με δέσμη ιόντων Ar+, PIPS Gatan (model 691).
• Περιστρεφόμενη τράπεζα μηχανικής λείανσης υψηλής ροπής στρέψης για μικρομετρικό τρίποδα, South Bay Technology (model 910).
• Ημι-αυτοματοποιημένη περιστρεφόμενη τράπεζα μηχανικής λείανσης με βραχίονα ακριβείας, Allied Multiprep.
• Διάταξη εκβάθυνσης μηχανικά λειασμένων δειγμάτων (dimpler), South Bay Technology (model 515).
• Συσκευές ηλεκτρολείανσης Struers (Tenupol-2, Tenupol-3).
• Πλήρη φωτογραφικό θάλαμο.
• Εξειδικευμένο λογισμικό επεξεργασίας και προσομοίωσης εικόνων ηλεκτρονικής μικροσκοπίας υψηλής ανάλυσης.

Χρήση των μεθόδων της Φασματοσκοπίας FTIR – UV/VIS σε συνδυασμό με τις μεθόδους της Θερμικής Ανάλυσης για τη μελέτη και την επίλυση προβλημάτων που συνδέονται τόσο με υλικά τεχνολογικού ενδιαφέροντος όσο και με φυσικά υλικά:

Α) Υλικά υψηλής τεχνολογίας:
Ημιαγωγοί στενού ενεργειακού χάσματος, Φυλλόμορφες ενώσεις, Υλικά για ανιχνευτές ακτίνων Χ και γ, Υλικά για αισθητήρες, Θερμοηλεκτρικά υλικά, Πολυμερή και ειδικότερα βιοαποικοδο-μήσιμα πολυμερή, Silicides, Υλικά με αλλαγή φάσης, κατάλληλα για Optical data storage κλπ.
Β) Βιουλικά (Biomaterials):
Σύνθεση και χαρακτηρισμός βιοενεργών υαλοκεραμικών. Παρασκευή σύνθετων υλικών με βιοενεργές ιδιότητες (ικριώματα-πολυμερή-κεραμικά), Μελέτη βιοενεργότητας (bioactivity) in vitro, Αλληλεπίδραση υλικών και κυττάρων.
Γ) Υλικά με αρχαιολογικό ενδιαφέρον και υλικά αντικειμένων πολιτιστικής κληρονομιάς (works of art, cultural heritage):
Συμβολή της επιστήμης των υλικών στη μελέτη και διάσωση της πολιτιστικής κληρονομιάς (τοιχογραφίες, φορητές εικόνες, κεραμικά κλπ)
Δ) Γεωλογικά δείγματα (minerals) και Πολύτιμοι λίθοι (gemstones):
Χαρακτηρισμός ορυκτών, Διάκριση φυσικών και τεχνητών πολύτιμων λίθων, Φυσικοί και τεχνητοί ζεόλιθοι, Οξείδια, ύαλοι οξειδίων, Υλικά διαχείρισης αποβλήτων.

Οι δραστηριότητες εκτελούνται στα πλαίσια ερευνητικών προγραμμάτων και σε συνεργασία με φορείς τόσο στην Ελλάδα όσο και στο εξωτερικό.

Οι AC ηλεκτρικές μετρήσεις απεικονίζουν τις κινήσεις των φορέων με ισοδύναμα στοιχεία που γνωρίζουμε από τα DC/AC ηλεκτρικά κυκλώματα και συσχετίζουν τις τιμές των στοιχείων του μοντέλου με τις παραμέτρους του τρόπου κίνησης των φορέων.
Αντίστροφα, οι παράμετροι κίνησης των φορέων κατανοούνται και βελτιστοποιούνται αλλάζοντας τις παραμέτρους μελέτης ή παρασκευής που αντιστοιχούν σε ένα μόνο στοιχείο του ισοδύναμου κυκλώματος.
•Φαινόμενα αρνητικής διαφορικής αντίστασης (NDR) σε ημιαγωγούς με μη γραμμική I-V χαρακτηριστική.
•Μελέτη χαοτικών ταλαντώσεων στην περιοχή NDR.
• Μελέτη χαοτικών φαινομένων σε μη γραμμικές ημιαγωγικές διατάξεις και ηλεκτρονικά κυκλώματα.