Νανοδομές, διεπιφάνειες και διεργασίες οργανικών και ανόργανων υλικών
Creators: name: Γραβαλίδης, Χριστόφορος Ν.
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2006
Subjects: X-Rays Techniques
PTFE coatings
Silicon nanocrystals
Επικαλύψεις PTFE
Τεχνικές ακτίνων
Νανοκρύσταλλοι πυριτίου

description: Στην παρούσα διδακτορική διατριβή αναπτύσσεται μεθοδολογία μελέτης της επιφανειακής μορφολογίας και των ιδιοτήτων νανοδομικών υλικών πριν και μετά θερμικές και ιοντικές διεργασίες. Αρχικά συζητούνται βασικές έννοιες της αλληλεπίδρασης των Ακτίνων-Χ με την ύλη και αναφέρονται οι πειραματικές τεχνικές Περίφλασης, Ανάκλασης(XRR) και Σκέδασης(XDS) Ακτινών-Χ. Εισάγεται στατιστική περιγραφή 1ης και 2ης τάξης της επιφανειακής μορφολογίας και με βάση αυτή περιγράφονται οι αυτο-συσχετιζόμενες επιφάνειες και ο τρόπος καθορισμού της μορφολογίας, μέσω αλγόριθμου ελαχίστων τετραγώνων, από ανάλυση φασμάτων XDS. Στο 5ο κεφάλαιο παρουσιάζεται μελέτη των επικαλύψεων PTFE με τις τεχνικές XDS και FTIR Φασματοσκοπικής Ελλειψομετρίας(FTIRSE), η οποία αποφάνθηκε για τον τρόπο διαμόρφωσης των μακρομορίων της PTFE επικάλυψης, όταν (α) υπόκειται σε διαδικασία ανόπτησης, (β)αναπτύσσεται σε διαφορετικά υποστρώματα και (γ) αφαιρείται τεχνητά από το υπόστρωμα. Στο 6ο κεφάλαιο παρουσιάζονται αποτελέσματα μελέτης της επίδρασης ιοντικών δεσμών σε επιφάνειες Polycarbonate(PC) με τις τεχνικές XDS και FTIRSE, και θεωρητική προσομοίωση των ατομικών διεργασιών. Αποδείχθηκε επιλεκτική διάσπαση συγκεκριμένων δεσμών και η δημιουργία επιφανειακού στρώματος με ιδιότητες διαφορετικές από εκείνες του bulk PC. Στο 7ο κεφάλαιο παρουσιάζονται αποτελέσματα μελέτης σε πραγματικό χρόνο, με Vis-UV SE πολλαπλών μήκων κύματος, των μηχανισμών ανάπτυξης πολυστρωματικών υμενίων SiO/SiO2. Διαπιστώθηκε χαακτηρισμό με XRR, FTIRSE και Ηλεκτρονική Μικροσκοπία ο σχηματισμός νανοκρυστάλλων Si μετά από ανόπτηση των SiO/SiO2 σε υψηλές θερμοκρασίες. Στο τελευταίο κεφάλαιο συνοψίζονται αποτελέσματα και συμπεράσματα και προτείνονται θέματα μελλοντικής μελέτης
description: In this thesis, which is consisted of 8 chapters, a emthodology for the study of the surface morphology and the properties of nanostructured materials after thermal and ion treatment is developed. Firstly, the fundamental assumptions of the X-Rays interaction with the matter(X-Rays Diffraction, Reflectivity and Scattering) and theoretical background of the X-Rays Scattering from the surface are presented. The 1st and 2nd order statistics were used to describe the surface morphology of self-aggine surfaces as it can be determined with X-Rays techniques and a least squares algorithm for the arithmetic calculation of the structure factor and the surface characteristics using the X-Rays Scattering spectrum was developed. In the fifth chapter, the study of PTFE coatings growth on c-Si and metallic substrates using X-Rays Scattering and Spectroscopic Ellipsometry(SE) is presented. The results showed the mecromolecular conformation of PTFE coatings, under annealing, using different substrates and under mechanical removal of the coating from the substrates. In the sixth chapter the sudy of ion beam interaction with polymeric surfaces(Polycarbonate) using X-Rays Scattering, SE and theroretical simulation showed the prefential bond breaking and the formation of a treated overlayer with different properties from the bulk material. In the seventh chapter the growth mechanisms of the SiO and SiO2 nanokayers was studied through real-time monitoring with Multi-Wavelength SE in the Vis-FUV energy region. The formation of the Si nanocrystals at high annealing tempatures in inert environment was studied/verified with X-Rays Reflectivity, IR Spectroscpic Ellipsometry and High Resolution Electronic Microscopy. Finally in the last chapter, the results and the conclusions are summarized and subjects for further study are proposed