Τμήμα Φυσικής (ΜΔΕ)

Permanent URI for this collection

Browse

Recent Submissions

Now showing 1 - 20 of 564
  • ItemOpen Access
    Μελέτη της πολικής δίνης και της εισβολής της στον ελλαδικό χώρο
    (2024-06-24) Ντάλλας, Νικόλαος; Ntallas, Nikolaos
    Στα πλαίσια της παρούσας διπλωματικής εργασίας χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα από την Ευρωπαϊκή βάση πλεγματικών δεδομένων ERA 5 για τις τριακονταετίες 1961-1990 και 1991-2020 με σκοπό τη μελέτη και κατανόηση της πολικής δίνης, αλλά και των εισβολών της κατά τη χειμερινή περίοδο στην Ελλάδα. Για την ανάλυσή της χρειάστηκαν μετρήσεις ταχύτητας ανέμου, θερμοκρασίας και γεωδυναμικού, οι οποίες με την κατάλληλη επεξεργασία ήταν ικανές να προσδιορίσουν τη γεωγραφική της θέση γύρω από την Αρκτική. Επίσης, μελετήθηκαν δεδομένα της ταχύτητας του ανέμου για δύο τριακονταετίες, ώστε να διαπιστωθεί αν η αποδυνάμωση της προκαλεί την είσοδο ψυχρών αέριων μαζών στον ελλαδικό χώρο. Η παρούσα εργασία έχει δομηθεί ως εξής: Στο πρώτο κεφάλαιο θα αναλυθούν η έννοια του polar vortex και τα μεγέθη που καθορίζουν αυτό το φαινόμενο, τόσο χωρικά όσο και σε ισχύ, καθώς και η επιρροή του στον καιρό περιοχών στα μέσα γεωγραφικά πλάτη. Στο δεύτερο κεφάλαιο θα αναφερθούν πληροφορίες για βάση από την οποία αντλήθηκαν τα δεδομένα, την χρονική περίοδο αυτών και την επεξεργασία τους για την επίτευξη του στόχου αυτής της εργασίας. Εν συνεχεία, στο τρίτο κεφάλαιο θα παρουσιαστούν τα κατάλληλα γραφήματα μέσω δεδομένων της ταχύτητας του ανέμου και της θερμοκρασίας, τα οποία θα αναδείξουν την γεωγραφική θέση, καθώς και την περιοχή όπου καταλαμβάνει πάνω στο χάρτη. Αξιοσημείωτη θα είναι και η παράθεση σχετικών στατιστικών διαγραμμάτων, με στόχο τη διερεύνηση της πιθανότητας πρόκλησης και αύξησης των ψυχρών εισβολών στον ελλαδικό χώρο την τελευταία τριακονταετία. Τέλος, στο τέταρτο κεφάλαιο θα αναλυθούν περαιτέρω τα αποτελέσματα που προέκυψαν και θα διεξαχθούν κάποια συμπεράσματα, τόσο για τα χαρακτηριστικά, όσο και για την επιρροή της στις χειμερινές περιόδους της Ελλάδας.
  • ItemOpen Access
    Μελέτη της προσρόφησης δισυσταδικών πολυηλεκτρολυτών (Poly(isobutylene)-b-poly(acrylic acid)) σε επίπεδες και κοίλες επιφάνειες
    (2024-07-10) Παυλόπουλος, Άγγελος; Pavlopoulos, Angelos
    Η προσρόφηση οργανικών μακρομορίων πάνω σε επιφάνειες αποτελεί τα τελευταία χρόνια επιστημονικό πεδίο με έντονο ερευνητικό ενδιαφέρον εξαιτίας της πληθώρας των εφαρμογών που μπορεί να έχει. Τέτοιες εφαρμογές μπορεί να είναι η παρασκευή δομών για την σταθεροποίηση κολλοειδών, η στοχευμένη μεταφορά φαρμάκων κ.α. Επομένως, η μελέτη των διεργασιών προσρόφησης, καθώς και τα χαρακτηριστικά των προσροφημένων επί των επιφανειών μορίων αποτελούν αντικείμενο μελέτης. Αντικείμενο μελέτης της παρούσας εργασίας, είναι η προσρόφηση του Poly(isobutylene)-b-poly(acrylic acid) σε κοίλες επιφάνειες. Ωστόσο για να έχουμε μία πλήρη εικόνα και να κατανοήσουμε ικανοποιητικά την προσρόφηση εντός των πόρων μελετήθηκε και η προσρόφηση σε επίπεδες επιφάνειες. Το Poly(isobutylene)- b-poly(acrylic acid), είναι ένα γραμμικό δισυσταδικό συμπολυμερές, το οποίο φέρει ιδιότητες πολυηλεκτρολύτη, λόγω της συστάδας του πολυακρυλικού οξέος. Επιπλέον, μελετήθηκε η συμπεριφορά των πολυμερικών αλυσίδων σε μεταβολές της ιοντικής ισχύος του διαλύματος, τόσο κατά της διάρκεια της προσρόφησης όσο και μετά την διαδικασία προσρόφησης. Η μελέτη της προσρόφησης του Poly(isobutylene)-b-poly(acrylic acid) σε επίπεδες επιφάνειες πραγματοποιήθηκε μέσω της τεχνικής διέγερσης επιφανειακών πλασμονίων (SPR), ενώ στις κοίλες επιφάνειες, μέσω πειραμάτων ροής διαλύτη. Όλες οι πειραματικές διαδικασίες που παρουσιάζονται στην εργασία αυτή έλαβαν χώρα στο εργαστήριο Φυσικής Στερεάς Κατάστασης του Τμήματος Φυσικής, Πανεπιστημίου Πατρών. Στο Κεφάλαιο 1 της παρούσας εργασίας παρουσιάζονται κάποια στοιχεία θεωρίας που αφορούν τα δισυσταδικά πολυμερή και τους πολυηλεκτρολύτες, καθώς την προσρόφησή τους σε επίπεδες και κοίλες επιφάνειες. Στην συνέχεια, το Κεφάλαια 2 πραγματεύεται τα βασικά στοιχεία θεωρίας που αφορούν την ροή διαλύτη δια μέσου πορώδους υποστρώματος, ενώ το Κεφάλαιο 3 αποτελεί μία εισαγωγή στην φυσική των πλασμονίων. Το Κεφάλαιο 4 περιγράφει τα υλικά και τις πειραματικές διατάξεις που χρησιμοποιήθηκαν στην παρούσα διπλωματική εργασία, για την μελέτη της προσρόφησης του Poly(isobutylene)-b-poly(acrylic acid), τόσο σε επίπεδες όσο και σε κοίλες επιφάνειες. Στα Κεφάλαια 5 και 6 παρουσιάζονται οι πειραματικές διαδικασίες και τα αποτελέσματα αυτών από την μελέτη της προσρόφησης του πολυμερούς σε επίπεδες και κοίλες επιφάνειες αντίστοιχα. Στο τέλος της εργασίας βρίσκονται τα συμπεράσματα που προέκυψαν καθώς και προτάσεις για μελλοντική μελέτη.
  • ItemOpen Access
    Confirmation of cosmological scenarios
    (2024-07-10) Λιόνας, Δημήτριος; Lionas, Dimitrios
    The most serious difficulty that has plagued the field of Cosmology in recent years is the Hubble tension. With technological advancements in our observational tools, there has been a rising disparity in the measurements of the expansion rate of the universe. Most notably, the Hubble parameter given by the Planck collaboration differs significantly from the measurements obtained from the local distance ladder. This tension is above 4σ, making the probability of it occurring by chance very slim. To alleviate this tension, in this thesis we utilize the Horndeski theory. By introducing an extra degree of freedom in the form of a scalar field, we will show that it is possible for H(z) obtained from our model to coincide with HΛCDM(z) of WMAP at z = zCMB ≈ 1100, namely H(z → zCMB) ≈ HΛCDM(z → zCMB), while still allowing for H(z → 0) > HΛCDM(z → 0) as predicted from local measurements. We will use parameter inference methods to estimate the best values for the parameters and test this model for validity using model selection criteria.
  • ItemOpen Access
    Ανίχνευση EWs στο όριο της περιόδου και της μάζας από τις μεγάλες ουράνιες επισκοπήσεις ZTF και Gaia
    (2024-12-25) Τράκας, Γεώργιος; Trakas, Georgios
    Η μελέτη των μεταβλητών αστέρων είναι ένας από τους πιο δημοφιλείς και ταχέως αναπτυσσόμενους τομείς της παρατηρησιακής αστροφυσικής τα τελευταία χρόνια. Με την συνεχή εξέλιξη των παρατηρησιακών οργάνων και τεχνικών, έρχονται στο προσκήνιο όλο και πιο αποτελεσματικές ουράνιες επισκοπήσεις που έχουν αυξήσει ποιοτικά και ποσοτικά τα αστρονομικά δεδομένων τέτοιων αστέρων. Στην παρούσα εργασία, με συλλογή καμπυλών φωτός από την επισκόπηση ZTF στο r και g φίλτρο και παραμέτρων από Gaia DR3 και VSX, προσπαθούμε να ανακαλύψουμε νέα διπλά συστήματα σε επαφή EWs με περιόδους μικρότερες από 0.22 ημέρες φασματικού τύπου Μ. Στο πρώτο κεφάλαιο περιγράφονται τα βασικά χαρακτηριστικά των W UMa συστημάτων και οι μεθόδοι ανάλυσης της περιόδου των μεταβλητών αστέρων με την χρήση αλγορίθμων ανίχνευσης και μελέτης περιοδικών σημάτων. Στο δεύτερο κεφάλαιο γίνεται μια σύντομη περιγραφή των ουράνιων επισκοπήσεων ZTF και Gaia. Αναλύονται οι στόχοι κάθε αποστολής, τα μετρητικά όργανα που χρησιμοποιούν για τη συλλογή αστρονομικών δεδομένων και οι τεχνικές επεξεργασίας αυτών των δεδομένων. Στο τρίτο κεφάλαιο παρουσιάζεται η ερευνητική διαδικασία που ακολουθήθηκε. Αρχικά αναφέρουμε πως αξιοποιήσαμε τις βάσεις δεδομένων ZTF και Gaia για τη συλλογή των δεδομένων. Έπειτα επικεντρωνόμαστε στην διαδικασία ανάλυσης των δεδομένων για την αναγνώριση υποψήφιων EWs, τη διερεύνηση συστημάτων με περίοδο κάτω από το όριο της περιόδου, την ανίχνευση υποψηφίων διπλών συστημάτων με Μ νάνους μικρής μάζας πρωτεύοντα καθώς και συστημάτων κοντά στο κατώτερο όριο της μάζας. Εκμεταλλευόμενοι την εξάρτηση του απολύτoυ μεγέθους των ψυχρών νάνων της κύριας ακολουθίας από τον φασματικό τύπο, ανακαλύπτουμε 117 συστήματα με εν δυνάμει πρωτεύοντες Μ0-Μ3. Συνδυάζοντας τη φωτεινότητα στο υπέρυθρο από το 2MASS, την απόσβεση και τα πλάτη των καμπυλών φωτός με το υπολογιζόμενo απόλυτο μέγεθος, βρίσκουμε ένα άνω όριο της μάζας του πρωτεύοντα. Aπό τα 27 υποψήφια συστήματα σε επαφή τύπου Μ με περίοδο κάτω από το όριο της περιόδου 0.22 d, η μάζα που πρωτεύοντα βρέθηκε μικρότερη από 0.5 M⊙
  • ItemOpen Access
    Efficient single-photon emission with high indistinguishability using strong light-matter coupling
    (2024-07-09) Διαβολίτσης, Νικόλαος; Diavolitsis, Nikolaos
    The goal of this thesis is to explore and develop efficient methods for generating indistinguishable single photons. By examining quantum emitters strongly coupled to either singlemode cavities or plasmonic nanostructures, the dynamics and interactions that lead to single photon efficient generation with high degree of indistinguishability are investigated. This study begins with the theoretical background, introducing the JaynesCummings Hamiltonian and the Lindblad equation, which are essential for understanding the systemreservoir interaction in open quantum systems. Then we show how the photon indistinguishability can be achieved and quantified. Finally, using the quantum regression theorem, the correlation functions which are useful for the calculation of the indistinguishability are derived. This investigation includes both coherent and incoherent coupling regimes, revealing how different parameters, such as coupling strength and cavity decay rate, affect the efficiency and indistinguishability of the emitted photons. Numerical and detailed analytical methods are used to calculate the efficiency and the degree of indistinguishability, providing a comprehensive understanding of the factors that influence photon emission. The obtained results show that high photon indistinguishability and efficiency are achievable under specific conditions. For instance, in the case of a quantum emitter coupled to a plasmonic nanostructure, it is found that under the quasistatic approximation, the system is mathematically identical to the simpler system of a quantum emitter coupled to a leaky cavity. Using the results obtained for the quantum emitter leaky cavity case, it is shown that the more complex, quantum emitter and a plasmonic nanostructure system can produce highly indistinguishable photons with efficiency close to unity under optimal conditions. Additionally, the impact of pure dephasing on photon indistinguishability are analyzed. The findings of this thesis contribute to the advancement of quantum optics and quantum technologies, providing a foundation for developing practical quantum light sources for future technologies.
  • ItemOpen Access
    Ανάλυση της επίδρασης των νεφών στην ηλιακή ακτινοβολία
    (2024-07-04) Αναστασοπούλου, Δήμητρα; Anastasopoulou, Dimitra
    Τα νέφη θεωρούνται ένας από τους βασικότερους παράγοντες που μπορεί να επηρεάσει την ηλιακή ακτινοβολία που φτάνει στην επιφάνεια της γης, λόγω της μεταβλητότητάς τους ως προς το χώρο και το χρόνο. Ο τύπος, η νεφοκάλυψη και το οπτικό βάθος των νεφών μπορεί να οδηγήσει σε σημαντικές μειώσεις, αλλά και σε αυξήσεις στην ηλιακή ακτινοβολία. Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη της μεταβολής της άμεσης κάθετης (BNI) και της ολικής ακτινοβολίας (GHI), λόγω της ύπαρξης των νεφών, δίνοντας έμφαση στα ενισχυτικά φαινόμενα που συμβαίνουν στην ακτινοβολία που φθάνει στο έφαδος. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκαν μια κάμερα καταγραφής του ουράνιου θόλου, ένα πυρανόμετρο, ένα πυρηλιόμετρο του του Εργαστηρίου Φυσικής της Ατμόσφαιρας και δεδομένα από το σύστημα CAMS (Copernicus Atmospheric Monitoring System) https://www.soda-pro.com/web services/radiation/cams-radiation-service. Στην εργασία αυτή χρησιμοποιήθηκαν μέσες μονόλεπτες μετρήσεις της άμεσης κάθετης ακτινοβολίας από το πυρηλιόμετρο, της ολικής και της διάχυτης ακτινοβολίας από το πυρανόμετρο και τα αντίστοιχα δεδομένα από το σύστημα CAMS. Παράλληλα, συλλέχθηκαν εικόνες του ουράνιου θόλου από την κάμερα καταγραφής του Εργαστηρίου για τον έλεγχο της ύπαρξης και του είδους των νεφών. Το διάστημα μελέτης είναι από τον Απρίλιο του 2023 έως τον Οκτώβριο του 2023. Στο διάστημα αυτό από τα δεδομένα των οργάνων του εργαστηρίου και του CAMS υπολογίστηκε ο λόγος της άμεσης κάθετης και της ολικής ακτινοβολίας προς την αντίστοιχη για καθαρό ουρανό (διαπερατότητα). Επίσης, υπολογίστηκε ο λόγος της ολικής ακτινοβολίας προς αυτή στο όριο της ατμόσφαιρας (ΤΟΑ), ενώ υπολογίστηκαν και οι διαφορές των ακτινοβολιών σε σχέση με αυτές για καθαρό ουρανό και για το ΤΟΑ (για την ολική ακτινοβολία). Στη μελέτη αυτή, έγιναν οι χρονοσειρές των ακτινοβολιών των οργάνων του εργαστηρίου και του μοντέλου, καθώς επίσης και στατιστικοί έλεγχοι, ώστε να αποδειχθεί ότι τα δεδομένα συμβαδίζουν. Στη συνέχεια, υπολογίστηκε ότι από τις 171718 μονόλεπτες μετρήσεις για ηλιακή ζενίθια γωνία sza<75°, οι ενισχύσεις της άμεσης κάθετης ακτινοβολίας καταλαμβάνουν ένα ποσοστό 1.9%, της ολικής 0.93% και της ολικής υπολογισμένης ως προς το ΤΟΑ έχουν ποσοστό 0.004%. Έτσι, παρουσιάστηκαν οι εικόνες από ενδεικτικές ημέρες για τον έλεγχο της ύπαρξης νεφών και την εξακρίβωση του τύπου τους
  • ItemOpen Access
    Μελέτη και παρασκευή μονολιθικών ευαισθητοποιημένων με χρωστική φωτοβολταϊκών κυψελίδων
    (2024-06-14) Τσαμόγλου, Σαράντης; Tsamoglou, Sarantis
    Με τη συνεχή αύξηση των καθημερινών αναγκών για ενέργεια, η ανθρωπότητα καλείται να εντατικοποιήσει την εκμετάλλευση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Ξεχωριστό ρόλο ανάμεσα στις ΑΠΕ κατέχει η ηλιακή ενέργεια, με τα φωτοβολταϊκά συστήματα να αποτελούν τον πιο διαδεδομένο τρόπο εκμετάλλευσής της. Αντικείμενο λοιπόν της παρούσης διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη των ευαισθητοποιημένων με χρωστική φωτοβολταϊκών κυψελίδων, μονολιθικής, κατά κύριο λόγο και συνήθους δομής, τα οποία ανήκουν στις φωτοβολταϊκές κυψελίδες τρίτης γενιάς. Το πρώτο κεφάλαιο αναφέρεται σε γενικές πληροφορίες για τις επιμέρους δομές, την αρχή λειτουργίας και τις καθημερινές εφαρμογές των ευαισθητοποιημένων με χρωστική φωτοβολταϊκών κυψελίδων, ενώ στο δεύτερο γίνεται μια εκτενής αναφορά στην ιστορική εξέλιξη και σε προηγούμενες εργασίες που μελετούν τη μονολιθική δομή. Στο τρίτο και το τέταρτο κεφάλαιο περιγράφεται αναλυτικά η πειραματική διαδικασία για την παρασκευή διατάξεων μονολιθικής και συνήθους δομής, όπως και ο χαρακτηρισμός των υλικών που χρησιμοποιήθηκαν για την παρασκευή των κυψελίδων. Στο πέμπτο και τελευταίο κεφάλαιο παρατίθενται τα αποτελέσματα της μελέτης μας όσον αφορά την επίδραση μιας σειράς παραγόντων στη λειτουργία των μονολιθικών διατάξεων, ενώ συγκρίναμε και τις δυο διαφορετικές δομές που παρασκευάστηκαν. Τέλος, συνοψίζουμε τα συμπεράσματά μας.
  • ItemOpen Access
    Μελέτη και παρασκευή φωτοηλεκτροχρωμικών και υβριδικών ηλεκτροχρωμικών διατάξεων
    (2024-06-19) Μερκουλίδη, Ελευθερία; Merkoulidi, Eleftheria
    Τα τελευταία χρόνια, η μελέτη ηλεκτροχρωμικών διατάξεων στις οποίες έχει ενσωματωθεί μια φωτοβολταϊκή κυψελίδα, οι αποκαλούμενες και ως φωτοηλεκτροχρωμικές διατάξεις, έχουν κερδίσει μεγάλη προσοχή από τη διεθνή επιστημονική κοινότητα, λόγω των ελπιδοφόρων προοπτικών τους, όσον αφορά την παραγωγή ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και τη σημαντική εξοικονόμηση ενέργειας, τα οποία ανοίγουν το δρόμο για την υλοποίηση βιώσιμων, έξυπνων και ενεργειακά αποδοτικών κτηρίων. Πιο συγκεκριμένα, οι φωτοηλεκτροχρωμικές διατάξεις υπόσχονται εκτεταμένες λειτουργίες πέρα από αυτή του θερμικού ελέγχου και του ελέγχου σκίασης, καθιστώντας τις ιδανικές για τα κτήρια. Το αντικείμενο της παρούσας εργασίας είναι κατά κύριο λόγο η κατασκευή και η μελέτη φωτοηλεκτροχρωμικών διατάξεων «μερικής κάλυψης», χρησιμοποιώντας δύο διαφορετικούς ηλεκτρολύτες. Αναλυτικότερα, κατασκευάστηκαν φωτοηλεκτροχρωμικές διατάξεις, στις οποίες ο ηλεκτρολύτης περιείχε NaI ή LiI. Μελετήθηκε η συμπεριφορά τους σε βάθος χρόνου, καταγράφοντας τη διαπερατότητά τους συναρτήσει του μήκους κύματος στις διάφορες φάσεις λειτουργίας τους, καθώς και τις χαρακτηριστικές καμπύλες ρεύματος – τάσης, και υπολογίζοντας στη συνέχεια τη φωτεινή διαπερατότητα Τlum, την απόδοση φωτοχρωματισμού PhCE, τη μεταβολή της οπτικής πυκνότητας χρωματισμού ΔODcol και υπολειπόμενης ΔODres, καθώς και την απόδοσή τους. Τα πειραματικά αποτελέσματα έδειξαν ότι σε βάθος χρόνου παρατηρείται μείωση του βάθους χρωματισμού σε όλες τις διατάξεις. Ενδεικτικά οι λόγοι αντίθεσης μειώθηκαν από 29.5 : 1 σε 1.4 : 1 για την περίπτωση του ηλεκτρολύτη με το LiI, και από 13.7 : 1 σε 1.2 : 1 για τον ηλεκτρολύτη με το NaI. Επίσης, οι συσκευές που περιέχουν τον ηλεκτρολύτη με κατιόντα Li+ παρουσίασαν μεγαλύτερο βάθος και ταχύτητα χρωματισμού από τις συσκευές με ηλεκτρολύτη τα κατιόντα Na+. Παρόλα αυτά, οι συσκευές που περιέχουν ηλεκτρολύτη με κατιόντα Na+ παρουσιάζουν μεγαλύτερη αντοχή σε βάθος χρόνου, αλλά και ηλεκτρική απόδοση. Παράλληλα, μελετήθηκε η επίδραση του πάχους του υμενίου Οξειδίου του Βολφραμίου στο βάθος και στην ταχύτητα χρωματισμού. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι το κατάλληλο πάχος του ηλεκτροχρωμικού υμενίου για τον ηλεκτρολύτη με τα κατιόντα Na+ και Li+ είναι περίπου στα 600 nm και 650 nm, αντίστοιχα, χωρίς όμως να υπάρχουν σημαντικές διαφορές στη δεύτερη περίπτωση. Έπειτα, κατασκευάστηκαν υβριδικές ηλεκτροχρωμικές συσκευές που περιέχουν ηλεκτρολύτη με κατιόντα Li+, αλλά με διαφορετικό οξειδοαναγωγικό ζεύγος. Πιο συγκεκριμένα, χρησιμοποιήθηκαν τα οξειδοαναγωγικά ζεύγη Ι-/Ι3- και Co2+/Co3+. Η διαφορά των διατάξεων αυτών από τις αντίστοιχες φωτοηλεκτροχρωμικές είναι ότι δεν υπάρχει η ενσωματωμένη φ/β κυψελίδα. Μελετήθηκε η συμπεριφορά τους για περίπου 20 ημέρες, καταγράφοντας την διαπερατότητά τους συναρτήσει του μήκους κύματος στις διάφορες φάσεις λειτουργίας τους και υπολογίζοντας την φωτεινή διαπερατότητα Tlum. Επίσης, μετρήθηκε η μεταβολή της τάσης των φ/β κυψελίδων, που χρησιμοποιήθηκαν για την πόλωση των διατάξεων, η μεταβολή της τάσης στα άκρα των ηλεκτροχρωμικών διατάξεων (VEC) και του ρεύματος κατά τις διάφορες φάσεις λειτουργίας τους. Παρατηρήσαμε ότι η συσκευή που περιέχει το οξειδοαναγωγικό ζεύγος ιωδιδίου/τριωδιδίου (I-/I3-) παρουσιάζει σημαντική απορρόφηση για μήκη κύματος μικρότερα από 500nm και μεγαλύτερο βάθος χρωματισμού, σε σχέση με τη συσκευή που περιέχει το οξειδοαναγωγικό ζεύγος Co2+/Co3+. Ακόμα, οι οπτικές ιδιότητες της πρώτης διάταξης σταθεροποιούνται περίπου μία εβδομάδα μετά την κατασκευή της σε σχέση με τη δεύτερη διάταξη που το βάθος χρωματισμού της μειώνεται σημαντικά και ο αποχρωματισμός της είναι πλήρης. Έτσι, καταλήξαμε στο συμπέρασμα ότι η χρήση του οξειδοαναγωγικού ζεύγους Co2+/Co3+ δεν είναι κατάλληλη, παρόλο τη μικρότερη απορρόφηση του σε σχέση με το I-/I3- στο ορατό.
  • ItemOpen Access
    Μελέτη της ισοτοπικής σύστασης του υετού στην Ελλάδα
    (2024-06-16) Σαμούρης, Μιχαήλ; Samouris, Michail
    Στην παρούσα μεταπτυχιακή ερευνητική εργασία μελετήθηκε η ισοτοπική σύσταση του υετού σε τρεις διαφορετικούς σταθμούς της Νότιας Ελλάδας. Συγκεκριμένα, εξετάστηκε η ισοτοπική σύσταση του υετού μέσω μηνιαίων δειγμάτων στην Πάτρα για την περίοδο 2000-2022, στην Πεντέλη για την περίοδο 2001-2020 και τέλος στο Θησείο για την περίοδο 2000-2020. Χρησιμοποιήθηκαν τα διαθέσιμα ισοτοπικά δεδομένα (δ2Η, δ18Ο) από το Παγκόσμιο Δίκτυο Ισοτόπων στον Υετό (GNIP) το οποίο δημιουργήθηκε και συντηρείται από τον Διεθνή Οργανισμό Ατομικής Ενέργειας (ΙΑΕΑ) και τον Διεθνή Οργανισμό Μετεωρολογίας (WMO), καθώς και μετεωρολογικά δεδομένα από τους τρεις σταθμούς και συγκεκριμένα η θερμοκρασία αέρα και το ύψος υετού. Τα ισότοπα είναι άτομα με τον ίδιο ατομικό αριθμό αλλά διαφορετικό μαζικό αριθμό με αποτέλεσμα αυτή η διαφορά μάζας να διαφοροποιεί τις φυσικές και χημικές τους ιδιότητες. Στο μόριο του νερού συναντάμε τα βασικά ισότοπα 1Η και 16Ο αλλά και μεταξύ άλλων τα βαρύτερα σταθερά ισότοπα 2Η και 18Ο τα οποία και αποτελούν το αντικείμενο μελέτης της εργασίας. Η συγκέντρωση των σταθερών ισοτόπων στους υδρατμούς καθορίζεται από τους διαφορετικούς ρυθμούς μετατροπής φάσης των μορίων νερού που αποτελούνται από βαρέα ισότοπα, έναντι εκείνων τα οποία αποτελούνται από τα βασικά ισότοπα υδρογόνου και οξυγόνου. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται ισοτοπική κλασμάτωση και η ένταση της καθορίζεται κυρίως από τις επικρατούσες μετεωρολογικές συνθήκες κάτι που οδηγεί σε χωρικές μεταβολές της ισοτοπικής σύστασης υετού. Η ισοτοπική υπογραφή του υετού διαφέρει επίσης ανάλογα με την πηγή προέλευσης των υδρατμών αλλά και την πορεία που αυτοί ακολούθησαν έως την συλλογή τους σε μια περιοχή. Επομένως τα σταθερά ισότοπα παρουσιάζοντας τις μεταβολές αυτές στη σύσταση του υετού ουσιαστικά αποτυπώνουν τις κλιματικές συνθήκες οι οποίες οδηγούν σε αυτές τις μεταβολές. Η μελέτη στους τρεις σταθμούς ανέδειξε την επίδραση της ηπειρωτικότητας όπου οι λιγότερο απεμπλουτισμένες ισοτοπικές τιμές σημειώθηκαν στον παράκτιο σταθμό της Πάτρας, προϊόν βροχοπτώσεων από αέριες μάζες πλούσιες σε υδρατμούς οι οποίες δεν έχουν απωλέσει τα βαριά ισότοπα στον ίδιο βαθμό με τους άλλους δύο σταθμούς που βρίσκονται στο εσωτερικό της Στερεάς Ελλάδας. Η Πεντέλη αντίθετα παρουσιάζει τις περισσότερο απεμπλουτισμένες τιμές αναδεικνύοντας την επίδραση του υψομέτρου σε συνδυασμό με την πτώση της θερμοκρασίας. Η εξάτμιση των επιφανειακών υδάτων του πλανήτη, η προοδευτική απομάκρυνση υδρατμών μέσω της βροχόπτωσης αλλά και η εξάτμιση που συμβαίνει στις σταγόνες βροχής κατά την διαδρομή τους από τη βάση του νέφους μέχρι το έδαφος, είναι οι βασικότεροι παράγοντες οι οποίοι ευθύνονται για την μετατόπιση της κλίσης και του σταθερού όρου συγκριτικά με την Παγκόσμια Μετεωρική Ευθεία (δ2Η = 8•δ18Ο + 10‰). Οι Τοπικές Μετεωρικές Ευθείες που δημιουργήθηκαν για τους τρεις σταθμούς υποδεικνύουν σημαντική επίδραση διεργασιών κινητικής κλασμάτωσης, με κλίσεις μικρότερες της τιμής 8 και σταθερούς όρους με τιμή μικρότερη του 10, με τον σταθμό του Θησείου να παρουσιάζει εντονότερα αυτά τα χαρακτηριστικά ως ο σταθμός με τις θερμότερες αλλά και ξηρότερες συνθήκες. Εξετάστηκε επιπλέον η εξάρτηση από την θερμοκρασία αέρα στους τρεις σταθμούς. Η εφαρμογή γραμμικής σχέσης έδειξε ότι οι βαθμοί συσχέτισης δεν είναι ιδιαίτερα ικανοποιητικοί, ενώ βελτιώνονται όταν χρησιμοποιηθεί εξίσωση δευτέρου βαθμού, υποδηλώνοντας την ύπαρξη μη-γραμμικότητας ανάμεσα στις δύο μεταβλητές. Η εξάρτηση από το ύψος υετού περιγράφεται καλύτερα από την εφαρμογή λογαριθμικής σχέσης στα δεδομένα έναντι γραμμικής, αποτυπώνοντας τον απότομο απεμπλουτισμό των δειγμάτων στα πρώτα ύψη υετού ιδίως στις υψηλές θερμοκρασίες, όπου η εξάτμιση του υετού κάτω από το νέφος συμβάλλει στον εμπλουτισμό σε βαρέα ισότοπα. Εποχιακά, αναδεικνύεται η σαφέστερη εξάρτηση της ισοτοπικής σύστασης από το ύψος υετού το καλοκαίρι, έναντι της ασθενέστερης εξάρτησης κατά τον χειμώνα, κάτι που οφείλεται στους διαφορετικούς μηχανισμούς που δημιουργούν την βροχόπτωση στην Ελλάδα ανάμεσα στις δύο εποχές. Οι χρονοσειρές των ισοτόπων και πλεονάσματος δευτερίου στους τρεις σταθμούς εξετάστηκαν ως προς την ύπαρξη μονοτονικής τάσης κατά την υπό μελέτη περίοδο αλλά και πιθανού σημείου ρήξης στη χρονοσειρά. Οι στατιστικοί έλεγχοι που πραγματοποιήθηκαν δεν υπέδειξαν την ύπαρξη των παραπάνω στις χρονοσειρές. Εντοπίζεται σαφέστερη τάση εμπλουτισμού των ισοτοπικών τιμών για τον σταθμό της Πάτρας κατά τα πιο πρόσφατα έτη η οποία πιθανώς συνδέεται με το μικρότερο ύψος υετού του καλοκαιριού της περιόδου 2010-2022 έναντι της περιόδου 2000-2009. Περαιτέρω διερεύνηση στον σταθμό της Πάτρας κατά τα επόμενα έτη πιθανώς να αναδείξει περισσότερες πληροφορίες πάνω στον προοδευτικό εμπλουτισμό της ισοτοπικής σύστασης του υετού σε αυτόν τον σταθμό.
  • ItemOpen Access
    Εκτίμηση της υπεριώδους και ορατής ακτινοβολίας στους θαλάμους διακυβέρνησης αεροσκαφών
    (2024-03-20) Μίχου, Ίρις; Michou, Iris
    Η αεροπλοΐα και η μετεωρολογία έχουν μακρά και ενδιαφέρουσα ιστορία. Με τη ραγδαία αύξηση της αεροπορικής βιομηχανίας, οι ακτινοβολίες που δέχονται τα μέλη του πληρώματος αεροσκαφών έχει αποτελέσει αντικείμενο ενδελεχούς έρευνας, ειδικά κατά τα τελευταία χρόνια. Ο στόχος της συγκεκριμένης διπλωματικής εργασίας είναι να παραθέσει μια μελέτη σχετικά με τις ακτινοβολίες που υφίστανται σε μια εμπορική πτήση, αλλά και των τρόπων με τους οποίους δύνανται να επιδράσουν στο πλήρωμα. Αρχικά, παρατίθενται πληροφορίες που αφορούν τα είδη των ακτινοβολιών αλλά και τον τρόπο με τον οποίο επηρεάζει η ατμόσφαιρα την ακτινοβολία. Στη συνέχεια πραγματοποιείται μια ανασκόπηση της βιβλιογραφίας σχετικά με την ικανότητα απορρόφησης διαφόρων τύπων αλεξήνεμων, και μεταβλητών που δύνανται να επηρεάσουν την απορρόφηση. Παρουσιάζονται ερευνητικά δεδομένα για παθήσεις σχετικές με την έκθεση σε υπεριώδη ακτινοβολία. Έπειτα, με τη χρήση του μοντέλου libRadtran αντλήθηκαν τα δεδομένα της άμεσης ακτινοβολίας που προσπίπτει στο αλεξήνεμο, για ζενίθειες γωνίες πρόσπτωσης 30 και 70 μοιρών, στα 0 μέτρα και σε ένα τυπικό cruise altitude των 11 χιλιομέτρων. Εν συνεχεία, παρουσιάζεται η έρευνα για τέσσερις τύπους αεροσκαφών και τα ποσοστά απορρόφησης των αλεξήνεμων τους σε επίπεδο πλεύσης μια εμπορικής πτήσης. Πολλαπλασιάζονται οι ακτινοβολίες με hazard functions, ώστε να δημιουργηθεί μια σαφέστερη εικόνα για τις επιπτώσεις της ακτινοβολίας. Η διερεύνηση των ακτινοβολιών που δέχεται το πλήρωμα κρίνεται επιτακτική καθότι είναι η μόνη μέθοδος δημιουργίας συγκροτημένου νομοθετικού πλαισίου που να εξασφαλίζει την μακροπρόθεσμη ασφάλεια των πληρωμάτων, καθώς αυξάνει τα μέτρα ασφαλείας και δημιουργεί μια αλληλουχία ελέγχων και ενεργειών.
  • ItemOpen Access
    Robot for room mapping utilizing ultrasonic sensor and LiDAR
    (2024-03-19) Μέξιας, Σπυρίδωνας; Mexias, Spiridonas
    This M.Sc. Thesis explores the creation and use of a flexible robot for mapping rooms, which uses ultrasonic and LiDAR sensors. The research consists of two main parts: building and analyzing a differential drive robot with a focus on odometry and integrating distance measurement sensors for dynamic room mapping. The first five chapters present the mathematical model of the differential drive robot, explaining the principles of wheel odometry and the complexities of the differential drive mechanism. The odometry model is detailed, using rotary encoders to estimate the robot's position and orientation. The following chapter outlines the implementation, including the construction of the physical robot and the control code for movement. The text describes calibration procedures to enhance the accuracy of the odometry model. The second part of the thesis discusses the integration of the robot with ultrasonic and LiDAR sensors for room mapping. It explains the strategic placement of sensors and presents the final robot schematic. The text also discusses dynamic mapping achieved through manual movements and autonomous navigation. Finally, it compares the performance of ultrasonic and LiDAR sensors, highlighting their limitations and capabilities. The results suggest that LiDAR is more effective than ultrasonic sensors in accurately and comprehensively mapping a room. The thesis concludes by reflecting on the achieved outcomes and proposing future enhancements, such as sensor fusion algorithms and improved navigation strategies. This research makes a valuable contribution to the field of robotics by presenting an affordable and effective platform for room mapping. The study highlights the capability of LiDAR sensors in mapping and localization, which can lead to further developments in robotic exploration and navigation.
  • ItemOpen Access
    Design of an electronically controlled non-integer order generalized filter
    (2024-03-19) Καλούδη, Ελένη; Kaloudi, Eleni
    This Thesis focuses on the design and implementation of non-integer order filters derived from a first-order mother transfer function. Specifically, Fractional-order, Power-Law, and Double-order Low-pass, High-pass, and Band-pass filters, as well as their Inverse counter- parts, are investigated. To effectively realize these filters, the derived transfer functions require approximation. While conventional approximation methods suffice for simulating the behavior of simple fractional operators such as the Laplacian operator sα, they prove inadequate for more complex filters, that involve more than one non-integer order coeffi- cients. Thus, a curve fitting method based on MATLAB’s fitfrd command is employed. The resulting integer-order transfer functions can be implemented using conventional filter design topologies. This study utilizes the IFLF (Inverse-Follow-the-Leader-Feedback) multiple-feedback filter topology with OTAs (Operational Transconductance Amplifiers) as the active element, leveraging the adjustability of the transconductance through fine- tuning the DC bias currents. This structure offers flexibility by enabling implementation of multiple filter transfer functions from the same active core, through bias current adjustments. Post-layout simulation results, obtained using Cadence IC design software and the Design Kit provided by the Austria Mikro Systeme (AMS) 0.35 μm CMOS technology, validate the reliability of this approach. In summary, this proposed concept offers advantages such as resistorless implementations, satisfactory accuracy, utilization of only grounded capacitors, and a universally adaptable electronic structure.
  • ItemOpen Access
    Design of high-speed clocked comparator with offset cancellation
    (2024-02-28) Τσίρμπας, Γεώργιος; Tsirmpas, George
    Dynamic comparators are popular building blocks used in analog and mixed signal circuits such as ADC, memory modules, etc. Compared with static comparators, a well-designed dynamic comparator is usually faster and with better power efficiency. On the other hand, device mismatch-induced offset voltage is a major challenge when designing dynamic comparators. A high-speed dynamic comparator with automatic dc offset compensation is proposed in this thesis. The comparator is based on a double-tail latch topology and reduces the dc offset utilizing a fully automated calibration circuit. Avoiding using the commonly used capacitive calibration, it can operate at a higher speed compared to other topologies. Designed in a CMOS 65nm technology, it operates with 1 V supply voltage and clock speed at 10 GHz.
  • ItemOpen Access
    Συγκριτική αξιολόγηση τεχνικών εκτίμησης του ύψους του ατμοσφαιρικού οριακού στρώματος από ραδιοβολίσεις και αριθμητικά μοντέλα πρόγνωσης καιρού
    (2024-03-20) Μακρόπουλος, Παναγιώτης; Makropoulos, Panagiotis
    Το αντικείμενο της διπλωματικής αυτής είναι η σύγκριση του ΥΑΟΣ μεταξύ του προγνωστικού μοντέλου του CAMS και με διάφορες τεχνικές εκτίμησης που χρησιμοποιήσαν τα δεδομένα των ραδιοβολίσεων για το έτος 2022, για δύο πόλεις: το Ηράκλειο και τη Σμύρνη. Το πρώτο κεφάλαιο μας εισάγει στην φυσική του Ατμοσφαιρικού Οριακού Στρώματος και μας πληροφορεί για το αντικείμενο της εργασίας. Στο δεύτερο κεφάλαιο γίνεται μία περιγραφή των υπηρεσιών του προγράμματος Copernicus και κυρίως του CAMS, από το οποίο πηγάζει και το μοντέλο πρόγνωσης, του οποίου τα δεδομένα χρησιμοποιήθηκαν σαν μέτρο σύγκρισης για τις τεχνικές προσδιορισμού του ΥΑΟΣ. Ειδικότερα, παρουσιάζονται τα χαρακτηριστικά του μοντέλου και η μέθοδος με την οποία υπολογίζει το ύψος του Ατμοσφαιρικού Οριακού Στρώματος. Ο τρόπος με τον οποίο εξάγαμε τα δεδομένα για τα σημεία του μοντέλου που αναπαριστούν τις δύο πόλεις που μελετάμε επεξηγείται στο τρίτο κεφάλαιο. Επιπλέον, γίνεται μία αναλυτική περιγραφή των διαφόρων μεθόδων υπολογισμού του ΥΑΟΣ από τα δεδομένα των ραδιοβολίσεων για τις δύο πόλεις που μελετάμε. Η σύγκριση μεταξύ των μεθόδων που χρησιμοποιήθηκαν για να υπολογιστεί το ΥΑΟΣ και του προγνωστικού μοντέλου βρίσκεται στο τέταρτο κεφάλαιο. Ωστόσο, για να πραγματοποιηθεί αυτή χρειάστηκε να απορρίψουμε τα πολύ χαμηλά οριζόντια στρώματα (<130 μέτρα) και αυτά πάνω από τα 3 χιλιόμετρα από τους υπολογισμούς. Ακόμα, τα δεδομένα των ραδιοβολίσεων επεξεργάστηκαν, ώστε να δίνουν μετρήσεις ανά 100 μέτρα με τη μέθοδο της γραμμικής παρεμβολής. Με τον τρόπο αυτό μειώθηκαν τα σφάλματα που αφορούσαν τον υπολογισμό της βαθμίδας ατμοσφαιρικών παραμέτρων, όπως η δυναμική θερμοκρασία, οι οποίες χρησιμοποιήθηκαν στον προσδιορισμό του ύψους του ΑΟΣ. Η ανάλυση του μοντέλου εισάγει κι αυτή σφάλματα, οπότε με τη μέθοδο της διγραμμικής παρεμβολής υπολογίστηκε το ΥΑΟΣ για το κοντινότερο σημείο του προγνωστικού μοντέλου με αυτό της ραδιοβόλισης. Τέλος, είναι σημαντικό να αναφέρουμε πως για το Ηράκλειο οι ραδιοβολίσεις πραγματοποιήθηκαν μία φορά την ημέρα στις 00:00 UTC , ενώ για τη Σμύρνη δύο φορές, μιας και είχαμε και μία επιπλέον ραδιοβόλιση στις 12:00 UTC. Τα δεδομένα κάθε μεθόδου και του προγνωστικού μοντέλου παρουσιάστηκαν με τη βοήθεια ιστογραμμάτων και χρονοσειρών. Ωστόσο, για τη σύγκρισή τους, παρεμβάλαμε τα δεδομένα του μοντέλου με κάθε μέθοδο χωριστά, ώστε να μελετήσουμε τη συσχέτισή τους. Τέλος, μελετήθηκε και η συσχέτιση μεταξύ των μεθόδων που είχαν ως βάση τα δεδομένα των ραδιοβολίσεων. Τα συμπεράσματα που προήλθαν από τη σύγκριση και την επεξεργασία των μεθόδων με το μοντέλο πρόγνωσης του CAMS παρουσιάζονται στο πέμπτο κεφάλαιο. Διαπιστώνεται, λοιπόν, πως η μέθοδος που προσέγγισε καλύτερα το ύψος του ΑΟΣ είναι η μέθοδος του Holzworth και μάλιστα και στις δύο πόλεις παρουσιάζει σχεδόν την ίδια συσχέτιση (0.55 και 0.53 για τη Σμύρνη στις 12:00 UTC και 00:00 UTC αντίστοιχα και 0.5 για το Ηράκλειο). Επίσης, για την ίδια μέθοδο προσδιορισμού έχουμε και τις χαμηλότερες τιμές του στατιστικού δείκτη RMSE (550 μέτρα και 243 μέτρα για τη Σμύρνη στις 12:00 UTC και 00:00 UTC αντίστοιχα και 525 μέτρα για το Ηράκλειο. Οι υπόλοιπες μέθοδοι υπερεκτιμούν το ύψος του ΑΟΣ με την έντονη υπερεκτίμηση να εμφανίζεται στις μεθόδους της κατακόρυφης βαθμίδας. Το νυχτερινό ΑΟΣ υπολογίστηκε αρκετά υψηλότερα από τις μεθόδους που βασίστηκαν σε ραδιοβολίσεις, κάτι που οφείλεται στο γεγονός ότι κι οι δύο πόλεις είναι παραθαλάσσιες. Η υψηλή θερμοχωρητικότητα του νερού, καθώς και το γεγονός ότι οι πόλεις αυτές τις περισσότερες μέρες δέχονται μεγάλη ποσότητα ηλιακής ακτινοβολίας δεν επιτρέπει στο έδαφος να ψυχθεί όσο θα έπρεπε κι έτσι το ΑΟΣ το βράδυ δεν μειώνεται σημαντικά. Επίσης, τα νέφη επηρεάζουν το ύψος του ΑΟΣ, καθώς οι μέθοδοι αυτοί επηρεάζονται αρκετά από την ποσότητα των υδρατμών μέσα κι έξω από ένα νέφος, όταν χρειάζεται να προσδιορίσουν μία ελάχιστη (ή μέγιστη) τιμή κάποιας από τις ατμοσφαιρικές παραμέτρους που μελετήσαμε.
  • ItemOpen Access
    All-digital time register based on recursive delay-line
    (2024-03-04) Cela, Roberto; Τσέλα, Ρομπέρτο
    This thesis proposes an all-digital time register suitable for time-mode signal processing which employs only standard digital cells. The operation principle is based on the use of a delay line in a feedback loop topology. The main benefit of the proposed time register is the fact that required hardware is almost independent of the maximum input range reducing in this way the required layout area and power consumption for a given input range comparatively to conventional approaches. The proposed circuit was designed and simulated using TSMC 65nm CMOS process under 1.2V supply voltage through Cadence software. Operating at 50MHz sampling frequency the worst-case time registration error was 48ps with a constant error of 30ps for a linear input range of 4.6ns while consuming an average of 550μW of power during each registration cycle and occupying a layout area of 0.0036 mm2 . Also, a unit delay operator was implemented by cascading four of the proposed time registers. Operating at the same frequency the worst-case time error was -82ps for a linear input range of 4.1ns while consuming 2.2mW of power and occupying a layout area of 0.0195 mm2. Finally, the performance of the proposed design was compared to other implementations of the time register.
  • ItemOpen Access
    8-bit time-to-digital converter based on gated ring oscillator
    (2024-03-19) Σπανός, Νικόλαος; Spanos, Nikolaos
    The subject of the specific thesis is an 8-bit Time-to-Digital Converter (TDC) where is designed based on a ring oscillator. The functionality of TDC is to convert an information from time domain to a digital form for further process. The proposed TDC features 8-bit resolution using limited delay elements, unlike the conventional TDC, where the area occupation, consumption, number of connections and bits of thermometer-to-binary decoder is decreased. At first a reference is made at Analog-to-Digital Converter (ADC) and TDC and measurements, where also is presented the conventional TDC. Further the architecture and functionality of the proposed design is represented, as also the building blocks. Also, the layout of the delay line and D flip flop are designed where the results of the pre-layout and post-layout simulation are extracted and compare. The design of the TDC is implemented in 65nm TSMC technology using Cadence Virtuoso with a supply voltage of 1.2V and sampling frequency of 50 MHz. Also is presented the difference of the consumption between the pre layout and post layout simulation.
  • ItemOpen Access
    Design of high-speed clocked comparator with autozeroing techniques
    (2024-02) Κοντέλης, Σπυρίδων; Kontelis, Spyridon
    This Master’s thesis deals with the design and development of a high-speed, high-sensitivity comparator, utilizing the autozeroing technique for improved input referred offset voltage. The overall comparator topology is based on a cascade connection of differential amplifiers and one dynamic latch comparator. It has been designed for use in high resolution, high sensitivity, and high sampling rate analog to digital converters, while additional techniques are applied for reducing the power and current consumption by about 30% compared to the conventional architectures, without affecting the targeting performance. The resulting circuit is evaluated at 50 Msps sampling rate and offers a minimum detectable differential input voltage of 435 μV, over process, voltage, and temperature corners, as well as over local mismatch variations which makes it suitable for 12-bit ADC. The circuit has been designed and verified using a TSMC 65nm CMOS technology.
  • ItemOpen Access
    Ροή δύο φάσεων σε πορώδη μέσα με περιβαλλοντικές και ενεργειακές εφαρμογές
    (2024-03-14) Στρέκλα, Αναστασία; Strekla, Anastasia
    Μέχρι το 2050 εκτιμάται πως η παγκόσμια κατανάλωση ενέργειας θα αυξηθεί σχεδόν κατά 50% εξαιτίας της πληθυσμιακής και οικονομικής ανάπτυξης. Το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο θα παραμείνουν η κύρια πηγή ενέργειας. Όμως η εξερεύνηση για νέα κοιτάσματα και εξόρυξη των υδρογονανθράκων μπορεί να προκαλέσει την εκτεταμένη ρύπανση υδάτων και εδάφους κατά τη μεταφορά, αποθήκευση και επεξεργασία τους, ενώ η παραγωγή ενέργειας από υδρογονάνθρακες συνοδεύεται από έκλυση μεγάλων ποσοτήτων διοξειδίου του άνθρακα με σημαντική συνεισφορά στην κλιματική αλλαγή. Σε αυτό το πλαίσιο, πρέπει να επιλεχθούν αποτελεσματικοί μέθοδοι τόσο για την βελτιωμένη ανάκτηση του υπολειπομένου πετρελαίου και φυσικού αερίου (enhanced oil and gas recoveryrecovery) από ταμιευτήρες υδρογονανθράκων όσο και για την αποκατάσταση υπόγειων ταμιευτήρων νερού ρυπασμένων με πετρελαιοειδή. Τα τελευταία χρόνια έχει δοθεί έμφαση στη χρήση νανορευστών, δηλαδή υδατικών διασπορών νανοσωματιδίων καθώς επίσης και σταθεροποιημένων με νανοσωματίδια γαλακτωμάτων (Pickering emulsionsemulsions), για τη ανάκτηση της παγιδευμένης ποσότητας υδρογονανθράκων με τη μέθοδο της υδατικής / χημικής πλημμύρας. Στην παρούσα εργασία, παρασκευάστηκαν υδατικά διαλύματα πολυφαινολών που εξάγονται από τα φύλλα μαϊντανού και χρησιμοποιήθηκαν για τη σύνθεση και τη σταθεροποίηση υδατικών αιωρημάτων νανοσωματιδίων οξειδίου του σιδήρου. Μετρήθηκαν οι διεπιφανειακές ιδιότητες και οι ιδιότητες διαβροχής των νανοκολλοειδών για να εκτιμηθεί η ικανότητά τους να σταθεροποιούν Pickering γαλακτώματα αλλά και να κινητοποιούν παγιδευμένα γάγγλια πετρελαίου από πορώδη μέσα. Μελετήθηκαν οι ρεολογικές ιδιότητες των γαλακτωμάτων ενώ η σταθερότητά τους ποσοτικοποιήθηκε με καταγραφή του διαχωρισμού φάσεων (μακροκλίμακα) και μέτρηση της κατανομής μεγέθους σταγόνων (μικροκλίμακα). Η ικανότητα των νανοκολλοειδών και των γαλακτωμάτων να απομακρύνουν την υπολειπόμενη ελαϊκή φάση από πορώδη μέσα αξιολογήθηκε με κύκλους δοκιμών αποστράγγισης / πρωτογενούς εισρόφησης / δευτερογενούς εισρόφησης σε ένα διαφανές δίκτυο πόρων χαραγμένο σε γυαλί για ένα σύστημα ελαϊκής φάσης / υδατικού διαλύματος. Σε κάθε δοκιμή, καταγράφηκαν οι παροδικές αλλαγές του κορεσμού της ελαϊκής φάσης και της πτώσης πίεσης στο πορώδες μέσο και τα αποτελέσματα ερμηνεύτηκαν λαμβάνοντας υπόψη τις τιμές αδιάστατων παραμέτρων, όπως ο λόγος ιξωδών και ο τριχοειδής αριθμός. Η συγκριτική ανάλυση της απόδοσης ανάκτησης ελαϊκής φάσης, μέσω της έκχυσης νανοκολλοειδών αιωρημάτων και Pickering γαλακτωμάτων επέτρεψε την ταξινόμηση των διαφόρων ρευστών και επιλογής των πιο αποτελεσματικών συστημάτων.
  • ItemEmbargo
    Διερεύνηση της μη γραμμικής οπτικής απόκρισης υμενίων νανοδομών χρυσού, με διέγερση femtosecond και nanosecond παλμών laser
    (2023-11-29) Θεοδωροπούλου, Διονυσία; Theodoropoulou, Dionysia
    H μη γραμμική οπτική (Nonlinear optics), είναι ο τομέας της οπτικής που εξετάζει φαινόμενα, τα οποία επάγονται από την αλληλεπίδραση της ύλης με ισχυρά ηλεκτρομαγνητικά πεδία. Η μη γραμμικότητά αυτών των φαινομένων, έγκειται στο γεγονός ότι η απόκριση του μέσου εξαρτάται κατά μη γραμμικό τρόπο από την ένταση του πεδίου. Οι δέσμες laser αποτελούν το κατεξοχήν ηλεκτρομαγνητικό πεδίο που χρησιμοποιείται για να προκαλέσει τη μη γραμμική οπτική απόκριση της ύλης, καθώς είναι ικανές να επάγουν αλλαγές στις οπτικές ιδιότητες ενός υλικού. Έτσι, η ανακάλυψη των laser (1960), οδήγησε στην ανάπτυξη μιας πληθώρας τεχνικών, μέσω των οποίων μπορούν να προσδιοριστούν οι μη γραμμικές οπτικές ιδιότητες διαφόρων υλικών, τα οποία μπορούν να έχουν πολλές εφαρμογές. Ιδιαίτερο ερευνητικό ενδιαφέρον έχει δημιουργηθεί γύρω από τις νανοδομές και ειδικότερα γύρω από τα συστήματα μεταλλικών νανοσωματιδίων - διηλεκτρικού. Αυτά τα συστήματα, εμφανίζουν τον λεγόμενο συντονισμό επιφανειακού πλασμονίου (Surface Plasmon Resonance, SPR), που παρουσιάζεται γενικά σε συστήματα μεταλλικών νανοσωματιδίων -διηλεκτρικού και οφείλεται στη συλλογική ταλάντωση των ηλεκτρονίων του μετάλλου, που βρίσκονται κοντά στην ενέργεια Fermi. Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας, είναι η διερεύνηση της μη γραμμικής οπτικής απόκρισης τρίτης τάξης νανοσωματιδίων χρυσού, εναποθετημένων σε γυάλινο υπόστρωμα, στα οποία έγινε εφαρμογή resistive switching (RS). Πιο συγκεκριμένα, μελετήθηκε η εξάρτηση της μη γραμμικής οπτικής απόκρισης από το μέγεθός τους (5 έως 25 nm), το οποίο προσδίδει στο υλικό πλασμονικό (SPR) ή μεταλλικό χαρακτήρα. Επιπλέον, διερευνήθηκε το πώς το RS επιδρά στη μη γραμμική οπτική απόκριση των δειγμάτων. Αυτή η διερεύνηση έγινε μέσω των πειραματικών τεχνικών Z-scan και Οπτικό Φαινόμενο Kerr (Optical Kerr effect-OKE), χρησιμοποιώντας femtosecond και nanosecond παλμούς laser. Στο πρώτο κεφάλαιο, μελετάται η απόκριση των υλικών κατά την αλληλεπίδρασή τους με ισχυρά ηλεκτρομαγνητικά πεδία, γίνεται εξαγωγή της μη γραμμικής κυματικής εξίσωσης και περιγράφονται τα σημαντικότερα μη γραμμικά φαινόμενα. Στο δεύτερο κεφάλαιο, περιγράφονται οι τεχνικές και οι σχετικές πειραματικές διατάξεις που χρησιμοποιήθηκαν, καθώς και η διαδικασία της ανάλυσης των πειραματικών αποτελεσμάτων. Στο τρίτο κεφάλαιο παρουσιάζεται η περιγραφή των ιδιοτήτων των δειγμάτων που μελετήθηκαν κατά τη διεξαγωγή της παρούσας εργασίας, ενώ στο τέταρτο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα πειραματικά αποτελέσματα και γίνεται σύγκριση με την σχετική βιβλιογραφία.
  • ItemOpen Access
    Perturbations of force-free magnetic fields
    (2024-03-20) Λυμπέρης, Γεώργιος; Lymperis, Georgios
    This thesis investigates the dynamics of linear perturbations in dipolar magnetospheres of neutron stars, particularly examining the states of stable equilibrium. By developing a mathematical framework to analyze linear perturbations and the use of numerical methods, we aim to understand the dynamic processes that govern the electromagnetic environments of neutron stars, which are characterized by intense magnetic fields. We explore configurations with symmetry and discuss the implications of our findings on the understanding of neutron star phenomena, including the sudden spin-ups of pulsars and their impact on their magnetic field.