Τμήμα Επιστήμης των Υλικών (ΜΔΕ)

Permanent URI for this collection

Browse

Recent Submissions

Now showing 1 - 5 of 81
  • Thumbnail Image
    Item
    Embargo
    Κβαντικές τελείες άνθρακα ως υλικά μεταφοράς ηλεκτρονίων σε οργανικές διόδους εκπομπής φωτός
    Γεωργιοπούλου, Ζωή; Georgiopoulou, Zoi
    Οι οπτοηλεκτρονικές διατάξεις βασισμένες σε οργανικούς ημιαγωγούς αποτελούν μία από τις πιο κορυφαίες τεχνολογίες που υπόσχεται μία επόμενη γενιά εύκαμπτων ηλεκτρονικών. Αυτό οφείλεται στη πληθώρα πλεονεκτημάτων τους που αφορούν το χαμηλό κόστος κατασκευής, την υψηλή απόδοση με χαμηλή κατανάλωση ισχύος και αποτελούν εξαιρετικά εύκαμπτες και ελαφριές διατάξεις με εκπομπή σε όλο το ορατό φάσμα καθώς και εκπομπή λευκού φωτός. Επιπλέον, χαρακτηρίζονται από δυνατότητα εκτύπωσής τους πάνω σε εύκαμπτες επιφάνειες-υποστρώματα και υψηλή χρωματική αντίθεση. Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται την αύξηση της απόδοσης των οργανικών διόδων εκπομπής φωτός (Organic Light Emitting Diodes, Oleds) μέσω εισαγωγής ενός διεπιφανειακού στρώματος. Πιο συγκεκριμένα, εστιάζουμε στη μελέτη κβαντικών τελειών άνθρακα με τροποποιημένη επιφάνεια λόγω της ικανότητάς τους να άγουν ηλεκτρόνια και να μειώνουν τον ενεργειακό φραγμό έγχυσης ηλεκτρονίων σε διατάξεις οργανικών διόδων εκπομπής φωτός. Η απόδοση των διατάξεων OLEDs εξαρτάται κυρίως από την ισορροπημένη έγχυση και εξαγωγή των φορέων φορτίου και τη μεταφορά τους από τα ηλεκτρόδια στο ενεργό στρώμα . Συνεπώς, η προσθήκη ενός διεπιφανειακού υμενίου μεταξύ ενεργού στρώματος και μεταλλικού ηλεκτροδίου επηρεάζει σημαντικά την απόδοση των διατάξεων αυτών. Στα πλαίσια της παρούσα πτυχιακής, για διεπιφανειακό υμένιο θα χρησιμοποιήσουμε κβαντικές τελείες άνθρακα οι οποίες έχουν ιδιαίτερα σημαντικές ιδιότητες που σχετίζονται με την ικανότητά τους να μεταφέρουν φορτία αλλά και να εκπέμπουν φως με υψηλή απόδοση. Θα εξεταστούν δύο τύποι κβαντικών τελειών άνθρακα με τροποποιημένη την επιφάνειά του είτε με ομάδες καρβοξυλίου είτε με αμινομάδες. Στόχος είναι να μελετηθούν και να ενσωματωθούν σε διατάξεις εκπομπής φωτός που βασίζονται σε οργανικούς ημιαγωγούς για να διευκολύνουν τη μεταφορά ηλεκτρονίων προς την κάθοδο των διατάξεων. Θα μελετηθούν τόσο σε διαλύματα όσο και σε υμένια και οι διατάξεις θα βελτιστοποιηθούν με βάση τα αποτελέσματα της μελέτης.
  • Thumbnail Image
    Item
    Embargo
    Εφαρμογή της θερμικής απεικόνισης στην μελέτη της ισχαιμίας των κάτω άκρων
    (2023-03-01) Πίτσικα, Ειρήνη; Pitsika, Eirini
    Τα τελευταία χρόνια ολοένα και αυξάνεται ο αριθμός των ατόμων που πάσχουν από Σακχαρώδη Διαβήτη (ΣΔ). Ο ΣΔ είναι μια μεταβολική ασθένεια που προκαλεί υψηλά επίπεδα σακχάρου στο αίμα. Διαταράσσοντας τον μεταβολισμό της γλυκόζης στο αίμα, το σώμα είτε δεν παράγει αρκετή ποσότητα ινσουλίνης, είτε δεν μπορεί να την χρησιμοποιήσει αποτελεσματικά, προκαλώντας έτσι, σοβαρές μακροχρόνιες βλάβες στο σώμα. Ο ΣΔ μπορεί να προκαλέσει ισχαιμία στα κάτω άκρα του σώματος. Ως ισχαιμία ορίζεται η ελλιπής αιμάτωση κάποιου μέρους του σώματος και σε ασθενείς με διαβήτη η ισχαιμία σε ακραία μορφή μπορεί να οδηγήσει στον ακρωτηριασμό. Επομένως, είναι ιδιαίτερα σημαντική η έγκαιρη διάγνωση της νόσου από τα πρώτα κιόλας στάδια της εκδήλωσης της ασθένειας. Στην παρούσα διπλωματική εργασία, μελετάμε την ισχαιμία των κάτω άκρων με χρήση θερμικών καμερών. Προς αυτό τον σκοπό αναπτύχθηκε κατάλληλη πειραματική διάταξη ενώ η μεθοδολογική προσέγγιση περιλαμβάνει την ανάπτυξη εξειδικευμένου πειραματικού πρωτοκόλλου μέτρησης καθώς και ανάπτυξη κατάλληλων αλγοριθμικών μοντέλων επεξεργασίας των θερμικών εικόνων. Πειραματικά η ισχαιμία προκαλείται τεχνητά με περίδεση και η διαδικασία μετάβασης από την κανονικότητα στο ισχαιμικό επεισόδιο καταγράφεται χρονικά με θερμική απεικόνιση.
  • Thumbnail Image
    Item
    Open Access
    Προσομοίωση οπτικών μεταγωγέων σε οπτικά τηλεπικοινωνιακά δίκτυα ROADM βάσει τεχνολογίας LCOS
    (2022-08-29) Μαυρούλια, Ασημίνα; Mavroulia, Asimina
    Τα τηλεπικοινωνιακά δίκτυα αποτελούν την αποδοτικότερη επιλογή, όσον αφορά την εγκατάσταση ευρυζωνικών δικτύων κορμού, καθώς παρουσιάζουν μοναδικά χαρακτηριστικά μετάδοσης. Διαθέτουν τεράστιο εύρος ζώνης, υψηλή αξιοπιστία, ενώ επίσης, έχουν μειωμένο κόστος μετάδοσης ανά bit πληροφορίας σε σχέση με τα υπόλοιπα ενσύρματα δίκτυα. Τα σύγχρονα οπτικά δίκτυα προσανατολίζονται γύρω από την ταχεία μετάδοση μεγάλου όγκου πληροφορίας, με όσο το δυνατόν λιγότερες απώλειες. Ένα σύστημα που υποστηρίζει αυτή την εξέλιξη, στο χώρο των τηλεπικοινωνιών, είναι εκείνο όπου βασίζεται η τεχνολογία LCOS για οπτικά δίκτυα ROADM (Reconfigurable Optical Add / Drop Multiplexing). Η παρούσα μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη θεωρητική μελέτη και προσομοίωση οπτικών μεταγωγέων (οπτικοί διακόπτες) σε τηλεπικοινωνιακά δίκτυα. Πιο συγκεκριμένα, διερευνάται η χρήση τεχνολογίας LCOS (Liquid Crystal On Silicon), διατάξεων υγρών κρυστάλλων σε σταθερό υπόστρωμα πυριτίου, η λειτουργία των οποίων έχει ως στόχο τη χωρική διαμόρφωση φωτός (SLM) για αρχιτεκτονικές οπτικών δικτύων, που βασίζονται στην τεχνική πολυπλεξίας ROADM. Πυρήνας της έρευνας αυτής αποτελεί η μελέτη της οπτικής μεταγωγής μέσω επιλεκτικής εναλλαγής μήκους κύματος (Wavelength Selective Switch – WSS), χρησιμοποιώντας την τεχνική εκτροπής δέσμης (beam steering). Επικεντρώνοντας το ενδιαφέρον μας στη λειτουργία του οπτικού μεταγωγέα για τη χωρική διαμόρφωση της πληροφορίας, υλοποιήθηκε η προσομοιωτική επισκόπηση των επιμέρους διαδικασιών για τη βέλτιστη δρομολόγηση μήκους κύματος. Για την επίτευξη της οπτικής μεταγωγής WSS, επιλέχθηκε η μέθοδος beam steering, η οποία και υπέδειξε την ανάγκη για δημιουργία ενός προσομοιωτικού μοντέλου χωρικού διαμορφωτή LCOS. Αρχικά, κατά ιδανική προσέγγιση, κατασκευάστηκε ένα αναλυτικό μοντέλο beam steering, το οποίο με τη σειρά του οδήγησε στην υλοποίηση και εξέταση ενός συστήματος προσομοίωσης WSS, ώστε να μπορέσουμε να προσεγγίσουμε τη διαδικασία της επιλεκτικής εναλλαγής μήκους κύματος με τη χρήση μιας πραγματικής διάταξης LCOS – SLM, εντός κάποιων πιο ρεαλιστικών ορίων. Τα βήματα της μεθοδολογίας της διαδικασίας WSS με την τεχνική beam steering παρουσιάζονται ως διαδοχικά κομμάτια ενός πάζλ, που οδήγησε στην τελική σύνθεση ρεαλιστικών μοντέλων προσομοίωσης και την διερεύνησή τους. Τα αναλυτικά μοντέλα προσομοίωσης, που χρησιμοποιήθηκαν για τον σχεδιασμό ενός πραγματικού οπτικού διακόπτη, ήταν ικανά να μας δώσουν στοιχεία σχετικά με τη συμπεριφορά του μελετώμενου συστήματος WSS, καθώς και πληροφορίες τόσο για την απόδοση όσο και για τις απώλειες και παρεμβολές (crosstalk), εξαιτίας των φαινομένων που υπεισέρχονται στο σύστημα αυτό, στην πραγματικότητα.
  • Thumbnail Image
    Item
    Open Access
    Ultrafast polarization dynamics in QD spin VCSELs
    Τσέλιος, Χρήστος; Tselios, Christos
    Ultrafast polarization dynamics in spin- Vertical-Cavity Surface-Emitting Lasers (VCSELs) have become an active area of research motivated by potential applications. This thesis explores the effect of materials used in the active region, cavity anisotropies and optical pumping on the polarization control and polarization oscillations in the case of Quantum-Dot (QD) spin- VCSEL. We have focused on a comprehensive theoretical analysis of QD spin- VCSEL by means of Spin Flip Model (SFM) and both Largest Lyapunov Exponent (LLE) and bifurcation diagrams to determine regions of stability. The dependence of the shape and the size of stability regions on additional parameters for the case of QD spin- VCSEL is investigated and the results are demonstrated with Three-Dimensional (3D) stability maps in the plane of pump ellipticity and normalized pump intensity. This research is extended to investigate the dependence of the output polarization ellipticity on that of the pump. The combination of Poincaré sphere and Stokes vectors reveals rich nonlinear dynamics, such as periodic oscillations and chaos. More importantly, Two-Dimensional (2D) contour maps for output polarization ellipticity shows that polarization switching and polarization control are evident inside the stability region. We then investigate the sustained polarization oscillations, which are attributed to Hopf Bifurcation (HB). Power Spectral Density (PSD) plots demonstrate that output polarization ellipticity oscillates with a frequency determined by birefringence, leading to oscillations in the tens of Gigahertz for high values of birefringence. The polarization response at these high values of birefringence is studied in terms of 2D contour maps for Stokes vectors in the plane of birefringence rate and pump ellipticity. The results show polarization behaviours ranging from spin amplification to less circular output polarization. In order to investigate the capability of the optical pumping to control the output polarization time varying injection with polarized carriers with different spin is applied. We also implement a new metric system to find the optimum values of device parameters for faster temporal switching between output polarization degree. By encoding information in the polarization of the injected carriers faster operation is feasible. Using eye diagrams we highlight that QD spin VCSELs under polarization modulation can achieve data transfer at high bit rates, a crucial feature for ultrafast communication systems.
  • Thumbnail Image
    Item
    Open Access
    Ανάπτυξη και χαρακτηρισμός νανοδομημένων υλικών ευγενών μετάλλων με πλασμονικές ιδιότητες
    Ντεμογιάννης, Δημήτριος; Ntemogiannis, Dimitrios
    Στα πλαίσια της παρούσας εργασίας μελετώνται οι πλασμονικές ιδιότητες νανοδομημένων υλικών ευγενών μετάλλων που αναπτυχθήκαν με την τεχνική της μάγνητρον ιοντοβολής και χαρακτηριστήκαν οπτικά και δομικά. Η εργασία αποτελείται από δύο κύρια μέρη. Στο πρώτο μέρος, έγινε αρχικά εναπόθεση πολυστρωματικών λεπτών υμενίων AgPd με την τεχνική RF μάγνητρον ιοντοβολής σε υπόστρωμα Corning glass και έπειτα ανοπτήθηκαν σε φούρνο σε αέρα στους 460°C. Ρυθμίζοντας το πάχος των στρωμάτων, ήταν δυνατή η αλλαγή της σύνθεσης των νανοσωματιδίων έως ότου προσδιορίστηκε η βέλτιστη σύνθεση για την λήψη συντονισμών εντοπισμένων επιφανειακών πλασμονίων (LSPRs). Μετά την θερμική επεξεργασία, δημιουργήθηκαν αυτο-οργανωμένα νανοσωματίδια και λήφθηκαν συντονισμοί επιφανειακών πλασμονίων μόνο για τα δείγματα που είχαν σύνθεση πλούσια σε Ag σε όλο το οπτικό φάσμα. Στη συνέχεια, αποδείχτηκε ότι χρησιμοποιώντας ως αρχικό υλικό λεπτά υμένια κράματος AgPd της βέλτιστης σύνθεσης, τα οποία εναποτέθηκαν μέσω της DC μάγνητρον ιοντοβολής ήταν δυνατή η αναπαραγωγή των LSPRs. Με συνδυασμό τόσο παχύτερων όσο και λεπτότερων υμενίων είναι δυνατόν να καλυφθεί το πλήρες οπτικό φάσμα με LSPRs. Στο δεύτερο μέρος ερευνάται μια ενναλακτική μέθοδος δημιουργίας αυτό- οργανομένων νανοσωματιδίων σε λεπτά υμένια Αργύρου τα οποία εναποτέθηκαν με την μέθοδο DC μάνγητρον ιοντοβολής και στη συνέχεια υπέστησαν θερμική ανόπτηση με λέιζερ (Laser Annealing) σε θερμοκρασία περιβάλλοντος και υπό ατμοσφαιρική πίεση. Πιο συγκεκριμένα, τα λεπτά υμένια εναποτέθηκαν σε δύο διαφορετικά υποστρώματα corning glass και εν συνεχεία υπέστησαν θερμική ανόπτηση με την χρήση λέιζερ. Για την ανόπτηση με λέιζερ έλαβε χώρα μια συνεχής διαδικασία βελτιστοποίησης των παραμέτρων του λέιζερ. Τέλος, μελετήθηκε η πλασμονική συμπεριφορά των θερμικά επεξεργασμένων δοκιμίων με φασματοσκοπία υπεριώδους – ορατού (UV-Vis) και μικροσκοπία ατομικής δύναμης (AFM).