Μονάδα:
Τμήμα ΦυσικήςΒιβλιοθήκη Σχολής Θετικών Επιστημών
Ημερομηνία κατάθεσης:
2021-07-10
Συγγραφέας:
ΠΑΠΑΜΑΚΑΡΙΟΣ ΣΑΒΒΑΣ
Στοιχεία επιβλεπόντων καθηγητών:
Κοσμάς Τσακμακίδης, Επίκουρος Καθηγητής, Τμήμα Φυσικής, ΕΚΠΑ
Πρωτότυπος Τίτλος:
Μελέτη υλικών με διασπορά και μεταϋλικών σε 1 και 2 διαστάσεις
Γλώσσες εργασίας:
Ελληνικά
Μεταφρασμένος τίτλος:
Μελέτη υλικών με διασπορά και μεταϋλικών σε 1 και 2 διαστάσεις
Περίληψη:
Η παρούσα έρευνα εκπονήθηκε στα πλαίσια της πτυχιακής εργασίας για το τμήμα Φυσικής του Εθνικού και Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών, για τον τομέα Φυσικής Συμπυκνωμένης Ύλης, υπό την επίβλεψη και την καθοδήγηση του καθηγητή Κοσμά Λ. Τσακμακίδη. Στην εργασία γίνεται ενδελεχής μελέτη υλικών που παρουσιάζουν διασπορά και μεταϋλικών, με τη χρήση μοντέλων προσομοιώσεων σε 1 και 2 διαστάσεις με τη χρήση της μεθόδου Finite Difference Time Domain-FDTD. Όλη η εργασία, συμπεριλαμβανομένων των κώδικων προγραμματισμού για την μοντελοποίηση των προβλημάτων έχουν γίνει εξ' ολοκλήρου από το γράφοντα. Οι γραφικές απεικονίσεις και προσομοιώσεις έγιναν στο πρόγραμμα Matlab της Mathworks. Αρχικά, γίνεται μία συνοπτική αναφορά στη θεωρία που χρειάζεται για την κατανόηση του ηλεκτρομαγνητισμού και των εξισώσεων Maxwell που χρησιμοποιούνται στη μέθοδο FDTD. Στη συνέχεια, γίνεται λεπτομερής ανάλυση της μεθόδου FDTD και του αλγόριθμου Yee, που είναι ο πυρήνας της μεθόδου, και αναλυτική εξαγωγή των αλγορίθμων που χρειάζονται για τη μελέτη των προβλημάτων ηλεκτρομαγνητικής φύσης.
Γίνεται επιπλέον μία μικρή ανάλυση στα υλικά και πως αυτά κατηγοριοποιούνται ανάλογα με τις ιδιότητες που παρουσιάζουν, ενώ τέλος αναλύονται και οι υπολογιστικές μέθοδοι που χρησιμοποιούνται για την επίλυση των προβλημάτων. Η μελέτη των υλικών με διασπορά ξεκινά από τη 1 διάσταση. Πιο συγκεκριμένα, γίνεται μελέτη του ελεύθερου χώρου και απλών προβλημάτων για την κατανόηση της μεθόδου FDTD και στη συνέχεια η μελέτη των υλικών Drude, Debye και Lorentz, καθώς επίσης και σύγκριση των αποτελεσμάτων των 3 υπολογιστικών μεθόδων που χρησιμοποιούνται. Η ίδια μελέτη γίνεται και στις 2 διαστάσεις, μετά από αναλυτικό σχολιασμό της εξαγωγής του αλγόριθμου για τη μελέτη διδιάστατων υλικών. Τέλος, γίνεται θεωρητική και υπολογιστική μελέτη μεταϋλικών σε 2 διαστάσεις. Επιπρόσθετα, μετά από κάθε μελέτη και προσομοίωση για κάθε υλικό, ακολουθεί αναλυτικός σχολιασμός και συμπεράσματα για την ισχύ της μεθόδου FDTD και το κατά πόσο ικανοποιητικά είναι τα αποτελέσματα των προσομοιώσεων σε σχέση με τη θεωρία που αναλύεται σε κάθε περίπτωση ξεχωριστά.
Κύρια θεματική κατηγορία:
Θετικές Επιστήμες
Λέξεις-κλειδιά:
Υλικά με διασπορά, υλικά, προσομοιώσεις, matlab, μεταϋλικά, ηλεκτρομαγνητισμός, υπολογιστική φυσική
Αρ. σελίδων ευρετηρίου:
2
Αρ. βιβλιογραφικών αναφορών:
4
