Εκτύπωση του MoS2 με Laser και υπολογιστική μελέτη των ιδιοτήτων του

Δελάλης, Χαράλαμπος-Αλέξανδρος; Delalis, Charalampos-Alexandros

dc.contributor.author	Δελάλης, Χαράλαμπος-Αλέξανδρος	el
dc.contributor.author	Delalis, Charalampos-Alexandros	en
dc.date.accessioned	2021-10-20T10:24:51Z
dc.date.available	2021-10-20T10:24:51Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/53971
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.21669
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	LIFT	en
dc.subject	2D materials	en
dc.subject	Laser	en
dc.subject	DFT	en
dc.subject	Printing	en
dc.title	Εκτύπωση του MoS2 με Laser και υπολογιστική μελέτη των ιδιοτήτων του	el
dc.title	Laser printing of MoS2 and computational study of its properties	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Φυσική	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2021-06-30
heal.abstract	Ο σκοπός της εργασίας αυτής είναι η μελέτη των ηλεκτρικών και δομικών ιδιοτήτων δισδιάστατων υλικών μέσω μοντελοποίησης και έπειτα η πειραματική προσπάθεια εκτύπωσης δισδιάστατων δομών με στόχο τις εφαρμογές στο πεδίο των εύκαμπτων ηλεκτρονικών. Τα δισδιάστατα υλικά βρίσκονται στο επίκεντρο της έρευνας επειδή παρουσιάζουν εξαιρετικά ενδιαφέρουσες ιδιότητες για τεχνολογικές εφαρμογές κυρίως στα πεδία της οπτοηλεκτρονικής, της ενέργειας καθώς και της βιοϊατρικής. Η μοντελοποίηση των υλικών υπό μελέτη γίνεται με χρήση της Θεωρίας Συναρτησιακού της πυκνότητας (DFT), η οποία αποτελεί μια κβαντομηχανική υπολογιστική μέθοδο πρώτων αρχών. Το πειραματικό σκέλος της εργασίας αφορά την διαδικασία εκτύπωσης υλικών με την μέθοδο LIFT (Laser Induced Forward Transfer) μέσω της οποίας πραγματοποιείται η εκτύπωση δομών πάνω σε υποστρώματα που μας ενδιαφέρουν. Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται προσπάθεια να περιγράψουμε τα δισδιάστατα υλικά όπου γίνεται μια ανασκόπηση των πιο βασικών κατηγοριών, έπειτα αναφέρονται οι μέθοδοι με τις οποίες μπορούν να αναπτυχθούν τέτοιες δισδιάστατες δομές. Τέλος, περιγράφονται οι κυριότερες τεχνολογικές εφαρμογές που βρίσκουν τα 2D υλικά. Στο δεύτερο κεφάλαιο, γίνεται μια εισαγωγή στο κβαντομηχανικό πρόβλημα πολλών σωμάτων περιγράφοντας ορισμένες προσεγγίσεις του προβλήματος όπως η Hartree-Fock. Στο τρίτο κεφάλαιο αναλύεται η Θεωρία Συναρτησιοειδούς της πυκνότητας (DFT) και πιο συγκεκριμένα περιγράφονται οι βασικές αρχές της θεωρίας, ορισμένα θεωρήματα που εφαρμόζονται καθώς και ορισμένες προσεγγίσεις για την εύρεση συναρτησιακού. Στην συνέχεια, στο τέταρτο κεφάλαιο γίνεται μια πιο πρακτική παρουσίαση των υπολογισμών DFT καθώς και του κώδικα που χρησιμοποιήσαμε για να επιτύχουμε αυτούς τους υπολογισμούς και γίνεται και μια σύγκριση με αποτελέσματα άλλων δημοσιεύσεων. Στο πέμπτο κεφάλαιο, κάνουμε μια εισαγωγή στο πειραματικό σκέλος αναλύοντας τις βασικές αρχές που διέπουν την μέθοδο LIFT. Επίσης, αναδεικνύουμε τις κατηγορίες και παραλλαγές της τεχνικής που εφαρμόζονται και γίνεται προσπάθεια ανάλυσης των φυσικών φαινόμενων που πραγματοποιούνται κατά την εκτέλεση της εκτύπωσης υλικών με laser. Επιπρόσθετα, στο έκτο κεφάλαιο παρουσιάζεται η πειραματική διάταξη που χρησιμοποιείται για την εκτύπωση υλικών και περιγράφονται τα τεχνικά χαρακτηριστικά της. Επίσης, αναφέρονται και οι μέθοδοι που χρησιμοποιήσαμε κατά την διάρκεια των πειραμάτων για να εξάγουμε ορισμένα αποτελέσματα. Στο έβδομο κεφάλαιο, παρουσιάζονται τα πειραματικά αποτελέσματα της διαδικασίας καθώς και τα συμπεράσματα που προέκυψαν. Τέλος, στο παράρτημα έχει γίνει προσπάθεια για συνοπτική ανάλυση ορισμένων εννοιών της φυσικής στερεάς κατάστασης και της κβαντομηχανικής οι οποίες χρησιμοποιούνται στην παρούσα εργασία.	el
heal.abstract	The subject of this thesis is the study of the electrical and structural properties of two-dimensional materials through modeling and the experimental attempt to print two-dimensional structures for applications in the field of flexible electronics. Two-dimensional materials have extraordinary properties which are of great interest for technological applications, especially in the fields of optoelectronics, energy and biomedicine. The modeling of the materials under study is obtained using the Density Functional Theory (DFT), which is a quantum mechanical computational method of first principles. The experimental part of the work concerns the process of printing materials with the LIFT method (Laser Induced Forward Transfer) through which the material structures are printed on different types of substrates. In the first chapter we attempt to review the basic categories of two-dimensional materials and the methods to obtain such structures. Finally, the main technological applications of 2D materials are described. In the second chapter, an introduction to the quantum mechanical many-body problem is made, describing some approaches to the problem such as the Hartree-Fock approach. The third chapter analyzes the Density Functional Theory (DFT) and more specifically describes the basic principles of the theory, some theorems that are applied as well as some approaches to finding a functional. Furthermore, in the fourth chapter, a more practical presentation of the DFT calculations as well as the code we used to achieve these calculations is made as well as a comparison with the results of other publications. In the fifth chapter, we make an introduction to the experimental part by analyzing the basic principles that govern the LIFT method. We also highlight the categories and variations of the technique that are applied and an attempt is made to analyze the physical phenomena that take place during the laser printing of materials. In addition, the sixth chapter presents the experimental device used for printing materials and describes its technical characteristics. Also mentioned are the methods we used during the experiments to extract some results. In the seventh chapter, the experimental results of the process are presented as well as the conclusions that emerged. Finally, in the appendix an attempt has been made for a brief analysis of some concepts of solid-state physics and quantum mechanics which are used in the present work.	en
heal.advisorName	Ζεργιώτη, Ιωάννα	el
heal.committeeMemberName	Ζεργιώτη, Ιωάννα	el
heal.committeeMemberName	Τσέτσερης, Λεωνίδας	el
heal.committeeMemberName	Ράπτης, Ιωάννης	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών. Τομέας Φυσικής	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	118 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false