SPECTROSCOPIC AND OPTICAL STUDIES OF YTTRIA-STABILIZED ZIRCONIA

Abstract

THE PURPOSE OF THIS DISSERTATION IS TO STUDY THE STRAIN CHARACTERIZATION OF CUBIC YTTRIA-STABILIZED ZIRCONIA, USING RAMAN SPECTROSCOPY AND TECHNIQUE BASED ONTHE ELASTO-OPTICAL EFFECT. USING RAMAN SPECTROSCOPY AT RT, FRG-BAND PHONON FREQUENCIES SHIFTS WITH STRESS HAVE BEEN MEASURED, PHONON DEFORMATION POTENTIALS ARE OBTAINED AND USED FOR FORMULATING THE STRAIN CHARACTERIZATION OF CUBIC YSZFILMS. THE T-INDUCED FREQUENCY SHIFTS HAVE BEEN ALSO MEASURED AND ATTRIBUTED TO VOLUME EXPANSION AND ANHARMONICITY EFFECTS. USING THE ELASTO-OPTICAL EFFECT, WE SHOW THAT THE STRAIN CHARACTERIZATION PROBLEM OF CUBIC FILMS IN HETEROSTRUCTURES CAN BE OBTAINED BY PERFORMING A SINGLE LIGHT TRANSMISSION EXPERIMENT. IN EXPERIMENTS, WE HAVE MEASURED THE PIEZO-OPTICAL COEFFICIENTS AS A FUNCTIONOF WAVELENGTH, TEMPERATURE AND Y2O3 CONCENTRATION. THE DISPERSIONS OF THE ELASTO-OPTICAL CONSTANTS ARE ANALYZED AND ATTRIBUTED MAINLY TO ELECTRONIC TRANSITIONS FROM THE DIRECT ENERGY GAP AT 7 EV. THE DEFORMATION POTENTIALS OF THE ENERGY GAP HAVE BEEN OBTAINED.

Ο ΣΤΟΧΟΣ ΤΗΣ ΔΙΑΤΡΙΒΗΣ ΕΙΝΑΙ Η ΜΕΛΕΤΗ ΔΥΟ ΕΝΑΛΛΑΚΤΙΚΩΝ ΤΡΟΠΩΝ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΜΟΥ ΤΗΣΣΤΑΘΕΡΟΠΟΙΗΜΕΝΗΣ ΚΥΒΙΚΗΣ ΖΙΡΚΟΝΙΑΣ ΩΣ ΠΡΟΣ ΤΗΝ ΚΑΤΑΠΟΝΗΣΗ, ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑΣ RAMAN ΚΑΙ ΠΙΕΖΟΟΠΤΙΚΟΥ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟΥ. ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΩΝΤΑΣ ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ RAMAN ΜΕΤΡΗΘΗΚΑΝ ΤΑ ΦΩΝΟΝΙΑΚΑ ΔΥΝΑΜΙΚΑ ΠΑΡΑΜΟΡΦΩΣΗΣ ΓΙΑ ΤΡΕΙΣ ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΕΣ ΠΕΡΙΕΚΤΙΚΟΤΗΤΕΣ ΣΤΑΘΕΡΟΠΟΙΗΤΗ (Υ2Ο3). ΜΕ ΒΑΣΗ ΤΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΔΟΘΗΚΑΝ ΟΙ ΣΧΕΣΕΙΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΥ ΤΩΝ ΚΑΤΑΠΟΝΗΣΕΩΝ ΓΙΑ ΕΠΙΣΤΡΩΜΑΤΑ ΖΙΡΚΟΝΙΑΣ ΣΕ ΠΥΡΙΤΙΟ ΤΡΙΩΝ ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΩΝ ΚΡΥΣΤΑΛΛΟΓΡΑΦΙΚΩΝ ΕΠΙΦΑΝΕΙΩΝ. Η ΜΕΛΕΤΗ RAMAN ΣΥΜΠΛΗΡΩΘΗΚΕ ΜΕ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΚΕΣ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ. ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΩΝΤΑΣ ΤΟ ΕΛΑΣΤΟ-ΟΠΤΙΚΟ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ ΥΠΟ ΤΗΝ ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΜΟΝΟΑΞΩΝΙΚΩΝ ΤΑΣΕΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΘΗΚΑΝ ΟΙ ΕΛΑΣΤΟ-ΟΠΤΙΚΕΣ ΣΤΑΘΕΡΕΣ ΚΑΙ ΠΡΟΤΑΘΗΚΕ ΑΝΤΙΣΤΟΙΧΗ ΜΕΘΟΔΟΣ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΜΟΥ ΤΟΥ ΥΛΙΚΟΥ ΜΕ ΤΗ ΧΡΗΣΗ ΟΠΤΙΚΩΝ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ ΔΙΑΔΟΣΗΣ.