Fotonik malzeme ve aygıtların özellikleri ve uygulamaları; yarıiletkenler; foton alıcıları; ışık salan diyotlar; ışık algılama sistemlerinde gürültü; ışığın yönbağımlı ortamlardaki hareketi, Pockels ve Kerr etkileri, ışık kipleyicileri, yalıtkan dalga kılavuzlarında elektromanyetik dalgaların hareketi, dalga kılavuzlarında dağınımı, doğrusal olmayan malzemeler, ikinci harmonik üretimi, Raman dönüştürücüleri.

Yazın yeteneklerini olduğu kadar önemli okuma ve düşünme yeteneklerini de geliştirecek olan yazın dersidir. Ders hedeflerine okuma, yazma ve sınıf içinde ve dışında olmak üzere tartışmalarla ulaşılacaktır. Öğrenci performansı Yeterli/Yetersiz olarak değerlendirilecektir.

Kristal yapısı, ters örgü, kristal yapısının x-ışınımı kırınım yöntemiyle belirlenmesi, periyodik potansiyellerin enerji düzeyleri, Bloch teoremi, katıların band teorisi, kristal kusurları, örgü titreşimleri ve fononlar; elektriksel iletkenlik, metaller, yalıtkanlar ve yarıiletkenler; manyetik özellikler, paramanyetik, diyamanyetik, ferromanyetik ve süper iletken malzemeler; malzemelerin optik özellikleri, kırınım endeksi, dispersiyon, ışığın soğurulması ve yayımı, doğrusal olmayan optik malzemeler, yüksek harmonik üretimi, Raman etkisi.

Klasik termodinamik, entalpi, entropi, serbest enerji, denge konumlari, istatistik termodinamige giris, malzemele ozelliklerinin tanimlanmasi. Kinetik surecler. Isi, kutle ve enerji difuzyonu. Dinamik surecler ve donusumler.

Metal, polimer, seramik ve kompozit malzemelerin ısıl ve mekanik özellikleri, bu özelliklerin yapı ve morfoloji ile ilişkilendirilmesi; sıcaklık ile mikroyapılanma mekanizmalarında ve makroskopik davranışlarında görülen değişiklikler; kristalleşme, erime ve camsı geçiş; gerginlik-gerilme davranışı; elastik deformasyon, kopma, plastik akma; viskoelastik davranış; güçlendirme mekanizmaları, kırılma, yorgunluk, esneme.

Bu ileri ders sayesinde öğrenciler malzeme karakterizasyonu için gerekli temel bilgileri anlayıp kullanabileceklerdir. Bu ders kapsamında detektör ve güçlendiricilerin çalışma prensipleri ve uygulamaları ile optik spektroskopi, elektron ve taramalı atomik mikroskobu, X-ışını kırılım, ışıma ve spektroskopi metotları, yüzey analiz teknikleri ile ilgili ileri düzeyde bilgiler verilecek ve bu analiz metotlarının prensip ve uygulamaları anlatılacaktır. Öğrenciler bu bilgileri her türlü malzemenin araştırmasında kullanabileceklerdir. Ders sonunda öğrenciler her türlü malzemenin karakterizasyonu için doğru yöntemi seçme, veriyi analiz etme ve değerlendirme yetisini kazanacaklardır.

Molekül simetrisi, grup teorisi, indirgenebilir ve indirgenemez gösterimler, karakter tabloları, titreşim spektrsokopisine giriş, Raman Etkisi, Kızılötesi (infrared) Absorpsiyonu, seçme kuralı, saf rotasyonal (dönme) spektroskopisi, normal modlar, çok atomdan oluşan moleküllerin titreşim spektrumlarının ön tahmin ve yorumlanması.

Kauçuk elastisitesinin klasik teorileri, tek zincir elastisitesi, zincirlerarası etkileşmeler, moleküler dolaşıklık, gerilme ve şekil değiştirme bağıntıları, jellerin şişmesi, kritik olaylar ve faz dönüşümleri, elastomerlerin termoelastık davranışı, hesaplamalı alanlar.

Biolojik ve sentetik nano-yapıların kendiliğinden organizasyonunu belirleyen moleküller arası kuvvetler. Güçlü ve zayıf thermodinamik açıdan incelenmesi. Kendiliğinden Organize olan sistemler: Miceller, Bilayerlar, ve Biyolojik zarlar. Bu tip sistemlerin hesaplamalı yöntemlerle incelenmesi.

Yüzey ve arayüzey biliminin temel fiziko-kimyasi; arayüzeylerde etkilesmeler; yüzey termodinamigi, yapi ve icerigi, yüzeye fiziksel ve kimyasal yapisma; sivi arayüzeyleri; koloidler; amfifilik sistemler; polimer malzemelerde ve kompozitlerde arayüzeyler; sivi kaplama sürecleri.

İmplantasyon (diş, doku, kemik), estetik, optik, teşhis ve tedavi de kullanılan sentetik polimer, metal, kompozit, dendrimer, hidrojel, silicon gibi malzemeleri tanıtmayı ve çeşitli uygulamalarda malzemelerin nasıl ve neden kullanıldıklarını anlatır.

Dersin açıldığı dönemde içeriği açıklanacaktır.

Mikro ve nano elektro mekanik sistemler (MEMS ve NEMS) için imalat ve karaterizasyon teknikleri, (mikrolithografi; ıslak ve kuru aşındırma teknikleri; fiziksel ve kimyasal buhar kaplama prosesleri; elektrokaplama; bağlama; odaklanmış iyon ışın teknikleri; yukarıdan-aşağıya yaklaşımlar - electron-ışın litografisi, SPM, yumuşak (soft) lithografi - ; kendiliğinden birleşmeye dayalı aşağıdan-yukarıya teknikler). Yarıiletken nanoteknolojisi. Nanotüpler ve nanoteller. Biyolojik sistemler. Moleküler elektronik.