Anda põhiteadmised tahkete materjalide struktuurist ja omadustest, funktsionaalsetest materjalidest ja nendel põhinevatest seadistest, funktsionaalsete materjalide valmistamise meetoditest ning tootmise ja taaskasutamisega soetud keskkonnasäästlikest printsiipidest.

To give the fundamental knowledge of the structure and properties of solid materials, functional materials and devices based on them, production routes of functional materials and their environmental issues on production and recycling.

Õppeaine läbinud üliõpilane:
- loetleb olulisemaid kristallstruktuure;
- kirjeldab funktsionaalsete materjalide klassifikatsiooni;
- kirjeldab juhtides, pooljuhtmaterjalides, dielektrikutes toimuvate protsesside seoseid ja analüüsib nende materjalide elektrilisi ja optilisi omadusi;
-loetleb kaasaegseid funktsionaalseid materjale;
-kirjeldab funktsionaalsete materjalide valmistamise tehnoloogiaid;
-kirjeldab funktsionaalsete materjalide kasutamist elektronseadistes, sensorites, päikeseelementides, bioloogilistes seadistes ja keskkonnapuhastamisel;
- analüüsib materjalide elutsükli erinevaid etappe;
- analüüsib funktsionaalsete materjalide ja nendel baseeruvate seadiste keskkonnaohtusid ja taaskasutamise võimalusi.

After completing this course the student:
- lists the most important crystal structures;
- describes the classification of functional materials;
- describes the structure-property relationship of conductors, semiconductor and dielectric materials, and analyzes the electrical and optical properties of these materials;
- lists modern functional materials;
- describes the technologies for the production of functional materials;
- describes the use of functional materials in electronic devices, sensors, solar cells, biological devices and environmental cleaning;
- analyzes different stages of the life cycle of materials;
- analyzes environmental hazards and re-use possibilities of functional materials and devices based on them.

Funktsionaalsete materjalide definitsioon ja klassifikatsioonid. Kristallide ehitus. Tähtsamad kristallvõre tüübid. Kristallvõre defektid. Tahked lahused.
Pooljuhtmaterjalides, dielektrikutes ja juhtides toimuvad protsessid ja nende materjalide elektrilised ja optilised omadused. I tüüpi ehk omadusi muutvad ja II tüüpi ehk energiat muundavad funktsionaalsed materjalid. Sensorid ja kaasaegsed funktsionaalsed materjalid. Funktsionaalsete materjalide valmistamise keemilised- ja füüsikalised sadestusmeetodid, jt valmistamise meetodid, molekulaarse jäljendamise tehnoloogia ning sool-geel tehnoloogiad. Kristallide kasvatamine. Funktsionaalsete materjalide kasutamine päikeseelementides, sensorites, biosensorites ja transistorides. Materjalide elu tsükkel. Funktsionaalsete materjalide tootmise ja taaskasutamise keskkonnasäästlikud printsiibid.

Definition and classification of functional materials. Structure of crystalline solids. Important crystal structures. Crystalline imperfections. Solid solutions.
The processes taking place in semiconductors, dielectrics and conductors and their characteristic electrical and optical properties. Type I- property changing and type II- energy exchanging functional materials. Sensors and advanced functional materials. Fabrication techniques of functional materials: chemical and physical methods and other deposition techniques, incl. molecular imprinting technology, sol-gel technology. Growth of crystals. Application of functional materials in solar cells, sensors, biosensors and electronic devices. Materials life cycle. Environmental issue on production and recycling of functional materials.

Eksam, Eksami eeldus: 2 seminariettekannet. Kolm kontrolltööd.

Exam, Examination prerequisite: 2 presentations. Three tests.

Iseseisva töö eesmärgid:
• kinnistada auditoorselt läbivõetud materjali iseseisva mõtestatud tegevusega.

Iseseisva töö sisu ja maht:
• kaks (2) kodutööd kursuse erinevatel teemadel – 26 tundi,
• ettevalmistus eksamiks – 26 tundi.

Goals of individual work:
• to deepen the knowledge developed in lectures and seminars by individual analysis work.

Content and volume of individual work:
• two (2) homeworks on different course topics – 26 hours,
• preparation for written test – 26 hours.

1. Loengukonspekt.
2. W. D. Callister. Materials Science and Engineering. J. Wiley&Sons, Inc.
3. D. M. Addington and D.L. Schodek. Smart Materials and Technologies. Elsevier.
4. D. J. Leo. Engineering analysis of Smart Materials and Systems. J. Wiley & Sons, Inc
5. Ashby M. F. Materials and the Environment, Elsevier.

-