Õppeaine eesmärk on:
- anda põhiteadmised olulisematest kaasaegsetest materjalide uurimismeetoditest ja nende rakendustest;
- anda doktorandile praktiline kogemus valitud uurimismeetoditel;
- anda põhiteadmised teadusuuringute valdkonnas iseseisvaks probleemipüstituseks ning lahenduste väljatöötamiseks.

The aim of this course is to:
- provide the student with basic knowledge about the advanced materials characterization techniques and their applications;
- provide the student with practical experience on chosen characterization methods;
- provide the student with basic knowledge for independent research problem definition and solving.

Aine läbinud üliõpilane:
- klassifitseerib kaasaegseid uurimismeetodeid ja hindab nende rolli ning tähtsust moodsas teaduses;
- püstitab uurimisülesande ja kasutab kaasaegseid uurimismeetodeid oma uurimisvaldkonnas;
- valib uurimismeetodit tundlikkuse ja saadava informatsiooni seisukohalt;
- analüüsib uurimismeetodite abil saadud infot.

After completing this course the student:
- classifies the advanced characterization techniques and understands the role and importance of characterization techniques in the development of modern science;
- formulates the scientific task and implements studied characterization techniques in its field of research;
- selects suitable characterization methods for specific research task according to the sensitivity and information the methods enable;
- analyses the information obtained by the studied characterization techniques.

Õppeaine sisaldab uurimismeetodite klassifikatsiooni ning erinevate meetodite põhialuseid ja praktilisi näiteid. Kursuse käigus antakse ülevaade uurimismeetodi eelistest ja piirangutest, nõudmistest uurimisobjektidele ning alternatiivsetest uurimismeetoditest.
Kursus annab põhiteadmised uurimismeetoditest, mis võimaldavad uurida:
- materjalide struktuuri (Raman spektroskoopia, röntgendifraktsioon, tuumamagnetresonants jt.);
- morfoloogiat ja pinnaomadusi (skaneeriv elektronmikroskoopia, aatomjõumikroskoopia jt.);
- optilisi omadusi (luminestsents, UV-Vis-NIR spektroskoopia jt.);
- elektrilisi ja magnetilisi omadusi (Halli meetod, Kelvin sondi meetod jt.);
- koostist (aatomabsorptsioon spektroskoopia, röntgenfotoelektronspektroskoopia, röntgenfluorestsents, sünkrotroni meetodid jt.);
- füüsikalisi omadusi (tugevus, deformatsioon, voolavus, kulumiskindlus, pindpinevus, märgamine jt);
- termilist stabiilsust (termiline analüüs koos gaasifaasi analüüsiga);
- ja teistest analüüsimeetoditest (kromatograadia, mass-spektroskoopia jt).
Kursuse praktilises osas saavad doktorandid tööoskuse enda poolt valitud uurimismeetodil, mis on vajalik doktoritöö tegemisel.

The course consists of the classification of advanced characterization methods, basis of different characterization techniques together with practical examples. The course gives an overview of advantages and limitations of each technique, requirements for the sample preparation, and description of alternative methods.
The student will acquire basic knowledge in the characterization methods that enable to study following properties of materials:
- materials structure (Raman spectroscopy, X-ray diffraction, Nuclear magnetic resonance spectrocopy etc.);
- morphology and surface properties (Scanning electron microscopy, Atomic force microscopy etc.);
- optical properties (luminescence spectroscopy, UV-Vis-NIR spectroscopy etc.);
- electrical and magnetic properties (Hall method, Kevin probe method etc.);
- composition (Atomic absorption spectroscopy, Energy dispersive X-ray spectroscopy, X-ray fluorescence spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, synchrotron based methods etc.);
- physical properties (strength, stretchability, fluidity, wear resistance, surface dension, wettability etc.);
- thermal stability (thermal analysis with evolved gas analysis);
- and other analysis techniques (chromatography and mass-spectroscopy etc.).
In the practical part of the course, doctoral students get hands-on-skills on chosen characterization methods, which are necessary for their research work.

Eksam

Exam

Eksamiks ettevalmistus

Preparation for the exam

1. P.E. Flewitt, R.K. Wild. Physical methods for materials characterization. 2nd editon. IOP publishing: Bristol and Philadelphia. 2003.
2. R.F. Egerton. Physical Principles of Electron Microscopy: An Introduction to SEM, TEM and AEM. Springer: 2005.
3. P. Larkin. Infrared and Raman spectroscopy. 1st edition. Elsevier, 2011.
4. J. Poortmans, V. Arkhipov. Thin film solar cells : fabrication, characterization and applications. Wiley, 2008.

-