ماجستير العلوم في فيزياء المواد
وصف عام للبرنامج
يهدف هذا التخصص إلى تزويد الطالب بالمعرفة الأساسية لفهم القوانين الفيزياء التي تحكم سلوك حركة الأجسام والمواد بأنواعها، والعلاقة بين المادة والطاقة، كما يتناول مهارات التحليل الرياضية، والعلمية، والمنطقية للظواهر الطبيعية، وسلوك الأجسام، والمواد، إضافة إلى المهارات العملية اللازمة لتصميم وإجراء التجارب المخبرية لوصف ودراسة سلوك الأجسام، والمواد، وأساسيات الميكانيكا التقليدية، والكهرومغناطيسية، والفيزياء الحرارية، والإلكترونيات، وميكانيكا الكم، والبصريات، وفيزياء الحالة الصلبة و فيزياء الذرة و النواة ، فيزياء النانو، فيزياء الطاقة الشمسية ، فيزياء الاشعاعية ،علم المواد.
شروط القبول في البرنامج
- أن يكون المتقدم حاصلاً على درجة البكالوريوس بمعدل لا يقل عن 2.75 من 5.00 أو ما يعادلها.
- دراسة بعض المقررات التكميلية للطلبة الذين لا تشتمل سجلاتهم الأكاديمية المقررات الأساسية في خطة القسم حسب ما يقرره القسم، ويكون قبولهم مشروطاً باجتياز هذه المقررات.
- حصول المتقدم على درجة (4) في اختبار IELTS أو ما يعادله
- ألا تقل درجة اختبار القدرات العامة للجامعيين عن 60 درجة.
الخطة الدراسية لبرنامج ماجستير
” العلوم في فيزياء المواد “
مقررات و رسالة
( نظام فصلين دراسيين)
مسمى المؤهل | ماجستير العلوم في فيزياء المواد | Master of Science in Material Physics | Name of Degree Awarded |
المستوى الاول | First Semester | ||||||
م | رقم المقرر ورمزه | مسمى المقرر | عدد الوحدات | Course Code | No | ||
Credit Hours | |||||||
1 | فيز 600 | فيزياء جوامد متقدمة | (2,1,0) | Advanced Solid State Physics | Phys 600 | 1 | |
2 | فيز 601 | ميكانيكا إحصائية متقدم | (2,1,0) | Advanced Statistical Mechanics | Phys 601 | 2 | |
3 | فيز 602 | فيزياء رياضية متقدمة | (2,1,0) | Advanced Mathematical Physics | Phys 602 | 3 | |
4 | فيز 603 | ميكانيكا كم متقدم | (2,1,0) | Advanced Quantum Mechanics | Phys 603 | 4 | |
مجموع الوحدات | (8,0,4) | Total Units |
المستوى الثاني | Second Semester | ||||||
م | رقم المقرر ورمزه | مسمى المقرر | عدد الوحدات | Course Code | No | ||
Credit Hours | |||||||
1 | فيز 604 | فيزياء لا خطية | (2,1,0) | Nonlinear Physics | Phys 604 | 1 | |
2 | فيز 605 | فيزياء البلازما التجريبية | (2,1,0) | Experimental Plasma Physics | Phys 605 | 2 | |
3 | فيز 606 | ضوء متقدم | (2,1,0) | Advanced Optics | Phys 606 | 3 | |
4 | فيز 607 | علم مواد متقدم | (2,1,0) | Advanced Material Science | Phys 607 | 4 | |
مجموع الوحدات | (8,4,0) | Total Units |
المستوى الثالث | Third Semester | |||||
م | رقم المقرر ورمزه | مسمى المقرر | عدد الوحدات | Course Code | No | |
Credit Hours | ||||||
1 | فيز xxx | مقرر اختياري | (2,0,0) | Elective Course | Phys XXX | 1 |
2 | فيز xxx | مقرر اختياري | (2,0,0) | Elective Course | Phys XXX | 2 |
3 | فيز xxx | مقرر اختياري | (2,0,0) | Elective Course | Phys XXX | 3 |
4 | فيز xxx | مقرر اختياري | (2,0,0) | Elective Course | Phys XXX | 4 |
مجموع الوحدات | (8,0,0) | Total Units |
المستوى الرابع | Fourth Semester | |||||
م | رقم المقرر ورمزه | مسمى المقرر | عدد الوحدات | Course Code | No | |
Credit Hours | ||||||
1 | فيز 630 | الرسالة | (3,0,3) | Thesis | Phys 630 | 1 |
مجموع الوحدات | (8,4,0) | Total Units |
المقررات الاختيارية Elective Courses
م | رقم المقرر ورمزه | مسمى المقرر | عدد الوحدات | Course Code | No | |
Credit Hours | ||||||
1 | فيز 620 | الأغشية الرقيقة | (2,0,0) | Thin Film | Phys 620 | 1 |
2 | فيز 622 | فيزياء المعادن | (2,0,0) | Physical Metallurgy | Phys 622 | 2 |
3 | فيز 623 | المتراكبات | (2,0,0) | Composites | Phys 623 | 3 |
4 | فيز 619 | فيزياء البلمرات | (2,0,0) | Polymer Physics | Phys 619 | 4 |
5 | فيز 621 | فيزياء النانو | (2,0,0) | Nanophysics | Phys 621 | 5 |
6 | فيز 624 | الفيزياء الحاسوبية التطبيقية | (2,0,0) | Applied Computational Physics | Phys 624 | 6 |
7 | فيز 625 | المواد الوظيفية | (2,0,0) | Functional Materials | Phys 625 | 7 |
8 | فيز 626 | تصميم المواد | (2,0,0) | Materials Design | Phys 626 | 8 |
وصف مقررات ماجستير” العلوم في فيزياء المواد “
مقررات و رسالة
( نظام فصلين دراسيين)
وصف المقررات | |||||||
رمز ورقم المـقرر | عنوان المقـــــرر | عدد الوحدات | متطلب سابق | ||||
600 فيز | فيزياء جوامد متقدمة | 3 | - | ||||
توصيف المقرر | نظرية النطاق ونموذج TB – سطح فيرمى و كثافة المستويات – أشباة الموصلات – المغناطيسية – المواد قوية الترابط – فيزياء الأبعاد المنخفضة والأسطح. | ||||||
| |||||||
Prerequisite | Credits | Course Title | Course Code | ||||
- | 3 | Advanced Solid State Physics | Phys 600 | ||||
Aim of the Course Student will study selective topics enable him to gain a deep understand of many phenomena in solid state. Course contents Review of band theory of solid and tight binding model - Fermi surface and density of states – Semiconductors - Magnetism: spin waves, ferromagnetism and anti-ferromagnetism, spin density waves - Strongly correlated materials, Anderson localization, metal-insulator transitions, Quantum Learning Outcomes On satisfying the requirements of this course, students will be able to:
Reference:
| Course Description |
رمز ورقم المـقرر | عنوان المقـــــرر | عدد الوحدات | متطلب سابق | |||||
601 فيز | ميكانيكا إحصائية متقدم | 3 | - | |||||
توصيف المقرر | نحو مفهوم الإتزان: التسلسل الهرمي بيرنشتين - جرين- كورشكال - معادلة بولتزمان - H-نظرية. نظرية المحتوى - الجهد الديناميكي الحراري. الإحصاء الكمى - تكثف بوز. النظم المتفاعلة: التوسع العنقودى - الأطوار الانتقالية عن طريق نظرية المجال المتوسط؛ معيارجينزبورغ. | |||||||
| ||||||||
Prerequisite | Credits | Course Title | Course Code | |||||
- | 3 | Advanced Statistical Mechanics | Phys 601 | |||||
Aim of the Course The course aims to give research students a working knowledge of advanced statistical mechanics techniques Course contents Approach to equilibrium: BBGKY hierarchy; Boltzmann equation; H-theorem. Ensemble theory; thermodynamic potentials. Quantum statistics; Bose condensation. Interacting systems: Cluster expansion; phase transition via mean-field theory; the Ginzburg criterion. Learning Outcomes On satisfying the requirements of this course, students will be:
Reference:
| Course Description |
رمز ورقم المـقرر | عنوان المقـــــرر | عدد الوحدات | متطلب سابق | |||||
602 فيز | الفيزياء الرياضية المتقدمة | 3 | - | |||||
توصيف المقرر | فراغ المتجهات الخطية-المتجهات الذاتية والقيم الذاتية- دوال جرين- المعادلات التكاملية- حساب المتغيرات. | |||||||
| ||||||||
Prerequisite | Credits | Course Title | Course Code | |||||
- | 3 | Advanced mathematical Physics | Phys 602 | |||||
Aim of the Course The aim of this course is to achieve an understanding and appreciation, in as integrated a form as possible, of some mathematical techniques which are widely used in theoretical physics. Course contents Review of linear vector spaces: (Definition; linear independence and basis vectors; function spaces; orthogonality and completeness relations). Eigenvectors and eigenvalues: (Review of linear operators; adjoint and Hermitian operators; eigenvectors and eigenvalues. Weight functions. Sturm-Liouville theory; Hermitian Sturm-Liouville operators. Spherical harmonics and Legendre's equation. The quantum oscillator and Hermite's equation. Orthogonal polynomials). Green's functions: (Definition. Example: electrostatics. Construction of Green's functions: the eigenstate method; the continuity method. Quantum scattering in the time-independent approach; perturbation theory. Travelling waves. Example: electromagnetism. The Fourier transform method; retarded Green's functions and retarded potentials). Integral equations: (Classification: integral equations of the first and second kinds; Fredholm and Volterra equations. Simple cases: degenerate kernels; equations soluble by Fourier transform; problems reducible to a differential equation. Neumann series solution (perturbation theory); Fredholm series (if time). Eigenvalue problems; Hilbert-Schmidt theory). Calculus of variations Learning Outcomes On satisfying the requirements of this course, students will be:
References
| Course Description |
رمز ورقم المـقرر | عنوان المقـــــرر | عدد الوحدات | متطلب سابق | ||||
603 فيز | ميكانيكا الكم المتقدمة | 3 | - | ||||
توصيف المقرر | نظرية التماثل و قوانين الحفظ: انعكاس الزمن، المجموعات المنفصلة، والإنتقالية والدورانية. نظرية الاضطراب التي تعتمد على الزمن. تكميم الحقول الكهرومغناطيسية ومعدلات الانتقال. جزيئات متطابقة. نظم مفتوحة: الحالات المختلطة، التبديد، فك الترابط، تكاملات المسار - الفرميونات والبوزونات المتفاعلة، معادلات الموجة النسبية. | ||||||
| |||||||
Prerequisite | Credits | Course Title | Course Code | ||||
- | 3 | Advanced quantum mechanics | Phys 603 | ||||
Aim of the Course The aim of this course is to achieve an understanding and appreciation, in as integrated a form as possible, of some quantum mechanics which are widely used in physics. Course contents Symmetry theory and conservation laws: time reversal, discrete, translation and rotational groups. Potential scattering. Time-dependent perturbation theory. Quantization of Electromagnetic fields and transition rates. Identical particles. Open systems: mixed states, dissipation, decoherence, Path integrals, Interacting fermions and bosons, Relativistic wave equations. Learning Outcomes On satisfying the requirements of this course, students will be able to:
Reference
| Course Description |
رمز ورقم المـقرر | عنوان المقـــــرر | عدد الوحدات | متطلب سابق | ||||
604 فيز | الفيزياء اللاخطية | 3 | - | ||||
توصيف المقرر | مقدمة فى الفيزياء اللا خطية- التذبذبات اللا خطية - الإتزان والتفرع اللاخطى - الموجات اللاخطية - النظم الديناميكية اللاخطية – معادلات الفروق – الكسريات – خواص النظم الهيولية. | ||||||
| |||||||
Prerequisite | Credits | Course Title | Course Code | ||||
- | 3 | Nonlinear Physics | Phys 604 | ||||
Aim of the Course To introduce the concepts required for understanding 'real world' nonlinear phenomena using a variety of mathematical and laboratory models Course contents Introduction: Course organization, scope. Typical examples of nonlinearities in vibration and wave phenomena. Nonlinear Vibrations: Phase plane analysis, limit cycles. Perturbation techniques for weakly nonlinear systems. Nonlinear forced vibrations; jump phenomena, synchronization, superharmonic and subharmonic resonance. Nonlinear Stability and Bifurcation: Weakly nonlinear approaches. Techniques for computing bifurcating nonlinear-response branches. Examples and applications. Nonlinear Waves: Nonlinear dispersion relation and finite-amplitude periodic waves. Nonlinear wave interactions. Forced nonlinear waves. Exact methods for fully nonlinear waves. Examples and applications. Dynamical systems: Structures arise in the analysis of ordinary differential equations. Systems of differential equations with examples. Logistic Map: Chaos in a simple iterated map. Chaotic behavior and Lyapunov exponent. Fractals & Chaotic Dynamics: Strange attractors. Cantor set and von Koch curve. Fractal dimensions. Mandelbrot set. Chaotic and non-chaotic systems. Learning Outcomes: On satisfying the requirements of this course, students will be:
Reference
| Course Description |
رمز ورقم المـقرر | عنوان المقـــــرر | عدد الوحدات | متطلب سابق | |||||
605 فيز | فيزياء بلازما تجريبية | 3 | - | |||||
توصيف المقرر | مقدمة مرجعية عن البلازما - أنواعها وخواص حالة البلازما. طرق إنتاج البلازما المعملية مثل: البلازما المستحثة بالليزر أو البلازما المتولدة في مفاعلات الإندماج النووي و البلازما المتولدة بالتفريغ الكهربي للغازات. أجهزة التفريغ: نطاقات التفريغ - أنواع مضخات التفريغ. طرق تشخيص البلازما بتقنيات مختلفة مثل: طرق تشخيص الفوتون المنبعث - طرق تشخيص الجسيمات الحرة داخل البلازما وطرق التشخيص الكهربية. تقنيات تحليل البيانات التجريبية مثل: معالجة الصور - إنعكاس ابل. | |||||||
Prerequisite | Credits | Course Title | Course Code | |||||
- | 3 | Experimental Plasma Physics | Phys 605 | |||||
Aim of the Course This course offers scope on the field experiemntal plasma physics; types, generations and daigonstics methods. Course contents Introduction review on plasmas; types, parameters ranges (density, temperature, spectra). laboratory plasmas ; Plasma discharge, Laser induced plasmas, Fusion plasmas. Vacuum Systems; Vacuum regimes, types of pumbs and performance and pressure gauges. Plasma Diagnostics; Photon daigonstics (emission spectra, Tomson scattering, Laser induced flourscence), particle diagonstics (Langumire probe, mass spectrometer), electrical daigonstics (electrical and magnetic probe, and impedance measurments). Analysis techniques; Image processing, Data analysis techniques, Abl inversion techniques. Learning Outcomes On satisfying the requirements of this course, students will be:
References
| Course Description |
رمز ورقم المـقرر | عنوان المقـــــرر | عدد الوحدات | متطلب سابق | |||
606 فيز | ضوء المتقدم | 3 | - | |||
توصيف المقرر | الإنعكاس والإنكسار على الأسطح البصرية - تشكيل الصورة – المرآيا والمنشور الثلاثي - | |||||
Prerequisite | Credits | Course Title | Course Code | |||
- | 3 | Advanced Optics | Phys 606 | |||
Aim of the Course The course aims to give fundamental topics to understand advanced optics and its applications in optical instruments. Course Contents Reflections and refractions at optical surfaces ( Rays - Fermat’s principle - Snell’s law - Reflection versus refraction at an interface - Handedness/parity - Plane parallel plate (PPP) and reduced thickness) - Image formation ( Pinhole camera - Object representation - Lenses- Image types) - Mirrors and prisms ( Plane mirrors - Deviating prisms - Dispersing prisms - Glass - Plastic optical materials) - Curved optical surfaces ( Optical spaces - Sign convention - Ray tracing across a spherical surface - Sag of spherical surfaces -Paraxial ray propagation - Gaussian equation of a single surface -Focal lengths and focal points - Transverse magnification) - Thin lenses (Lens types and shape factors - Gaussian optics – cardinal points for a thin lens - Mapping object space to image space - Magnification - F-number - ZZo diagram - Thick lens equivalent of thin lens - Newtonian optics - Cardinal points of a thin lens - Thin lens combinations) - Thick lenses ( Principal points - Focal points - Nodal points - Determining cardinal points - Thick lens combinations) - Mirrors ( Plane mirrors - Spherical mirrors - Volume of material in a spherical dome - Aspheric surfaces - Aspheric surface sag) - Optical apertures (Aperture stop - Field stop - F-number and numerical aperture -Depth of focus and depth of field - Hyperfocal distance) - Paraxial ray tracing ( Ray tracing worksheet - Chief and marginal rays - Optical invariants - Marginal and chief ray trace table - Scaling of chief and marginal rays - Whole system scaling) - Aberrations in optical systems ( Diffraction - Diffraction and aberrations -Monochromatic lens aberrations - Aberration induced by a PPP - Chromatic aberration) - Real ray tracing ( Approach - Skew real ray trace - Refraction at the spherical surface - Meridional real ray trace - Q–U method of real ray trace) - Optical Instrumentation. Learning Outcomes On satisfying the requirements of this course, students will be:
References
| Course Description |
رمز ورقم المـقرر | عنوان المقـــــرر | عدد الوحدات | متطلب سابق | ||||
607 فيز | علوم المواد المتقدمة | 3 | - | ||||
توصيف المقرر | الروابط في المواد الصلبة - التركيب الهيكلي للفلزات والخزف - التركيب الهيكلي للبلمرات - العيوب و الخلع الهيكلي - الإنتشار الكيميائي - المخططات الهيكلية البنائية - التحولات الهيكلية البنائية - أنواع وتطبيقات المواد - الخصائص الميكانيكية للمواد - التشوه الحجمي وآليات تعزيز القوة - الخصائص الكهربائية للمواد - الخصائص الضوئية والمغناطيسية والحرارية للمواد – بعض الأمثلة على تطبيقات المواد في مجال الفوتونك والإلكترونيات الدقيقة. | ||||||
Prerequisite | Credits | Course Title | Course Code | ||||
- | 3 | Advanced Materials Science | Phys 607 | ||||
Aim of the Course This course offers scope on the phase diagram of alloys, physical and chemical properties of different materials such as polymers, metals and ceramics. Course Contents Bonding in Solids - Metallic/Ceramic Structures - Polymer Structures - Defects and Dislocations – Diffusion - Phase Diagrams and Phase Transformations - Types and Applications of Materials - Mechanical Properties - Deformation/Strengthening Mechanisms - Electrical properties of Materials - Optical and Magnetic Properties of Materials
Learning Outcomes After completing the course, the student should be able to:
References
2. R.E. Hummel," Electronic Properties of Materials", 3rd Ed., Springer, New York, (2001). 3. L. Solymar and D. Walsh, "Lectures on the Electrical Properties of Materials", 5th Ed., Oxford University Press Inc., New York, (2001). 4. Y.M. Chiang, D.P. Birnie III, and W.D. Kingery, Physical Ceramics: Principles for Ceramic Science and Engineering, Wiley, New York, (1996). 5. L.L. Hench and J.K. West, "Principles of Electronic Ceramics", Wiley, New York, (1990). | Course Description |
رمز ورقم المـقرر | عنوان المقـــــرر | عدد الوحدات | متطلب سابق | ||||
619 فيز | فيزياء البلمرات | 3 | - | ||||
توصيف المقرر | يهدف هذا المقرر إلي دراسة تركيب البوليمرات والتعرف علي الطرق المختلفة لعملية البلمرة والحصول علي البوليمرات التساهمية ومخاليط البوليمرات – ميكانيكية درجة التحول الزجاجي – الديناميكا الحرارية – مخطط الأطوار - الإنتشار – المرونة – البللورات الضوئية - الخواص الكهربية – الخواص الميكانيكية – البلمرات الموصلة. | ||||||
Prerequisite | Credits | Course Title | Course Code | ||||
- | 3 | Polymer Physics | Phys 619 | ||||
Aim of the Course This course offers scope of polymerization, synthesis of polymers, Phase state and phase transitions of polymers, mechanism of glass transition temperature and conducting polymer.
Course Content Introduction: polymerization - Synthesis of Polymers ( Block copolymer-homopolymer blends - Polymer blends) - Phase state and phase transitions of polymers - Rubber-like state of polymers - Mechanism of glass transition temperature Tg - Thermodynamics ; Mean field; Flory Huggind and lattice theory; entropy and enthalpy of mixing’ phase diagrams - Diffusion of polymers; reputation; elasticity - Gels; Flory-Rehner theory - Intermaterial dividing surface (IMDS); polymer-based photonics - Influence of chain architecture on microdomain characteristics - Hierarchically ordered BCP-nano-particle composites - Deformation properties and mechanical strength of polymers - Electrical properties of polymers - Conducting polymer ; polypyrrole chains; optical interactions. Learning outcomes On satisfying the requirements of this course, students will:
References
| Course Description |
رمز ورقم المـقرر | عنوان المقـــــرر | عدد الوحدات | متطلب سابق | ||||
620 فيز | الأغشية الرقيقة | 3 | - | ||||
توصيف المقرر | مراجعة على خواص المادة فى بعدين – عمليات نمو الأغشية الرقيقة –– تقنة وعلم التفريغ – تبخير الأغشية الرقيقة فيزيائيا وكيمائيا –– التضاريس السطحية للأغشية الرقيقة – الخصائص التركيبية والكهربية والضوئية والميكانيكية للأغشية الرقيقة – تطبيقات الأغشية الرقيقة. | ||||||
Prerequisite | Credits | Course Title | Course Code | ||||
- | 3 | Thin Film | Phys 620 | ||||
Aim of the course This course provides an introduction to physical properties, processing methods, characterization techniques of thin films. Course Content A review of material science in two dimensions (Structure - Bonds and bands in materials – surface states). Deposition of thin films (nucleation kinetics – epitaxial growth – Adsorption - Surface diffusion - film adhesion – substrate effect). Vacuum science and technology (Kinetic theory of gases – Gas transport and pumping – Vacuum pumps – Vacuum systems). Thin film evaporation (Physical Vapor Deposition PVD - Chemical Vapor Deposition – Pulsed Laser deposition PLD) Thin films morphology and roughness. Thin films structural, electrical, optical and mechanical properties. Applications of thin films (information storage - integrated circuits - micro-electromechanical systems - optoelectronics – photovoltaics). Learning outcomes
Learning outcomes On satisfying the requirements of this course, students will:
References:
| Course Description |
رمز ورقم المـقرر | عنوان المقـــــرر | عدد الوحدات | متطلب سابق | ||||
621 فيز | فيزياء النانو | 3 | - | ||||
توصيف المقرر | يهدف هذا المقرر إلي دراسة مقدمة في المواد متناهية الصغر (النانوية) - تصنيف المواد النانوية (المواد النانوية صفرية - أحادية وثنائية الأبعاد): نقاط الكم والجسيمات النانوية - صفائح النانو- الأنابيب النانوية والأسلاك النانوية - تصنيع المواد متناهية الصغر: نهج من أعلى إلى أسفل وأسفل إلى أعلى - الطباعة الضوئية - الطباعة بواسطة اشعاع الإلكترون - ترسيب الأبخرة الكيميائية - التجميع الذاتي - سول جل والطريقة الحرارية المائية - خصائص المواد النانوية: الميكانيكية - الخصائص الإلكترونية - الخصائص البصرية - الخصائص المغناطيسية والحرارية. تقنيات التوصيف: الأشعة السينية وتقنيات حيود النيوترونات - المجهر الإلكتروني (SEM وTEM) - المجهر القوة الذرية (AFM) - (EDX) و (SAED). تطبيقات المواد النانوية: محفزات لتنقية الهواء والماء - تطبيقات في أجهزة الاستشعار - الأغشية غير العضوية لفصل الغاز - المواد الحفازة لخلايا الوقود - تكنولوجيا النانو في الأجهزة الإلكترونية - تكنولوجيا النانو في تحويل الطاقة وتخزينها. | ||||||
Prerequisite | Credits | Course Title | Course Code | ||||
- | 3 | Nanophysics | Phys 621 | ||||
Aim of the Course The aim of this course is to achieve an understanding about Classification of nanomaterials, Quantum dots and nanoparticles, Applications of nanomaterials and Nanotechnology in energy conversion and storage. Course content Introduction to nanomterials - Classification of nanomaterials (zero, one, and two-dimensional nanomaterials). Quantum dots and nanoparticles – Nanosheets – Nanotubes - Nanowires. Synthesis of nanomaterials: top-down and bottom up approach - Optical lithography - Electron beam lithography - Chemical vapor deposition - Self-assembly - Sol-gel and hydrothermal method. Properties of nanomaterials: Mechanical – Electronic – Optical - Magnetic and thermal properties. Characterization techniques: X-Ray and neutron diffraction techniques - Electron microscopy (SEM and TEM) - Atomic force microscopy (AFM) - Energy dispersive X-ray (EDX) and selected area electron diffraction (SAED). Applications of nanomaterials; Catalysts for air and water purification - Carriers of drug delivery – Biosensors - Inorganic membranes for gas separation - Catalysts for fuel cell - Nanotechnology in electronic devices - Nanotechnology in energy conversion and storage. Learning outcomes On successful completion of the course, students should be able to:
References
| Course Description |
رمز ورقم المـقرر | عنوان المقـــــرر | عدد الوحدات | متطلب سابق | ||||
622 فيز | المعادن | 3 | |||||
توصيف المقرر | المعادن – السبائك – أشباه الموصلات – السيراميك – الديناميكا الحرارية للأنظمة الثنائية – مخطط الأطوار – الإتزان في الجوامد – أطوار الإنتقال – الأطوار البللورية – العيوب البللورية – المحاليل والسبائك – الإنتشار – المواد متعددة الأطوار – التركيب النانوي – المرونة - تصميم وتصنيع المواد. | ||||||
Prerequisite | Credits | Course Title | Course Code | ||||
3 | Physical Metallurgy | Phys 622 | |||||
Aim of the Course The aim of this course is to achieve an understanding about metals, alloys, semiconductors and materials design and processing. Course content Metals – alloys - semiconductors and ceramics. It further deals with the thermodynamics of binary systems - Phase diagrams - Equilibrium in solid solutions - Metastable states - Phase transformations - Precipitation - Kinetics for grain growth - Crystalline phases - Polytypism - Defects in crystals (vacancies, interstitials and dislocations) - Solutions and alloys - Atomic processes – diffusion - Multiphase materials – Microstructure – Nanostructure - Relationships between theory, materials synthesis and processing - structure/bonding - and properties - Elasticity - Plasticity and fracture - Materials design and processing. Learning Outcomes On successful completion of the course, students should be able to:
References
| Course Description |
رمز ورقم المـقرر | عنوان المقـــــرر | عدد الوحدات | متطلب سابق | |||||
623 فيز | المتراكبات | 3 | - | |||||
توصيف المقرر | تعريف المقويات و المادة الهيكلية للمواد المركبة - خصائص المواد المركبة القياسية - الخصائص الميكانيكية والفيزيائية والكهربائية والمغناطيسية للمواد المركبة - ميكانيكية التدعيم عبر الألياف - الطول الحرج للألياف - ملخص طرق تصنيع المواد المركبة وتأثيرها على الخصائص - التلف في المواد المركبة وطرق فحصه - التطبيقات والفاعلية الميكانيكية - المواد المركبة الطبيعية - خصائص المواد المركبة الذكية. | |||||||
Prerequisite | Credits | Course Title | Course Code | |||||
- | 3 | Composites | Phys 623 | |||||
Aim of the Course The aim of this course is to achieve an understanding about physical properties of composite materials and properties of smart composites materials. Course content Definitions, typical reinforcements and matrices - Properties of typical composites (PMC, MMC, CMC) – Mechanical – Physical - Electrical, and magnetic properties of composite materials - Mechanism of fibre strengthening; critical length - Outline of manufacturing methods; influence on properties - Typical defects and methods of detection - Applications and mechanical performance - Natural composites - Properties of smart composites materials. Learning Outcomes On completion of this course the student should:
References
| Course Description | |||||||
رمز ورقم المـقرر | عنوان المقـــــرر | عدد الوحدات | متطلب سابق | |||||
624 فيز | الفيزياء الحاسوبية التطبيقية | 2 | ---- | |||||
توصيف المقرر | مقدمة إلى الطرق الحسابية الرئيسية التي تسمح بمحاكاة وتحليل السلوك الديناميكي لمجموعة واسعة من المشاكل الفيزيائية بمقاييس أطوال مختلفة للأنظمة الكلاسيكية والكمية ؛ طرق الشبكة للحقول الكلاسيكية والكمية - تقنيات النمذجة / البرمجة المتضمنة في توليد كميات هائلة من البيانات - محاكاة حالات المادة المعقدة - تقنيات لتحليل واستخراج الخصائص الفيزيائية من مجموعات البيانات المختلفة. | |||||||
Prerequisite | Credits | Course Title | Course Code | |||||
2 | Applied Computational Physics | Phys 624 | ||||||
Aim of the Course The aim of this course is to achieve an understanding of methods used for solving a vast array of classical and quantum physics scientific problems while stressing modern computational paradigms for achieving these solutions. Course content Introduction to the main computational tools which permit to simulate and analyze the dynamic behavior of a wide range of physical problems at different length scales for classical and quantum systems; Grid methods for classical and quantum fields - Modelling/programming techniques involved with the generation of massive amounts of data – Simulating complex states of matter - Techniques to analyze and extract physical knowledge from different datasets. Learning Outcomes On completion of this course the student should be able to:
References 1. J.F., Boudreau and E.S. Swanson, “Applied computational physics”. Oxford University Press. (2017). 2. R.H. Landau, M.J. Páez and C.C. Bordeianu, “ Computational physics: Problem solving with Python” John Wiley & Sons (2015). 3. T. Pang, “An Introduction to Computational Physics”, Cambridge University Press (2010) | Course Description |
رمز ورقم المـقرر | عنوان المقـــــرر | عدد الوحدات | متطلب سابق | |||||
625 فيز | المواد الوظيفية | 2 | ---- | |||||
توصيف المقرر | مقدمة عن الآليات التي تحكم خصائص المواد الوظيفية. ارتباط خصائص المواد الوظيفية بالترتيبات الذرية والبنية الإلكترونية وحالات الترابط الكيميائي: التركيب البلوري للمواد الصلبة وتحولات الطور والعلاقات بين التركيب البلوري والخصائص الوظيفية. تركيب المواد ومعالجة المواد الوظيفية. تطبيقات أشباه الموصلات في الإلكترونيات والبصريات والخلايا الكهروضوئية. الموصلات الأيونية في البطاريات وأجهزة الاستشعار وخلايا الوقود. مواد لتكنولوجيا الطاقة.
| |||||||
Prerequisite | Credits | Course Title | Course Code | |||||
2 | Functional Materials | Phys 625 | ||||||
Aim of the Course The aim of this course is to achieve an understanding about which "functions" that can be built into a material and how one can maximize the performance of the material. Course content This course gives you an introduction to mechanisms that rules the properties of functional materials. A selection of these properties will be described and connections to atomic arrangements, electronic structure, and chemical bonding situations will be shown: The crystal structure of solids, phase transformations and relations between crystal structure and functional properties. Material synthesis and processing of functional materials. Applications of semi-conductors in electronics, optics, and photovoltaic cells. Ionic conductors in batteries, sensors, and fuel cells. Materials for energy technology. Specifically, electric conductivity as well as optical and magnetic properties will be handled
Learning Outcomes On completion of this course the student should be able to:
References 1. D.D. L. Chung “Functional materials: Electrical, dielectric, electromagnetic, optical and magnetic applications”. Vol. 4. World scientific ( 2021). 2. S. Banerjee and A. K. Tyagi, (Eds.), "Functional materials: preparation, processing and applications.", Elsevier (2011). 3. Yi, Jiabao, and Sean Li, (Eds.), “Functional Materials and Electronics”. CRC Press (2018).
| Course Description |
رمز ورقم المـقرر | عنوان المقـــــرر | عدد الوحدات | متطلب سابق | |||||
626 فيز | تصميم المواد | 2 | ---- | |||||
توصيف المقرر | الطرق الحسابية المختلفة المستخدمة لدراسة الظواهر بمقاييس أطوال وزمن مختلفة. مقدمة في حسابات Ab initio باستخدام نظريات دالة الكثافة. نظرية الكثافة الوظيفية والتنبؤ بالخصائص الأساسية للمواد من أصغر مكوناتها. الدينامكيات الجزيئية ونهج مونت كارلو للظواهر واسعة النطاق. | |||||||
Prerequisite | Credits | Course Title | Course Code | |||||
2 | Materials Design | Phys 626 | ||||||
Aim of the Course The aim of this course is to identify role of computation for the understanding, prediction, and design of materials. Course content Different computational methodologies used to study phenomena at different length scales and timescales. Introduction to Ab initio calculations using density function theories. Density functional theory and prediction of the fundamental properties of materials from their smallest constituents: atoms, chemical bonds between atoms, and unit cells, obtaining ground-state properties such as elastic constants as well as excited-state properties such as optical absorption. Molecular dynamics and Monte Carlo approaches for large-scale phenomena.
Learning Outcomes On completion of this course the student should be able to:
References
1. D. Sholl and J.A. Steckel “Density functional theory: a practical introduction”, John Wiley & Sons (2011) 2. J.G. Lee, “Computational materials science: an introduction”, CRC press (2016)
3. D. Frenkel and B. Smit, “ Understanding molecular simulation: from algorithms to applications” (Vol. 1). Elsevier (2001) | Course Description |