Katıhal fiziği nedir? Ne ile ilgilenir? Katıhal fiziği örnekleri ve çalışma alanları

Katı hal fiziği adından da anlaşıldığı gibi maddelerin katı olan halleri ile ilgilenen bir alan olmaktadır.

Katıhal Fiziği Nedir?

Katı hal fiziği, madde fiziğinin bir dalı olarak belirtilmektedir. Katı hal fiziği, üç boyutlu iyi bir simetriye sahip olan kristal yapıda bulunan maddelerin mikroskobik ve makroskobik özelliklerini araştırır. Bu bilim dalının üzerinde durduğu konu kristaller olmaktadır. Kristallerde yer alan atomlar düzenli bir şekilde sıralandığında matematiksel olarak modeli daha kolay bir şekilde hazırlanabilmektedir. Katı hal fiziğinin konusu olan kristallerin inceleme konusu olmasının en önemli nedeni optik, elektronik, mekanik ve magnetik alanları için bir kaynak teşkil etmesi olarak ifade edilmektedir.

 Ne İle İlgilenir?

 Katı hal fiziği maddelerin değiştirilemez olan katı halleri ile ilgilenmektedir. Maddelerin amorf ya da kristal yapısını dikkate almadan temel fiziksel prensiplerden hareket etmektedir. Kristaller katı hal fiziğinin en önemli konuları arasında yer almaktadır. Katı hal fiziği teknolojisi kendi içinde sağlık, bilgisayar, elektronik gibi alanlara sahip olmaktadır. Katı hal fiziğinin çalışma alanları deneysel yollar kullanarak çeşitli malzemelerin sahip olduğu özelliklerin ölçülmesi, fizik yasalarından faydalanılarak matematiksel modeller geliştirilmesi ve fiziksel davranışların anlaşılması konularını içermektedir.

 Katıhal Fiziği Örnekleri

 Günlük hayatta katı hal fiziğinin kullanıldığı birçok alan bulunmaktadır. Bunların başında gün içinde sıklıkla kullanılan elektronik cihazlar gelmektedir. Katı hal fiziği deneysel çalışmalarda da ön plana çıkmaktadır. Katı hal fiziğinin kullanıldığı alanlar şu şekilde sıralanmaktadır:

 - Optik

 - Kristaller

 - Bilgisayar sistemleri

 - Mekanik

 - Sağlık sistemleri

 - Farklı sistemde hazırlanmış elektronik yapılar

 - Manyetik cihazlar 

 Katı hal fiziği kullanım alanı geniş olan bir çalışma alanı olsa da bu alanda düzenli olarak çalışmaların yapılması gerekmektedir. Katı hal fiziğinin çalışmalarının amacı maddenin katı halini nasıl ve ne şekilde kullanabileceği üzerinde yoğunlaşmaktadır. Bu sayede maddenin katı hali ile ilgili yapılan çalışmalar teknolojik olarak da maddenin nerelerde kullanılacağını göstermektedir. Maddenin katı halinin kullanım alanını yaygınlaştırmak için çalışmalar yapılmaya devam etmektedir.

 Katı hal fiziği teknolojide kullanılan her türlü malzemeyi işleyişine uygun olarak geliştirmek için çeşitli çalışmalar yapmaktadır. Bu çalışmalarda nano teknolojiden ve iletkenlikten yararlanmaktadır. Katı hal fiziği Kuantum fiziği, elektromanyetizma ve istatiksel fizik gibi bilim dallarından faydalanmaktadır. Katı hal fiziği akıllı kumaşlar, granit tencereler, hafızalı metaller, leke tutmayan duvar boyaları, kalem ucu, şarjlı piller ve güneş enerjili piller olmak üzere pek çok alanda kullanılmaktadır. Katı hal fiziği alanında eğitim görenler Mikroelektronik mühendisliği alanında çalışmaktadırlar.

 Katı Hal Fiziği Çalışma Alanları

 Katı hal fiziğinin çalışma alanları sıklıkla manyetik, optik ve maddenin elektrik özelliklerinin belirlenmesi üzerinde yoğunlaşmaktadır. Bu çalışmalar katı hal fiziği laboratuvarlarında metalik alaşım, yarıiletken, manyetik, amorf yapı özelliğinde nano parçacık, ince tel, nano tel, ince film yada külçe gibi çeşitli malzemeler hazırlamak ve optik özelliği sıfırın altında olan bir sıcaklık ayarında laboratuvarlarda incelenmektedir. Maddeleri tanımlarken faydalanılan deneysel metotlar fiziksel parametreleri belirlenmektedir.

 Maddenin katı halinin nasıl ve ne şekilde etkin kullanılacağı yapılan araştırmalar sonucu ortaya çıkmaktadır. Deneysel olarak yapılan çalışmalar maddenin katı halinin teknolojik alanlarda nerelerde ve nasıl kullanabileceğini ortaya çıkarmayı amaçlamaktadır.