|
8065745 -
TEORIA DEI SOLIDI E MODELLI MOLECOLARI
(obiettivi)
OBIETTIVI FORMATIVI:
Il corso è volto a completare la formazione di base nel campo della fisica quantistica applicata allo studio delle proprietà microscopiche e macroscopiche dei materiali .
L’obiettivo del corso è quello di fornire le principali conoscenze su metodi teorico/computazionali per lo studio delle proprietà strutturali, elettroniche ed ottiche dei materiali. Principali obiettivi formativi sono la comprensione di metodi quanto-meccanici semi-empirici e da primi-principi, quali la teoria del Funzionale Densità (DFT), la teoria del Funzionale densità dipendente dal tempo e la teoria delle Funzioni di Green.
Ulteriore obiettivo è l' apprendimento e l'uso in modo autonomo di uno dei principali codici di calcolo DFT (quantum-espresso) correntemente in uso nell' ambito della ricerca in scienza dei materiali tramite lo svolgimento di esercitazioni pratiche da parte dello studente
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE:
Il corso intende fornire allo studente gli strumenti di base necessari per comprendere le proprietà strutturali ed opto-elettroniche dei materiali in termini di una descrizione quanto-meccanica microscopica.
Le lezioni vertono sulla derivazione matematica ed interpretazione fisica dei principali strumenti di indagine teorica per lo studio delle proprietà strutturali, elettroniche e spettroscopiche dei materiali.
Applicazioni relative a materiali di corrente interesse nell'ambito della ricerca in scienza dei materiali sono illustrate durante le lezioni frontali e pratiche al calcolatore al fine di ampliare le conoscenze dello studente sullo stato dell'arte in questo settore.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE:
Il corso si pone la finalità di fornire gli strumenti matematico-fisici che permettano agli studenti di comprendere articoli scientifici dedicati allo studio dei materiali ed ad interpretare, tramite la loro conoscenza, varie osservabili fisiche sperimentali di interesse nella scienza dei materiali.
Lo studente dovrà esser anche in grado di individuare e comprendere il metodo teorico/computazionale adeguato alla caratterizzazione delle proprietà chimico-fisiche dei materiali di interesse ed essere in grado di interpretare discussioni di analisi e dati relativi a tali metodi.
Lo studente sarà anche in grado di affrontare problemi scientifici nuovi e di leggere testi e articoli scientifici in inglese su argomenti connessi alla studio delle proprietà strutturali elettroniche ed ottiche dei materiali.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO:
Agli studenti viene richiesta la capacità di utilizzare le conoscenze acquisite in maniera critica, nello specifico per lo studio delle proprietà strutturali, elettroniche ed ottiche dei materiali al fin di valutarne le caratteristiche per un appropriato impiego nel campo della scienza dei materiali.
ABILITÀ COMUNICATIVE:
Viene prestata particolare attenzione alla capacità di utilizzare, in maniera appropriata e in un contesto concettualmente coerente e rigoroso, le conoscenze acquisite nel corso delle lezioni. La relazione finale relativa all' esercitazione al calcolatore svolta dallo studente su un materiale specifico, è prevista tramite una presentazione power-point di tipo seminario da parte dello stesso, ed ha lo scopo di esercitare e migliorare le abilità comunicative e gli skills trasversali dello studente.
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO:
Stimolare ed indirizzare gli studenti all’ uso di testi specialistici ed articoli scientifici anche al fine di apprendere il medesimo argomento da più di una fonte, approfondendone così la comprensione e ampliando, al contempo, la capacità di analisi.
Stimolare studenti all' uso dell' ambiente di calcolo Linux e alla comprensione di semplici scripts bash per la gestione del lavoro pratico relativo alle simulazioni al calcolatore.
-
PULCI OLIVIA
( programma)
L'approssimazione di Born-Oppenheimer
L'approssimazione adiabatca
Il teorema di Hellmann-Feynman e di Epstein
Richiami alla teoria delle bande nei solidi Teorema di Bloch, boundary conditions Metodo variazionale.
Metodo tight-binding e sue applicazioni in materiali a varia dimensionalità. Metodo delle Onde-Piane Ortgonalizzate Metodo degli Pseudopotenziali e dello sviluppo in onde piane della Funzione d'onda
Equazione di Hartree e Hartree Fock,Teorema di Koopmans , potenziale di scambio Gas elettronico omogeneo: Trasformata di Fourier del potenziale coulombiano il gas elettronico omogeneo con Hartree Fock. Approssimazione di Slater, Approssimazione di Thomas Fermi . Derivate funzionali
La teoria del Funzionale Densita'
Teorema di Hohenberg e Kokn , Equazioni di Kohn e Sham.
La Local density Approximation. Il problema della gap in DFT.
Esempi di applicazioni della DFT
Proprieta' ottiche Indice di rifrazione complesso. Coefficiente di assorbimento.
La Riflettivita'. La funzione dielettrica. Relazioni di Kramers Kronig e regole di somma
Regola d'oro di Fermi: Calcolo della funzione dielettrica in approssimazione di dipolo
Esempi di funzione dielettrica per metalli, semiconduttori, isolanti. Densita' degli stati congiunta(JDOS) Andamento della JDOS vicino ai punti critici.
Teoria della risposta lineare e TDDFT.
Effetti eccitonici: modello idrogenoide di Mott-Wannier
Equazione di Boltzman per trasporto elettronico e termico
Tensore di conducibilita elettrica e termica. . Cenni fenomeni termoelettrici
Dinamica Molecolare Classica ed ab-initio
Teorie ab-initio di stato eccitato
Funzioni di Green classiche. Formalismo della seconda quantizzazione. Propagatore quantistico di singolo elettrone/buca e sua rappresentazione di Lehmann e relazione con eccitazioni elettroniche. Equazione di Dyson. Concetto di Self-energia. Equazione di quasi-particella. Metodo GW. Equazione di Bethe-Salpeter per il calcolo ab-initio di effetti eccitonici nella risposta ottica.
Esercitazioni al calcolatore su DFT, TDDFT, GW e BSE
che prevedono anche una introduzione ai principali comandi in ambiente linux.
 Grosso Pastori Parravicini, “Solid State Physics” ,
Dispense delle lezioni fornite della docente
Materiale on-line e tutorials su https://www.quantum-espresso.org/
-
PALUMMO MAURIZIA
( programma)
L'approssimazione di Born-Oppenheimer
L'approssimazione adiabatca
Il teorema di Hellmann-Feynman e di Epstein
Richiami alla teoria delle bande nei solidi Teorema di Bloch, boundary conditions Metodo variazionale.
Metodo tight-binding e sue applicazioni in materiali a varia dimensionalità. Metodo delle Onde-Piane Ortgonalizzate Metodo degli Pseudopotenziali e dello sviluppo in onde piane della Funzione d'onda
Equazione di Hartree e Hartree Fock,Teorema di Koopmans , potenziale di scambio Gas elettronico omogeneo: Trasformata di Fourier del potenziale coulombiano il gas elettronico omogeneo con Hartree Fock. Approssimazione di Slater, Approssimazione di Thomas Fermi . Derivate funzionali
La teoria del Funzionale Densita'
Teorema di Hohenberg e Kokn , Equazioni di Kohn e Sham.
La Local density Approximation. Il problema della gap in DFT.
Esempi di applicazioni della DFT
Proprieta' ottiche Indice di rifrazione complesso. Coefficiente di assorbimento.
La Riflettivita'. La funzione dielettrica. Relazioni di Kramers Kronig e regole di somma
Regola d'oro di Fermi: Calcolo della funzione dielettrica in approssimazione di dipolo
Esempi di funzione dielettrica per metalli, semiconduttori, isolanti. Densita' degli stati congiunta(JDOS) Andamento della JDOS vicino ai punti critici.
Teoria della risposta lineare e TDDFT.
Effetti eccitonici: modello idrogenoide di Mott-Wannier
Equazione di Boltzman per trasporto elettronico e termico
Tensore di conducibilita elettrica e termica. . Cenni fenomeni termoelettrici
Dinamica Molecolare Classica ed ab-initio
Teorie ab-initio di stato eccitato
Funzioni di Green classiche. Formalismo della seconda quantizzazione. Propagatore quantistico di singolo elettrone/buca e sua rappresentazione di Lehmann e relazione con eccitazioni elettroniche. Equazione di Dyson. Concetto di Self-energia. Equazione di quasi-particella. Metodo GW. Equazione di Bethe-Salpeter per il calcolo ab-initio di effetti eccitonici nella risposta ottica.
Esercitazioni al calcolatore su DFT, TDDFT, GW e BSE
che prevedono anche una introduzione ai principali comandi in ambiente linux.
Grosso Pastori Parravicini, “Solid State Physics” ,
Dispense delle lezioni fornite della docente
Materiale on-line e tutorials su https://www.quantum-espresso.org/
|
8
|
FIS/03
|
56
|
12
|
-
|
-
|
Attività formative caratterizzanti
|
ITA |
|
8067051 -
ELETTRONICA ORGANICA E BIOLOGICA
(obiettivi)
OBIETTIVI FORMATIVI:
Il corso di Elettronica Organica e Biologica ha lo scopo principale di dare allo studente le basi dei dispositivi optoelettronici, della scienza, dei materiali, delle tecnologie e delle applicazioni basate su semiconduttori organici o ibridi organico/inorganico (es. OLED, Celle Solari, E-Paper, OTFT). Inoltre, parte del corso introdurrà le tecnologie optoelettroniche utilizzate nell’industria della bioinformatica per la rivelazione o sequencing genetico.
L’elettronica organica o ibrida (anche conosciuta come “stampata” o “plastica”) sta conoscendo un grosso sviluppo a livello internazionale ed è stata identificata dagli organi della Comunità Europea come molto importante (e su cui investire) in quanto l’Europa è già all’avanguardia in questo settore. Alcune applicazioni sono già in commercio (come gli schermi OLED) ed altre (E-Paper, celle solari) sotto sviluppo in linea pilota di varie realtà industriali europee con progetti dimostrativi commerciali. La parte sui dispositivi optoelettronici per la rivelazione di geni o DNA si colloca anch’esso in un settore dagli ampi sviluppi futuri come la parte hardware della bio-informatica. Questo corso darà allo studente gli strumenti necessari per capire il funzionamento dei dispostivi e come vengono progettate le applicazioni in questi due settori in forte crescita a livello internazionale.
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE:
Il corso si prefigge di fare acquisire agli studenti una conoscenza ampia di tematiche nel campo dell’elettronica organica e biologica arricchita anche da esperienze pratiche di laboratorio.
Nel preparare la tesina sotto forma di presentazione acquisiranno la capacità di elaborare in autonomia approfondimenti e percorsi avanzati in tale ambito che si riferiscono allo stato dell’arte nella ricerca e nelle applicazioni industriali.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE:
L’asse su cui si sviluppa il programma è il seguente: scienza, materiali, tecnologie, dispostivi, applicazioni. La vera comprensione da parte dello studente avviene quando riesce a mettere insieme e trovare le relazioni tra tutti gli aspetti per arrivare al design e funzionamento dell’applicazione finale. In questo i “case studies” proposti durante il corso, in particolari concentrati sulle applicazioni, insieme alle esperienze pratiche e al approfondimento su di una tematica a scelta, aiuteranno a creare i links tra le varie parti in modo tale che lo studente possa non solo comprendere il design esposto a lezione ma immaginarne e progettarne di nuovi a seconda delle esigenze o di valutazioni di requisiti tecnici nuovi che possono incontrare.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO:
La studio e la presentazione finale di una tesina in gruppi di studenti aiuteranno lo studente a identificare in autonomia il contesto scientifico ed applicativo della tematica scelta, a poter scegliere i percorsi di ricerca e dello stato dell’arte più rilevanti e importanti. Li aiuterà altresì a trovare e utilizzare criticamente i risultati della letteratura scientifica per valutare quali caratteristiche e qualità siano le più adatte per la loro esposizione e anche quali siano le tecnologie, materiali e applicazioni elettroniche più tecnologicamente e industrialmente di interesse attuale e futuro.
ABILITÀ COMUNICATIVE:
Agli studenti viene richiesto di non solo rispondere criticamente alle domande del esame orale ma preparare una relazione sintetica, sotto forma di presentazione, di una tematica da approfondire in un gruppo di lavoro composto da più studenti. Essendo il corso frequentato da studenti provenienti due (o più) corsi di studi, durante il corso viene consigliato di formare gruppo di lavoro dal background scientifico diverso (e.g. ingegneria elettronica e scienza e tecnologia dei materiali) e di preparare se possibile la presentazione in lingua inglese in modo da poter anche potenzialmente estendere la comunicazione ad un ambiente internazionale.
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO:
La fusione di lezioni frontali, esperienze di laboratorio, e la preparazione di una tesina di approfondimento sono indicate a promuovere la mente dello studente di questo corso ad essere flessibile e al rapido apprendimento di nuovi concetti e metodi, sia teorici che sperimentali anche in gruppi di lavoro.
|
8
|
ING-INF/01
|
80
|
-
|
-
|
-
|
Attività formative affini ed integrative
|
ITA |
|
8065741 -
PROBABILITA' E STATISTICA
(obiettivi)
OBIETTIVI FORMATIVI:
L’insegnamento si inserisce nell’area tematica della matematica, in particolare della probabilità e statistica. Si propone il duplice obiettivo di fornire allo studente sia la conoscenza e la capacità di comprensione dei fenomeni di natura aleatoria sia gli strumenti metodologici e analitici correlati, che siano di supporto per i corsi successivi ma anche di valore intrinseco. L’introduzione ai concetti di rischio e di probabilità fornisce gli strumenti analitici e modellistici per la trattazione di eventi casuali. L’introduzione alla statistica fornisce gli strumenti metodologici per trattare con le quantità aleatorie rilevabili.
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE:
Si richiede la capacità di comprendere la teoria e di svolgere esercizi.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE:
Si richiede la capacità di capire come usare la teoria per svolgere gli esercizi.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO:
Si richiede di motivare i procedimenti utilizzati nella soluzione degli esercizi, con eventuale riferimento ad argomenti di teoria.
ABILITÀ COMUNICATIVE:
Si richiede la capacità di avere padronanza dei concetti matematici utilizzati.
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO:
Si richiede di capire la teoria, sapendo collegare dove serve diversi argomenti.
|
6
|
MAT/06
|
48
|
-
|
-
|
-
|
Attività formative affini ed integrative
|
ITA |
