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MICROSCOPIA E NANOSCOPIA
(obiettivi)
OBIETTIVI FORMATIVI:
Questo corso ha l'obiettivo di fornire una approfondita conoscenza delle tecniche sperimentali più adatte a studiare le proprietà di nuovi materiali su scala nanometrica con speciale riferimento alle moderne tecniche di Microscopia.
Il corso comprende: lezioni teoriche, per lo studio dei principi teorici di base e lezioni pratiche in laboratorio per approfondire la conoscenza dei piu' importanti strumenti di misura per la caratterizzazione strutturale ed elettronica dei materiali.
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE:
Gli studenti devono acquisire approfondita conoscenza dei fondamenti delle proprietà della materia sulla scala dei nanometri e delle principali tecniche di indagine sensibili a questa scala. La verifica dei risultati di apprendimento degli studenti è effettuata tramite un esame orale e la produzione di relazioni scritte che descrivono l'attività sperimentale svolta presso due dei laboratori di ricerca che collaborano al corso.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE:
Gli studenti devono acquisire un'adeguata capacità di applicare le conoscenze acquisite dimostrando l'abilità di identificare le tecniche sperimentali più adatte a caratterizzare un particolare materiale e ad individuare i suoi potenziali campi di applicazione. Gli studenti devono essere capaci di applicare le loro conoscenze e capacità di comprensione in maniera da dimostrare un approccio professionale al lavoro di ricerca nel campo della microscopia applicata ai materiali
AUTONOMIA DI GIUDIZIO:
Gli studenti devono essere in grado di analizzare criticamente i dati ottenuti da una misura sperimentale e di confrontarli in modo opportuno con i principi teorici studiati. Inoltre devono essere in grado di fare ricerche bibliografiche autonome utilizzando libri di contenuto fisico e tecnico, sviluppando anche una familiarità con le riviste scientifiche di settore. Infine devono essere in grado di utilizzare per la ricerca scientifica gli archivi elettronici disponibili sul WEB, operando la necessaria selezione dell'informazione disponibile.
ABILITÀ COMUNICATIVE:
Il corso prevede l'uso di libri di testi/articoli in lingua inglese. Gli studenti pertanto devono acquisire una conoscenza dell'inglese sufficiente per la comprensione di testi scientifici, se necessario anche attraverso la partecipazione a corsi di inglese specifici messi a disposizione dalla Macroarea di Scienze. Inoltre gli studenti devono essere in grado di presentare la propria ricerca e i risultati del proprio stage in laboratorio in maniera scientificamente rigorosa e allo stesso tempo comprensibile sia in forma orale sia attraverso la produzione scritta di una relazione scientifica. Tale relazione scritta deve avere la forma di articolo scientifico e può essere scritta sia in italiano che in inglese.
E' infine importante che gli studenti siano in grado di acquisire un linguaggio scientifico rigoroso ma al contempo anche in grado di favorire la comunicazione tra campi scientifici culturalmente diversi, anche se affini, dato che alla scienza dei materiali contribuiscono in maniera efficace non solo la fisica, ma anche la chimica, la biologia e l'ingegneria.
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO:
Gli studenti devono aver acquisito una comprensione della natura, in particolare, sulla scala dei nanometri e delle modalità della ricerca in fisica in questo campo. Inoltre devono acquisire la capacità di applicare quanto appreso al corso anche a campi scientifici diversi dato che la scienza dei materiali è per sua natura una scienza interdisciplinare che coinvolge oltre alla fisica,la chimica, la biologia e l'ingegneria dei materiali.
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SGARLATA ANNA
( programma)
Introduzione alla Scienza e Tecnologia su scala Nanometrica. Tecniche di Superficie in Ultra Alto Vuoto e Struttura delle Superfici Solide.
Principali processi fisici che intervengono quando una particella carica e/o una radiazione interagiscono con la materia.
La Microscopia di sonda a Scansione: in particolare la Microscopia a Scansione a Effetto Tunnel, in Vuoto e in Liquido e La Microscopia a Forza Atomica.
La Microscopia Elettronica : in particolare in Trasmissione e in Scansione.
Moderne tecniche di litografia su scala nanometrica quali la Nanolitografia basata sull’Autorganizzazione e la Nanostrutturazione Artificiale e Naturale dei materiali.
Per ogni tecnica sperimentale studiata sono individuati i principi teorici di funzionamento, l’apparato sperimentale, l’analisi dei dati e le possibili informazioni deducibili dalle diverse tecniche di acquisizione.
 1. Microscopia SPM Dawn Bonnell: Scanning Probe Microscopy and Spectroscopy: Theory, Techniques and Application Cap 2 tutto, Cap 3 tutto, Cap 4 tutto 3.
2. E. Placidi “Introduzione alla microscopia a forza atomica” Ed. Lulu
3. E. Placidi “Elementi di fisica del vuoto” Ed. Lulu
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SCARSELLI MANUELA ANGELA
( programma)
Introduzione alla Scienza e Tecnologia su scala Nanometrica. Tecniche di Superficie in Ultra Alto Vuoto e Struttura delle Superfici Solide.
Principali processi fisici che intervengono quando una particella carica e/o una radiazione interagiscono con la materia.
La Microscopia di sonda a Scansione: in particolare la Microscopia a Scansione a Effetto Tunnel, in Vuoto e in Liquido e La Microscopia a Forza Atomica.
La Microscopia Elettronica : in particolare in Trasmissione e in Scansione.
Moderne tecniche di litografia su scala nanometrica quali la Nanolitografia basata sull’Autorganizzazione e la Nanostrutturazione Artificiale e Naturale dei materiali.
Per ogni tecnica sperimentale studiata sono individuati i principi teorici di funzionamento, l’apparato sperimentale, l’analisi dei dati e le possibili informazioni deducibili dalle diverse tecniche di acquisizione.
1. Microscopia SPM Dawn Bonnell: Scanning Probe Microscopy and Spectroscopy: Theory, Techniques and Application Cap 2 tutto, Cap 3 tutto, Cap 4 tutto 3.
2. E. Placidi “Introduzione alla microscopia a forza atomica” Ed. Lulu
3. E. Placidi “Elementi di fisica del vuoto” Ed. Lulu
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FIS/03
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Attività formative caratterizzanti
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ITA |
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MATERIALI SUPERCONDUTTORI
(obiettivi)
OBIETTIVI FORMATIVI:
Elementi fondamentali di criogenia e proprietà magnetiche dei superconduttori
CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE:
Applicazione della fenomenologia della materia condensata a superconduttività e criogenia
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE:
Capacità di individuare in processi fisici e tecnologici la rilevanza di conoscenze di base e fondamentali.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO:
Esempi sono offerti durante il corso dell'importanza, nell'ambito della superconduttività, del giudizio individuale rispetto a modelli prestabiliti e/o preesistenti riscontri sperimentali.
ABILITÀ COMUNICATIVE:
Capacità di individuare processi e/o risultati importanti e la trasmissione opportuna di essi.
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO:
Estendere le conoscenze ed i metodi acquisiti nel corso ad altre discipline, vicinali o molto diverse.
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CIRILLO MATTEO
( programma)
Elementi di criogenia e delle tecniche di raffreddamento dei gas. Isentropic and isenthalpic cooling. Raffreddamento isentalpico ed isoentropico. Liquefazione e proprietà degli isotopi dell’elio. Scambiatori di calore, motori ad espansione, refrigeratori a diluizione. Smagnetizzazione adiabatica e nucleare. Termometria a basse temperature. Superconduttori del I e del II tipo. Proprietà magnetiche dei superconduttori. Il modello di London e la teoria fenomenologica di Landau-Ginsburg. Superconduttività debole (effetto Josephson e SQUIDs). I cuprati e le altre nuove famiglie di materiali superconduttori. La superconduttività a bassa dimensionalità.
G. White, Experimental techniques in low temperature physics, Clarendon, Oxford
P. G. De Gennes, Superconductivity of metals and alloys, Benjamin (new ed. 198
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FIS/03
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Attività formative caratterizzanti
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ITA |
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MATERIALI NANOSTRUTTURATI PER L'ELETTRONICA
(obiettivi)
OBIETTIVI FORMATIVI:
Possedere conoscenze di base relative alle caratteristiche strutturali e funzionali dei materiali in scala nanometrica. Conoscere tecniche di produzione ( top-down e bottom-up ) e di assemblaggio in sistemi organizzati . Sviluppare competenze per affrontare e pianificare l’uso di nanostrutture con specifiche funzionalità in sistemi e processi innovativi
Lo Studente sarà in grado di descrivere le caratteristiche salienti dei diversi materiali nanostrutturati sulla base delle caratteristiche di legame, struttura cristallina, orientazione e presenza di difetti. Conoscerà le principali tecniche di sintesi e caratterizzazione dei materiali nanosturtturati e le loro principali applicazioni.
CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE:
Alla fine di questo insegnamento lo Studente saprà utilizzare la conoscenza di base acquisita nel campo dei metodi di deposizione e sintesi di materiali per determinare le condizioni sperimentali ed i reattori più opportuni. Lo studente sarà in grado di proporre le tecniche di caratterizzazione opportune e saper analizzarne e discuterne i risultati.
AUTONOMIA DI GIUDIZIO:
Lo Studente avrà la capacità di estrarre in modo autonomo le informazioni fondamentali sulla comprensione di fenomeni e proprietà chimiche-fisiche di materiali nanostrutturati e di proporre nuove applicazioni.
ABILITÀ COMUNICATIVE:
Capacità di descrivere la fenomenologia che sottende alla chimica inorganica e alle reazioni di deposizione chimica e fisica di materiali nanostrutturati.
Viene inoltre fortemente stimolata la capacità di espressione in termini tanto rigorosi quanto comprensibili. Attraverso il lavoro di gruppo e le presentazioni in aula, lo studente svilupperà la capacità di interagire con altre persone di preparazione culturale analoga o in discipline affini, di sostenere un contraddittorio e di sviluppare spirito critico e capacità di sintesi.
CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO:
Lo studente svilupperà la capacità di applicare le migliori soluzioni e ricerche al fine di ottenere informazioni chimiche-fisiche qualitative per l’eventuale progettazione e preparazione di un materiale inorganico funzionale e nanostrutturato.
Sa trovare tutte le informazioni utili per risolvere un problema o per contestualizzare una problematica, attraverso l’utilizzo di banche dati elettroniche, letteratura scientifica.
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CHIM/03
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Attività formative caratterizzanti
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