Insegnamento: Materiali nanostrutturati
CFU: 9
Obiettivi formativi: Gli sviluppi recenti delle ‘nanotecnologie’ hanno reso possibile ingegnerizzare materiali e dispositivi su scale di lunghezza di alcuni nanometri. I materiali nanostrutturati nella forma di nanocristalli, nanostriscie e nanofili hanno proprietà elettriche ed ottiche molto diverse da quelle della corrispondente fase macroscopica. Lo scopo principale di questo corso è quello di fornire gli strumenti sia concettuali che metodologici per la comprensione sia delle proprietà fisiche che delle potenzialità tecnologiche delle nanostrutture.
Contenuti: Introduzione al corso: i materiali nanostrutturati, le applicazioni e l’impulso dell’industria micro-elettronica e della nano-medicina. Rassegna sulle principali tecniche di sintesi delle nanostrutture: approccio top down e bottom up. Nanofabbricazione e visualizzazione: microscopia STM, AFM e TEM. Metodi per lo studio della struttura elettronica con applicazioni ai nanofili di elementi metallici, ai nanocristalli di semiconduttori, al grafene ed ai nanotubi di carbonio. La conducibilità elettrica nelle nanostrutture. Trasporto di carica in regime balistico e diffusivo con esempi di applicazioni alla nanoelettronica. Proprietà termoelettriche. Assorbimento ed emissione di luce nelle nanostrutture. Probabilità di transizione, forza dell’oscillatore, coefficiente di assorbimento e fotoluminescenza. Confinamento quantistico ed eccitoni. Nanoclusters e nanostrutture metalliche, cenni di plasmonica. Fononi e proprietà meccaniche delle nanostrutture con esempi di applicazioni ai sistemi nano-elettromeccanici. Cenni alla tecniche della dinamica molecolare per lo studio delle proprietà meccaniche su scala nanometrica.
Prerequisiti / Propedeuticità: Nessuna
Metodo didattico: Lezioni ed esercitazioni
Materiale didattico:
Appunti del docente.
Springer hanbook of nanotechnology, edito da Bharat Bhushan (seconda edizione, 2007).
Articoli di rassegna.
Modalità di esame: Prove di verifica in itinere e/o prova scritta finale; colloquio.