Obiettivi formativi
Al termine del corso ci si attende che lo studente sia in grado di:- Comprendere i concetti basilari della cartterizzazione fisica dei materiali. (1.o descrittore di Dublino)- Acquisire la consapevolezza dei diversi gradi di difficoltà che comporta ideare e progettare ed eseguire un nuovo esperimento, e quindi affrontare e risolvere tutte le problematiche che si presentano. (2.o descrittore di Dublino)- Sviluppare una sensibilità a valutare le tecniche sperimentali più adeguate, nonché gli ordini di grandezza delle variabili in gioco. (3.o descrittore di Dublino)- Produrre una relazione scritta che riporti in maniera analitica e critica lo svolgimento ed i risultati di una semplice esperienza. Sapere trattare oralmente i medesimi temi. (4° descrittore di Dublino)- Apprendere come condurre gli esperimenti in autonomia. (5° descrittore di Dublino)
Prerequisiti
Fisica 2 con laboratorio
Struttura della Materia
Contenuti dell'insegnamento
Il corso di propone agli studenti, ormai giunti quasi al temine del percorso formativo triennale, una serie di tecniche di caratterizzazione Fisica dei materiali. Il programma dettagliato è disponibile sulla piattaforma ELLY.
Programma esteso
Microscopie, spettroscopie, e materia soffice
strumentazione per la rilevazione della luce (PMT, APD, LC, CCD, CMOS), in funzione delle diverse tecniche sperimentali (UV-vis, fluorescenza, Raman, DLS .), con applicazioni allo studio di
Fluorescenza
Cristalli liquidi
Microscopie elettroniche, con particolare applicazione a
SEM, microanalisi
Microscopie a forza atomica (AFM)
Problematiche connesse con le interfacce: emulsioni, schiume e dispersioni
Materiali funzionali ferroici
Tecniche sperimentali per la caratterizzazione macroscopica di materiali ferromagnetici e ferroelettrici:
Magnetometria (estrazione, a campione vibrante, SQUID, a effetto Hall anomalo)
Suscettometria AC:
Misure di piezostrain;
Misure di polarizzazione ferroelettrica;
Tecniche sperimentali per la caratterizzazione microscopica di materiali ferromagnetici e ferroelettrici:
Imaging magnetico e ferroelettrico con AFM (i.e. Magnetic e Piezoresponse Force Microscopy);
Imaging magnetico e ferroelettrico con luce di sincrotrone (PhotoeEmission Electron Microscopy).
Bibliografia
- K. N. Krishnan, “Principles of Materials Characterization and Metrology”
Oxford University Press
- R.A.L. Jones, “Soft Condensed Matter” Oxford University Press
- N. Spaldin, “Magnetic Materials: Fundamentals and Applications” Cambridge University Press.
Metodi didattici
Il Corso inizia con alcune lezioni introduttive in cui si tratteggiano le basi concettuali degli esperimenti disponibili, evidenziando le possibili difficoltà sperimentali e gli accorgimenti per superarle.
I materiali didattici corrispondenti vengono caricati su Elly e costituiscono parte integrante del corso, anche se non sostituiscono la bibliografia che viene indicata a parte.
Seguono quindi le sessioni di laboratorio, in cui gli studenti, riuniti in gruppi, dovranno svolgere alcuni esperimenti nell'arco del semestre.
La partecipazione attiva dello studente alle esperienze di laboratorio costituisce parte essenziale ed irrinunciabile del corso, nonché del percorso di valutazione.
In presenza di condizioni particolari (per esempio, nel caso di studenti lavoratori) può essere valutata l’opportunità di realizzare percorsi personalizzati.
Modalità verifica apprendimento
La valutazione del modulo “Caratterizzazione Fisica” avverrà tramite una prova scritta (con domande aperte sul programma) ed in una successiva prova orale, in cui si discuterà anche il libro di bordo in cui gli studenti avranno descritto la loro attività sperimentale.
NB: Il voto dell’esame “Caratterizzazione Chimica e Fisica dei materialii”, sarà ottenuto dalla media aritmetica tra i voti ottenuti dei due moduli.
Altre informazioni
Gli studenti sono invitati a tenere un “libro di bordo” accurato ed aggiornato, dove annotare tutte le osservazioni che possano servire a descrivere o a ripetere l’esperimento.
Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
