Obiettivi formativi
Con questo corso i partecipanti acquisiranno:
1) Buona conoscenza delle diverse categorie di materiali funzionali e relative proprietà;
2) Conoscenza delle tecniche di preparazione di policristalli, monocristalli, film epitassiali e nanostrutture;
3) Capacità di individuare la tecnologia di preparazione più adatta a seconda del materiale di interesse;
4) Conoscenza delle tecniche di studio delle proprietà funzionali;
5) Nozioni sul come minimizzare i difetti e migliorare le prestazioni dei materiali di interesse.
Prerequisiti
Conoscenze di base di fisica, di chimica e di termodinamica
Contenuti dell'insegnamento
Le tipologie di materiali; Materiali funzionali e materiali strutturali;I materiali funzionali come chiave di sviluppo di tecnologie innovative; Esempi di materiali funzionali; Relazioni composizione - struttura - funzionalità; Metodi di preparazione dei materiali funzionali; Difetti e caratteristiche fisiche; Monocristalli, film, nanostrutture; Relazione fra processo di preparazione e proprietà dei materiali; Esempi di materiali per applicazioni avanzate.
Programma esteso
- Introduzione alla scienza e tecnologia dei materiali
- Funzionalità e definizione di materiali funzionali
- Materiali amorfi e materiali cristallini
- Materiali funzionali con particolari proprietà elettriche
- Materiali funzionali con particolari proprietà ferroelettriche
- Materiali funzionali con particolari proprietà ottiche
- Materiali funzionali con proprietà magnetiche
- Materiali funzionali con proprietà di superconduttore
- Difetti e imperfezioni nei solidi
- Diffusione di difetti ed impurezze
- Tecniche di cristallizzazione
- Monocristalli, film sottili, nanocristalli
- Diagrammi di stato e trasformazioni di fase
Bibliografia
1) William F Smith and Javad Hashemi, Foundations of Materials Science and Technology, McGraw-Hill (Edizione italiana a cura di Silvia Farè e Maria Cristina Tanzi, Scienza e Tecnologia dei Materiali, V edizione McGraw-Hill)
2) Deborah D.L. Chung, Functional Materials: electrical, dielectric, electromagnetic, optical and magnetic applications, World Scientific, 2022
3) William D. Callister and David G. Rethwisch, Materials Science and Engineering, J. Wiley & S. 2018 (Edizione italiana Scienza ed Ingegneria dei Materiali, EdiSES Edizioni, 2019)
4) Dispense e altro materiale didattico approntato dal docente
Metodi didattici
Lezioni frontali con ausilio di audio-visivi.
Saranno fornite tramite Elly copie delle diapositive e materiali utilizzati nel corso della lezione.
Modalità verifica apprendimento
Esame orale che comprende:
- Breve seminario (max 20 min) di approfondimento di un tema a scelta fra quelli svolti durante il corso.
- Interrogazione sugli argomenti del corso mirante a stabilire in quale misura i concetti base siano chiari e acquisisti.
- Il voto finale si basa per 1/3 sul seminario e per 2/3 sulla interrogazione.
Altre informazioni
Visita a laboratori di preparazione materiali nel Campus di Scienze e Tecnologie dell'Università di Parma.
Obiettivi agenda 2030 per lo sviluppo sostenibile
Le conoscenze acquisite con questo insegnamento concorrono alla realizzazione degli obiettivi ONU dell'Agenda 2030 per lo Sviluppo Sostenibile, in quanto con nuovi materiali funzionali possono essere prodotti dispositivi a minor consumo di energie e più alte prestazioni.
