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Tecnologie per le nanoscienze

01NTQOD

A.A. 2020/21

Lingua dell'insegnamento

Italiano

Corsi di studio

Corso di Laurea in Ingegneria Fisica - Torino

Organizzazione dell'insegnamento
Didattica Ore
Lezioni 37
Esercitazioni in aula 8
Esercitazioni in laboratorio 15
Tutoraggio 10
Docenti
Docente Qualifica Settore h.Lez h.Es h.Lab h.Tut Anni incarico
Lamberti Andrea   Professore Ordinario FIS/03 25 0 30 0 6
Collaboratori
Espandi
Didattica
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
FIS/03
FIS/03		 2
4		 E - Per prova finale e conoscenza della lingua straniera
A - Di base		 Per la prova finale
Fisica e chimica
Date d'appello
Orario delle lezioni
Statistiche superamento esami
2020/21
Questo insegnamento, collocato al secondo semestre del terzo anno, intende fornire agli studenti in Ingegneria Fisica gli strumenti per la conoscenza delle principali tecnologie di processo e manipolazione, dei principali metodi di caratterizzazione e produzione di alcuni classi di materiali avanzati e nanomateriali di interesse per le nanoscienze e per applicazioni nei settori dell'ottica e fotonica, della sensoristica, dell'energia e per applicazioni nel settore dell'informazione e della comunicazione (ICT). Il corso è suddiviso in tre parti: nella prima sono trattati gli aspetti fondamentali della preparazione degli ambienti tipici delle tecnologie di crescita e manipolazione e delle tecniche di produzione dei materiali con particolare attenzione ai film sottili. Nella seconda parte lo studente apprende nozioni basilari delle tecniche di caratterizzazione dei materiali, acquisendo gli strumenti essenziali per studiare le proprietà strutturali e morfologiche a livello micro- e nanoscopico. Nella terza parte, viene fornita allo studente una introduzione alle tecniche di manipolazione e processo di materiali e superfici su scale micro- e nanometriche. Le conoscenze conseguite formano le basi per la comprensione di numerosi successivi insegnamenti delle Lauree Magistrali alle quali il laureato in Ingegneria fisica accede senza debiti formativi. Le abilità raggiunte riguardano la preparazione tramite tecniche di tipo fisico e la caratterizzazione di materiali artificiali per applicazioni nei settori delle nanoscienze e nanotecnologie.
Aim of the course (2nd semester, 3rd year) is to provide the students with the tools needed for the knowledge of the process and manipulation technologies, of production and characterization techniques of some cklasses of advanced materials and nanomateruiials applied to the areas of optics, photonics, sensors, energy and in the sector of ICTs. The course is divided in three sections: in the first one, the fundamental aspects of the optimization of typical environments of growth/manipulation technologies and of material preparation techniques are discussed, with particular emphasis to thin film growth; in the second section, the students are taught basic elements of characterization techniques of various materials, and learn the fundamental tools to study structural and morphologic properties at the micro/nanometric scale. In the third section, the students get introductory information about manipulation and processing techniques of materials and surfaces at the micro/nanometric scale. The knowledge transmitted by this course provides the students with a background helpful to follow many of the lectures of all MSc programs where students of Physical Engineering can enroll without debts after graduation. The transmitted abilities mostly concern the preparation through physical routes and the subsequent characterization of artificial materials for use in the areas of nanoscience and nanotechnology.
Le conoscenze trasmesse allo studente riguardano: - la preparazioni di ambienti per processi ad alta tecnologia. - i metodi fisici di produzione di materiali per alta tecnologia. - le tecniche di manipolazione e di processo dei materiali e delle superfici su scale sub-micrometriche. Le abilità trasmesse consistono: - nell'applicazione delle tecniche di caratterizzazione di materiali e superfici. - nell'ottimizzazione di materiali artificiali per applicazioni alle nanoscienze
The knowledge transmitted by the course to students involves: - the preparation of special environments for high-tech processing - physical methods for the preparation of materials for high-tech applications. - techniques of manipulation and processing of materials and surfaces down to the sub-micrometric scale. The transmitted abilities include: - the application of characterization techniques to materials and surfaces. - the optimization of artificial materials for use in nanosciences.
Le conoscenze ritenute già acquisite riguardano tutta la Fisica di base (meccanica, termodinamica, elettromagnetismo, ottica ondulatoria, elementi di struttura della materia), la meccanica quantistica, le statistiche quantistiche per fermioni e bosoni, la fisica dello stato solido ed i dispositivi elettronici. Le abilità che gli studenti devono già possedere riguardano l'applicazione dei principi della meccanica quantistica, statistica e dello stato solido a sistemi semplici e complessi; l'integrazione di concetti propri della Fisica nell'ingegneria dei dispositivi elettronici.
The students must know all the subjects of Elementary Physics (mechanics, thermodynamics, electromagnetism, wave optics, elements of structure of matter), quantum mechanics, the Fermi-Dirac and Bose-Einstein statistical distributions, solid-state physics, electronic devices. The abilities a student must have include applying the principles of quantum, statistical and solid state physics to simple and complex systems; and integrating the concepts of Physics with electronic device engineering.
Tecnologie per la produzione del vuoto e per la preparazione di ambienti per alta tecnologia (1,2 cr) Elementi base di criogenia (2,3 cr) Tecnologie per la crescita di materiali e per la produzione di film sottili. Tecniche di modifica delle superfici. Elementi di tecniche di caratterizzazione di materiali e superfici. Analisi delle proprietà strutturali e tecniche di microscopia. Tecniche di manipolazione e processo di materiali e superfici (2,5 cr)
Technologies for the preparation of vacuum and of environments for high-tech processes (1,2 cr) Basics of cryogenics (2.3 cr) Technologies for material growth and for thin film production. Techniques of surface modification. Elements of techniques for the characterization of materials and surfaces. Analysis of structural properties and microscopy techniques. Techniques of manipulation and processing of materials and surfaces. (2,5 cr)
Il corso prevede, accanto a 3,7 cr di lezioni teoriche, 2,3 cr di laboratorio. Nelle attività di laboratorio gli studenti, organizzati in piccole squadre, partecipano a esperimenti che utilizzano tecnologie e strumentazione discussa a lezione (le attività verranno svolte di persona se consentito dalle condizioni relative al covid19, se invece dovranno essere svolte da remoto consisteranno in videoregistrazioni o sessioni di misura da remoto).
Class exercises include simple problem solving activities, with strict connections to theoretical lectures. In some cases scientific calculators (students¿ personal property) may be required(the activities will be carried out in person if permitted by the conditions relating to covid19, if on the other hand they will consist of video recordings or remote measurement sessions). .
Materiale messo a disposizione dai Docenti
Learning material provided by teachers.
Modalità di esame: Prova orale obbligatoria; Elaborato scritto individuale; Elaborato scritto prodotto in gruppo;
L’esame finale consiste in un orale. L'orale ha una durata di circa 30', riguarda tutti gli argomenti trattati nelle lezioni ed intende accertare le conoscenze apprese dallo studente riguardo la preparazione di ambienti per processi ad alta tecnologia, i metodi fisici di produzione di materiali e la loro manipolazione su scala sub-micrometrica. Gli studenti dovranno anche produrre delle relazioni delle attività di laboratorio (elaborato scritto prodotto in gruppo), che valutate in base alla capacità descrittiva delle esperienze di laboratorio e la qualità dell’analisi dati, potranno concorre fino ad un massimo di 2 punti aggiuntivi sul voto finale. Ogni studente dovrà inoltre preparare l’approfondimento di un argomento (elaborato scritto individuale) relativo a quanto appreso negli insegnamenti del corso di laurea, o comunque coerente con gli obiettivi formativi del corso di studi, che dovrà essere concordato con il docente e discusso durante la prova orale per il conseguimento del credito aggiuntivo di prova finale (cod. 26IBNOD)
Exam: Compulsory oral exam; Individual essay; Group essay;
The exam is oral. The oral exam lasts about 30 mins. and it is about all subjects treated in lectures. It aims to verify the knowledge acquired by the students about the preparation of special environments for high-tech processing, the physical methods for the preparation of materials and their manipulation down to the sub-micrometric scale. Students will also have to produce reports on their activity in labs (written reports produced in a group); these, once evaluated to assess their quality in terms of coherence with the lab activities and data analysis, will concur up to 2 additional points in the final score. Each student will have to do the in-depth study (individual written report) of a specific subject coherent with the topic discussed in the degree program or with the objectives of the study course, previously agreed with the teacher, and will have to discuss it during the oral exam, in order to get the additional credit attached to the final proof (code 26IBNOD).
Modalità di esame: Prova orale obbligatoria; Elaborato scritto individuale; Elaborato scritto prodotto in gruppo;
L’esame finale consiste in un orale. L'orale ha una durata di circa 30', riguarda tutti gli argomenti trattati nelle lezioni ed intende accertare le conoscenze apprese dallo studente riguardo la preparazione di ambienti per processi ad alta tecnologia, i metodi fisici di produzione di materiali e la loro manipolazione su scala sub-micrometrica. Gli studenti dovranno anche produrre delle relazioni delle attività di laboratorio (elaborato scritto prodotto in gruppo), che valutate in base alla capacità descrittiva delle esperienze di laboratorio e la qualità dell’analisi dati, potranno concorre fino ad un massimo di 2 punti aggiuntivi sul voto finale. Ogni studente dovrà inoltre preparare l’approfondimento di un argomento (elaborato scritto individuale) relativo a quanto appreso negli insegnamenti del corso di laurea, o comunque coerente con gli obiettivi formativi del corso di studi, che dovrà essere concordato con il docente e discusso durante la prova orale per il conseguimento del credito aggiuntivo di prova finale (cod. 26IBNOD)
Exam: Compulsory oral exam; Individual essay; Group essay;
The exam is oral. The oral exam lasts about 30 mins. and it is about all subjects treated in lectures. It aims to verify the knowledge acquired by the students about the preparation of special environments for high-tech processing, the physical methods for the preparation of materials and their manipulation down to the sub-micrometric scale. Students will also have to produce reports on their activity in labs (written reports produced in a group); these, once evaluated to assess their quality in terms of coherence with the lab activities and data analysis, will concur up to 2 additional points in the final score. Each student will have to do the in-depth study (individual written report) of a specific subject coherent with the topic discussed in the degree program or with the objectives of the study course, previously agreed with the teacher, and will have to discuss it during the oral exam, in order to get the additional credit attached to the final proof (code 26IBNOD).
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