Il corso verrà diviso in due parti, ciascuna con approssimativamente lo stesso numero di ore.
Parte I: Proprietà dei materiali funzionali e caratterizzazioni (45 ore)
Chimica fisica dei materiali (7,5 ore)
Chimica-fisica dei materiali: introduzione alla meccanica quantistica, la buca di potenziale, il legame chimico, i solidi. Classificazione dei materiali
Proprietà morfologiche, composizionali e strutturali (12 ore)
Proprietà morfologiche. Proprietà microanalitiche. Proprietà composizionali e delle superfici. Proprietà cristallografiche e loro determinazione. Proprietà difettuali e loro determinazione.
Proprietà macroscopiche (7,5 ore)
Proprietà termochimiche. Proprietà cinetiche. Proprietà meccaniche. Proprietà elettriche e dielettriche. Proprietà termiche.
Proprietà dei semiconduttori (7,5 ore)
Proprietà semiconduttive: le famiglie di semiconduttori, uso della struttura a bande, i fenomeni di trasporto, la giunzione pn. Proprietà delle eterostrutture.
Proprietà ottiche e magnetiche (4,5 ore)
Proprietà ottiche: l’indice di rifrazione, l’assorbimento. Proprietà magnetiche e di superconduzione.
Proprietà delle nanostrutture (6 ore)
Materiali nanostrutturati e determinazione delle loro proprietà. Catalisi.
Parte II: Tecnologie realizzative e applicazioni (45 ore)
Materiali monocristallini (9 ore)
Nucleazione e crescita cristallina. Tecniche di crescita epitassiale. Precursori del silicio e dei materiali III-V. Crescita dei monocristalli di silicio e dei materiali III-V. Wafering dei substrati e controlli di processo.
Tecnologie microelettroniche e optoelettroniche (15 ore)
Clean room e siti produttivi. Tecniche litografiche. Tecniche di deposizione. Tecniche di ossidazione, attacchi chimici e diffusione. Impiantazione ionica e annealing. Tecnologia dei circuiti integrati. Tecnologia dei dispositivi optoelettronici. Processi di back end. Packaging dei dispostivi. Principi di affidabilità e meccanismi fisici di degradazione dei materiali e dispositivi.
I materiali funzionali nelle tecnologie dell’informazione (7,5 ore)
La filiera dell’informazione. La rilevazione dell’informazione. L’elaborazione dell’informazione. La conversione dell’informazione. Generazione e conversione dell’energia.
I materiali funzionali nelle nanotecnologie (6 ore)
Tecniche di preparazione dei materiali nanostrutturati. Manipolazione e conservazione di nanopolveri. Applicazioni di materiali nanostrutturati. Applicazioni di materiali nano-e meso- porosi.
Problemi dell’energia, dell’ambiente e sicurezza (4,5 ore)
Il problema ambientale e energetico. Design for Environment (DFE). Sicurezza dei materiali e prodotti.
Presentazioni di realtà industriali e/o presentazioni di laboratori e/o attività di laboratorio (6 ore)
Introduzione al corso, riepiloghi dei vari argomenti, conclusioni (3 ore).

Sono previste la presentazione di una o due realtà industriali che operano nel settore dei materiali funzionali, e la presentazione di laboratori dediti ad attività inerenti ai materiali funzionali. Sarà valutata anche la possibilità di eseguire una piccola attività di laboratorio.

La bibliografia del corso sarà citata man mano durante le lezioni. Come riferimento generale si può prendere, per la parte di semiconduttori:
- Sze. Dispositivi a semiconduttore. Ed. Hoepli
I docenti si premureranno di fornire le diapositive proiettate a lezione agli studenti, quando possibile prima dell’inizio del corso, altrimenti prima della lezione o immediatamente dopo.

L’esame sarà orale, e consterà in una serie di domande fatte dai docenti del corso, che poi si riuniranno per determinare una valutazione complessiva.