The course is taught in English.
Questo insegnamento, collocato al primo semestre del secondo anno della Laurea Magistrale in Nanotechnologies for ICTs (percorso in sede), intende fornire gli strumenti teorici e sperimentali da utilizzare nello studio dei materiali e delle nanostrutture, delle tecniche di caratterizzazione e di processing a livello nanometrico.
Il ruolo dell'insegnamento è centrale nello sviluppo della figura professionale dell'ingegnere in nanotecnologie, in quanto in esso vengono sviluppate le competenze per la comprensione della fisica e dei processi tecnologici alla nanoscala.
Il corso è suddiviso in due parti: nella prima sono trattati gli aspetti teorici e descrittivi della nanoscienze e nanotecnologie. Nella seconda parte lo studente prende dimestichezza con tecniche avanzate di studio sperimentale e di manipolazione su scala nanometrica di sistemi strutturati alla nanoscala.

- Conoscenza del comportamento fisico e chimico dei materiali alla nanoscala.
- Capacità di applicare materiali nano strutture e NEMS.
- Conoscenza delle tecniche di caratterizzazione di materiali e nanostrutture.
- Capacità di applicare tecniche di caratterizzazione a materiali e nanostrutture.
- Conoscenza delle tecniche di manipolazione e processing alla nanoscala.

- Fisica di base (meccanica, termodinamica, elettromagnetismo, ottica ondulatoria, elementi di struttura della materia)
- Meccanica quantistica.
- Elementi di meccanica statistica e statistiche quantistiche per fermioni e bosoni.
- Elementi di elettronica e elettrotecnica.
- Elementi di fisica dello stato solido
- Tecnologie di processo.

Film sottili e relative tecnologie di produzione (Physical Vapor Deposition, Chemical Vapor Deposition, Plasma Enchanced Chemical Vapor Deposition) (1 cr.)
Tecnologie di processing a livello nanometrico: EB, FIB, litografie ad alta risoluzione (0.8 cr.)

Modificazione fisico-chimica di superfici per applicazioni biologiche e sensing (1 cr.)

Tecniche di caratterizzazione: Auger Spectroscopy, Xray Photoemission Spectroscopy, Secondary Ions Mass Spectroscopy, Rutherford Back-Scattering, Elastic Recoil Detection Analysis, Xray Diffractometry, Low-Energy Electron Diffraction, Reflection High-Energy Electron Diffraction (2 cr.)

Laboratorio (squadre costituite da ¼ degli studenti del corso):
Crescita di film sottili: LPCVD, RF-PECVD and ECR-PECVD
Misura degli spessori e valutazioni morfologiche con profilometria (0,4 cr.)
Xray Photoemission Spectroscopy (0,4 cr.)
Angolo di contatto (0,4 cr.)

Le esercitazioni in aula riguardano la risoluzione di semplici problemi, con applicazioni di quanto trattato nelle lezioni immediatamente precedenti. Può essere richiesto in taluni casi l'uso di calcolatrici scientifiche (personali, di ciascuno studente).

Le esercitazioni sperimentali di laboratorio costituiscono una parte integrante dell'insegnamento e comprendono le seguenti attività:

Crescita di film sottili: LPCVD, RF-PECVD and ECR-PECVD
Misura degli spessori e valutazioni morfologiche con profilometria
spettroscopia di fotoemissione di raggi X
Angolo di contatto

Tutte le esperienze vengono effettuate in laboratorio dagli studenti, a piccoli gruppi e sotto la supervisione di personale esperto, sempre utilizzando strumentazione non virtuale. Gli studenti devono redigere a gruppi una relazione dettagliata su ciascuna delle esperienze cui hanno preso parte.

Materiale messo a disposizione dai Docenti
I testi saranno comunicati a lezione dal docente titolare dell'insegnamento

L'esame finale comprende uno scritto e un orale. Lo scritto comprende a) semplici problemi simbolici o numerici relativi agli argomenti principali del corso; ogni problema è articolato su 2-3 punti; b) quesiti a risposta multipla sui medesimi argomenti. Il voto massimo conseguibile nella parte di problemi è di 20 trentesimi, quello conseguibile nella parte di quesiti è di 10 trentesimi. Il tempo complessivamente assegnato per la prova è di 2 ore, e per superare lo scritto occorre ottenere un punteggio complessivo pari a 15 trentesimi. L'orale ha una durata di 15'-20', e riguarda tutti gli argomenti trattati nelle lezioni e nei laboratori.
Il voto finale è una media pesata della valutazione di scritto e orale (peso 0,8) e delle relazioni di laboratorio (peso 0,2). E' possibile acquisire punti aggiuntivi con relazioni di approfondimento su argomenti specifici, o preparando appunti delle lezioni riutilizzabili negli anni successivi.