The course is taught in English.
Questo insegnamento collocato al primo semestre del primo anno della Laurea Magistrale in Nanotechnologies for ICTs (percorso in sede), intende fornire le basi teoriche e sperimentali da utilizzare nello studio dei materiali e delle tecniche di caratterizzazione e processing per microstrutture e MEMS/NEMS (micro/nano-electro-mechanical systems).
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 dei successivi insegnamenti della Lauree Magistrale.
Il corso è suddiviso in due parti: nella prima sono trattati gli aspetti fondamentali delle proprietà fisiche e chimiche dei materiali utilizzati nelle tecnologie MEMS. Nella seconda parte lo studente apprende nozioni basilari relative alle tecniche di caratterizzazione tipiche delle micro e nanotecnologie.

- Conoscenza del comportamento fisico e chimico dei materiali utilizzati nelle micro e nanotecnologie.
- Capacità di applicare materiali in MEMS e NEMS.
- Conoscenza delle tecniche di caratterizzazione di materiali e strutture tipiche delle nanotecnologie.
- Capacità di applicare tecniche di caratterizzazione a materiali, micro e nanostrutture.

- 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.

Introduzione ai materiali applicati nelle tecnologie MEMS e NEMS: proprietà fisiche e chimiche dei materiali usati in micro e nanotecnologie. Cenni alle tecniche di produzione. (2 cr.)

Introduzione alle tecniche di caratterizzazione dei materiali: composizione chimica, struttura e morfologia attraverso le interazione fondamentali (fotoni-materia, elettroni-materia, ioni/particelle-materia) (0,5 cr.)
Microscopia ottica (convenzionale, confocale, LSOM), Le basi della microscopia elettronica (1,2 cr.)
Microscopie a scansione (Scanning Probe Microscopies: STM, AFM and SNOM) e tecniche di litografia correlate (1,5 cr.)

Laboratorio (squadre costituite da ¼ degli studenti del corso):

Microscopia elettronica a scansione
Scanning Probe Microscopy (0,8 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:

- Scanning Electron Microscopy,
- Scanning Probe Microscopy

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.

C. Kittel, Introduction to Solid State Physics (Wiley)
H. Ibach ' H. Luth: Solid-State Physics: An Introduction to Theory and Experiment (Springer)
N. W. Ashcroft ' N. D. Mermin, Solid state physics (Brooks Cole)
Materiale messo a disposizione dai Docenti

L'esame finale comprende uno scritto e un orale. Lo scritto comprende a) semplici problemi simbolici o numerici relativi agli argomenti principali della fisica dello stato solido (proprietà elettroniche, termiche, ottiche dei solidi), e ogni problema è articolato su 2-3 punti; b) quesiti a risposta multipla sui medesimi argomenti di fisica dello stato solido. 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.