L'insegnamento è erogato in lingua Inglese.
Questo insegnamento intende fornire gli strumenti necessari per lo studio delle proprietà fisiche delle superfici nanostrutturate e dei sistemi nanodimensionali, per la loro caratterizzazione fisica avanzata, nonché per la modificazione alla scala nanometrica delle loro proprietà fisiche.
Il ruolo dell'insegnamento è centrale nello sviluppo della figura professionale dell'ingegnere in nanotecnologie, in quanto la capacità di studiare, misurare e modificare alla nanoscala le proprietà dei sistemi fisici sono fondamentali in tutti gli aspetti delle nanotecnologie.
L'insegnamento è suddiviso in tre parti. Nella prima parte sono trattati i più importanti aspetti delle interazioni fisiche tra superfici nanostrutturate e ambiente. La seconda parte è dedicata alle tecniche avanzate di caratterizzazione fisica di superfici nanostrutturate e sistemi nanodimensionali. La terza parte è dedicata alle tecniche avanzate per la modificazione su scala nanometrica delle superfici e la sintesi di sistemi nanodimensionali, nonché ad alcune loro applicazioni in ambiti specifici (microelettronica, meccanica, biomedicale, ...).

- Conoscenza del comportamento fisico delle superfici alla nanoscala.
- Conoscenza delle tecniche più avanzate per la caratterizzazione di superfici nanostrutturate
e sistemi nanodimensionali.
- Conoscenza delle tecniche più avanzate di modificazione di superfici alla nanoscala.
- Conoscenza delle tecniche più avanzate per la sintesi di sistemi nanodimensionali.
- Capacità di caratterizzare superfici e nanostrutture alla scala nanometrica.
- Capacità di modificare le proprietà fisiche di superfici alla scala nanometrica.
- Capacità di sintetizzare sistemi nanodimensionali.

- Fisica di base (meccanica, termodinamica, elettromagnetismo, ottica ondulatoria,
elementi di struttura della materia)
- Meccanica quantistica.
- Elementi di meccanica statistica.
- Elementi di fisica dello stato solido.

Proprietà fisiche e interazioni alla nanoscala di superfici e nanostrutture.
Tecniche di caratterizzazione fisica di superfici e nanostrutture (Auger Spectroscopy, Xray Photoelectron Spectroscopy, Secondary Ion Mass Spectroscopy, Rutherford Back-Scattering, Elastic Recoil Detection Analysis, Xray Diffractometry, Low-Energy Electron Diffraction, Reflection High-Energy Electron Diffraction, Extended X-ray Absorption Fine Structure).
Tecnologie avanzate per la nanostrutturazione di superfici (termiche, assistite da laser, assistite da plasma, assistite da fasci di elettroni/ioni).
Tecniche di sintesi di sistemi nanodimesionali e esempi di loro applicazione.
Laboratorio
- modificazione alla nanoscala di superfici
- analisi morfologica di superfici nanostrutturate e sistemi nanoscopici
- analisi composizionale di superfici nanostrutturate e sistemi nanoscopici
- analisi dell'energia superficiale di superfici nanostrutturate e sistemi nanoscopici

L'insegnamento prevede sia lezioni frontali, anche mediante l'utilizzo di diapositive rese disponibili dal docente sul portale della didattica, che esercitazioni in laboratorio.
Le esercitazioni di laboratorio costituiscono una parte integrante dell'insegnamento. Gli studenti sono organizzati in piccoli gruppi e conducono le esperienze sotto la supervisione di personale esperto.

- Materiale messo a disposizione dai docenti.
- H. Luth, Solid Surfaces, Interfaces and Thin Films, Springer, 2010.
- H. Busse and B.E. Koel, "Surface processes", in: Digital Encyclopedia of Applied Physics -
Condensed Matter F: Surfaces and Interfaces, Wiley, 2014.
- Altre referenze bibliografiche saranno comunicate a lezione dai docenti.

I criteri di valutazione comprendono:
- la conoscenza acquisita dallo studente in merito alle principali proprietà delle superfici nanostrutturate e dei
sistemi nanodimensionali, alle tecniche per la nanosintesi, modificazione superficiale e caratterizzazione;
- la abilità dello studente di descrivere, in forma scritta o orale, un metodo di nanosintesi, modificazione
superficiale o di caratterizzazione alla nanoscala, utilizzando correttamente il linguaggio tecnico;
- la abilità dello studente di applicare in laboratorio un metodo di nanosintesi, modificazione superficiale o di
caratterizzazione alla nanoscala.

L'esame finale comprende uno scritto obbligatorio e un orale facoltativo.

Lo scritto consiste in alcune domande relative agli argomenti affrontati durante l'insegnamento. Il tempo complessivamente assegnato per la prova è di 2 ore e per superarla occorre ottenere un punteggio complessivo pari a 18 trentesimi. Non è possibile utilizzare alcun tipo di materiale didattico (come ad esempio libri o appunti) durante la prova.

L'orale è facoltativo e prevede la esposizione di una presentazione originale dello studente, di durata pari a 15-20 min, che descriva criticamente i contenuti di un articolo scientifico recente, inerente uno o più argomenti trattati durante l'insegnamento. In seguito alla presentazione, allo studente potrà venire richiesto di rispondere ad alcune domande sui argomenti trattati durante l'insegnamento.
- In caso di valutazione positiva dell'orale, il voto dello scritto potrà essere aumentato di 4 punti al massimo.
- In caso di valutazione insufficiente dell'orale, il voto dello scritto potrà essere ridotto di 2 punti al massimo.

Durante il corso gli studenti possono acquisire punti addizionali, che verranno aggiunti alla quotazione dello scritto, nei modi seguenti.
- Gli studenti che seguono regolarmente le lezioni possono richiedere di esporre alla classe una presentazione di 15-20 min con un approfondimento su un tema specifico. Il contenuto della presentazione verrà discusso insieme agli altri studenti e la sua valutazione potrà portare fino a un massimo di 2 punti.
- Gli studenti che hanno seguito almeno il 75% delle lezioni di laboratorio possono consegnare al docente una relazione sulle attività svolte in laboratorio. La relazione deve essere consegnata (a mano o per email) prima della data dell’esame scritto e può portare fino a un massimo di 2 punti.