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Anno Accademico 2007/08
02JBKKG
Microscopia a scansione a effetto tunnel - Forze atomiche per fisica e ingegneria
Dottorato di ricerca in Fisica - Torino
Docente Qualifica Settore Lez Es Lab Tut Anni incarico
Gonnelli Renato ORARIO RICEVIMENTO AC FIS/01 15 0 9 0 2
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
*** N/A ***    
Obiettivi dell'insegnamento
Il corso, di carattere quasi esclusivamente sperimentale, si propone di fornire le conoscenze di base per la progettazione e la realizzazione pratica di misure di microscopia (e spettroscopia) mediante microscopio a scansione ad effetto tunnel (STM) in materiali conduttori e mediante microscopio a scansione a forze atomiche (AFM) in materiali isolanti e conduttori.
Verranno anche descritti ed applicati i principali metodi di analisi delle immagini topografiche e spettroscopiche ottenute, metodi atti a ricavare le informazioni pi¨ salienti che questa innovativa tecnica di studio delle superfici pu˛ fornire. Tali informazioni vanno, per esempio, dallo studio della topografia, della rugositÓ e della qualitÓ superficiale dei campioni, alla determinazione della struttura cristallina e dei difetti a livello atomico, dalla creazione e manipolazione di nanostrutture, alla determinazione della densitÓ degli stati elettronica di semiconduttori, metalli e superconduttori.
Programma
1. Principi di funzionamento e tecniche di misura SPM
- GeneralitÓ
- Componenti principali della strumentazione SPM
- Microscopio a scansione ad effetto tunnel (STM)
- Microscopio a scansione a forze atomiche (AFM)
- Microscopio a scansione a forze magnetiche (MFM)
- Microscopio a scansione a forze laterali (LFM)
- Altri tipi di microscopi a scansione
- Scanner, punte e cantilever
- Artefatti delle immagini
- Isolamento dalle vibrazioni
- Esempi significativi
- Applicazioni metrologiche

2. Software per l'elaborazione dei dati e delle immagini SPM
- Il programma SPIP
- Esempi di elaborazione delle immagini

3. Topografia STM su campioni conduttori
- Misure STM su scala micrometrica e nanometrica ed analisi di strutture non periodiche
- Misure STM su scala atomica ed analisi di strutture periodiche

4. Topografia AFM su campioni isolanti e conduttori
- Misure AFM su scala micrometrica e nanometrica ed analisi di strutture non periodiche
- Misure AFM su scala atomica ed analisi di strutture periodiche

5. Spettroscopia tunnel a scansione (STS) ed altre applicazioni STM
- Misure STS di densitß degli stati in materiali conduttori e superconduttori
- Esperimenti di "scrittura" ovvero modifica controllata delle superfici mediante STM

6. AFM come rugosimetro di precisione ed altre applicazioni AFM
- La taratura dello strumento lungo l'asse z
- Misure AFM di rugositÓ e qualitÓ superficiale di film sottili e cristalli singoli
- Misure AFM per lo studio delle interfacce in materiali compositi
- Misure AFM di campioni biologici

Bibliografia essenziale

R. S. Gonnelli, Microscopia a scansione ad effetto tunnel e a forze atomiche per la fisica e l'ingegneria, CD Rom interattivo, versione 2.0, febbraio 2002.
S.N. Magonov and Myung-Hwan Whangbo, Surface Analysis with STM and AFM, VCH, 1996.
C.J. Chen, Introduction to Scanning Tunneling Microscopy, Oxford University Press, 1993.
Orario delle lezioni
Statistiche superamento esami

Programma definitivo per l'A.A.2007/08
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