- Oggetto:
- Oggetto:
Introduzione alle nanoscienze
- Oggetto:
Introduction to nanosciences
- Oggetto:
Anno accademico 2020/2021
- Codice dell'attività didattica
- FIS0092
- Docente
- Prof. Ettore Vittone
- Corso di studi
- 008703 Laurea in Fisica
- Anno
- 3° anno
- Periodo didattico
- Terzo periodo didattico
- Tipologia
- D=A scelta dello studente
- Crediti/Valenza
- 3
- SSD dell'attività didattica
- FIS/03 - fisica della materia
- Modalità di erogazione
- A distanza
- Lingua di insegnamento
- Italiano
- Modalità di frequenza
- Facoltativa
- Tipologia d'esame
- Scritto
- Prerequisiti
-
Meccanica Quantistica I
Struttura della Materia con Laboratorio
Quantum Mechanics I
Structure of Matter - Oggetto:
Sommario insegnamento
- Oggetto:
Obiettivi formativi
L'insegnamento si prefigge di- fornire informazioni di base per comprendere alcuni fenomeni fisici che intervengono nella materia quando confinata alla nanoscala e che possono essere interpretati solo nell'ambito di modelli quantistici.
- fornire una introduzione alle nanotecnologie intese come tecniche di sintesi di nanomateriali, fabbricazione di nanodispositivi e tecniche di caratterizzazione.
- illustrare alcuni esempi di applicazione di materiali nanostrutturati o nanodispositivi nell'ambito dell'elettronica, fisica medica, biofisica, sensoristica, metrologia.
The course aims to provide
- basic elements to unederstand some physical phenomena occurring at the nanoscale, which can be interpreted within models based on quantum mechanics
- an introduction to nanotechnologies regarding the synthesis of nanomaterials, the fabrication of nanodevices and characterization techniques
- examples of applications of nanostructured materials and nanodevices in electronics, medical physics, biophysics, sensing, metrology.
- Oggetto:
Risultati dell'apprendimento attesi
Conoscenza e capacità di comprensione
- Conoscenza di alcuni concetti di base e capacità di comprensione di modelli quantomeccanici che governano fenomeni alla nanoscala non riconducibili alla controparte macroscopica.
- Conoscenza di alcune tecniche di sintesi dei nanomateriali, fabbricazione di nanodispositivi e relativi metodi di caratterizzazione
- Conoscenza di alcune applicazioni di nanomateriali e nanodispositivi in campo scientifico e tecnologico.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione
- capacita' di applicare modelli fisici fondamentali per l'interpretazione dei fenomeni alla nanoscala.
- capacità di valutare gli ordini di grandezza, di svolgere calcoli elementari e di risolvere semplici problemi riguardanti le proprietà dei nanomateriali.
- capacita' di individuare le tecniche sperimentali adatte per la caratterizzazione dei nanomateriali.
Knowledge and understanding
- understanding the basic concepts of quantum model govering phenomena, which are specific for the nanoscale and not occurring in bulk materials
- understanding techniques for the synthesis of nanomaterials, for the fabrication of nanodevices and for their characterization.
- understanding of nanomaterials and nanodevices applications both in science and technology.
Applying knowledge and understanding
- ability to understand and manage fundamental physical models to interpret phenomena occurring at the nanoscale
- ability to evaluate the order of magnitude of the physical observables, to perform basic calculations and to solve simple problems relevant to nanomaterials.
- ability to select the proper experimental techniques for the characterization of nanomaterials and devices.
- Oggetto:
Modalità di insegnamento
Il corso si articola in 24 h (corrispondenti a 3 CFU) di lezioni ed esercitazioni.
Sono previsti seminari tematici, presentati da esperti nel settore, al termine di ogni modulo di insegnamento.
EMERGENZA SANITARIA: Tutte le lezioni saranno erogate in modalità telematica sincrona, seguendo la calendarizzazione delle lezioni stesse nel periodo didattico. Le video-registrazioni saranno successivamente disponibili per lo scaricamento dalla pagina e-learning/moodle del corso.Tutte le lezioni si terranno nella stanza Webex del docente
https://unito.webex.com/meet/ettore.vittone
Le videoregistrazioni sono disponibili sulla piattaforma MOODLE
The course is organized in 24 h (relevant to 3 CFU) of lessons and exercises.
Seminars, given by experts in the fields, will be organized at the end of each teaching module.
HEALTH EMERGENCY: all lectures will be given online in synchronous mode by following the planned timetable of the lectures during the teaching period. The video-lectures will consist of live recordings of the lectures given to the students. The recordings will be downloadable from the e-learning/moodle webpage of the course. The lectures will be given in the virtual Webex room of the teacher
https://unito.webex.com/meet/ettore.vittone
Video recordings are available on the MOODLE platform
- Oggetto:
Modalità di verifica dell'apprendimento
La verifica dell'apprendimento consiste in una prova scritta volta a verificare la capacità dello studente ad applicare correttamente i modelli fisici per la descrizione corretta dei fenomeni che avvengono alla nanoscala. La prova scritta consisterà in esercizi numerici riguardanti argomenti trattati nelle lezioni frontali.
Durata: 2 h
Note: Non sarà consentito portare alla prova scritta libri o appunti; saranno disponibili dati essenziali (e.g. costanti fondamentali, tabella periodica degli elementi ed alcune formule fondamentali) per poter svolgere gli esercizi.
EMERGENZA SANITARIA: Nel caso perdurasse l'emergenza sanitaria, si adotterà la modalità di conduzione degli esami per via telematica. Tali modalità di verifica dell'apprendimento potranno subire variazioni sulla base di future disposizioni emanate dall'Ateneo e/o dal Corso di Studi.The learning verification consists in a written exam aimed to verify the ability of the student to properly apply quantum model for the physical phenomena appearing at the nanoscale. The exam will consist in numerical exercises regarding topics included in the program and similar to those presented during the lectures.
Duration: 2 hours.
Notes: Students will not be allowed to carry books or notes; synthetic notes (with fundamental constants, periodic table of elements, several fundamental formulas) will be available to support the students in the exam.
HEALTH EMERGENCY: In concurrence with the health emergency, the teachers will adopte online exam procedures, as defined by future dispositions of the University of Torino and/or of the Physics Degree council.- Oggetto:
Attività di supporto
Slides, videoregistrazioni e dispense sono disponibili alla voce "Materiale didattico" o sulla piattaforma MOODLE
Durante il corso verranno organizzati seminari tematici su argomenti trattati nelle lezioni frontali, presentati da ricercatori esperti nei vari settori delle nanoscienze.
Seminari tematici presentati durante l'anno accademico 2020/21:Martedì 15 giugno 2021, h. 17.00,
Dr. Federico Picollo – UniTo
Curarsi con i diamanti grazie alla nanomedicinaMercoledì 16 giugno 2021, h. 17.00
Dr. Emanuele Enrico – INRiM
Giunzioni tunnel nanostrutturate, la tecnologia dai transistor a singolo elettrone ai qubit a stato solidoGiovedì 17 giugno 2021, h. 17.00
Dr. Federico Ferrarese Lupi – INRiM
Materiali auto-assemblanti su scala nanometricaI seminari saranno tenuti in modalità telematica al link Webex
https://unito.webex.com/unito/j.php?TID=m0e53774ab2e35434be83f39b724247bf
During the course, seminars will be organized on topics relevant to the lectures and given by experts in the fields of nanoscience.
- Oggetto:
Programma
Il programma è dettagliato nella piattaforma MOODLE
- Introduzione
- Definizione della nanoscala
- La nanoscienze come nuova disciplina all'interfaccia fra le discipline classiche: Fisica, Chimica, Scienza dei Materiali, Microelettronica, Biologia, Biotecnologia, Biochimica.
- Nanoscienze e nanotecnologie
- Tecniche di caratterizzazione:
- Microscopie:
- elettronica a scansione (SEM) e a trasmissione (TEM)
- a scansione di sonda: a scansione a effetto tunnel (STM), a forza atomica (AFM), elettrica (EFM)...
- Spettroscopia:
- assorbimento UV-Vis-IR
- fotoluminescenza
- Raman
- Diffrazione dei raggi x.
- Microscopie:
- Tecniche di sintesi:
- approccio bottom-up
- approccio top-down
- Nanostrutture
- Sistemi 0D: Quantum dots, Single Electron Transistors ed Applicazioni (in elettronica, sensoristica e metrologia (chimica/alimentare)
- Sistemi 1D: Trasporto elettrico in 1D, quantizzazione della conduttanza
- Sistemi 2D: Struttura a bande del grafene, applicazioni
The program is given in detail on the MOODLE platform
- Introduction
- Definition of nanoscale
- Nanoscience as a new discipline at the interface between physics, chemistry, materials science, microelectronics, biochemistry, and biotechnology
- Nanoscience and nanotechnology
- Characterization techniques:
- Microscopies:
- scanning (SEM) and transmission (TEM) electron microscopies.
- scanning tunnel (STM), atomic force (AFM), electric force (EFM)..... probe microscopies.
- Spectroscopies:
- UV-Vis-IR absorption
- photoluminescence
- Raman spectroscopy
- x-ray diffraction.
- Microscopies:
- Synthesis techniques
- bottom-up approach
- top-down approach
- Nanostructures:
- 0D : Quantum dots, Single-Electron Transistors, and applications (in electronic devices, sensors, metrology)
- 1D: Electron transport in 1D, Conductance quantization.
- 2D: graphene; examples of applications
- Introduzione
Testi consigliati e bibliografia
- Oggetto:
Introduzione alla Fisica dello Stato Solido
Autore: Charles KittelEdizione: 2008
Casa editrice: Casa Editrice Ambrosiana
ISBN: 0-471-41526-XIntroduction to Nanoscience
Autore: G.L. Hornyak, J. Dutta, H.F. Tibbals, A.K. RaoEdizione: 2008
Casa editrice: CRC Press Taylor & Francis Group
ISBN: 978-1-4200-4805-6Url: https://nanohub.org/
- Oggetto:
Note
Il programma dettagliato, la bibliografia, le slides, le videoregistrazioni sono disponibili sulla piattaforma MOODLE
- Oggetto:
