Corso di laurea magistrale in Chimica Industriale

Buone basi di fisica, chimica inorganica e chimica fisica (struttura atomica, legame chimico, termodinamica e termochimica, elementi basilari di cristallografia, conoscenza di tecniche spettroscopiche di indagine.)

L'insegnamento si propone di fornire una panoramica su  alcuni dei principali metodi impiegati per ottenere materiali sottoforma di film. Inoltre saranno illustrate due tecniche fondamentali per lo studio di materiali solidi  cristallini (diffrazione dei raggi X da cristallo singolo e da polveri cristalline) e i principi di crescita dei cristalli.                                           

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE
Alla fine di questo insegnamento saranno state acquisite le conoscenze che permetteranno di:
MODULO A
- descrivere le caratteristiche salienti delle diverse metodologie di Physical Vapor Deposition e  Chemical Vapor Deposition per la sintesi di film e delle relative strumentazioni;
- identificare i principali vantaggi e svantaggi delle differenti tecniche; 
- descrivere l'effetto della variazione dei parametri sperimentali sul processo di deposizione;
- descrivere i principali processi di produzione industriale di film;
- utilizzare la terminologia tecnico-scientifica specifica in modo adeguato.

MODULO B
- interpretare criticamente i risultati della diffrazione da cristallo singolo e da polveri cristalline.
- identificare i principali parametri che influenzano la cristallizzazione dei materiali.

CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE
Verrà acquisita la capacità di utilizzare la conoscenza di base i) nel campo dei metodi di deposizione di film, per determinare le condizioni sperimentali ed i reattori più opportuni per la deposizione; ii) nell’ambito dell’analisi dei materiali, della crescita cristallina e della determinazione della struttura cristallina mediante diffrazione.

AUTONOMIA DI GIUDIZIO
Verrà acquisita la capacità di valutare la metodologia sperimentale più adatta per depositare, studiare e caratterizzare un materiale.

ABILITÀ COMUNICATIVE
Verrà acquisita la capacità di utilizzare un adeguato linguaggio tecnico.

CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO
Sarà possibile proseguire il percorso formativo in corsi di dottorato o master nel settore chimico-industriale relativo alla sintesi di materiali.

MODULO A - docente prof.ssa Paola Benzi:
-Introduzione ai metodi di deposizione di materiali sotto forma di film da fase vapore.
-Metodi di Physical Vapor Deposition e Chemical Vapor Deposition.
-Principi generali e meccanismi di crescita del film e descrizione dei reattori. Schema del processo di deposizione e grandezze relative.
-Metodi di Physical Vapor Deposizion: Evaporazione termica, ad arco elettrico e a cannone elettronico. Sputtering. Pulsed Laser Deposition. Epitassia da fasci molecolari.
-Chemical Vapor Deposition: reazioni e precursori. Attivazione termica, con radiazioni elettromagnetiche (foto e laser CVD) e via plasma (RF, MW). Atomic Layer Deposition.
-Applicazioni, vantaggi e svantaggi dei singoli metodi.
-Trattamenti post deposizione: Drogaggio, Ossidazione e Etching.
--Metodi di cristallizzazione e caratterizzazione dei cristalli.                 

MODULO B - docente prof.ssa Domenica Marabello
- Introduzione alla cristallografia: elementi di simmetria, classi cristalline, reticoli di Bravais, gruppi spaziali, reticolo reciproco, notazione di Hermann-Mauguin e lettura tabelle internazionali.
- Diffrazione dei raggi X: interazione raggi X-materia legge di Bragg, sfera di Evald.
- Diffrazione dei raggi X da cristallo singolo: strumentazione, scelta e montaggio campione, acquisizione dati, risoluzione strutturale, applicazioni.
- Diffrazione dei raggi X da polveri cristalline: strumentazione, preparazione campione, acquisizione dati, interpretazione dei risultati, applicazioni.
- Introduzione alla crescita dei cristalli: termodinamica e cinetica della nucleazione, morfologia e abito cristallino, teoria PBC, meccanismi di crescita delle facce, geminazione, effetto delle impurezze o additivi sulla crescita, metodi per influenzare la morfologia e l'abito di un cristallo.

L'insegnamento è costituito da:                                                                           

1. a) 7 crediti di lezioni frontali (56 ore), frequenza facoltativa;                                                 
2. b) 2 crediti di esercitazioni (24 ore) in laboratorio, frequenza obbligatoria.

Le attività didattiche verranno svolte in presenza.

Il materiale didattico sarà disponibile su Campusnet e Moodle.

 

L'esame è costituito da due prove in itinere, una per ciascuno dei moduli del corso svolti dai rispettivi docenti.

MODULO A e B
Le prove relative ai moduli A e B consistono di un colloquio orale;
Gli argomenti oggetto d'esame rifletteranno quelli trattati a lezione secondo i programmi del modulo (A o B). La valutazione verrà effettuata considerando inoltre la capacità di organizzare discorsivamente la conoscenza, la qualità dell’esposizione e la competenza nell’impiego del lessico specialistico.

Gli esami verranno svolti in presenza.

Il voto finale è calcolato come media pesata sui crediti dei singoli voti ottenuti nei due moduli ed è espresso in trentesimi.

Il materiale didattico presentato a lezione è disponibile sotto forma di dispense dei docenti scaricabili dal sito del corso o fornite direttamente dai docenti.

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