SCANNING PROBE MICROSCOPY

Obiettivi formativi

Il corso fornisce agli studenti gli elementi essenziali di microscopia a scansione di sonda, microscopia a forza atomica, microscopia ad effetto tunnel, e microscopia ottica in campo vicino. Vengono forniti elementi essenziali di tecniche basate su tali microscopie per la caratterizzazione di proprietà chimiche, strutturali, meccaniche, magnetiche, elettriche e termiche su scala nanometrica, con l’obiettivo di consentire allo studente la selezione di specifiche tecniche in base a specifici contesti applicativi. Gli obiettivi formativi sono espressi in termini di Descrittori di Dublino in grado di descrivere le conoscenze acquisite dallo studente le capacità di applicazione e la crescita in termini d capacità critica, di comunicazione e di approfondimento. Relativamente alla conoscenza acquisita ed all’ incremento della capacità di comprensione, il corso fornisce elementi in grado di rafforzare le conoscenze nel settore delle metodologie di caratterizzazione fisica mediante microscopia a sonda, mettendo lo studente in grado di elaborare o applicare idee originali e di inserirsi in un contesto di tecnologie avanzate e nell’ ambito della ricerca tecnologica. Relativamente alla capacità di applicare la conoscenza acquisita e la comprensione dei fenomeni connessi, le conoscenze acquisite forniscono allo studente gli strumenti operativi per affrontare e risolvere problemi nuovi e non familiari inerenti a problematiche relative alla caratterizzazione di proprietà fisiche alla micro- e nano-scala, anche quando inseriti in contesti ampi e interdisciplinari inerenti anche campi culturali contigui. Relativamente alla autonomia di giudizio, il corso fornisce gli elementi scientifici alla base delle tecnologie di indagine fisica alla nanoscala per cui lo studente diviene autonomo nella interpretazione dei dati sperimentali ed in grado di formulare un giudizio autonomo e non preconcetto sulle problematiche in esame. Il corso fornisce gli elementi necessari ad integrare le conoscenze acquisite in contesti più ampi al fine di interpretare e governare situazioni complesse e fornire giudizi ed interpretazioni anche in caso di informazioni parziali o incomplete, tenendo anche conto degli spetti etici e sociali connessi. Relativamente alla capacità di comunicare quanto si è appreso, il corso fornisce gli elementi sia semantici e di terminologia che concettuali in grado di consentire allo studente una proficua interazione, sia sulle tematiche stesse che sulle metodologie coinvolte, sia con gli specialisti del settore nell’ ambito di problematiche professionali che con soggetti non professionali nell’ ambito di interlocuzioni in cui le competenze specifiche dello studente siano basilari. Per quanto concerne la capacità di proseguire in maniera autonoma la propria formazione e specializzazione, il corso fornisce allo studente i principali strumenti interpretativi di successive letture ed esperienze in grado di consentire un proficuo ampliamento e focalizzazione delle competenze acquisite.

Canale 1
DANIELE PASSERI Scheda docente

Programmi - Frequenza - Esami

Programma
Fondamenti di AFM e SPM: 6 ore Introduzione alla microscopia a scansione di sonda (SPM) Microscopia a forza atomica (AFM): generalità AFM contact mode AFM tapping mode & phase imaging Tecniche avanzate basate su AFM: 14 ore Caratterizzazioni meccaniche mediante AFM Caratterizzazioni elettriche mediante AFM Caratterizzazioni magnetiche mediante AFM Lezione di approfondimento: Microscopia acustica a forza atomica (AFAM) Tomografia mediante AFM Microscopia ad effetto tunnel (STM) : 6 ore Scanning near-field optical microscopy (SNOM) : 2 ore Tip-enhanced Raman spectroscopy (TERS) : 1 ore Litografia mediante AFM : 1 ora
Prerequisiti
Conoscenza di concetti di fisica generale (meccanica ed elettromagnetismo), chimica e matematica, a livello dei corsi accademici di facoltà scientifiche (ingegneria, fisica o chimica). Concetti avanzati necessari per la comprensione di specifici argomenti del corso sono dati all'interno del corso.
Testi di riferimento
Slide fornite dal docente Fundamentals of scanning probe microscopy (V.L. Mironov)
Modalità insegnamento
L'insegnamento prevede lezioni frontali con proiezione e spiegazione delle slide a cura del docente, che vengono fornite agli studenti.
Frequenza
La frequenza al corso è caldamente raccomandata in modo da usufruire a pieno della interazione con il docente e delle esperienze collettive. Tuttavia, la documentazione fornita ed i testi suggeriti consentono di raggiungere una formazione adeguata anche con una interazione limitata.
Modalità di esame
In considerazione dei contenuti dell’insegnamento e degli obiettivi formativi che sono principalmente incentrati sulla acquisizione di conoscenze, le modalità di valutazione sono basate sull’ accertamento della preparazione acquisite oltre che sull’ inserimento in contesti più ampi. Gli elementi presi in esame ai fini della valutazione sono legati alla entità delle conoscenze acquisite ed al loro approfondimento in termini di dettagli tecnici e di capacità inserimento in contesti di tipo applicativo. Il giudizio prescinde sostanzialmente dalla modalità di apprendimento e non vengono poste preclusioni ad una formazione autonoma dello studente o con una limitata interazione con il docente. A tal fine la modalità della prova finale, scritto e orale, senza valutazioni intermedie appare maggiormente adatta allo scopo. Una prova scritta a stimolo chiuso con risposta aperta rappresenta lo strumento più adatto a valutare il raggiungimento degli obiettivi formativi, in quanto la possibilità di ampliare e differenziare la risposta ad un quesito fisso consente di mettere in luce il livello di approfondimento della tematica e quindi di coerenza della preparazione del singolo studente con gli obiettivi formativi. La integrazione con una prova orale basata essenzialmente ma non esclusivamente sulle tematiche della prova scritta, consente di approfondire la valutazione del raggiungimento dell’obiettivo formativo e di affinare la valutazione sulle conoscenze acquisite e metabolizzate dallo studente. Nel dettaglio, la prova scritta della durata di due ore è basata su 6 domande a risposta aperta delle quali 2 su microscopia a scansione di sonda e tecniche correlate e 4 su microscopia elettronica e tecniche correlate. Viene richiesta l’elaborazione di tre argomenti a scelta dei quali uno concernente la microscopia a sonda e due la microscopia elettronica e tecniche correlate. Gli studenti che abbiano positivamente superato l’esame scritto sono ammessi ad una prova orale nella quale vengono approfonditi gli argomenti trattati, sulla base dei quali è possibile anche estendere il ragionamento ad altri argomenti correlati. Le prove vengono effettuate alla fine del percorso formativo e sono previsti due appelli nella sessione estiva, due in quella autunnale e due in quella invernale.
Modalità di erogazione
L'insegnamento prevede lezioni frontali con proiezione e spiegazione delle slide a cura del docente, che vengono fornite agli studenti.
  • Anno accademico2025/2026
  • CorsoIngegneria delle Nanotecnologie - Nanotechnology Engineering
  • CurriculumNanotechnology Engineering
  • Anno1º anno
  • Semestre2º semestre
  • SSDFIS/01
  • CFU3