Ingegneria delle Nanotecnologie - Nanotechnology Engineering

Il corso fornisce all’allievo un adeguato supporto formativo relativamente alla fisica, alle caratteristiche e alle potenzialità delle diverse tecniche di microscopia (da quelle elettroniche a quelle di sonda), sia per esigenze di R&D che di processi industriali in cui si impieghino nanotecnologie o in cui comunque si richieda la conoscenza di informazioni e proprietà fino alla scala atomica. Durante il corso vengono anche fornite adeguate informazioni di base sulle principali tecniche di spettroscopia (basate sull’interazione radiazione-materia), in grado di completare la caratterizzazione di un materiale/sistema sulla nanoscala. In via generale, il corso ha l’obiettivo di fornire al laureato magistrale in ingegneria delle nanotecnologie le necessarie conoscenze per consentirgli la scelta delle tecniche e delle metodologie di nanocaratterizzazione ottimali all’interno dei processi e procedure che sarà chiamato a definire/progettare/fruire nell’ambito del suo profilo professionale. Il corso si prefigge di fornire gli elementi essenziali di ottica elettronica in grado di consentire allo studente di approcciarsi alle diverse tecniche di microscopia elettronica sia a scansione che in trasmissione. Vengono forniti gli elementi fisici alla base del contrasto per consentire la corretta interpretazione dei risultati. Vengono descritte le tecniche spettroscopiche alla base delle più diffuse metodologie analitiche. Il corso è completato da una panoramica sulle tecniche complementari, sulla microscopia ionica e sulle metodologie di preparazione dei campioni in modo da consentire allo studente la familiarità necessaria ad utilizzare queste metodologie in un contesto operativo. Il corso fornisce anche 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 indagine a micro- e nano-scala, in particolare sulle tecniche ottiche basate su elettroni e ioni e sulle tecniche a scansione di 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 gli aspetti micro e nano strutturali delle nanotecnologie, 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 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. Queste ultime possono essere così declinate: • conoscere le principali tecniche per la caratterizzazione livello nanometrico delle proprietà fisiche, chimiche e funzionali; in particolare le competenze acquisite riguarderanno le tecniche di: o microscopia elettronica per l’analisi morfo logica dei materiali fino alla scala atomica; o diffrazione per l’analisi strutturale dei materiali; o microscopia di sonda per l’analisi morfologica e per lo studio delle proprietà fisico-chimiche e di quelle funzionali fino alla scala nanometrica; o spettroscopia applicate allo studio delle proprietà funzionali dei materiali • comprendere i diversi meccanismi di interazione radiazione-materia ai fini del loro impiego nella caratterizzazione; • saper impostare un problema di caratterizzazione dalla meso- alla nanoscala, individuando le tecniche da utilizzare in rapporto anche al rapporto costi/benefici; • saper valutare i risultati conseguiti anche per la definizione di nuove procedure metrologiche; • saper lavorare in gruppo.