CARATTERIZZAZIONE FISICA DEI MATERIALI CON LABORATORIO

Scheda dell'insegnamento

Anno accademico di regolamento: 
2015/2016
Anno di corso: 
1
Anno accademico di erogazione: 
2015/2016
Tipo di attività: 
Obbligatorio
Lingua: 
Italiano
Crediti: 
8
Ciclo: 
Annualita' Singola
Ore di attivita' didattica: 
61
Prerequisiti: 

Fisica dei solidi; fisica della materia condensata; elettromagnetismo

Moduli

Metodi di valutazione

Modalita' di verifica dell'apprendimento: 

Prova orale relativa agli argomenti trattati nel programma ed all’esperienza eseguita in laboratorio

Valutazione: 
Voto Finale

Obiettivi formativi

Il corso è diviso in due parti, con un unico esame finale. La prima parte consiste in lezioni frontali, mirate alla descrizione dei principi fisici di base della spettroscopia ottica e vibrazionale in un solido, e alla descrizione di alcune tecniche sperimentali; la seconda consiste in un’attività sperimentale. La frequenza è obbligatoria per le attività di laboratorio ed è fortemente consigliata per le lezioni frontali.

Programma esteso

Lezioni frontali (4 CFU)
Richiami alle equazioni di Maxwell; analisi di densità di carica e di corrente in un solido; interazione della luce con un mezzo materiale; polarizzazione e suscettività; funzione dielettrica complessa e indice di rifrazione; tensore dielettrico; modelli di Lorentz e di Drude; dispersione, assorbimento, riflettività; il campo locale; funzioni di risposta lineari e relazioni di Kramers-Kronig; cenni alla risposta non lineare. Fondamenti di spettroscopia neutronica e di fotoemissione.
Fenomeni di diffusione della luce: scattering elastico (Mie, Rayleigh) ed anelastico (Brillouin, Raman); assorbimento ottico; fenomeni di luminescenza; foto-luminescenza risolta in tempo; tecniche sperimentali di spettroscopia ottica e vibrazionale.
Interazione degli elettroni con i solidi; tecniche di microscopia elettronica: la microscopia elettronica a scansione (SEM) e in trasmissione (TEM).
Microscopia a stilo: caratteristiche di tecniche e strumentazioni. Microscopia a forza atomica (AFM).

Laboratorio (4 CFU)
Esecuzione di un’attività sperimentale con stesura di relazione finale, fra i seguenti argomenti:
spettroscopia di semiconduttori
scattering micro-Raman
analisi di elementi in traccia tramite ICP-Massa
termoluminescenza applicata alla datazione di reperti fittili o allo studio di difetti
microscopia a forza atomica
diffrazione di raggi X
spettroscopia con risonanza paramagnetica di spin
spettroscopia con luminescenza di ossidi isolanti
fluorescenza di raggi X.

Bibliografia consigliata

F. Wooten, “Optical properties of solids”, Academic Press
J. G. Solé, L.E. Bausà, D. Jaque, “Optical spectroscopy of Inorganic Solids”, Wiley
H. Kuzmany, “Solid State Spectroscopy”, Springer

Modalità di erogazione

Convenzionale

Metodi didattici

Lezione frontale e laboratorio