FISICA DEI MATERIALI (f)
A. A. 1999/00
Prof. Antonio Miotello
Oggetto e obiettivi del corso
Il corso di Fisica dei Materiali si propone di fornire allo studente gli
strumenti necessari per poter affrontare lo studio di quella branca della
fisica che si occupa delle proprietà dei materiali di carattere
innovativo e la cui conoscenza non è ancora così consolidata
da far già parte di testi di fisica dei solidi. Per realizzare questo
obiettivo si rende necessario un approfondimento di elementi di termodinamica
e di meccanica statistica nonché di alcune equazioni differenziali
appropriate per lo studio di problematiche relative al trasporto.
Allo studente vengono inoltre forniti gli elementi base per la comprensione
dei processi su cui si fondano le tecniche analitiche più utilizzate
nei moderni laboratori di scienza dei materiali. E' parte integrante del
corso una attività guidata nei laboratori di sintesi e di caratterizzazione
sia composizionale che strutturale di materiali innovativi sotto forma
di film sottili.
Programma
ASPETTI TERMODINAMICI
-
utilizzo di dati termodinamici (le tabelle termodinamiche e il loro uso
ad esempio per la determinazione delle tensioni di vapore in ossidi)
-
diagrammi di fase e costruzione dei diagrammi di fase a partire dall'energia
libera di Gibbs (e viceversa)
-
Segregazione di Gibbs
ASPETTI STRUTTURALI
-
reticolo di Bravais e reticolo reciproco
-
classificazione dei solidi: isolanti, semiconduttori e metalli; casi insoliti
in cui si hanno regimi di superconduttività oppure di conducibilità
metallica
-
le strutture di base per materiali ceramici: MO, M2O, M203, M02; MO3
-
difetti: tipi, formazione e correlazione con Tm, teorie (della formazione)
ASPETTI RELATIVI AL TRASPORTO
-
diffusione di volume per: atomi, difetti puntuali, elettroni, energia termica
-
diffusione ai bordi grano e alla superficie di un solido
-
viscosità
ASPETTI MECCANICI
-
modulo di Young; compressione, tensione
-
espansione termica
METODI DI ANALISI
-
tecniche di analisi nucleari: Rutherford Backscattering e Nuclear Reaction
Analysis
-
Tecniche di analisi spettroscopiche: Auger Electron Spectroscopy, Secondary
Ion Mass Spectroscopy e X-ray Photoelectron Spectroscopy.
Testi consigliati
N.W. ASHCROFT, N.D. MERMIN, Solid State Physics
R.A. SWALIN, Thermodynamics of Solids
L.C. FELDMAN, J.W. MAYER, Fundamentals of Surface and Thin Film
Analysis
Modalità e svolgimento dell'esame
L'esame viene svolto in due parti: la prima parte riguarda gli argomenti
delle lezioni svolte in aula e la seconda riguarda invece l'attività
guidata di laboratorio. Per questa seconda parte lo studente presenta sotto
forma di seminario i risultati ottenuti nella sintesi e nella caratterizzazione
di film sottili.