FISICA DEI MATERIALI

FISICA DEI MATERIALI (f)

A. A. 1998-99

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

Solid State Physics

Thermodynamics of Solids

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.