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LABORATORIO DI STRUTTURA DELLA MATERIA

Antonio DI BARTOLOMEO LABORATORIO DI STRUTTURA DELLA MATERIA

0522600014
DIPARTIMENTO DI FISICA "E.R. CAIANIELLO"
CORSO DI LAUREA MAGISTRALE
FISICA
2017/2018

ANNO CORSO 2
ANNO ORDINAMENTO 2014
PRIMO SEMESTRE
CFUOREATTIVITÀ
432LEZIONE
224LABORATORIO
SERGIO PAGANO T Curriculum
ANTONIO DI BARTOLOMEO Curriculum
Obiettivi
L'INSEGNAMENTO È DIVISO IN DUE MODULI ED HA LO SCOPO DI INTRODURRE AGLI STUDENTI ASPETTI AVANZATI SPERIMENTALI DELLA STRUTTURA DELLA MATERIA ED IN PARTICOLARE
LE NANOTECNOLOGIE BASATE SU GRAFENE E NANOTUBI DI CARBONIO E L'ELETTRONICA SUPERCONDUTTIVA.

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE:
L'INSEGNAMENTO HA L'OBIETTIVO DI FORNIRE AGLI STUDENTI CONOSCENZE TEORICO PRATICHE RELATIVE AI MATERIALI NANOSTRUTTURATI E AI NANODISPOSITIVI CON ESSI REALIZZATI (MODULO 1) ED ALL'ELETTRONICA SUPERCONDUTTIVA DAL PUNTO DI VISTA DELLA FISICA DEI DISPOSITIVI E DA QUELLO DELLE APPLICAZIONI TECNOLOGICHE (MODULO 2).

CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE:
GLI STUDENTI SARANNO IN GRADO DI FABBRICARE E CARATTERIZZARE MATERIALI NANOSTRUTTURATI E DISPOSITIVI NANOELETTRONICI E DI UTILIZZARE STRUMENTAZIONE AVANZATA SIA PER LA FABBRICAZIONE CHE PER LA CARATTERIZZAZIONE ELETTRICA DI NANODISPOSITIVI (MODULO 1). SARANNO INOLTRE IN GRADO DI REALIZZARE SEMPLICI ESPERIMENTI CON DISPOSITIVI SUPERCONDUTTORI UTILIZZANZO STRUMENTAZIONE CRIOGENICA ED ELETTRONICA AVANZATA (MODULO 2).
Prerequisiti
MODULO ELETTRONICA SUPERCONDUTTIVA:
CONOSCENZA ADEGUATA DI ELETTROMAGNETISMO E DI FISICA DELLO STATO SOLIDO. IN PARTICOLARE CONOSCENZE RELATIVE A CIRCUITI ELETTRICI ED ELETTRONICI, PROPAGAZIONE DI ONDE ELETTROMAGNETICHE, INTERAZIONE RADIAZIONE MATERIA.

MODULO 2 - FISICA DEI DISPOSITIVI A GRAFENE E A NANOTUBI DI CARBONIO:
CONOSCENZA APPROFONDITA DELLA FISICA GENERALE E DELLA FISICA DELLA MATERIA CONDENSATA.

Contenuti
MODULO ELETTRONICA SUPERCONDUTTIVA:
RICHIAMI DI SUPERCONDUTTIVITÀ, EFFETTO TUNNEL ED EFFETTO JOSEPHSON
PRINCIPALI DISPOSITIVI ELETTRONICI SUPERCONDUTTIVI
PRINCIPALI APPLICAZIONI DELL'ELETTRONICA SUPERCONDUTTIVA
TECNICHE DI REALIZZAZIONE DI DISPOSITIVI SUPERCONDUTTIVI
TECNICHE DI MISURA E CARATTERIZZAZIONE DI DISPOSITIVI SUPERCONDUTTIVI

MODULO 2 - FISICA DEI DISPOSITIVI A GRAFENE E A NANOTUBI DI CARBONIO (3CFU A. DI BARTOLOMEO)

GRAFENE E NANOTUBI: ALLOTROPI DEL CARBONIO. IBRIDI SP2: GRAFENE, GRAFITE, FULLERENI, NANOTUBI DI CARBONIO. RETICOLO DIRETTO E RECIPROCO. STRUTTURA DELLE BANDE ELETTRONICHE. RELAZIONE DI DISPERSIONE LINEARE E DENSITÀ DEGLI STATI. ISOSPIN. TUNNEL KLEIN. MECCANISMI DI SCATTERING. MATERIALI 2D SIMILI AL GRAFENE.

METODI DI PRODUZIONE: TECNICHE DI ESFOLIAZIONE. GRAFENE EPITASSIALE. CRESCITA DI GRAFENE CON METODI DI DEPOSIZIONE CHIMICA IN FASE DI VAPORE (CVD). APPROCCI CHIMICI PER PRODURRE OSSIDO DI GRAFENE E METODI DI RIDUZIONE. PRODUZIONE DI NANOTUBI DI CARBONIO: SCARICA AD ARCO, ABLAZIONE LASER, CVD.

METODI DI CARATTERIZZAZIONE: SPETTROSCOPIA A FOTOEMISSIONE CON RISOLUZIONE ANGOLARE. CARATTERIZZAZIONE OTTICA. SPETTROSCOPIA RAMAN. SPETTROSCOPIA TUNNEL A SCANSIONE. ANALISI SEM E TEM.

TRANSITOR A GRAFENE E A CNT: FET PER APPLICAZIONI DIGITALI E RF. IMPORTANTI FIGURE DI MERITO DEI TRANSISTOR. SCALING DI LUNGHEZZA E LARGHEZZA. PROPRIETÀ RILEVANTI DEL GRAFENE. CLASSIFICAZIONE E STRUTTURE DI BASE DEI TRANSISTOR. TRANSISTOR AL GRAFENE CONVENZIONALI. TRANSISTOR AL GRAFENE VERTICALI. DIODI SCHOTTKY AL GRAFENE E BARRISTOR. LE GEOMETRIE DEI TRANSISTOR FET A NANOTUBI DI CARBONIO. FET A CNT CON CONTATTI OHMICI E SCHOTTKY.
Metodi Didattici
MODULO ELETTRONICA SUPERCONDUTTIVA:
LEZIONI FRONTALI SUGLI ASPETTI TEORICI DEL CORSO, VISITA PRESSO CENTRI DI RICERCA SPECIALIZZATI NEL SETTORE, ATTIVITÀ DI LABORATORIO VOLTA ALLA REALIZZAZIONE E CARATTERIZZAZIONE DI SEMPLICI DISPOSITIVI SUPERCONDUTTIVI

MODULO 2 - FISICA DEI DISPOSITIVI A GRAFENE E A NANOTUBI DI CARBONIO (3CFU A. DI BARTOLOMEO)
LEZIONI FRONTALI SUGLI ASPETTI TEORICI DEL CORSO
ESERCITAZIONI DI LABORATORIO ORIENTATE ALLA FABBRICAZIONE ED ALLA CARATTERIZZAZIONE DI MATERIALI E DISPOSITIVI NANOSTRUTTURATI.
Verifica dell'apprendimento
L'ESAME CONSISTE IN UNA PROVA ORALE NELLE QUALE LO STUDENTE
- ESPONE IL LAVORO SVOLTO IN LABORATORIO, ANCHE ATTRAVERSO UN EVENTUALE ELABORATO SCRITTO
- RISPONDE A DOMANDE RELATIVE AI CONTENUTI DELLE LEZIONI FRONTALI.

IL VOTO FINALE SARÀ STABILITO IN BASE ALLA VALUTAZIONE DELL'EVENTUALE ELABORATO PRESENTATO ED ALLA VALUTAZIONE DELLA QUALITA' E COMPLETEZZA DELL'ESPOSIZIONE ORALE.
Testi
MODULO ELETTRONICA SUPERCONDUTTIVA:
BARONE AND PATERNÒ, PHYSICS AND APPLICATIONS OF THE JOSEPHSON EFFECT, WILEY 1980
MATERIALE DIDATTICO MESSO A DISPOSIZIONE DEL DOCENTE

H.-S. PHILIP WONG AND DEJI AKINWANDE CARBON NANOTUBE AND GRAPHENE DEVICE PHYSICS CAMBRIDGE 2011

ABDUL RASHID BIN M. YUSOFF (EDITOR) GRAPHENE OPTOELECTRONICS: SYNTHESIS, CHARACTERIZATION, PROPERTIES, AND APPLICATIONS WILEY 2014

REVIEW ARTICLES:
FRANK SCHWIERZ - GRAPHENE TRANSISTORS: STATUS, PROSPECTS, AND PROBLEMS - PROCEEDINGS OF THE IEEE 101 (2013) 1567
FRANK SCHWIERZ - GRAPHENE TRANSISTORS - NATURE NANOTECHNOLOGY 5 (2010) 487.
Altre Informazioni
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