DADES IDENTIFICATIVES 2019_20
Assignatura (*) SUPERFÍCIES I NANOESTRUCTURACIÓ Codi 20705214
Ensenyament
Nanociència, Materials i Processos: Tecnologia Química de Frontera (2013)
Cicle 2n
Descriptors Crèd. Tipus Curs Període
3 Optativa Jul., Set.
Llengua d'impartició
Anglès
Departament Química Física i Inorgànica
Coordinador/a
CARVAJAL MARTÍ, JOAN JOSEP
Adreça electrònica rosam.sole@urv.cat
mariacinta.pujol@urv.cat
xavier.mateos@urv.cat
joanjosep.carvajal@urv.cat
Professors/es
SOLÉ CARTAÑÀ, ROSA MARIA
PUJOL BAIGES, MARIA CINTA
MATEOS FERRÉ, XAVIER
CARVAJAL MARTÍ, JOAN JOSEP
Web
Descripció general i informació rellevant Molts materials d'importància tecnològica troben aplicacions en forma de pel · lícules primes. L'objectiu del curs és dotar d'una visió general del concepte fonamental de superfície i d'interfície en materials i com podem aprofitar aquests aspectes per desenvolupar materials nanoestructurats de forma controlada, i com podem modificar les seves propietats físiques, química i enginyeria.

Competències
Tipus A Codi Competències Específiques
 A1.1 Destacar en l'estudi i coneixement de l'àmbit de recerca triat: avaluar la importància cientificotècnica, el potencial tecnològic i la viabilitat de la nanociencia, dels materials, del seu disseny, la seva preparació, propietats, processos i desenvolupaments, tècniques i aplicacions.
Tipus B Codi Competències Transversals
 B1.1 Comunicar idees complexes de manera efectiva a tot tipus d’audiències.
 B3.1 Treballar en equip de forma col·laborativa, amb responsabilitat compartida en equips multidisciplinaris, multilingües i multiculturals i en entorns complexos.
 B3.2 Resoldre els conflictes de manera constructiva.
 B4.1 Posseir les habilitats de l'aprenentatge autònom per mantenir i millorar les competències pròpies de la titulació que permetin el desenvolupament continu.
 B4.2 Desenvolupar habilitats per gestionar la carrera professional.
Tipus C Codi Competències Nuclears

Resultats d'aprenentage
Tipus A Codi Resultats d'aprenentatge
 A1.1 Formula coneixements sobre diferents tècniques que els permeten produir superfícies mono i policristal • lines.
Formula coneixements sobre diferents tècniques que els permeten caracteritzar aquestes superfícies des d'un punt de vista físic, químic i morfològic.
Formula coneixements sobre la importància tecnològica de l'estructuració de superfícies per millorar, modificar o introduir noves propietats físiques que abans no presentaven aquestes superfícies i interfícies.
Identifica el concepte de superfície i interfície i les seves aplicacions físiques, químiques i enginyeria.
Identifica la importància del control de la composició, morfologia i estructura en les propietats d'aquestes superfícies i interfícies i el paper determinant que aquestes juguen en el desenvolupament de la nanotecnologia.
Tipus B Codi Resultats d'aprenentatge
 B1.1 Intervé de forma efectiva i transmet informació rellevant.
Prepara i realitza presentacions estructurades complint amb els requisits exigits.
Planifica la comunicació: genera idees, busca informacions, selecciona i ordena la informació, fa esquemes, determina el tipus de públic i els objectius de la comunicació, ...
Redacta documents amb el format, contingut, estructura, correcció lingüística, registre adequats i il•lustra conceptes utilitzant correctament les convencions: formats, títols, peus, llegendes, ...
Utilitza estratègies per presentar i dur a terme les seves presentacions orals (ajuts audiovisuals, mirada, veu, gest, control de temps, ...).
Utilitza un llenguatge apropiat a la situació.
 B3.1 Participa de forma activa i comparteix informació, coneixement i experiències.
Porta a terme la seva aportació individual en el temps previst i amb els recursos disponibles.
Accepta i compleix les normes del grup.
Col • labora activament en la planificació del treball en equip, en la distribució de les tasques i terminis requerits.
 B3.2 Té en compte els punts de vista dels altres i retroalimenta de forma constructiva.
Facilita la gestió positiva de les diferències, desacords i conflictes que es produeixen a l'equip.
 B4.1 Adopta autònomament les estratègies d'aprenentatge en cada situació.
Estableix els seus propis objectius d'aprenentatge.
Selecciona un procediment d 'entre els que li proposa el professor.
Formula preguntes adequades per a resoldre els dubtes o qüestions obertes, i té criteri en la recerca de la informació.
 B4.2 Identifica necessitats de formació.
Identifica els propis interessos i motivacions acadèmico-professionals
Tipus C Codi Resultats d'aprenentatge

Continguts
Tema Subtema
1. Introducció: Concepte de superfície i d'interfície en materials.
2. Física i química de les superfícies i interfícies. Efectes mecànics, elèctrics i òptics. Atès que una superfície constitueix un cap abrupte del material, les propietats físiques i químiques difereixen d'aquelles que podem trobar en el material volúmico, conferint propietats característiques que poden ser d'interès i que poden complementar les del material volúmico.
3. Mètodes de preparació de superfícies. Creixement epitaxial. Deposició de capes primes policristal · lines. Moltes propietats físiques dels materials depenen de la seva anisotropia, que al seu torn pot dependre de manera molt sensible de la composició, morfologia i estructura cristal · lina de les capes primes. El creixement epitaxial és una potentíssima eina que ens permet controlar aquests paràmetres d'una forma molt eficient. També d's'estudiaran altres metodologies que permeten la deposició de capes primes policristal · lines com són la esputerización catòdica.
4. Mètodes de caracterització de superfícies i interfícies. Caracterització morfològica. Caracterització física (mecànica, elèctrica i òptica). Caracterització química. En aquest punt de l'assignatura es farà especialment èmfasi en aquelles tècniques específiques de la caracterització de superfícies, com ara la microscòpia confocal i interferomètrica per a l'estudi de superfícies i interfícies en el cas de materials transparents. Pel que fa a la caracterització de les propietats físiques d'aquestes superfícies, s'introduiran les tècniques que ens permeten determinar les seves propietats mecàniques com les tècniques de nanoindentació, les seves propietats elèctriques com les tècniques de Van der Pauw, o els mètodes de dos i quatre puntes. Per a la determinació de propietats òptiques es posarà èmfasi en tècniques com la determinació d'índexs de refracció i guies d'ona mitjançant el acomplamiento de llum mitjançant prisma, o les propietats luminiscents d'aquestes superfícies. Finalment, per a la caracterització química s'estudiaran tècniques com l'espectroscòpia dispersiva d'energia (EDAX), la microanàlisi per sonda electrònica (EPMA), o la dispersió Raman, entre d'altres.
5. Nanoestructuració de superficies. Interés de la nanoestructuració. Tècniques de nanoestructuració superficial (Reactive Ion Etching, ion milling, Focused Ion Beam, e-beam lithography, etc.). Efectes de la nanoestructuració. Tècniques d’observació i mesura. En aquest tema es tractarà l’estructuració i més específicament la nanoestructuració d’una superfície mitjançant tècniques d’atac químic en medis humits i secs, proporcionant una introducció a les diferents tècniques que permeten desenvolupar aquesta estructuració. S’analitzarà també com aquesta nanoestructuració de la superfície influeix tant en les seves propietats físiques com químiques.
Molts materials d’interès tecnològic troben aplicacions en forma de capes primes. L’objectiu del curs és donar una visió general del concepte fonamental de superfície i interfície en materials i com es poden aprofitar aquests aspectes per desenvolupar materials nanoestructurats de forma controlada, i com es poden modificar les seves propietats físiques, químiques i enginyerils.

Planificació
Metodologies  ::  Proves
  Competències (*) Hores a classe
Hores fora de classe
(**) Hores totals
Activitats Introductòries
A1.1
B4.1
1 1 2
Sessió Magistral
A1.1
B4.1
B4.2
18 16 34
Seminaris
B1.1
B3.1
4 18 22
Pràctiques a laboratoris
B1.1
B3.1
5 10 15
Atenció personalitzada
B1.1
2 0 2
 
 
(*) En el cas de docència no presencial, són les hores de treball amb suport vitual del professor.
(**) Les dades que apareixen a la taula de planificació són de caràcter orientatiu, considerant l’heterogeneïtat de l’alumnat

Metodologies
Metodologies
  Descripció
Activitats Introductòries Es desenvoluparan una sèrie de sessions introductòries al contingut de la matèria.
Sessió Magistral En sessions magistrals breus s'introduiran els conceptes bàsics de l'assignatura que es treballaran més a fons en els seminaris.
Seminaris Durant els seminaris es treballaran a fons els conceptes impartits en l'assignatura, incloent tallers d'aprenentatge cooperatiu i lectura crítica i comprensió d'articles científics seleccionats.
Pràctiques a laboratoris Durant les pràctiques de laboratori s'interpretaran resultats de caracterització reals relacionats amb els coneixements impartits en l'assignatura.
Atenció personalitzada A través de l'atenció personalitzada els alumnes podrán tenir una visió més completa de l'assignatura

Atenció personalitzada
Descripció
Es desenvoluparà atenció personalitzada al despatx del professor corresponent.

Avaluació
Metodologies Competències Descripció Pes        
Seminaris
B1.1
B3.1
En cadascun dels seminaris realitzats s'avaluaran els continguts impartits mitjançant activitats de breu durada al finalitzar els mateixos, o mitjançant treballs que els alumnes hauran de completar un cop finalitzat el seminari. 65
Pràctiques a laboratoris
B1.1
B3.1
Les pràctiques de laboratori s'avaluaran mitjançant treballs d'interpretació de les dades experimentals reals que es facilitaran durant les mateixes i que els alumnes hauran de completar quan les pràctiques hagin finalitzat. 35
Altres  

En acabar l'assignatura, els alumnes hauran de lliurar un breu resum sobre els conceptes adquirits durant la mateixa.

 
Altres comentaris i segona convocatòria

Els alumnes que suspenguin l'assignatura durant l'avaluació continuada tindràn dret a una segona convocatòria que consistirá en un únic examen.

Durant l'examen tots els dispositius electrònics no autoritzats per a la realització de l'examen han d'estar apagats i fora de la vista.


Fonts d'informació

Bàsica John C. Vickerman, Ian Gilmore, editors, Surface analysis : the principal techniques, 2nd, Chichester, UK : John Wiley & Sons, cop. 2009
David L. Andrews, Zeno Gaburro (editors), Frontiers in surface nanophotonics : principles and applications , , New York : Springer, cop. 2007
K. Oura ... [et al.], Surface science : an introduction, , Berlin [etc.] : Springer, cop. 2003
edited by H. Bubert and H. Jenett, Surface and thin film analysis : principles, instrumentation, applications, , Weinheim : Wiley-VCH, cop. 2002

Complementària

Recomanacions

Assignatures que en continuen el temari
TREBALL DE FI DE MÀSTER/20705301

Assignatures que es recomana cursar simultàniament
CIÈNCIA I ENGINYERIA DE MATERIALS/20705102
MATERIALS: SIMETRIA I PROPIETATS/20705215

(*)La Guia docent és el document on es visualitza la proposta acadèmica de la URV. Aquest document és públic i no es pot modificar, llevat de casos excepcionals revisats per l'òrgan competent/ o degudament revisats d'acord amb la normativa vigent