DADES IDENTIFICATIVES 2008_09
Assignatura CIÈNCIA DE SUPERFÍCIES Codi 205151108
Ensenyament
Nanociència i Nanotecnologia (2006)
Cicle 2on
Descriptors Crèd. Tipus Curs Període
5 Obligatòria Segon Únic anual
Llengua d'impartició
Anglès
Departament Química Analítica i Química Orgànica
Coordinador/a
Adreça electrònica
Professors/es
Web http://www.ub.edu/nanotec/assignatures.php
Descripció general i informació rellevant This course will be given at the UB Campus in Barcelona. Please click on the web site address. Objectius: El control de l’estructura atòmico-molecular es basa en l’estat sòlid. Un sòlid cristal.lí ofereix una superfície o interfície estructurada on te lloc la reacció, o bé, serveix de suport per a l’estructuració i/o reacció d’altres entitats moleculars. Així doncs, el control de la superfície( o interfície sòlid-gas) o de qualsevulla interfície(sòlid-líquid, líquid-líquid, etc) es essencial per a la funcionalitat del nostre sistema. L’objectiu genèric es l’estudi físico-químic d’una superfície. CONTINGUTS: 1.- Ciencia de Superfícies, el preàmbul de la nanociencia. Aspectes termodinàmics: Energia superficial, estrés superficial, adhesió. Capilaritat, angle de contacte. 2.- Estructura d’una superfície neta. Cristalografia superficial. Técniques d’estudi de l’estructura: LEED, HREM, SPM. Relaxació i reconstrucció. Morfologia de la superfície. Estructura electrònica:conductors,semiconductors i aïllants. 3.- Tècniques superficials d’anàlisi: Sensibilitat i especificitat superficial. XPS&UPS,AES i SIMS. Espectroscòpia vibracional:IR,EELS. Conceptes bàsics en Espectroscòpia local i maping. (Electron Microscopy - SEM & SAM . Imaging XPS. SIMS Imaging & Depth Profiling. Auger Depth Profiling. Scanning Probe Microscopy (STM/AFM)) 4.- Adsorció de moléculas a una superficie. Enllaç molecular a una superficie: Superestructures. Reconstrucció en presència d’un adsorbat. Exemples d’estructures. Cinètica d’adsorció. Corbes d’energia potencial I energètica de l’adsorció. Mobilitat i difusió a la superficie. El procés de desorció. 5.- Termodinàmica i cinètica d’adsorció. Adsorció a la interfase sòlid-líquid. Químisorció i catàlisi:mecanismes. Relació cinètica-estructura. 6.- Tècniques de formació de superfícies ben definides. Creixement i epitaxia. Aspectes termodinàmics i cinètics(quasi-equilibri i no-equilibri) Tècniques de creixement: MBE, CVD, Ablació per làser. Sistemes auto-ensamblats (SAM’s) i capes de Langmuir-Blodgett(LB’s). 7.- Propietats mecàniques de sòlids. Tribologia: fricció, indentació, adhesió. Nanoindentació: microscopia de forces per mesurar propietats mecàniques. Nanotribologia: Microscopia de forces laterals per a mesurar fricció molecular 8.- Aplicacions a sistemes: Sessions de presentació de resultats per part dels propis autors. En el cas del Tema 8, Aplicacions, es convidarà a 4-5 Investigadors a fer una presentació de ciència de superfícies adreçada a sistemes Nano en una única sessió per Investigador.

Competències
Tipus A Codi Competències Específiques
  Recerca
Tipus B Codi Competències Transversals
  Recerca
Tipus C Codi Competències Nuclears
  Recerca

Objectius d'aprenentatge
Objectius Competències
El control de l'estructura atòmico-molecular es basa en l'estat sòlid. Un sòlid cristal.lí ofereix una superfície o interfície estructurada on te lloc la reacció, o bé, serveix de suport per a l'estructuració i/o reacció d'altres entitats moleculars Així doncs, el control de la superfície( o interfície sòlid-gas) o de qualsevulla interfície(sòlid-líquid, líquid-líquid, etc) es essencial per a la funcionalitat del nostre sistema. L'objectiu genèric es l'estudi físico-químic d'una superfície.

Continguts
Tema Subtema
1.- Ciencia de Superfícies, el preàmbul de la nanociencia. Aspectes termodinàmics: Energia superficial, estrés superficial, adhesió. Capilaritat, angle de contacte.
2.- Estructura d’una superfície neta. Cristalografia superficial. Técniques d’estudi de l’estructura: LEED, HREM, SPM. Relaxació i reconstrucció. Morfologia de la superfície. Estructura electrònica:conductors,semiconductors i aïllants.
3.- Tècniques superficials d’anàlisi: Sensibilitat i especificitat superficial. XPS&UPS,AES i SIMS. Espectroscòpia vibracional:IR,EELS. Conceptes bàsics en Espectroscòpia local i maping. (Electron Microscopy - SEM & SAM . Imaging XPS. SIMS Imaging & Depth Profiling. Auger Depth Profiling. Scanning Probe Microscopy (STM/AFM))
4.- Adsorció de moléculas a una superficie. Enllaç molecular a una superficie: Superestructures. Reconstrucció en presència d’un adsorbat. Exemples d’estructures. Cinètica d’adsorció. Corbes d’energia potencial I energètica de l’adsorció. Mobilitat i difusió a la superficie. El procés de desorció.
5.- Termodinàmica i cinètica d’adsorció. Adsorció a la interfase sòlid-líquid. Químisorció i catàlisi:mecanismes. Relació cinètica-estructura.
6.- Tècniques de formació de superfícies ben definides. Creixement i epitaxia. Aspectes termodinàmics i cinètics(quasi-equilibri i no-equilibri) Tècniques de creixement: MBE, CVD, Ablació per làser. Sistemes auto-ensamblats (SAM’s) i capes de Langmuir-Blodgett(LB’s).
7.- Propietats mecàniques de sòlids. Tribologia: fricció, indentació, adhesió. Nanoindentació: microscopia de forces per mesurar propietats mecàniques. Nanotribologia: Microscopia de forces laterals per a mesurar fricció molecular.
8.- Aplicacions a sistemes: Sessions de presentació de resultats per part dels propis autors (en aquest tema, es convidarà a 4-5 Investigadors a fer una presentació de ciència de superfícies adreçada a sistemes Nano en una única sessió per Investigador).

Planificació
Metodologies  ::  Proves
  Competències (*) Hores a classe Hores fora de classe (**) Hores totals
Activitats Introductòries
0 0 0
 
Sessió Magistral
42 0 42
 
Atenció personalitzada
0 0 0
 
 
(*) 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
Sessió Magistral

Atenció personalitzada
 
Descripció

Avaluació
  Descripció Pes
 
Altres comentaris i segona convocatòria

Fonts d'informació

Bàsica A.W.Adamson and A.P.Gast, Physical Chemistry of Surfaces, John Wiley &Sons Inc., 1997
G.Somorjai, Introduction to Surface Chemistry and Catalysis, John Wiley & Sons Inc., 1994
A. Zangwill, Physics at Surfaces, Cambridge University Press, 1990
G. Attard and C. Barnes, Surfaces, Oxford University Press, 1998

Complementària

Recomanacions


 
Altres comentaris
Coneixements de Física General i Química General.