Progetto Lauree scientifiche – Scienza dei Materiali

In questa esperienza, gli studenti parteciperanno alla realizzazione ed alla caratterizzazione di un catalizzatore nanometrico, utilizzabile ad esempio per la crescita di nanotubi di carbonio.

L’esperienza consiste in 3/4 passaggi distinti:

1. Evaporazione di un film di Ni di spessore 3-10 nm mediante un evaporatore a filamento. Il substrato può essere un vetro di quarzo o un pezzo di Si ossidato

2. Riscaldamento del film evaporato sino ad una temperatura di 600 – 700 °C per provocare l’agglomerazione del film e la creazione di nanocluster dispersi sulla superficie

3. Misura della forma e della densità delle isole mediante microscopia AFM in aria

4. Misura dell’orientazione cristallina dei cluster mediante diffrattometro a raggi X

I passaggi 3) e 4) possono essere alternativi o eseguiti in successione, a seconda del tempo a disposizione per ogni gruppo di studenti.

A discrezione dell’insegnante, gli studenti possono eseguire le seguenti analisi dei dati ottenuti:

a) Dalle immagini ottenute mediante AFM, ricavare la distanza media e la taglia media dei cluster presenti sulla superficie

b) Dalla distanza angolare dei picchi osservati con il diffrattometro la distanza dei piani reticolari

L’esperienza offre i seguenti spunti didattici, da approfondire con l’insegnante in classe prima o dopo l’effettuazione dell’esperienza:

1.Cos’è un catalizzatore

2.Tecniche di vuoto per la produzione di materiali in condizioni controllate

3.Concetti di fusione, sublimazione, pressione di vapore

4.Principi di base della microscopia a forza atomica

5.Principi di base della diffrattometria a raggi X

Per ognuno dei precedenti spunti didattici sarà fornita una presentazione Power Point e si farà riferimento ai contenuti del sito FarSciMat, ove sarà possibile trovare ulteriore materiale per gli approfondimenti

Progetto Lauree scientifiche – Scienza dei Materiali

In questa esperienza, gli studenti parteciperanno alla realizzazione di un semplice sistema molecolare auto-organizzato su una superficie .

L’esperienza consiste di 4 passaggi successivi:

1. Determinazione delle caratteristiche morfologiche del substrato (oro, titanato di stronzio) mediante microscopia a forza atomica ( AFM)

2. Deposizione di un film organico auto-organizzato ( singolo strato) su un substrato di. Monitoraggio della deposizione con spettroscopia ottica.

3. Determinazione dello spessore del film mediante misure di spettroscopia ottica

4. Determinazione della morfologia del film mediante AFM

A discrezione dell’insegnante, gli studenti potranno eseguire le seguenti analisi dei dati ottenuti:

a) Dalle immagini ottenute mediante AFM, ricavare informazioni sulle caratteristiche dei substrati ( presenza di “terrazze” e “scalini”)

b) dalle misure ottiche ricavare lo spessore e la costante dielettrica del film auto-organizzato

c) Dalle immagini ottenute mediante AFM, ricavare la taglia media delle regioni auto-organizzate presenti sulla superficie

L’esperienza offre i seguenti spunti didattici, da approfondire con l’insegnante in classe prima o dopo l’effettuazione dell’esperienza:

Cos’è un sistema auto-organizzato, esempi in natura, dal mondo inorganico alla biologia

Principi di base della microscopia a forza atomica

Principi di base della interazione luce-materia

Per ognuno dei precedenti spunti didattici sarà fornita una presentazione Power Point e si farà riferimento ai contenuti del sito FarSciMat, ove sarà possibile trovare ulteriore materiale per gli approfondimenti