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
