FISICA E TECNOLOGIA DEI MATERIALI

Introduzione; Importanza dei nuovi materiali come chiave per le tecnologie innovative; esempi.

Materiali cristallini; Distinzione fra cristalli naturali e cristalli sintetici; Requisiti di purezza, perfezione morfologica e strutturale, controllo del drogaggio per applicazioni tecnologiche;

Relazioni fra composizione chimica, struttura cristallografica e proprieta´fisiche
Tailoring delle proprieta´tramite introduzione di impurezze (drogaggio)

La dimensione del cristallo come grado di liberta´ per variare le proprieta´fisiche (nanostrutture)

Fondamenti di crescita dei cristalli artificiali; Definizione della crescita cristallina come transizione di fase del 1° ordine; Nucleazione; Aspetti termodinamici e cinetici;

La fluidodinamica nella crescita dal fuso; concetto di strato stagnante; fenomeni di segregazione; profili di distribuzione di impurezze; trasporto di massa e di calore; sottoraffreddamento costituzionale

Tecniche di crescita di monocristalli (dal fuso, da fase vapore, da soluzione); crescita di film sottili (epitassia da fasci molecolari, da fase vapore, da soluzione, sputtering e laser ablation); preparazione di nanostrutture

Disadattamento reticolare tra film e substrato; eterostrutture stressate

Difetti estesi e puntuali in cristalli; Classificazione dei difetti e metodi per ridurne la concentrazione; Difetti "utili"

Descrizione delle metodologie di crescita per alcuni cristalli di importanza tecnologica (semiconduttori, semiconduttori organici, cristalli laser, ossidi funzionali, ecc.)

Definizione di Metamateriali e loro applicazioni