CHIMICA ANALITICA DELLE SUPERFICI E DELLE INTERFASI
cod. 23331

Anno accademico 2008/09
3° anno di corso - Primo semestre
Docente
Settore scientifico disciplinare
Chimica analitica (CHIM/01)
Field
Discipline analitiche e ambientali
Tipologia attività formativa
Caratterizzante
32 ore
di attività frontali
4 crediti
sede:
insegnamento
in

Obiettivi formativi

Fornire agli studenti i concetti base di reattività e proprietà delle superfici con particolare riferimento alle nuove tecnologie per la preparazione dei materiali. Illustrare le principali tecniche analitiche per caratterizzare superfici ed interfasi e le loro peculiarità.

Prerequisiti

Conoscenza della Chimica Analitica Strumentale <br />

Contenuti dell'insegnamento

<br />Definizione di interfase e di superficie; materiali bulk e multilayers.<br />Tipi di interfasi.<br />Metodi classici e moderni per lo studio delle interfasi: informazioni ottenibili e campo di applicabilità.<br />Spessore della regione di interfase.<br />Campo di applicazione degli studi di interfasi. Esempi di reazioni, fenomeni e processi coinvolgenti superfici ed interfasi.<br />Proprietà principali delle interfasi e loro classificazione.<br />Metodi di modifica o preparazione di una superficie; classificazione; tecniche di attacco e di deposizione.<br />Tecniche di attacco<br />Attacchi chimici selettivi e non selettivi.<br />Cenni di composizione di miscele di attacco selettivo e non selettivo; funzione dei vari componenti e diagrammi di composizione ternari.<br />Effetto della temperatura e della viscosità.<br />Attacchi chimici fotoattivati.<br />Tecniche di deposizione.<br />Principali metodi di deposizione chimica e fisica.<br />Caratterizzazione<br />Caratterizzazione delle superfici e delle interfasi: metodi di caratterizzazione morfologica e chimica.<br />Caratterizzazione morfologica; principali difetti di punto e di superficie; difetti localizzati ed estesi; propagazione dei difetti nell’ interfase.<br />Caratterizzazione chimica; inomogeneità composizionale.<br />Valutazione delle caratteristiche funzionali.<br />Tecniche di caratterizzazione.<br />Interazione tra particelle e materiali; profondità di penetrazione nell’ interfase; diffusione e retrodiffusione.<br />Risoluzione laterale ed assiale.<br />Microscopia ottica; microscopio metallografico; sistemi di illuminazione; parametri fondamentali in microscopia ottica; principali aberrazioni del sistema ottico; microscopia in campo chiaro e campo scuro; microscopia in luce monocromatica e in luce polarizzata.<br />Utilizzo combinato di microscopia ottica e attacchi chimici selettivi.<br />L’ analisi quantitativa in microscopia ottica; principi di sistemi di acquisizione dei dati e digitalizzazione dell’ immagine; i sistemi di riconoscimento automatico esperti e non esperti.<br />Microscopia elettronica a scansione; principi di strumentazione e parametri fondamentali; l’ ingrandimento massimo; tipi di campioni analizzabili e loro preparazione; sistemi di rivelazione. Tipi di informazioni ottenibili.<br />Utilizzo combinato della microscopia elettronica, della fluorescenza X  e della spettroscopia Auger.<br />Microscopia a forza atomica e profilometria.<br />Fondamenti di spettroscopia di fluorescenza X, la microsonda; la rivelazione a dispersione di energia; esempi applicativi<br />Fondamenti di spettroscopia Auger; principi di strumentazione; campo di applicazioni e principali differenze con la microsonda-X; ottenimento di profili di composizione; esempi applicativi.<br />Cenni alle altre spettroscopie di elettroni (ESCA, UPS).<br />La spettroscopia di ioni secondari (SIMS); principi di strumentazione; tipi di sorgenti utilizzate; analisi qualitativa e quantitativa; la preparazione degli standard; profili di concentrazione; i problemi connessi alla ripetibilità dell’ analisi.<br />L’ ellissometria; principio di funzionamento e tipi di apparecchiature; la spettroscopia ellissometrica; informazioni ottenibili; l’acquisizione e il trattamento dei dati.<br />

Programma esteso

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Bibliografia

T.G. Rochow and E.G. Rochow, An introduction to microscopy by means of Light, Electrons, X-ray or ultrasound - Plenum press NYC ISBN 0-306-31111-9<br />Surface and Thin film analysis: principles, instrumentation, applications; H. Hubert and H. Jenett eds - Wiley-VCH Verlag, Weinheim (D), electronic ISBN 3-527-60016-7<br />R. Kellner J.M. Mermet, M. Otto, H.M. Widmer (Eds), Analytical Chemistry (chapter 10) - Wiley-VCH (ISBN 3-527-28881-3)<br />

Metodi didattici

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Modalità verifica apprendimento

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Altre informazioni

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