Primo Anno

I Semestre
» Calcolo, 12 CFU
» Geometria, 7 CFU
» Chimica Generale +
» Laboratorio di Chimica 1, 9 CFU
» Prevenzione e Sicurezza sul Lavoro, 3 CFU

II Semestre
» Fisica Generale 1 +
» Esperimentazione di Fisica 1, 11 CFU
» Chimica Inorganica, 4 CFU
» Laboratorio di Chimica 2 +
» Chimica Analitica, 6 CFU
» Laboratorio di Informatica 1, 4 CFU
» Lingua Inglese , 4 CFU

Secondo Anno

I Semestre
» Metodi matematici, 6 CFU
» Fisica Generale 2 +
» Esperimentazione di Fisica 2, 11 CFU
» Chimica Organica +
» Laboratorio di Chimica Organica, 9 CFU
» Economia ed Organizzazione aziendale, 4 CFU

II Semestre
» Laboratorio di Informatica, 7 CFU
» Elementi di Fisica teorica, 7 CFU
» Chimica Fisica +
» Laboratorio di Chimica Fisica, 10 CFU
» Corso Libero (scelto dalla Tab.A), 6 CFU

Terzo Anno

I Semestre
» Fond. di Fisica Atomica e Molecolare, 6 CFU
» Fisica dei Materiali +
» Laboratorio di Fisica dei Materiali, 10 CFU
» Chimica dei Solidi +
» Laboratorio di Chimica dei Solidi, 8 CFU
» Corso Libero (scelto dalla Tab. A), 6 CFU

II Semestre
» Fisica dei Solidi, 6 CFU
» Materiali per dispositivi elettronici, 3 CFU
» 1 Corso Libero (scelto fra i corsi della Laurea in Chimica), 6 CFU
» Stage esterno , 15 CFU

Tabella A
» Chimica delle Macromolecole
» Cristallografia
» Disegno industriale CAD
» Elettromagnetismo
» Fisica Biologica
» Fisica dei Metalli
» Fisica dello Stato Solido
» Litografia
» Materiali dei Beni culturali
» Materiali per il restauro e la conservazione
» Metodi di analisi sui beni culturali
» Metallurgia
» Optoelettronica
» Ottica
» Ottica Quantistica
» Radioattività
» Relatività
» Sensori
» Spettroscopia
» Statistica e probabilità
» Superconduttori
» Superfici
» Tecniche di crescita

La tabella viene aggiornata all’inizio di ogni anno accademico.

Iscrizione agli anni successivi
Per iscriversi al secondo anno di corso lo studente deve aver conseguito almeno 42 CFU nel primo anno. Per iscriversi al terzo anno di corso lo studente deve avere acquisito complessivamente almeno 100 CFU degli anni precedenti e tutti I crediti del primo anno. Lo studente che non abbia conseguito i crediti minimi per l’iscrizione all’anno di corso successivo, dovrà iscriversi allo stesso anno come fuori-corso conservando i crediti acquisiti.

Propedeuticità
Gli esami dei corsi aventi lo stesso titolo devono essere superati seguendo il numero d’ordine.
Inoltre non si possono sostenere l’esame di Fondamenti di Fisica Atomica e Molecolare se non si è sostenuto l’esame di Elementi di Fisica Teorica, l’esame di Complementi di Calcolo se non si sono sostenuti gli esami di Geometria e di Calcolo e non si può sostenere nessun esame di Chimica se non si è prima superato l’esame di Chimica Generale + Laboratorio di Chimica 1.
Infine non si può svolgere lo “Stage esterno” se non si sono superati tutti gli esami dei primi 5 semestri.

Piani di studio
Ogni studente deve presentare un piano di studio individuale con l’indicazione dei corsi liberi scelti dalle Tabelle A e B aggiornate all’anno Accademico in corso. Gli studenti dovranno sottoporre ad approvazione del Consiglio del Corso di Laurea il piano di studi individuale, prima dell’inizio del secondo semestre del III anno. Gli studenti hanno la facoltà di modificare il piano di studi già presentato, sottoponendone uno nuovo al Consiglio di Corso di Laurea per l’approvazione.

Stage e prova finale
La prova finale è costituita dalla discussione pubblica del lavoro svolto nel corso di un “stage” formativo che duri il tempo sufficiente a giustificare l’accreditamento di 15 CFU (circa tre mesi di attività presso un ente esterno all’Università). L’attività deve essere documentata da una breve relazione scritta sul lavoro svolto e deve essere preceduta dalla presentazione del suo tutore. La discussione avviene in seduta pubblica davanti ad una commissione di docenti che esprime la valutazione complessiva finale in trentesimi (convertito poi in centodiecesimi) ed eventualmente con la lode. Gli “stage” formativi si svolgono di norma presso industrie operanti nella produzione di materiali o presso un centro di ricerca specializzato nell'utilizzazione di nuovi materiali. Una specifica delibera del Consiglio di Corso di Studio può modificare le modalità di attuazione della prova finale.

PROGRAMMI DEI CORSI

Calcolo - 12 CFU
Prof. A. Schiaffino

PROGRAMMA
Concetto di funzione, funzioni elementari e loro grafico. Continuità, limiti e regole di calcolo. Successioni e serie numeriche. Derivate, differenziali, regole di derivazione. Regola di De l’Hospital. Derivate seconde e successive. Studio di funzioni. Integrali definiti e indefiniti, teorema fondamentale del Calcolo Integrale. Calcolo delle primitive. Calcolo combinatorio, polinomi reali. La formula di Taylor (resto nelle forme di Lagrange ed integrale). Ordine di infinitesimo.
Numeri complessi, teorema fondamentale dell’Algebra, esponenziali in campo complesso.
FUNZIONI DI DUE VARIABILI
Grafici, curve di livello, continuità e limiti. Insiemi di punti del piano: frontiera, insiemi aperti, chiusi, limitati e connessi: teoremi relativi. Derivate parziali, gradiente, differenziale, teorema delle funzioni implicite, massimi e minimi liberi e vincolati. Derivate seconde e successive. Integrali curvilinei, forme differenziali e loro integrazione.
FUNZIONI DI TRE E PIÙ VARIABILI
Estensioni del caso bidimensionale; campi vettoriali .

Testi consigliati:
A.Schiaffino, A.Vignoli: Introduzione all'Analisi Matematica, vol. 1 e II, (Aracne, Roma)
N.Piskunov: Calcolo differenziale e integrale, (Editori Riuniti, Roma)
B.Demidovic: Esercizi e problemi di Analisi Matematica (Editori Riuniti, Roma)
E .Giusti: Analisi Matematica, vol. I e II, ( Bollati Boringhieri, Torino)
V.Smirnov: Matematiche Superiori , voll I e II, (Editori Riuniti, Roma)
N.Piskunov: Calcolo differenziale e integrale, (Editori Riuniti, Roma)

Geometria - 6 CFU
Prof. S. Trapani

PROGRAMMA
Geometria del piano e dello spazio, vettori geometrici rette e piani, equazioni parametriche e cartesiane, prodotto scalare e vettoriale, generalizzazione allo spazio R^n, sottospazi vettoriali ed affini di R^n. Sistemi di riferimento.
Matrici e determinanti.
Risoluzione dei sistemi lineari eliminazione di Gauss
Rango di una matrice e numero dei parametri liberi dello spazio delle soluzioni di un sistema lineare.
Coniche e quadriche in forma canonica
Esempi di curve e superfici, equazioni parametriche e cartesiane

TESTI CONSIGLIATI
S. Abeasis, “Elementi di algebra lineare e Geometria”, Ed. Zanichelli.
+ Appunti del corso.

Laboratorio di informatica I - 4 CFU
Dr. F. Berrilli

PROGRAMMA
Utilizzo di programmi di scrittura e grafica. Manipolatore algebrico per problemi di calcolo e di meccanica.

Chimica Generale I + Laboratorio di Chimica I - 11 CFU
Dr. D. Monti, Dr.ssa S. Piccirillo

PROGRAMMA
Proprietà chimiche e Struttura elettronica dell'atomo. Sistema periodico degli elementi. Legame chimico (ionico, covalente, dativo). Forze attrattive intermolecolari e legame a idrogeno. Stato della materia. Primo, secondo e terzo principio della termodinamica. Equilibri tra fasi in sistemi ad un componente: diagrammi di stato; equazione di Clausius-Clapeyron. Equilibri tra fasi in sistemi a più componenti. Soluzioni e proprietà colligative. Legge di azione di massa; principio dell'equilibrio mobile. Cinetica chimica e catalisi. Sistemi elettrolitici. Acidi e basi: pH, idrolisi, soluzioni tampone, indicatori. Solubilità in funzione del pH. Sistemi ossidoriduttivi: potenziali elettrodici, pile, equazione di Nernst, elettrolisi, corrosione.
Calcoli stechiometrici fondamentali. Misure sperimentali e cifre significative. Rapporti ponderali nelle reazioni chimiche. Numero di ossidazione. Bilanciamento delle reazioni chimiche. Ossidoriduzioni. Lo stato gassoso e l'equazione di stato dei gas ideali. Soluzioni. Analisi volumetrica. La legge di azione di massa. Equilibri chimici omogenei ed eterogenei. La costante di equilibrio termodinamico. Calcolo delle quantità di reagenti e prodotti presenti all'equilibrio. Funzioni di stato. Variazione della costante di equilibrio con la temperatura. Dissociazione elettrolitica. Effetto della dissociazione sulle proprietà colligative. Equilibri acido-base in soluzione acquosa. pH e pOH. Idrolisi. Soluzioni tampone. Titolazioni acido forte-base forte e acido debole base forte. Titolazioni di acidi poliprotici con base forte. Equilibri di solubilità. Pile e potenziali redox. Elettrolisi. Legge di Faraday.

Lingua straniera - 4 CFU

PROGRAMMA
III modulo (30 ore di lezione e 10 ore di laboratorio linguistico).

Fisica Generale I + Esperimentazione di Fisica I - 11 CFU
Prof. M. Cirillo, Prof. R. Francini

PROGRAMMA
Meccanica: fenomeni, osservazioni, misure. Algebra vettoriale. Cinematica del punto materiale. Dinamica del punto materiale e dei sistemi di punti. Lavoro ed energia. Urti elastici ed anelastici. Dinamica dei sistemi rigidi. Termodinamica: sistemi termodinamici e temperatura. Gas reali e gas perfetti. Primo principio della termodinamica. Secondo principio della termodinamica. Entropia.
Il corso si articola in una serie di lezioni e di esercitazioni di laboratorio (almeno 5) che danno allo studente le nozioni introduttive di teoria della misura e di analisi statistica dei dati.
• Caratteristiche generali degli strumenti di misura.
• Errori di misura e loro propagazione.
• Grafici con scale lineari e non lineari e la rappresentazione grafica di funzioni.
• Analisi statistica dei dati sperimentali: distribuzioni limite, distribuzioni degli errori di misura, metodo dei minimi quadrati per l'adattamento dei dati sperimentali, test di ipotesi.
Le esercitazioni consistono in esperimenti di laboratorio ed esercitazioni al computer per l'analisi statistica e la rappresentazione grafica dei dati sperimentali.

Chimica Inorganica - 4 CFU
Dr. S. Piccirillo

PROGRAMMA
Molecole biatomiche omonucleari degli elementi del I e II periodo. Molecole biatomiche eteronucleari (CO, NO, CN). Il legame negli acidi alogenidrici. Solidi elementari. Teoria degli orbitali molecolari applicata ai solidi. Metalli, semiconduttori, isolanti. L'energia del reticolo ionico. Proprietà generali di fasi condensate dovute a legami di tipo ionico, covalente, molecolare e metallico. L’idrogeno. Preparazione e principali impieghi. I composti dell’idrogeno: idruri salini, idruri metallici e composti binari molecolari. Preparazione e proprietà generali chimico-fisiche degli elementi dei gruppi I - VII e di gas nobili. In partico-lare, caratteristiche e comportamento dei seguenti elementi e composti: I Li, Na, K, idruri, ossidi, perossidi, superossidi, idrossidi, sali più comuni: carbonato e idrogenocarbonato di sodio, cloruro di sodio e di potassio, nitrato di potassio. II Be, Mg, Ca, idruro di berillio, ossido di calcio; III B, Al, idruri e alogenuri di boro, ossidi e nitruri di boro e di alluminio. IV C, Si, Sn, Pb, ossidi del carbonio, carburi metallici.

Chimica Analitica + Laboratorio di Analitica - 6 CFU
Prof. G. Palleschi, Prof.ssa D. Moscone

PROGRAMMA
Generalità (scopi della Chimica Analitica, processo analitico, campionamento). Principi delle tecniche separative in Chimica Analitica. Principi di metodi elettrochimici di analisi. Sensori chimici e biosensori. Principi di metodi spettrofotometrici di base.
Metodi elettrochimicidi analisi. Preparazione di elettrodi ionoselettivi a membrana liquida (K+, Ca2+, NH4+ o NO3– ) e sua applicazione all’analisi di campioni reali. Misura polarigrafica di metalli (Pb, Cu, Zn ) nell’analisi di leghe. Misura spettrofotometrica di Cr e Mn in miscela negli acciai.

Prevenzione e Sicurezza sul Lavoro - 3 CFU
Dr. L. Ferrucci

PROGRAMMA
Quadro normativo di riferimento. La legislazione nazionale ed europea. Concetto di Pericolo e Rischio. I luoghi di Lavoro. Principali metodi di analisi e di valutazione dei rischi. Rischi specifici: agenti tossici e nocivi, rischi fisici, agenti cancerogeni, rischi derivanti dall’utilizzo di macchine. Uso di Gas e liquidi criogenici. Procedure echitettature e dispositivi di protezione individuale. Smaltimento dei rifiuti. Valutazioni del rischio incendi e procedure di esodo. Elementi base di protezione ambientale

Complementi di Calcolo - 6 CFU
Dr.ssa P. Monachesi

PROGRAMMA
Funzioni analitiche di variabile complessa. Trasformate di Fourier e di Laplace. Distribuzioni. Equazioni differenziali alle derivate parziali.

Fisica Generale II + Esperimentazioni di Fisica II - 11 CFU
Dr. V. Merlo, Dr. C. Goletti

PROGRAMMA
Fenomeni di elettricità e magnetismo. Aspetti di base: Carica elettrica, campi e potenziali; lavoro ed energia elettrostatica, sistemi di conduttori; cenni sull'elettrostatica nei dielettrici; corrente elettrica, fenomeni di conduzione e legge di Ohm; il campo magnetico nel vuoto, leggi di Ampère, campi elettrici e magnetici variabili nel tempo. Induzione elettromagnetica, Legge di Faraday; campi elettrici e magnetici variabili nel tempo. La corrente di spostamento; cenni sulle proprietà magnetiche della materia; moto di particelle cariche in campi elettrici e magnetici: equazioni di Maxwell. Moto ondulatorio e onde elettromagnetiche: fenomeni ondulatori in generale e le onde elettromagnetiche in particolare, a partire dalla discussione semplice ma dettagliata dell'equazione del moto. Trasporto di energia ed impulso, fenomeni di interferenza e diffrazione. Ottica: la riflessione, la rifrazione e la polarizzazione della luce. Mezzi anisotropi: il dicroismo e la doppia rifrazione. Sorgenti di luce convenzionali e laser.
Introduzione alla sperimentazione fisica nel campo dell'elettromagnetismo, dell'ottica e all'utilizzo della relativa strumentazione e metodologia di misura. Discussione dei metodi statistici per trattamento dei dati ed analisi degli errori già iniziata al primo anno. Introduzione agli elementi fondamentali di elettronica ed illustrazione di strumenti e tecniche per la misura di grandezze elettriche e ottiche. Una serie di esperimenti condotti in laboratorio addestreranno lo studente all'utilizzo della strumentazione e delle tecniche illustrate nelle lezioni.

Chimica Organica + Laboratorio di Chimica Organica - 9 CFU
Dr.ssa. M.L. Di Vona

PROGRAMMA
Struttura e legame nelle molecole organiche. Nomenclatura sistematica delle principali classi di composti organici. Conformazioni di alcani e cicloesano. Stereoisomeria geometrica (notazioni cis, trans ed E,Z). Stereoisomeria ottica. Classificazione delle reazioni e dei reagenti. Concetti fondamentali dei meccanismi di reazione. Cenni sugli aspetti cinetici e termodinamici delle reazioni. Reazioni di alogenoalcani, alcooli, ammine, alcheni, alchini, alcadieni. Reazioni dei composti aromatici. Reazioni di acidi carbossilici e derivati.
Proprietà fisiche dei solidi, dei liquidi e loro purificazione. Analisi mediante distribuzione tra fasi. Estrazione con solventi. Cromatografia. Gascromatografia. Cenni di cromatografia liquida ad alta prestazione (HPLC). Metodi spettroscopici. Spettroscopia nell'ultravioletto e nel visibile.
Spettroscopia infrarossa. Spettroscopia di risonanza magnetica nucleare. Cenni sull'analisi elementare qualitativa. Alcuni saggi di riconoscimento dei gruppi funzionali.

Economia ed Organizzazione aziendale - 4 CFU
Ing. E. Ceccotti

PROGRAMMA
Le variabili economiche e organizzative che influenzano la gestione dei processi d'innovazione delle imprese industriali e dei servizi. I temi principali che determinano le trasformazioni organizzative nelle imprese e le modalità di gestione dei processi di cambiamento organizzativi sono:
• la conoscenza di base degli elementi necessari alla redazione e interpretazione del bilancio.
• la conoscenza di base per la progettazione e gestione della contabilità industriale ed analitica.
• la strumentazione di misura delle performance aziendali e delle singole unità organizzative.
• I sistemi di controllo manageriale.

Laboratorio di Informatica - 7 CFU
Dr. F. Berrilli

PROGRAMMA
Architettura di un computer; flusso delle informazioni; sistemi operativi. Numeri binari, operatori logici, operazioni con l'algebra di Boole. Applicazioni pratiche: l'istruzione IF. Definizione di variabile e costante. Tipo di variabili: Intere, reali, complesse, booleane, alfanumeriche. Loro rappresentazione in forma binaria. Definizione della precisione. Vettori e matrici: definizione, operazioni. Struttura e controllo del flusso di un programma: definizioni iniziali. Diagrammi di flusso. Le parti di un programma. Diagramma a blocchi. Controlli di flusso: if, ciclo do o for, ciclo while. L'istruzione goto. L'istruzione case. Files di input-output: files ascii, binari, indicizzati. Metodi di apertura, inserimento e lettura dati.

Elementi di Fisica teorica - 7 CFU
Prof. M. Cini

PROGRAMMA
Introduzione: Crisi della fisica classica e nascita della fisica quantistica (corpo nero, effetto fotoelettrico, effetto Compton, calori specifici, diffrazione di elettroni, spettri atomici). Modulo a) Fisica Atomica: Atomo di Bohr e condizioni di Sommerfeld (livelli energetici discreti e loro degenerazione, spettro continuo, interpretazione quantistica delle orbite classiche, funzione d'onda, numeri quantici, equazione di Schroedinger). Principio di corrispondenza di Ritz. Spin dell'elettrone, momento magnetico, modello vettoriale, spettri ottici, serie spettroscopiche. Effetti di campi elettrici e magnetici (Zeeman normale e Stark). Atomi con più elettroni (cenni), atomo di elio, forze di scambio (cenni), principio di Pauli, sistema periodico.

Chimica Fisica + Laboratorio di Chimica Fisica - 10 CFU
Prof. G. Paradossi, Prof. E. Chiessi

PROGRAMMA
Teoria cinetica dei gas. Termodinamica dei gas reali. Reversibilitá e irreversibilitá. Principles of Thermodynamics. Termochimica. Entropia in sistemi chimici. Energia Libera di Helmholtz. Energia Libera di Gibbs. Potenziale chimico. Proprietá delle grandezze parziali molari. Fugacitá. Reazioni chimiche in fase gassosa. Condizione di equilibrio. Costante di equilibrio. Dipendenza della costante di equilibrio dalla temperatura. Soluzioni. Attivitá. Soluzioni ideali. Soluzioni regolari Interpretazione statistica del processo di mescolamento. Lacune di miscibilitá. Solubilitá. Proprietá colligative. Diagrammi di fase a piú componenti. Regola delle fasi. Eutettico. Esercitazioni numeriche sugli argomenti svolti. Esperienze di termodinamica chimica saranno svolte nel corso di Laboratorio di Chimica Fisica.
Cinetica chimica: Velocità di reazione. Legge cinetica empirica. Metodi sperimentali per determinare l'ordine di reazione e la costante cinetica. Cinetica di reazioni elementari. Cinetica di reazioni complesse: reazioni consecutive, reazioni reversibili. Approssimazione dello stato stazionario. Dipendenza della costante cinetica dalla temperatura. Legge di Arrhenius. Esempi di catalisi. Nell'ambito del corso saranno svolte esperienze di laboratorio su argomenti di Termodinamica e Cinetica chimica.

Fondamenti di fisica atomica e molecolare - 8 CFU
Prof. M. Fanfoni

PROGRAMMA
Fisica Molecolare: Approssimazione di Born-Oppenheimer (cenni), coordinate configurazionali. Molecole biatomiche, H2+ (combinazioni simmetrica e antisimmetrica di orbitali atomici). Molecole biatomiche omo- e eteronucleari, legame covalente e ionico, cenni al magnetismo nei solidi, ibridizzazione, caso del carbonio. Moto dei nuclei, livelli vibrazionali e rotazionali (cenni). Fisica dei solidi: fononi e vibrazioni nei solidi ordinati; elettroni nei metalli; bande di energia; interpretazione chimica della teoria delle bande; semiconduttori; isolanti; proprietà ottiche.

Fisica dei Materiali + Laboratorio di Fisica dei Materiali - 10 CFU
Prof. I. Davoli, Dr. F. De Matteis - 5 CFU

PROGRAMMA
Ciclo dei materiali. Le forze di coesione. Stato solido, condensazione della materia, cristalli. Vetri e varie altre aggregazioni dello stato condensato. Diffrazione di raggi X. Struttura molecolare dei polimeri organici. Vetri silicati, vetri minerali e cementi. Deformazione di un cristallo perfetto, deformazione elastica della gomma. Difetti puntiformi, dislocazioni, bordi di grano. Leghe e diagrammi di fase. Soluzioni solide. Interfacce tra le fasi. Diagrammi di stato per composti miscelati. Leghe metalliche, leghe ceramiche, copolimeri. Proprietà meccaniche. Resistenza dei materiali. Sforzo e deformazioni, energia di deformazione ed effetto anelastico. Deformazione plastica dei materiali a bassa temperatura: trazione e taglio. Conducibilità termica, Conducibilità elettrica: semiconduttori, metalli e superconduttori.
Crescita e preparazione dei campioni: deposizioni film metallici per evaporazione in vuoto, sintesi di polimeri plastici (pmma) anche drogati, crescita di monocristalli isolanti, sintesi di vetri, taglio e lucidatura di cristalli e vetri, fotolitografia. Analisi a raggi X: verifica delle direzioni cristallografiche di cristalli semplici (alogenuri alcalini). Caratterizzazione ottica: misura del coefficiente di assorbimento nel visibile/ultravioletto, misure di assorbimento nell'infrarosso (FT-IR), misure di luminescenza. Elettronica: risonanza di spin, spettri Auger, spettri XPS ecc.

Chimica dei Solidi + Laboratorio di Chimica dei Solidi - 8 CFU
Dr. M. Tomellini, Prof.ssa M.L. Terranova

PROGRAMMA
Difetti nei solidi. Ossidi semiconduttori. Processi di Trasporto in fase solida. Coefficiente di diffusione e sua interpretazione statistica. Equazioni di trasporto generalizzate. Coefficiente di diffusione chimico. Relazione di Nernst-Einstein. Cinetica di ossidazione dei metalli: Modello di Wagner. Effetto della polarizzazione sulla cinetica di ossidazione. Sensori elettrochimici a stato solido. Termodinamica delle interfasi. Proprietà di eccesso di isoterma di adsorbimento. Interfasi vuoto-metallo e metallo-metallo. Potenziale di Volta e di Galvani. Giunzione tra due metalli. Interfasi gas-solido: Adsorbimento,Chemisorbimento e Fisisorbimento. Coefficiente di "sticking" nel caso di adsorbimento con formazione di una specie transiente.
Tecniche e metodologie per la determinazione di strutture, fasi, morfologia, difetti , stato chimico, composizione ed impurezze di superfici, strati, interfaccie e materiali massivi: spettroscopie elettroniche (XPS, EELS, AES), diffrazione di elettroni (RHEED), diffrazione di raggi-X (XRD), fluorescenza, spettroscopie IR e Raman, tecniche di analisi a fasci ionici (RBS, ERDA, SIMS), tecniche di microscopia elettronica (SEM, TEM), microscopie STM e AFM. Schema dei processi, strumentazione di base, sorgenti (fotoni, elettroni, ioni), rivelatori e tecniche di rivelazione dei segnali, preparazione dei campioni, analisi ed interpretazione degli spettri.

Fisica dei Solidi - 6 CFU
Prof. M. Casalboni

PROGRAMMA
Struttura dei solidi : reticoli di Bravais in due e tre dimensioni. Cella primitiva e convenzionale, cella di Wigner-Seitz con esempi. Concetto di base. Il reticolo reciproco, diffrazione dei raggi x, condizioni di Bragg e von Laue
Modelli elettronici semplici: modi degli elettroni liberi in una scatola, modello quantistico per elettroni liberi, densità degli stati, richiami di statistica.
Il teorema di Bloch, caso unidimensionale. Potenziali periodici. Condizioni al contorno di Born-von Karman. La densità degli stati. Modello di Kronig-Penney.
Metodi di calcolo delle bande di energia: elettroni in potenziale debole, tight-binding cenni sui metodi alternativi per il calcolo delle bande, l'approssimazione di Hartree e Hartree-Fock. Bande di energia e classificazioni dei solidi (metalli, semiconduttori ed isolanti)
Energia di coesione dei solidi. Energia di Madelung per i cristalli ionici.
Dinamica degli elettroni nei cristalli: effetto dei campi elettrici e magnetici, la massa efficace. La superficie di Fermi nei metalli. Gli eccitoni negli isolanti e nei conduttori. Il plasmone.
Vibrazioni nei cristalli: teoria classica delle vibrazioni, calcolo del calore specifico e legge di Dulong-Petit. Approssimazione di Born-Oppenheimer, principio di Frank-Condon. Catena lineare mono- e bi-atomica. Branca acustica ed ottica. Vibrazioni nei cristalli in 3D I fononi. Approssimazioni di Einstein e Debye. Proprietà ottiche dei fononi. Polaritone in cristalli polari.
Teoria microscopica delle costanti ottiche teoria della risposta lineare, relazione di dispersione (Kramers-Kronig), assorbimento, densità congiunta degli stati, cenni su polaritone; cenni sugli effetti eccitonici. Modelli di Drude e Lorentz, Proprietà ottiche nei semiconduttori ed isolanti. Regola d’oro di Fermi. Transizioni dirette ed indirette nei semiconduttori.