D1) Conoscenza e capacità di comprensione: lo studente acquisirà la conoscenza degli aspetti basilari delle scienze delle superfici e conoscenza delle principali tecniche sperimentali applicate allo studio delle proprietà elettroniche e strutturali delle interfacce organo-metalliche.
D2) Conoscenza e capacità di comprensione applicate: lo studente saprà applicare le conoscenze acquisite alla comprensione generale di articoli scientifici nell’ambito dei temi trattati.
D3) Autonomia di giudizio: lo studente acquisirà l’abilità di maturare dei giudizi su aspetti riguardanti classi di sistemi e metodi sperimentali trattati in aula.
D4) Abilità comunicative: lo studente svilupperà linguaggio e proprietà comunicative adeguati a discutere tematiche generali riguardanti le scienze delle superfici.
D5) Capacità di apprendere: lo studente avrà gli strumenti per approfondire in modo autonomo le conoscenze nell’ambito della chimica delle superfici e per documentarsi su specifici aspetti attraverso la lettura di articoli scientifici.

Chimica Fisica 2 e conoscenza della termodinamica di base.

Introduzione alle principali tecniche sperimentali e ai principali modelli che consentono la descrizione dell'interazione tra molecole e superfici superfici. Esempi di sintesi su superfici di molecole e di materiali 2D.

Appunti, presentazioni e articoli forniti su moodle.
Testo di supporto:
K. W. Kolasinski: Surface Science, Wiley, disponibile sul sito Wiley con accreditamento Units

Introduzione alla scienza delle superfici, sviluppi tecnologici e computazionali, interesse scientifico.
Superfici e necessità di operare in condizioni di ultra alto vuoto. Breve introduzione alla strumentazione e alle tecniche di vuoto.
Struttura cristallina dei solidi, reticoli cubici ed esagonali. Reticoli di Bravais per le superfici. Determinazione della struttura delle superfici. Tecnica LEED di diffrazione di elettroni: principi di funzionamento e strumentazione. Il cammino libero medio degli elettroni nella materia. Concetto di spazio reciproco e diffrazione di raggi X ad incidenza radente da superfici. Morfologia delle superfici: terrazze, steps, difetti, roughness, ricostruzioni.
Coefficiente di sticking. Isoterme di Langmuir. Tecnica TDS di spettroscopia di desorbimento termico. Fisisorbimento e chemisorbimento. Modello di Blyholder per la molecola di CO. Reattività delle superfici metalliche.
Tecniche di microscopia a scansione AFM e STM: principi di funzionamento. Misure di spettroscopia STS e di conducibilità di singola molecola.
Formazione di interfacce complesse. Self-assembly di molecole. Ricostruzione delle superfici. Il caso degli alcanotioli: proprietà elettroniche e morfologiche. Sintesi su superfici. Reazione Ullmann su superfici. Condensazione boronica. Processi di riconoscimento per affinità chimica e di tipo guest-host. Sintesi del grafene.
Introduzione alle spettroscopie di raggi X: fotoemissione (XPS) e assorbimento a soglia (NEXAFS). Principio di funzionamento dell’analizzatore di elettroni emisferico. Caratterizzazione chimica e morfologica di un’interfaccia organo-metallica. Processi di trasporto di carica ultra-veloci: cenni alla tecnica di fotoemissione risonante.
Proprietà elettroniche di superfici e interfacce. Funzione lavoro, misura della funzione lavoro. Stato di superficie. Allineamento dei livelli elettronici all’interfaccia organico-metallo. Introduzione alla spettroscopia a 2 fotoni. Creazione e separazione di eccitoni e celle fotovoltaiche organiche. Processo di fissione del singoletto.

Lezioni in aula con il supporto di presentazioni Powerpoint. Verranno commentati e analizzati articoli scientifici inerenti agli argomenti trattati.
Eventuali variazioni alle modalità sopra descritte, dovute a motivi emergenziali, saranno pubblicate sul sito del Dipartimento, del Corso di Studio e dell'insegnamento

L’esame sarà orale, con lo scopo di verificare la capacità del candidato di discutere aspetti generali delle scienze delle superfici, per quel che riguarda sia le tecniche sia le problematiche scientifiche. L’esame consisterà nella discussione di un articolo che verrà assegnato al candidato 7-10 gg prima della prova. Nell’ambito della discussione verranno affrontate anche tematiche trattate nel corso non direttamente legate all’articolo.
Il punteggio della prova di esame è attribuito in trentesimi. Per superare l'esame (18/30) lo studente deve dimostrare di aver compreso i risultati principali descritti nell'articolo e i principi alla base delle tecniche sperimentali utilizzate. Per conseguire il punteggio massimo (30/30) lo studente dovrà inoltre dimostrare di aver compreso a fondo modelli e tecniche descritti durante il corso e non utilizzati nell'articolo discusso.

Eventuali variazioni alle modalità sopra descritte, dovute a motivi emergenziali, saranno pubblicate sul sito del Dipartimento, del Corso di Studio e dell'insegnamento.