Fisica dello stato solido su nanoscala

Questo insegnamento tratterà i fondamenti e le applicazioni della fisica dello stato solido su scala nanometrica per la scienza di frontiera con particolare attenzione all'energia sostenibile e all'informatica. Gli argomenti che verranno discussi sono soluzioni su scala nanometrica per celle solari, tra cui plasmonica, confinamento quantistico, convertitori up e down e risonanze Mie. In relazione a ciò, verranno trattate la scienza e le applicazioni dei materiali bidimensionali. La scienza delle batterie è molto importante per l'energia sostenibile e quindi verranno discusse soluzioni su scala nanometrica rispetto allo stoccaggio di idrogeno e litio. Verrà trattata la nanoscala per l'informatica alternativa, come l'informatica quantistica e la spintronica. Oltre a questi fondamenti, le tecniche sperimentali, come la microscopia a effetto tunnel (STM), la microscopia elettronica a trasmissione (TEM), la spettroscopia ultraveloce con sonda a impulsi di femtosecondi, l'elettrochimica, la spettroscopia ottica, la spettroscopia in campo vicino, la spettroscopia fotoelettronica a raggi X (XPS ), moderne tecniche di sincrotrone come la struttura fine di assorbimento dei raggi X estesa (EXAFS). Tecniche di simulazione complementari come il dominio del tempo alle differenze finite (FDTD) saranno trattate e utilizzate per le esercitazioni.

Gli studenti sapranno:
1) come le nanostrutture si applicano a celle solari di nuova concezione, stoccaggio/generazione di idrogeno/litio, calcolo quantistico e spintronica.
2) fisica dello stato solido sui semiconduttori e l'intercalazione idrogeno/litio
3) vari metodi tecnici per caratterizzare e comprendere questi nuovi nanomateriali
4) fare semplici simulazioni per capire il funzionamento di una cella solare di nuova concezione.
5) Presentare e discutere informazioni sullo stato dell'arte sulle nanostrutture allo stato solido per celle solari di nuova concezione, stoccaggio e calcolo di idrogeno/litio