Opinto-opas 2013-2014
Perus

Perus Pori KV Jatko Avoin

|Tutkinnot|     |Opintokokonaisuudet|     |Opintojaksot|    

Opinto-opas 2013-2014

FYS-2400 Nanorakenteet pinnoilla ja elementaariset pintaprosessit, 5 op
Nanostructures and Elementary Surface Processes

Lisätiedot

Luennoidaan tarvittaessa.
Soveltuu jatko-opinnoiksi
Ei luennoida lukuvuonna 2013-2014

Vastuuhenkilö

Mika Valden

Suoritusvaatimukset

Hyväksytysti suoritetut laboratoriotyö, seminaariesitelmä ja tentti.
Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan

Opetukseen ja oppimiseen liittyvät periaatteet ja lähtökohdat

-

Osaamistavoitteet

Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa määritellä pintarakenteiden tutkimuksessa (geometrinen ja elektroninen rakenne) sekä pintojen reaktiivisuusominaisuuksien tutkimuksessa käytettävien pinta-analyyttisten tutkimusmenetelmien fysikaaliset toimintaperiaatteet (LEED, STM, TPTDS ja MBSS). Opiskelija kykenee arvioimaan niiden soveltuvuutta pinta- ja nanorakenteiden ja niiden reaktiivisuuden välisten yhteyksien selvittämiseen. Opintojakson aikana opiskelija oppii ratkaisemaan pinta-analyyttisiä tutkimusongelmia yhteisöllisesti pienryhmässä jaettuun asiantuntijuuteen nojautuen sekä oppii raportoimaan oppimistehtävien tuotokset Moodle-oppimisalustaa hyödyntäen, kirjallisesti ja seminaariesitysmuotoisesti pienryhmän tukemana.

Sisältö

Sisältö Ydinsisältö Täydentävä tietämys Erityistietämys
1. Pintatieteen tutkimuksen teknologiset ulottuvuudet: Pintatieteen merkitys nanoteknologiassa. Pintareaktioiden rakenneriippuvuuden perusteita.      
2. Pintojen geometrinen rakenne: Periodiset pintarakenteet ja pintavirheet. Pinnan Bravais-hilat. Pintarakenteiden merkitseminen ja pinnan kerrosrakenteiden yhteismitallisuus.   TiO2(110)-(1x1) pinnan rakenne ja siinä esiintyvät pintavirheet. Symmetrisesti erilaiset pintarakenteet.   Ei-koherentit pintarakenteet. 
3. Matalaenergisten elektronien diffraktio (LEED): Käänteishila ja käänteisavaruuden matriisi. Ewaldin pallokonstruktio sovellettuna pinnoille. LEED-kuvion synty. LEED-mittauksen pintaherkkyys. LEED-laitteisto.   Kvantitatiivinen LEED-mittaus.   Kinemaattinen ja dynaaminen teoria LEED-mittauksien analyysissä. 
4. Pyyhkäisytunnelointimikroskopia (STM): STM-tutkimuksen mittakaavat. Tunneloituminen ja STM-mittaus. STM-kärjen ominaisuudet.   VT-STM-mittauslaitteisto. Au- partikkelien reaktiivisuus.   Tersoff ja Hamann teoria. Pintarakenteiden manipulointi. 
5. Pintojen reaktiivisuusominaisuuksia: Pinnan elektronirakenteen vaikutus pintasidoksien syntyyn. Pintapaikat ja pintavirheet. Pintafaasit. Seosmetallipintojen reaktiivisuus.   Happiatomien kemisorptiosidos eri transitiometallien pinnoilla. Kombinatoriaalinen varjostusmenetelmä.   Reaktiivisuuden manipulointi atomaarisissa mittasuhteissa.  
6. Terminen desorptiospektroskopia (TDS): TDS-menetelmä. Terminen desorptiomittaus. TDS-spektrien analyysi. Desorptiokinetiikka ja kineettisten parametrien määritys.   TDS-mittauksen häiriölähteet. TDS-spektrin muoto.  CO:n TDS Pd(111)-pinnalta. O2:n TDS Ru(0001). 
7. Molekyylisuihkupintasirontamenetelmä (MBSS): Pintailmiöitä ja niiden dynamiikka. Potentiaalienergiapinta. Adsorptiokinetiikka ja -dynamiikka. Molekyylisuihkut. Suutinsuihkun ominaisuuksia. CO:n adsorptiokinetiikka Rh(110)-pinnalla. Hapen adsorptiodynamiikka Cu(100)- ja O/Cu(100)-pinnoilla.   MBSS-laitteisto. Suuttimen ja skimmerin rakenne. Molekyylidynamiikkasimulointi. Transienttikineettinen pintareaktio. Intrinsiivinen ja ekstrinsiivinen prekursoritila.  Knudsen luku. 

Ohjeita opiskelijalle osaamisen tasojen saavuttamiseksi

Opintojakso arvioidaan joko numeerisesti arvosteluasteikolla 0 ... 5 tai suoritusmerkinnällä "Hyväksytty/Hylätty". Opintojakson arviointitapa sovitaan opintojakson alkaessa yhdessä opiskelijoiden kanssa. Numeerinen arvosana määräytyy aineistotentin perusteella. Hallittuaan ydinaineksen hyvin on opiskelijalla mahdollisuus läpäistä opintojakso arvosanalla 3. Arvosanan 4 saavuttaakseen opiskelijan on osattava myös täydentävän tietämyksen sarakkeen asioita. Arvosanaan 5 on mahdollisuus, jos täydentävän tietämyksen sarake osataan hyvin. Jos ydinaineksessa on vähäisiä puutteita, on opiskelijalla mahdollisuus arvosanaan 1 tai 2 riippuen puutteiden määrästä. Jos ydinaineksen hallinnassa on huomattavia puutteita, ei opiskelija läpäise opintojaksoa. Opintojakso voidaan arvioida myös "Hyväksytty/Hylätty" suoritusmerkinnällä. Opiskelija saa opintojaksosta hyväksytyn suoritusmerkinnän, jos opintojakson kaikki oppimistehtävät ja tuotokset ovat hyväksytysti suoritetut.

Arvosteluasteikko:

Opintojaksolla käytetään numeerista arviointiasteikkoa (1-5)

Osasuoritukset:

Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan

Oppimateriaali

Tyyppi Nimi Tekijä ISBN URL Painos,saatavuus... Tenttimateriaali Kieli
Kirja   Scanning Probe Microscopy and Spectroscopy   Wiesendanger, R.   0 521 42847 5     Cambridge University Press, 1. painos, 1998   Kyllä    Englanti  
Luentokalvot     Valden Mika         Kyllä    Suomi  

Esitietoketju (Vaatii kirjautumisen POPiin)



Vastaavuudet

Opintojakso Vastaa opintojaksoa  Selite 
FYS-2400 Nanorakenteet pinnoilla ja elementaariset pintaprosessit, 5 op FYS-2406 Nanostructures and Elementary Surface Processes, 5 op  
FYS-2400 Nanorakenteet pinnoilla ja elementaariset pintaprosessit, 5 op FYS-2400 Nanorakenteet pinnoilla ja elementaariset pintaprosessit, 5 op  

Viimeksi muokattu05.12.2012