|
|
|||||||||||||||||
Opinto-opas 2014-2015
FYS-2400 Nanorakenteet pinnoilla ja elementaariset pintaprosessit, 5 op
|
Lisätiedot
Luennoidaan tarvittaessa.
Soveltuu jatko-opinnoiksi
Ei luennoida lukuvuonna 2014-2015
Vastuuhenkilö
Mika Valden
Suoritusvaatimukset
Hyväksytysti suoritetut laboratoriotyö, seminaariesitelmä ja tentti.
Osasuoritusten pitää liittyä samaan toteutuskertaan
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:
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 |
|
|
|
|
|
|
|