MATERIALES EN LA ESCALA NANOMÉTRICA Coordinador: Javier Rodríguez Viejo. Despacho C3/222. Departamento de Física Introducción y definición. Ejemplos de aplicaciones Preparación y Caracterización 1.1. Materiales con una de sus dimensiones a escala nanométrica: “thin films”. Molecular Beam Epitaxy, Sputtering, Chemical Vapor deposition 1.2 Materiales con dos de sus dimensiones a escala nanométrica: “dots and plots” Lithography, Wolmer Weber growth. 1.3 Materiales con tres dimensiones a escala nanométrica: nanopartículas, moléculas orgánicas, materiales biológicos. Chemical route, embedded nanoparticles 2.1 Microscopia electrónica: SEM, TEM 2.2 Scanning Probe Microscopy (SPM): STM, AFM, MFM.. 2.3 Difracción de rayos X Propiedades Térmicas de los Nanomateriales. Influencia de la dimensionalidad en la Capacidad Calorífica. Conductividad térmica fonónica y electrónica. Transformaciones de Fase: nanocristalización, orden-desorden. Cinética de cristalización. Materiales termoeléctricos a escala nanométrica: Figura de mérito. Técnicas específicas de caracterización. Aplicaciones: Nanorefrigeradores. Propiedades Magnéticas de los Materiales. Introducción al ferromagnetismo, diamagnetismo y paramagnetismo. Energías de canje, magnetostática y de anisotropía. Efectos típicos de dimensiones reducidas. Superparamagnetismo. Nanopartículas magnéticas: propiedades y aplicaciones tecnológicas y biomédicas. Magnetoresistencia gigante (GMR), válvulas de spin y memorias magnetoresistivas (MRAM). Nanodispositivos magnéticos para el almacenaje de información. Técnicas específicas de caracterización asociadas. Propiedades Ópticas de Nanomateriales Estructura electrónica de sólidos: Estructura de bandas y función de Bloch. Aproximación de masa efectiva. Clasificación de materiales según llenado de bandas Propiedades ópticas: La función dieléctrica. Transiciones ópticas y densidad combinada de estados. Teoría de puntos críticos y efectos de dimensionalidad Técnicas de espectroscopia óptica: Absorción (Excitones). Reflexión (polarización, plasmones). Luminiscencia (Impurezas, efecto Frank-Condon) Aplicaciones: LEDs semiconductores. Láseres. Celdas solares Propiedades Mecánicas Generalitats: correlació microstructura propietats mecàniques. Relació de Hall-Petch. Determinació de propietats mecàniques per nanoindentació. Mètode l'Oliver i Pharr. Efectes de mida en la nanoindentació: correlació entre duresa i càrrega aplicada. Nanoindentació en materials cristal.lins i amorfs. Nanoindentació en materials multifàsics. Aplicació de la regla de les fases per mesurar les propietats mecàniques de materials nanocomposats. Prácticas: En cada uno de los temas principales de propiedades se realizará una práctica de laboratorio. Evaluación: Evaluación continuada. Problemas, trabajos, informes prácticas. 5 puntos. Examen de contenidos: Evaluación 5 puntos.