FY511: Karakterisering af nanostrukturer (5 ECTS)

STADS: 07009101

Niveau
Bachelorkursus

Undervisningsperiode
Kurset er placeret i forårssemesteret.

Ansvarlige undervisere
Email: kloesgen@memphys.sdu.dk

Skemaoplysninger
Vis hele skemaet
Vis personligt skema for dette kursus.

Indgangskrav:
Ingen

Faglige forudsætninger:
Nanobioscience-studerende skal have bestået det første år af deres uddannelse.

Studerende, der vælger kurset som valgfag, skal være opmærksom på, at indholdet i FY521 Indledende kvantemekanik I og FY503 Elektromagnetisme I forudsættes kendt.

Kursusintroduktion
I kurset lærer de studerende hvordan man formelt kan beskrive og analysere strukturer generelt. Undersøgelse af nanoskopiske fænomener tages der særligt hensyn til. De studerende møder eksempler på mange af de vigtigste eksperimentelle teknikker, som anvendes til eksperimentel karakterisering af (nano)strukturer. Kurset er ikke hands-on-eksperimentelt, men forelæsningerne bliver uddybet med eksaminatorier, hvor eksperimentelle metoder og basale matematiske værktøjer udforskes og belyses yderligere. Udvalgte eksempler med originale data vil blive brugt til indøvningen af analytiske teknikker. Kurset omfatter også demonstrationer af udstyr i laboratorier på SDU samt gennemgang af materiale fra internettet. Det individuelle projekt i kurset vil være baseret på klasseundervisning i, hvordan projektet gennemføres ved hjælp af identifikation og opsamling af emner via læsning, og ved brug af værktøj som "spider maps" og "project flow charts" med henblik på videnskabelig fremlæggelse og, til sidst, fremstilling af videnskabelige tekster.

Forventet læringsudbytte
Ved kursets slutning er de studerende i stand til at:

• skelne mellem ordnede eller uordnede strukturer.
• beskrive ordning ved brug af krystallografiske udtryk og andre fysiske parametre.
• fremlægge den fysiske viden som er nødvendig til at måle ved strukturer ned til nanometeropløsning.
• forklare instrumentelle principper til at karakterisere strukturer.
• genkende sammenhæng mellem strukturer og funktioner
• bruge videnskabelige kilder til at uddybe deres kompetence med hensyn til specielle metoder.
• at opsamle projektets emner i en "spider map" og oprette et "project flow chart" som forberedelse til projektet.
• skrive en afhandling om en af de anvendte eksperimentelle metoder. Afhandlingen skal sættes op som en videnskabelig artikel.

Emneoversigt
Strukturer i fysiske, kemiske og biologiske systemer.

1. Optiske teknikker med opløsning ned til ca. 40 nm: Mikroskopi og konfokal mikroskopi, herunder brugen af kvantepunkter som markører
2. Moderne metoder baseret på optisk mikroskopi men anvendt med hensyn til transportegenskaber: FRAP, SMT og FCS.
3. Elektronmikroskopiske metoder med opløsning ned til 1 nm (TEM, SEM, STEM) med tilhørende faciliteter til måling af grundstofsammensætning eller –kontrast.
4. Raster-probe metoder (AFM, STM, SNOM).
5. Spredningsteknikker (neutroner, elektroner, Røntgen og lys).
6. Udvikling af projektarbejde: Indsamling af kilder fra litteraturen, oprettelse af "spider maps" og "flow charts"

(Forkortelser: TEM: transmissions-elektronmikroskopi; SEM: raster-elektronmikroskopi; STEM: raster transmission-elektronmikroskopi; SNOM: raster nærfelts-optisk mikroskopi; FCS: fluorescens-korrelations- spektroskopi; AFM: atomar kraft-mikroskopi; STM: raster tunnel-mikroskopi: FRAP: fluorescens-genvinding efter fotoblegning; SMT: enkeltmolekyle-sporing; FCS: fluorescens-korrelationsspektroskopi).

Litteratur

• Richard Wolfson: Essential University Physics, 2nd international edition, vol. 1 og 2.

Kursets hjemmeside
Dette kursus benytter e-learn (blackboard).

Forudsætningsprøver
Ingen

Eksamen- og censurform:

1. Forberedelse af projektskrivning: spider map, flow chart, 4-slide sammenfattende PowerPoint. Bestået / ikke bestået, intern censur ved underviser (0 ECTS). (07009122)
2. Projektafhandling om en strukturmetode. Emnet vælges af studenten selv efter aftale med vejlederen. Slutversionen af projektafhandlingen skal afleveres 14 dage før eksamen. Bestået / ikke bestået, intern censur ved underviser, 2,5 ECTS (07009112)
3. Mundtlig eksamen med intern censur og karakter efter 7-trinsskalaen, 2,5 ECTS. Eksamen tager udgangspunkt i projektafhandlingen. (07009102)

Reeksamen i samme eksamenstermin eller i umiddelbar forlængelse heraf. Eksamensformen ved reeksamen kan være en anden end eksamensformen ved den ordinære eksamen.

Vejledende timetal
På naturvidenskab er undervisningen tilrettelagt efter trefasemodellen dvs. intro, trænings- og studiefasen.
Introfase: 20 timer
Træningsfase: 30 timer, heraf:
 - Eksaminatorie: 30* timer

Aktiviteter i studiefasen Studiefase: 20 timer

* Eksaminatorier til øvelser og projektforberedelse: 30 timer.

Sprog
Dette kursus undervises på engelsk.

Kursustilmelding
Se tilmeldingsfrister.

Pris for åben uddannelse
Se priser for enkeltkurser.

Denne kursusbeskrivelse var gyldig fra 1. februar 2015 til 31. januar 2016.