FY804: Eksperimentel overfladefysik (5 ECTS)

STADS: 07004101

Niveau
Kandidatkursus

Undervisningsperiode
Kurset er placeret i forårssemesteret.
4. kvartal.

Ansvarlige undervisere
Email: kloesgen@ifk.sdu.dk

Yderligere undervisere
per@ifk.sdu.dk

Skemaoplysninger
Vis hele skemaet
Vis personligt skema for dette kursus.

Indgangskrav:
Ingen

Faglige forudsætninger:
Kendskab til stoffet fra kurserne Elektromagnetisme I (FY 503) og Termisk fysik (FY509).

Kursusintroduktion
At de studerende stifter bekendtskab med avancerede eksperimentelle metoder til undersøgelser af egenskaber af hårde (uorganiske) og bløde (organiske) stoffers overflader.

Forventet læringsudbytte
Ved kursets afslutning forventes den studerende at kunne:
• Beskrive den fænomenologiske baggrund for de anvendte teknikker og vurdere deres anvendelsesområder.
• Arbejde med avanceret videnskabeligt måleudstyr (under vejledning), samt gennemføre databehandling, og herunder være i stand til at optimere og bedømme datakvaliteten inklusive en diskussion af usikkerheder ved målingerne.
• Referere vigtige begreber omkring overfladers fysiske og kemiske egenskaber, samt identificere relevante eksperimentelle metoder til at studere disse med.

Emneoversigt
Kurset udgør en introduktion til brugen af avanceret eksperimentelt forskningsudstyr til overfladestudier.
Ultrahøjvakuum (UHV) udstyr er basis for studier af rene overflader af faste stoffer, deres reaktion med gasser, og af nye materialer baseret på vækst på overflader, såsom tynde film til belægninger og til brug i elektroniske materialer, eller mere komplekse strukturer i tre dimensioner. Bløde materialers overfladeegenskaber omfatter f.eks. overfladespændingen.

Instrumenter til overfladefysiske studier omfatter elektronmikroskoper, elektronspektrometre, massespektrometre, raster-probe instrumenter (STM, AFM), samt udstyr til elektrondiffraktion ved lave elektronenergier. Der gives en introduktion til moderne teknikker til undersøgelser og dannelse af tynde organiske film ved selvaggregation, som f.eks. mono- eller bilagsdannelse af lipider i kontakt med vand. Teknikkerne hertil omfatter Røntgen og neutron-diffraktion, neutronreflektometri, Langmuir-Blodgett teknologi, AFM, DSC og FCS.

Kursets forløb:
Kurset foregår ved at deltagerne fra starten af kurset gennemfører tre 10 timers eksperimentelle projekter på 3-mandshold i tre sessioner af hver ca. 3 timers varighed pr. projekt i laboratorierne, eller i alt ca. 30 timers arbejde i laboratoriet. Øvelsesvejledningerne omfatter litteratur og referencer til øvelserne, som bliver gennemgået undervejs, og ved eksaminatorier, som arrangeres mellem øvelserne efter behov (ca. 1 time pr. øvelse). Ved slutningen af hver øvelse udarbejdes en rapport pr. hold.

Man kan gruppere emnerne for øvelserne således:
1. Elektronspektroskopi og elektronmikroskopi.
2. Undersøgelser af lipidlag: faseovergange i væske - faststof / blandinger (Langmuir Blodgett teknologi, mikrokalorimetri).

Forkortelser:

STM: Scanning Tunnel mikroskopi.
AFM: Atomar Tiltræknings mikroskopi.
TPD: Temperatur programmeret desorption.
FCS: Fluorescens Korrelations Spektroskopi.
DSC: Differentiel Skannende Kalorimetri.


Litteratur

• G. Barnes & I. Gentle: Interfacial Science, Oxford University Press, 2005.

Pensum
Se pensumbeskrivelse.

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

Forudsætningsprøver
Ingen

Eksamen- og censurform:
Kurset afsluttes med en mundtlig eksamen med intern censur og karakter efter 7-trins skalaen (07004102) baseret på rapporten, som er udarbejdet under kursets forløb. Ved eksamen fremlægger hver eksaminand et af de gennemførte forsøg (efter lodtrækning), hvorefter der vil blive eksamineret i tilknytning til denne fremlæggelse og også i det stof, der er dækket af de andre øvelser

Reeksamen efter 2. kvartal. ( Der kræves ikke nye eksperimenter)
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.

Eksaminatorier, efter behov (ca. 3x1 timer).
Laboratorieøvelser, antal timer ca. 30.
Aktiviteter i studiefasen

Sprog
Dette kursus undervises på engelsk.

Kursustilmelding
Se tilmeldingsfrister.

Pris for åben uddannelse
Se priser for enkeltkurser.

Denne kursusbeskrivelse var gyldig fra 1. februar 2010 til 31. januar 2012.