Técnicas de Caracterización de Materiales
Código: 43442 Créditos ECTS: 6| Titulación | Tipo | Curso |
|---|---|---|
| Nanociencia y Nanotecnología Avanzadas / Advanced Nanoscience and Nanotechnology | OT | 0 |
Contacto
- Nombre:
- Marta Gonzalez Silveira
- Correo electrónico:
- marta.gonzalez@uab.cat
Equipo docente
- Jordi Hernando Campos
- Konrad Eiler
- Ignacio Ramon Mata Martínez
- Lluis Casas Duocastella
- Marta Gonzalez Silveira
- (Externo) José Luis Garcia-Muñoz
- (Externo) José Santiso
- (Externo) Nico Dix
Idiomas de los grupos
Puede consultar esta información al final del documento.
Prerrequisitos
Licenciatura o ingeniería en los campos de materiales y nanomateriales, física, química o biociencias.
Este módulo presenta poco solapamiento (aproximadamente un 35%) con el título de Nanociencia y Nanotecnología (N+N) de la UAB y, por lo tanto, es apto para esta titulación.
Objetivos y contextualización
Este módulo cubre una parte significativa de las principales técnicas de caracterización de materiales y nanomateriales, pero no pretende abarcar todas las técnicas utilizadas actualmente. La mayoría de ellas están disponibles en nuestras instalaciones de investigación (Esfera UAB-CIE). Varios experimentos de laboratorio y ejemplos prácticos están planeados como parte clave del curso.
Las técnicas de microscopía de sonda local y las espectroscopias de absorción de rayos X, no incluidas en este módulo, se cubren en los módulos "Microscopías de sonda local" y "Espectroscopias con radiación de sincrotrón", respectivamente.
Competencias
- Dominar la terminología científica y desarrollar la habilidad de argumentar los resultados de la investigación en el contexto de la producción científica, para comprender e interactuar eficazmente con otros profesionales.
- Identificar las técnicas de caracterización y análisis propios de la nanotecnología y conocer sus fundamentos, dentro de su especialidad.
- Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo
- Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio
- Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades
Resultados de aprendizaje
- Describir el proceso físico fundamental que está en la base de las espectroscopias vibracionales, de emisión de RX, de fotoelectrones,..
- Describir la estructura de la materia cristalina y las bases de la difracción de rayos X.
- Describir las bases de la miscroscopía electrónica, la formación de imagen y las técnicas espectroscópicas asociadas.
- Determinar la fase cristalina del material en distintas morfologías: polvo, capa, heteroestructura, partícula, nanotubo, etc
- Dominar la terminología científica y desarrollar la habilidad de argumentar los resultados de la investigación en el contexto de la producción científica, para comprender e interactuar eficazmente con otros profesionales.
- Escoger la técnica más adecuada para la caracterización química/composicional: en bulk, en capa delgada, superficial e intercapa.
- Escoger las técnicas para identificar la funcionalidad de superficies
- Identificar las técnicas para establecer el rango de tamaños de partículas del material y el área superficial
- Interpretar los resultados de las técnicas más relevantes.
- Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo
- Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio
- Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades
Contenido
Parte I. Estructura de los materiales y difracción de rayos X
Resumen de los fundamentos de la cristalografía y la difracción de rayos X. Métodos experimentales de difracción para la caracterización de la estructura de materiales y nanomateriales.
Parte II. Caracterización estructural de materiales. Microscopía.
Microscopía electrónica, microscopía electrónica de barrido y microscopía electrónica de transmisión.
Parte III. Otras técnicas de caracterización.
IIIA) Técnicas de análisis térmico. Análisis de Termogravimetría (TGA) y Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC)
IIIB) Técnicas espectroscópicas. Espectroscopias de RMN de estado, espectroscopias vibracionales, espectroscopia de terahertzios y espectroscopia Mössbauer.
Se prevén varias sesiones prácticas que cubren diferentes aspectos de los temas I y II
Actividades formativas y Metodología
| Título | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
|---|---|---|---|
| Tipo: Dirigidas | |||
| Lecturas | 29 | 1,16 | 1, 3, 2, 6 |
| Sesiones prácticas | 12 | 0,48 | 4, 6, 7, 8, 9, 11 |
| Tipo: Autónomas | |||
| Entregas | 35 | 1,4 | 5, 12 |
| Trabajo autónomo | 72 | 2,88 | 10 |
Clases de teoría para proporcionar los fundamentos de los principales temas del módulo
Sesiones de prácticas que se desarrollarán preferentemente en diferentes servicios de la Esfera UAB-CEI:
- Caracterización de capas delgadas por difracción de rayos X y microscopía electrónica (FESEMA y EDX)
- Caracterización de nanopartículas para TEM, HRTEM, EDX, difracción de electrones y difracción de rayos X
- Experimentos de análisis térmico
Entrega de ejercicios sobre los temas de las clases y que pueden incluir el uso de programas informáticos especializados.
Informes de las prácticas.
Tutorias para supervisar las diferentes actividades docentes del módulo.
Nota: se reservarán 15 minutos de una clase dentro del calendario establecido por el centro o por la titulación para que el alumnado rellene las encuestas de evaluación de la actuación del profesorado y de evaluación de la asignatura o módulo.
Evaluación
Actividades de evaluación continuada
| Título | Peso | Horas | ECTS | Resultados de aprendizaje |
|---|---|---|---|---|
| Entregas | 30-50% | 0 | 0 | 5, 9, 12, 10 |
| Examen | 10-40% | 2 | 0,08 | 1, 3, 2, 5, 9 |
| Sesiones prácticas | 30-40% | 0 | 0 | 4, 6, 7, 8, 9, 11 |
El comportamiento y la actitud del estudiante durante las sesiones prácticas también se tendrán en cuenta para la evaluación del módulo.
La nota final se ponderará como se indica en la tabla.
Bibliografía
- “Fundamentals of materials science and engineering”. W.D.Callister and D.G. Rethwisch, 4th ed. Ed. John Wiley, 2013.
- “Fundamentals of crystallography”. C. Giacovazzo, H.L. Monaco, D. Viterbo, F. Scordari, G. Gilli, G. Zanotti & M. Catti. IUCr texts on crystallography, 2nd ed. Oxford University Press, 2002.
- “Thin Film Analysis by X-Ray Scattering”. M. Birkholz. Wiley-VCH Verlag, 2006.
- Instituto de Química-Física Rocasolano (Crystallography Department) http://www.xtal.iqfr.csic.es/Cristalografia/index2.html
- International Union of Crystallography http://www.iucr.org/
- 2014 International Year of Crystallography http://www.iycr2014.org/learn
- “Physical Principles of Electron Microscopy: An Introduction to TEM, SEM, and AEM”. Ray F. Egerton. Kluwer Academic-Plenum Publishers, 2005. ISBN: 0-387-25800-0
- “Transmission Electron Microscopy”. M D.B. Williams, C.B. Carter. Plenum Press, New York, 1996. ISBN: 0-306-45247-2.
- “Scanning electron microscopy and X-Ray micronanalysis”. J.I. Glodstein, D. Newbury, D. Joy, C. Lyman, P. Echlin, E. Lifshin, L. Sawyer, and J. Michael. 3rd ed. Kluwer Academic-Plenum Publishers, 2003. ISBN: 0-306-47292-9.
- “Principles of Thermal Analysis and Calorimetry”. P.J. Haines, Royal Society of Chemistry, 2002. http://ebook.rsc.org/?DOI=10.1039/9781847551764
Software
uso de programas de edicion para presentar el material de clase
Grupos e idiomas de la asignatura
La información proporcionada es provisional hasta el 30 de noviembre de 2025. A partir de esta fecha, podrá consultar el idioma de cada grupo a través de este enlace. Para acceder a la información, será necesario introducir el CÓDIGO de la asignatura
| Nombre | Grupo | Idioma | Semestre | Turno |
|---|---|---|---|---|
| (PLABm) Prácticas de laboratorio (máster) | 1 | Inglés | primer cuatrimestre | manaña-mixto |
| (TEm) Teoría (máster) | 1 | Inglés | primer cuatrimestre | tarde |