Logo

Física en la Nanoescala

Codi: 106820
Crèdits: 6
2026/2027
Titulació Tipus Curs
Nanociència i Nanotecnologia OB 3

Professor/a de contacte

Nom :
Aitor Lopeandia Fernandez
Correu electrònic :
aitor.lopeandia@uab.cat

Equip docent

Javier Rodríguez Viejo
Galien Grosjean

Idiomes dels grups

Podeu consultar aquesta informació al final del document.

Prerequisits

És necessari haver cursat dispositius semiconductors i fenòmens quàntics II.

Objectius

L’objectiu d’aquesta assignatura és donar els fonaments per que l’estudiant pugui entendre la variació de les propietats físiques (electròniques, òptiques, tèrmiques i de transport) dels materials en la escala nanomètrica.

 

Resultats d'aprenentatge

  • CM18 (Resoldre problemes derivats de la nanoescala mitjançant l'ús d'eines de càlcul i de simulació.) Resoldre problemes derivats de la nanoescala mitjançant l'ús d'eines de càlcul i de simulació.
  • CM19 (Treballar amb autonomia en la resolució de problemes i casos pràctics relacionats amb els fenòmens a la nanoescala.) Treballar amb autonomia en la resolució de problemes i casos pràctics relacionats amb els fenòmens a la nanoescala.
  • CM21 (Reconèixer l'aportació de les dones a l'estudi dels fenòmens a la nanoescala.) Reconèixer l'aportació de les dones a l'estudi dels fenòmens a la nanoescala.
  • KM32 (Descriure l'efecte de la nanoescala en les propietats electròniques, tèrmiques, òptiques, magnètiques i de transport en els materials.) Descriure l'efecte de la nanoescala en les propietats electròniques, tèrmiques, òptiques, magnètiques i de transport en els materials.
  • KM36 (Reconèixer els principis físics que estan a la base dels sistemes fotònics i nanofotònics.) Reconèixer els principis físics que estan a la base dels sistemes fotònics i nanofotònics.
  • SM30 (Predir el comportament, les propietats i les aplicacions de nanomaterials i nanosistemes com a conseqüència de la baixa dimensionalitat.) Predir el comportament, les propietats i les aplicacions de nanomaterials i nanosistemes com a conseqüència de la baixa dimensionalitat.

Continguts

0. Introducció: Conceptes d’escala i dimensionalitat.


Longituds i escales relevants   


1. Propietats òptiques


Semiconductors: Excitons. Emissió i absorció de llum.


Partícules metàl·liques: Scattering Mie y Rayleigh. Plasmons.


2. Propietats electròniques sota confinament i transport electrònic


Punts quàntics semiconductors. Model d’enllaços forts.  


Formulisme de Landauer-Buttiker.  


Coulomb blockade


Contactes puntuals i altres exemples


3. Propietats tèrmiques


Fonons


Capacitat calorífica.


Temperatura i entalpia de fusió en nanopartícules.


Transport tèrmic: Teoria Cinètica. Equació de Boltzmann. Transport fonònic bal·lístic.


4. Fenómens termoeléctrics.


Depenent de la situació sanitaria, i la necessittat de fer docencia no presencial, pot modificar-se.

Activitats formatives i Metodologia

Títol Hores ECTS Resultats d'aprenentatge
classes magistrals 28 1,12
Pràctiques 6 0,24
Problemes 13 0,52
Estudi: examens, elaboració informes, resolució problemes 60 2,4

En aquest curs s’ofereix un ensenyament específic on hi hauran les diferents activitats formatives que es descriuen a continuació. Les hores de treball que s'especifiquen per a cada activitat formativa corresponen a un alumne promig. Naturalment, no tots els alumnes necessiten el mateix temps per a aprendre conceptes i dur a terme determinades activitats, de manera que la distribució de temps s'ha d'entendre com a orientativa. En aquesta assignatura s’intenta potenciar la participació activa de l’estudiant com una eina rellevant d’aprenentatge.

Activitats formatives dirigides:

Classes magistrals: classes en les que el professor de teoria explica els conceptes més rellevants de cada tema. Habitualment són classes de pissarra, malgrat que en algunes ocasions és fan classes amb programes d’ordinador. Els alumnes disposen d’apunts al campus virtual o de còpia de les transparències en format pdf amb antelació i dins el campus virtual de la UAB.

Classes de problemes: classes en les que el professor de problemes explica als alumnes com es resolen els problemes tipus de l’assignatura. El professor resoldrà en detall una llista de problemes seleccionats, i proposarà als alumnes una llista de problemes que s’han de lliurar de forma obligatòria doncs formen part de l’avaluació de l’assignatura.

Classes de discussió: Es recomana la lectura d’articles científics en relació directa a la temàtica de l’assignatura i es discuteix els seu contingut en classe. 

Pràctiques de laboratori: Els alumnes realitzaren pràctiques de laboratori com una eina més d’aprenentatge.  

Activitats formatives supervisades:

Tutories: en les hores d'atenció als alumnes, els professors estaran disponibles per a les consultes dels alumnes que tinguin dubtes en qualsevol dels temes del temari.

Activitats formatives autònomes:

Resolució de problemes i lliurament de problemes adicionals: l'alumne ha de resoldre els problemes de la llista que lliuren els professors i els adicionals que li demani el profesor de problemes o els que l'alumne vulgui fer pel seu compte per a preparar-se millor l'assignatura.

Estudi i preparació d'examens: Treball personal de l'alumne per tal d'adquirir els conceptes teòrics de l'assignatura i les habilitats per a la resolució de problemes.

Treballs: als estudiants se'ls sol·licitaran treballs que complementen els continguts de l'assignatura en certs temes, i aquesta activitat formarà part de l'avaluació de l'assignatura.

En cas de que la situació sanitaria ho requereixi, i es redueixi la presencialitat:

- Les sesions magistrals es penjaràn en format video per tal de ser visualitzades pels alumnos de forma remota.

- Els horaris presencials es detinaràn a la resolució de problemes, i a la realització de tutories específiques sobre el material teòric previament suministata.

- L'assistencia a pràctiques s'adatarà per tal de seguir les consideracions santàries. 

Nota: es reservaran 15 minuts d'una classe, dins del calendari establert pel centre/titulació, perquè l'alumnat completi les enquestes d'avaluació de l'actuació del professorat i d'avaluació de l'assignatura.

Avaluació

Activitats d'avaluació continuada

Títol Pes Hores ECTS Resultats d'aprenentatge
Avaluació continuada: Pràctiques, problemes, treballs 30% 34 1,36 CM18, CM19, CM21, KM32, KM36, SM30
EXAMENS 70% 9 0,36 CM19, KM32, KM36, SM30

AVALUACIÓ


L'assignatura considerarà diferents tipologies d’activitats d’avaluació


- Exàmens Parcials: Es faran diverses proves de síntesi o parcials (més de dos) on s’avaluaran els coneixements teòrics de cadascun dels blocs temàtics separadament. Aquestes proves es faran coincidir en calendari amb les dates reservades per exàmens parcials que ja hi són programades al llarg del semestre. El pes conjunt dels parcials sobre la nota final serà del 70%. Si qualsevol dels parcials, no supera la nota de 4 sobre 10, haurà de recuperar-se a una avaluació final.


El pes relatiu de cada parcial es decidirà en funció del curs acadèmic i dels continguts donats, però en cap cas cap parcial representarà més del 50% de la nota final.


- Activitat d'avaluació contínua i pràctiques. Durant el curs es realitzaran diferents activitats d’avaluació contínua que tindran un pes del 30% sobre la nota final. Aquestes activitats inclouran pràctiques al laboratori, la redacció dels informes, treballs monogràfics, presentacions i entrega de problemes tipus.


Recuperació. Hi haurà un examen final de recuperació on els alumnes es podran examinar-se dels blocs temàtics que tinguin suspesos. L'alumnat que no es presenti a les proves de recuperació obligatòries serà qualificat amb un "No Avaluable" (NA).


Per tal de poder-se presentar a la recuperació, l’alumne s’ha d'haver avaluat com a mínim de 2/3 de les activitats d’avaluació total de l’assignatura. Les activitats d’avaluació contínua tenen com a objectiu avaluar el seguiment diari de l’assignatura i per tant igual que en el cas de les pràctiques de laboratori no estan subjectes a recuperació.


Si la situació sanitària ho requereix, s'adaptaran les proves a un escenari no presencial.


AVALUACIÓ ÚNICA


Exàmens teòrics (70%).


L’alumnat que s’hagi acollit a la modalitat d’avaluació única haurà de realitzar una prova final que consistirà en un examen sobre continguts dels diferents parcials desenvolupats durant el curs. Aquest examen tindrà un pes del 70% de la nota (equivalent al pes dels parcials de l’avaluació ordinària) es programarà en la data del segon parcial amb horari estès. Si la nota d’aquest examen no arribés a 4 sobre 10, l’estudiant haurà de presentar-se a un examen de recuperació. L'alumnat que no es presenti a les proves de recuperació obligatòries serà qualificat amb un "No Avaluable" (NA).


Pràctiques (15%) i Tasques d’avaluació contínua (15%).


L’estudiant que s’hagi acollit a l’avaluació única haurà de realitzar les pràctiques obligatòries de l’assignatura, que tenen un pes del 15%. Es designarà un (o més) grups de pràctiques format exclusivament per alumnes d’avaluació única. Aquests alumnes hauran de fer les pràctiques de forma presencial durant la primera o segona sessió programada. Els informes de les dues pràctiques els lliuraran el mateix dia de l'examen de forma individual (dia programat per a segon parcial). Aquest mateix dia els alumnes lliuraran les tasques individuals de resolució d’una sèrie de problemes seleccionats, 5%, i una presentació individual d’un article científic relacionat amb l’assignatura gravat en vídeo amb un pes del 10%.

La part de pràctiques i lliurament de tasques no és recuperable.


Ús de la IA

Per a aquesta assignatura, es permet l'ús de tecnologies d'Intel·ligència Artificial (IA) exclusivament en tasques de suport, com la cerca bibliogràfica o d’informació, la correcció de textos o les traduccions. L'estudiant haurà d'identificar clarament quines parts han estat generades amb aquesta tecnologia, especificar les eines emprades i incloure una reflexió crítica sobre com aquestes han influït en el procés i el resultat final de l’activitat. La no transparència de l’ús de la IA en aquesta activitat avaluable es considerarà falta d'honestedat acadèmica i pot comportar una penalització parcial o total en la nota de l'activitat, o sancions majors en casos de gravetat.


La realització de qualsevol irregularitat en un acte d’avaluació (frau acadèmic, plagi o ús indegut de la IA, tret que aquest ús estigui autoritzat expressament a la guia docent), que pugui conduir a una variació significativa de la qualificació, suposa que aquest acte es qualificarà amb un 0. En cas que la guia docent prevegi que per superar l’assignatura sigui requisit imprescindible haver obtingut una nota mínima en aquest acte d’avaluació o que es produeixin diverses irregularitats en els actes d’avaluació d’una mateixa assignatura, la qualificació final d’aquesta assignatura és 0. Al marge d’això, es podrà instruir un procés disciplinari a l’estudiant que incorri en alguna d’aquestes irregularitats.

Bibliografia

Llibres

- Chen, Gang. (2005). Nanoscale energy transport and conversion : a parallel treatment of Che

electrons, molecules, phonons, and photons. Oxford University Press

Disponible en paper a la biblioteca

- Datta, Supriyo. (1995). Electronic transport in mesoscopic systems.Cambridge Datt

University Press

Disponible en línia

- Datta, Supriyo. (1995). Electronic transport in mesoscopic systems.Cambridge Datt

University Press

Disponible en paper a la biblioteca

- Davies, J. H. (1998). The physics of low-dimensional semiconductors : an introduction. Davi

Cambridge University Press

Disponible en línia

- Davies, J. H. (1998). The Physics of low-dimensional semiconductors : an introduction. Davi

Cambridge University Press

Disponible en paper a la biblioteca

Programari

-

Grups i idiomes de l'assignatura

La informació proporcionada és provisional fins al 30 de novembre. A partir d'aquesta data, podreu consultar l'idioma de cada grup a través d'aquest enllaç. Per accedir a la informació, caldrà introduir el CODI de l'assignatura

Tipus de docència Grup Idioma Semestre Torn
(TE) Teoria 1 Català/Castellà segon quadrimestre tarda
(PAUL) Pràctiques d'aula 1 Català/Castellà segon quadrimestre tarda
(PLAB) Pràctiques de laboratori 1 Català/Castellà segon quadrimestre matí-mixt
(PLAB) Pràctiques de laboratori 2 Català/Castellà segon quadrimestre matí-mixt
(PLAB) Pràctiques de laboratori 3 Català/Castellà segon quadrimestre matí-mixt