Espectroscòpies amb Radiació de Sincrotró
Codi: 43438 Crèdits: 6| Titulació | Tipus | Curs |
|---|---|---|
| Nanociència i Nanotecnologia Avançades / Advanced Nanoscience and Nanotechnology | OT | 0 |
Professor/a de contacte
- Nom:
- Javier Rodríguez Viejo
- Correu electrònic:
- javier.rodriguez@uab.cat
Equip docent
- (Extern) Eric Pellegrin
- (Extern) Francois Fauth
- (Extern) Klaus Attenkofer
Idiomes dels grups
Podeu consultar aquesta informació al final del document.
Prerequisits
Voluntat d'aprendre.
Objectius
1. Aprendre els fonaments de la radiació sincrotró.
2. Familiaritzar-se amb el treball i la investigació que es porta a terme a les grans instal·lacions.
3. Comprendre els usos de la radiació de sincrotró per caracteritzar mostres, materials, processos, etc...
Competències
- Analitzar els resultats de recerca per obtenir nous productes o processos valorant-ne la viabilitat industrial i comercial per transferir-los a la societat
- Buscar informació en la literatura científica fent servir els canals apropiats i integrar aquesta informació per plantejar i contextualitzar un tema de recerca.
- Dominar la terminologia científica i desenvolupar l'habilitat d'argumentar els resultats de la recerca en el context de la producció científica, per comprendre i interactuar eficaçment amb altres professionals.
- Identificar les tècniques de caracterització i anàlisi pròpies de la nanotecnologia i conèixer-ne els fonaments, dins de l?especialitat pròpia.
- Que els estudiants sàpiguin aplicar els coneixements adquirits i la seva capacitat de resolució de problemes en entorns nous o poc coneguts dins de contextos més amplis (o multidisciplinaris) relacionats amb la seva àrea d'estudi.
- Que els estudiants sàpiguin comunicar les seves conclusions, així com els coneixements i les raons últimes que les fonamenten, a públics especialitzats i no especialitzats d'una manera clara i sense ambigüitats
- Que els estudiants tinguin les habilitats d'aprenentatge que els permetin continuar estudiant, en gran manera, amb treball autònom a autodirigit
- Tenir coneixements que aportin la base o l'oportunitat de ser originals en el desenvolupament o l'aplicació d'idees, sovint en un context de recerca
Resultats d'aprenentatge
- Analitzar els resultats de recerca per obtenir nous productes o processos valorant-ne la viabilitat industrial i comercial per transferir-los a la societat.
- Buscar informació en la literatura científica fent servir els canals apropiats i integrar aquesta informació per plantejar i contextualitzar un tema de recerca.
- Descriure les capacitats d'una gran instal·lació de llum de sincrotró en la determinació de propietats fonamentals de la matèria condensada.
- Descriure les característiques i les diferències principals de les tècniques d'anàlisi en funció de la seva aplicació en problemes de matèria condensada
- Dominar la terminologia científica i desenvolupar l'habilitat d'argumentar els resultats de la recerca en el context de la producció científica, per comprendre i interactuar eficaçment amb altres professionals.
- Interpretar correctament els resultats obtinguts de les tècniques de caracterització de materials en relació amb la matèria condensada
- Que els estudiants sàpiguin aplicar els coneixements adquirits i la seva capacitat de resolució de problemes en entorns nous o poc coneguts dins de contextos més amplis (o multidisciplinaris) relacionats amb la seva àrea d'estudi.
- Que els estudiants sàpiguin comunicar les seves conclusions, així com els coneixements i les raons últimes que les fonamenten, a públics especialitzats i no especialitzats d'una manera clara i sense ambigüitats
- Que els estudiants tinguin les habilitats d'aprenentatge que els permetin continuar estudiant, en gran manera, amb treball autònom a autodirigit
- Reconèixer els principals elements de la difracció, l?absorció i la dispersió (scattering)dels raigs X per la matèria.
- Tenir coneixements que aportin la base o l'oportunitat de ser originals en el desenvolupament o l'aplicació d'idees, sovint en un context de recerca
- Utilitzar eficientment els diferents instruments de caracterització en ciència de materials mitjançant radiació de sincrotró.
Continguts
Tema # 1. Introducció a la interacció radiació-matèria i sincrotrons. Programa del mòdul. Breu resum de la interacció fotons-matèria. Instal·lacions de Sincrotró existents i història.
Descripció general dels components d'una font de llum de sincrotró.
Tema # 2. Introducció als acceleradors, fonts de radiació sincrotró i propietats del feix de fotons principals. Linac, booster i anell d'emmagatzematge. Imants de flexió, superbend i dispositius d'inserció (onduladors i onduladors).
Propietats clau de la radiació de sincrotró: flux i brillantor, afinabilidad, polarització, estructura temporal, coherència (parcial).
Tema # 3. Descripció general d'un Beamline. Front End, Primary Optics, Microfocus i Nanofocus Optics (diferents tipus de lents). Entorn de la mostra. Detectors.
Tema # 4. Espectroscòpia infraroja i Microspectroscopia. Principis bàsics i aplicacions en física, nanotecnologia i medicina.
Tema # 5. Difracció de pols de sincrotró-I. Principis i aplicacions a l'anàlisi quantitativa de fases.
Tema # 6. Difracció de pols de sincrotró-II. Aplicacions generals. Caracterització de la microestructura a partir de l'anàlisi de la forma de bec. Funció de distribució de parells.
Tema # 7. Dispersió de raigs X d'angle petit. Fonaments i aplicacions.
Tema # 8. Raigs X durs EXAFS i XANES-I. Fonaments.
Tema # 9. FF. Raigs X durs EXAFS i XANES-II. Aplicacions generals. Micro-XAS i microfluorescència.
Tema # 10. PE. Radiografia suau XAS i XMCD. Estructura electrònica i magnètica d'un sòlid. Principis bàsics i aplicacions dels raigs X tous XAS i XMCD.
Tema # 11. PE. Espectrometria i reflectometria de raigs X. Fonaments i aplicacions.
Tema #12. PE. Espectroscòpies de fotoemissió. Clàssiques espectroscòpies de fotoemissió basades en UHV i fotoemisió a pressió propera a l'ambient. Fotoemisió amb resolució angular.
Tema # 13. PE. Microscòpia electrònica de fotoemissió (PEEM). Fonaments de PEEM, LEEM (microscòpia electrònica de baixa energia) i LEED (difracció d'electrons de baixa energia). Cartografia química i magnètica. Imatges de camp fosc.
Tema # 14. MAGA. Tècniques d'imatge-I: microtomografía computada. Tomografia d'absorció i tomografia de contrast de fase. Tomografia de raigs X tous.
Tema # 15. MAGA. Tècniques d'imatge-II: Lensless Imaging & Future Sources of Synchrotron Light. Ús de la coherència per a l'obtenció d'imatges sense lent. Ptycografía. Futures fonts de llum de sincrotró: Làser d'electrons lliures de raigs X i sincrotrons de taula.
Activitat final # 16. (8 hores) Visita de 2 dies a l'ALBA incloent demostracions sobre registre i reducció de dades. Els conjunts de dades seleccionats poden ser lliurats als estudiants per a la seva posterior anàlisi a casa.
No està prevista la recollida de dades en línia. L'anàlisi preliminar (relativament simple) de les dades podria / hauria de dur a terme de forma autònoma
Activitats formatives i Metodologia
| Títol | Hores | ECTS | Resultats d'aprenentatge |
|---|---|---|---|
| Tipus: Dirigides | |||
| Classes | 37,5 | 1,5 | 6, 10 |
| Tipus: Supervisades | |||
| Visites a ALBA | 7,5 | 0,3 | 3, 4, 6, 7, 8, 10, 11, 12 |
| Tipus: Autònomes | |||
| Anàlisi de dades | 35 | 1,4 | 1, 2, 5, 6, 7, 8, 9, 11, 12 |
| Report en temas de Sincrotrón | 66 | 2,64 | 1, 2, 3, 4, 5, 7, 9, 10, 11 |
1. Ensenyar a l'aula.
2. Visita al sincrotró ALBA amb exercicis seleccionats (simples) (tractament de dades / anàlisi de dades) in situ.
3. Informes realitzats per l'alumne dedicats a una assignatura relacionada amb les radiacions de sincrotró.
4. Fàcil anàlisi de dades realitzatt de forma autònoma després de la visita a l'ALBA en exemples seleccionats
Nota: es reservaran 15 minuts d'una classe, dins del calendari establert pel centre/titulació, perquè els alumnes completin 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 |
|---|---|---|---|---|
| Demostracions a ALBA-CELLS | 30% | 1 | 0,04 | 4, 5, 7, 10, 11, 12 |
| examen final | 40% | 2 | 0,08 | 1, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 10, 11, 12 |
| Treball extra tal com informes/memos/... | 30% | 1 | 0,04 | 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 |
Treball extra amb informes / memos / etc. sobre un tema donat a l'aula: 30%
Demostració (es) al ALBA incloent algunes anàlisis de dades: 30%.
Prova final de síntesi (unes 2 hores): 40%.
És possible tenir la possibilitat d'augmentar la marca de síntesi final a una segona prova, si s'ha realitzat la primera prova, independentment de la marca
Bibliografia
See English
Programari
uso de programas de edicion para presentar el material de clase
Grups i idiomes de l'assignatura
La informació proporcionada és provisional fins al 30 de novembre de 2025. 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
| Nom | Grup | Idioma | Semestre | Torn |
|---|---|---|---|---|
| (TEm) Teoria (màster) | 1 | Anglès | primer quadrimestre | tarda |