Faglig innhold

Morfologi, krystallstruktur og faseoverganger i nanopartikler. Elektriske, magnetiske og katalytiske egenskaper til nanopartikler. Introduksjon til nukleering og vekst og spinodal dekomponering. Syntese av uorganiske nanopartikler og endimensjonale nanostrukturer (nanorør, nanostaver, nanowire) ved gassfase- og væskefasemetoder. Deponering av tynnfilmer ved væskefasemetoder (våt-kjemisk) og dampfasemetoder (kjemisk og fysisk dampdeponering). Selvmontering av nanopartikler til nettverk. Nanoporøse materialer (zeolitter og mesoporøse faste stoff). Litografi og etseprosesser for fabrikasjon av nanoskala strukturer.

Læringsutbytte

Emnet skal gi en innføring i grunnleggende kjemiske og fysiske prinsipper for å lage uorganiske nanomaterialer, samt i grunnleggende prinsipper for størrelseseffekter til nanomaterialer. Emnet forutsetter basiskunnskaper i kjemi, fysikk og materialteknologi. Emnet skal gi grunnlag for videre undervisning i TKP4190 Fabrikasjon og anvendelse av nanomaterialer.
Studenten skal etter gjennomført kurs kunne kvalitativt beskrive hvordan størrelsen på nanopartikler kan innvirke på morfologi, krystallstruktur, reaktivitet, elektriske egenskaper og magnetiske egenskaper. Han/hun skal kunne beskrive flere syntesemetoder for å lage uorganiske nanopartikler, endimensjonale nanostrukturer (nanorør, nanostaver, nanowire), tynne filmer og bulkmaterialer som er sammensatt av nanostrukturerte byggeklosser, samt kunne beskrive hvordan forskjellige typer litografi kan brukes for å lage strukturer på nanoskala. Studenten skal inneha en generell teoretisk bakgrunn om syntese/produksjon av nanomaterialer som gjør han/henne forberedt på senere litteraturstudier og labarbeid innen feltet.
Studenten skal kunne utføre enkle geometriske beregninger om overflateenergi, koordinasjonstall og volumfraksjon knyttet til nanoskala egenskaper og syntese, samt enkle kjemiske beregninger knyttet til syntese.
Studenten skal kunne bruke kunnskapen til å vurdere hvilke syntesemetoder som kan være best egnet til å produsere nanostrukturerte materialer av forskjellige uorganiske forbindelser (metaller, halvledere, oksider, fullerener) og sammensetninger av disse.
Studenten skal også være oppmerksom på grunnleggende etiske, helsemessige og miljømessige hensyn knyttet til nanopartikler og nanomaterialer generelt.

Læringsformer og aktiviteter

Basert på forelesninger og øvinger. 8 av 12 øvinger kreves godkjent for å få gå opp til eksamen. Mappevurdering gir grunnlag for sluttkarakteren i emnet. I mappen inngår avsluttende skriftlig eksamen (75%) og semesterprøve (25%). Resultater for delene angis i %-poeng, mens vurdering for hele mappen (sluttkarakteren) angis med bokstavkarakter. Ved utsatt eksamen (kontinuasjonseksamen) kan skriftlig eksamen bli endret til muntlig eksamen.

Obligatoriske aktiviteter

• Øvinger

Anbefalte forkunnskaper

Grunnleggende emner innen kjemi, materialteknologi eller faststoffysikk.

Kursmateriell

Annonseres ved semesterstart.