NOMBRE: TÉCNICAS DE SÍNTESIS DE NANOESTRUCTURAS
CLAVE: O
CICLO: 2-3 SEMESTRE
PERFIL DEL DOCENTE: DOCTOR EN CIENCIAS (FÍSICO/MATEMÁTICAS)
HRS./SEM.: 4 (3 hrs. en el aula 1 hr. en el laboratorio)
OBJETIVO El estudiante obtendrá los
conocimientos necesarios de los métodos, equipos y técnicas experimentales más
importantes sobre síntesis y caracterización de materiales nanoestructurados.
Así mismo, tendrá una amplia visión de la utilización de tales conocimientos
para permitirle la elaboración de protocolos de síntesis en función de las
aplicaciones exigidas a los materiales.
1.-Introducción a las nanoestructuras. Interés en las nanoestructuras y perspectivas y motivación de las nanociencia y la nanotecnología. Clasificación y enfoque de estudio de la síntesis de nanomateriales.
2.-Nanoestructuras de dimensión cero: nanopartículas. Nanopartículas por nucleación homogénea: Crecimiento subsecuente del núcleo; síntesis de nanopartículas metálicas, semiconductoras y oxidadas; reacciones en fase vapor; segregación de fases en estado sólido. Reacciones en fase vapor. Nanopartículas por nucleación heterogenea: Fundamentos y síntesis de nanopartículas. Síntesis de nanopartículas bajo cinética controlada: Síntesis en micelas inversas o usando microemulsiones; síntesis por aerosol; terminación del crecimiento; pirolisis por spray; síntesis basada en templetes. Nanopartículas core-shell epitaxiales
3.-Nanoestructuras de una dimensión: nanoalambres, nanotubos. Crecimiento espontaneo: Crecimiento por evaporación (disolución) condensación; crecimiento por Vapor (o solución) líquido – sólido (VLS o SLS); recristalización inducida por estrés. Síntesis basado en templetes: Deposición electroquímica; deposición electroforética; llenado de templetes por dispersión coloidal, por solución y fundición, por deposición de vapor químico y por deposición por centrifugación. Electrorotación. Litografía.
4.-Nanoestructuras de dos dimensiones: Películas delgadas. Fundamentos del crecimiento de películas. Ciencia y tecnología del vacío. Deposición Física de Vapor: Evaporacion; epitaxia por hazes moleculares, pulverización catódica. Deposición por vapor físico (PVD); deposición por vapor químico (CVD). Deposición por capas atómicas. Super-redes. Autoensamblado. Películas de Langmuir-Blodgett. Deposición electroquímica. Películas sol-gel.
5.-Nanoestructuras fabricadas por métodos físicos. Litografía: Fotolitografía; litografía electrónica; litografía de rayos X; litografía por hazes de iones focalizados. Nanomanipulacion y nanolitografia: Microscopía de barrido por tunelamiento; microscopía de fuerza atómica; microscopía óptica de campo cercano. Litografia suave; litografia de micro contacto; litografía por moldeado; litografía por nanoimpresión; nanolitografia tipo “dip-pen”. Ensamblado de nanopartículas y nanoalambres: Fuerzas capilares; interacciones de dispersión; ensamblado asistido por fuerzas de cizalla, por templete y por campos eléctrico y gravitacional; ensamblado unido covalentemente. Otros métodos de nano y micro fabricación.
Bibliografía:
[1] Cao Guozhong, Nanostructures and
nanomaterials: Synthesis, properties and Applications, World Scientific
Publishing, 2006.
[2]
Philippe Knauth and Joop Schoonman, Nanostructured Materials: Selected
Synthesis Methods, Properties and Applications, Springer-Verlag, 2002.
[3]
Bharat Bhushan, Springer Handbook of Nanotechnology, Springer-Verlag,
2004.
[4]
Patrik Schmuki and Sannakaisa Virtanen, Electrochemistry at the Nanoscale, Springer-Verlag,
2009.
[5]
Dieter Vollath, Nanomaterials: An Introduction to Synthesis, Properties and
Applications, Wiley-VCH, 2008.
[6]
Yoon S. Lee, Self-Assembly and Nanotechnology: A Force Balance Approach, John Wiley
& Sons, 2008.
[7]
C. N. R. Rao, A. Müller and A. K. Cheetham. Nanomaterials Chemistry: Recent
Developments and New Directions, Wiley-VCH, 2007.
Técnicas
de enseñanza sugeridas
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Exposición
oral |
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X |
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Exposición
audiovisual |
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Ejercicios
dentro de clase |
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X |
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Seminarios |
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Lecturas
obligatorias |
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Trabajos
de investigación |
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X |
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Prácticas
en taller o laboratorio |
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X |
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Prácticas
de campo |
( |
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Otras:
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( |
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Elementos
de evaluación sugeridos
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Exámenes
parciales |
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X |
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Exámenes
finales |
( |
X |
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Trabajos
y tareas fuera del aula |
( |
X |
) |
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Participación
en clase |
( |
X |
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Asistencia
a prácticas |
( |
X |
) |
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Otras: |
( |
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Se evaluará con un peso de un 20% de la calificación para las tareas, un 30% para prácticas en el laboratorio, 10% para la participación en clase y 40% para examenes parciales y final.