Interazioni degli spin nucleari
Interazione di Zeeman
Impulsi di radiofrequenze
Carbon-detection
Rilassamento in presenza di modulazioni coerenti
Paramagnetismo
Esperimenti multidimensionali
Sequenze di impulsi
Applicazioni a sistemi biologici e alla scienza dei materiali
Metalli
Semiconduttori
Forze di coesione
Transizioni per interazione elettrone-fotone
Proprietà elettriche, elastiche e magnetiche dei solidi
Applicazioni di spettroscopia ottica
Esercitazioni: Preparazione di campioni solidi e magic angle spinning;Impostazione di esperimenti;Spettroscopia ottica di coloranti in matrici o nanoparticelle adsorbite su titania; Analisi dati
Sarà fornito dai docenti tutto il materiale necessario attraverso la piattaforma moodle
Obiettivi Formativi
Fornire una conoscenza approfondita della spettroscopia di risonanza magnetica nei solidi e delle problematiche ad essa connesse.
Fornire gli strumenti per la comprensione di sequenze di impulsi, da semplici a complesse, per la spettroscopia nei liquidi e nei solidi.
Fornire conoscenze di avanguardia sulle metodologie sperimentali per la caratterizzazione di biomolecole, farmaci e materiali.
Fornire conoscenza sulla struttura dei solidi metallici e semiconduttori.
Fornire conoscenza sulle forze di coesione nei solidi molecolari e sulle proprietà ottiche, elastiche e magnetiche della materia in stato condensato.
Fornire conoscenze sulle applicazioni di spettroscopie ottiche per lo studio della struttura e dinamica dei materiali allo stato solido.
Far acquisire competenze pratiche sulle metodologie strumentali.
Prerequisiti
No
Metodi Didattici
Numero di ore relative alle attività in aula: 32
Numero di ore relative ad attività di esercitazioni (in laboratorio): 24
Modalità di verifica apprendimento
Esame orale.
Viene garantito il minimo numero di appelli e i docenti sono a disposizione ad inserire ulteriori appelli su richiesta degli studenti.
Programma del corso
Le interazioni degli spin nucleari. Differenze tra spettroscopia di
risonanza magnetica nucleare allo stato solido e quella in soluzione.
Interazione di Zeeman. La necessità di campi magnetici intensi. Tempo di rilassamento longitudinale. Impulsi di radiofrequenze.
Strumentazione NMR. Tempo di rilassamento trasversale. Eccitazione selettiva o a banda larga. Chemical Shielding e la sua anisotropia.
Effetto della rotazione meccanica del campione. Trattazione
matematica. Requisiti strumentali. Interazioni dipolo-dipolo
eteronucleari. Utilizzo delle interazioni dipolo-dipolo per ottenere informazione strutturale e dinamica. Interazioni quadrupolo-campo
elettrico. Interazioni dipolo-dipolo omonucleari. Effetto delle
interazioni omonucleari sullo spettro di protone. Carbon-detection.
Rilassamento in presenza di modulazioni coerenti. Effetto
dell'interferenza tra moti coerenti e moti incoerenti.
Paramagnetismo. L' interazione iperfine: shift di contatto e di
pseudocontatto. Allargamento omogeneo e inomogeneo in solidi
paramagnetici. NMR-crystallography.
Esperimenti multidimensionali. Sequenze di impulsi. Disaccoppiamento e
riaccoppiamento di interazioni nucleari per la determinazione
strutturale.
Metalli e semiconduttori: proprietà termodinamiche e struttura a bande
Forze di coesione: energia di legame, cristalli, interazioni elettrostatiche e distribuzioni di carica; forze di Van der Waals
Transizioni per interazioni elettrone-fotone e elettrone fonone, probabilità di transizione, bande di assorbimento.
Proprietà elettriche della materia in stato condensato, permittività dielettrica, relazione tra proprietà macroscopiche e microscopiche
Proprietà magnetiche della materia in fase condensata. Elasticità e anisotropia dei cristalli molecolari
Applicazioni di spettroscopia ottica per lo studio della struttura e dinamica dei solidi.
Utilizzo di semiconduttori organici in celle fotovoltaiche