Materiali 2d 2025/2026

Introduzione generale ai materiali 2D dal grafene e materiali del gruppo IV, al nitruro di
boro esagonale, ai calcogenuri di metalli di transizione ed altri classi di materiali con
interessanti applicazioni in dispositivi elettronici, opto-elettronici e per produzione di energia
rinnovabile.

Approcci semi-empirici come il tight-binding per lo studio delle proprietà elettroniche di
materiali 2D in funzione della composizione chimica, numero di layer, impacchettamento e
stress: esempi grafene, bilayer di grafene, nitruro di boro esagonale e MoS2 e altri materiali
TMD.
Approcci ab-initio basati sulla teoria del funzionale densità per il calcolo delle proprietà
elettroniche ed ottiche Ruolo degli effetti a molti corpi. Effetti eccitonici.
Approcci sperimentali per la crescita e la caratterizzazione di materiali 2D.
Esempi di applicazione dei materiali 2D in vari campi scientifici e tecnologici
Discussione di alcuni degli articoli scientifici più importanti del settore

La parte introduttiva al corso sull'importanza dei materiali 2D sia da punto di vista teorico
che sperimentale e applicativo è svolta in circa 4 ore
Gli obiettivi formativi relativi alle proprietà strutturali, elettroniche, ottiche e termiche delle
principali classi di materiali 2D quali: grafene, bilayer grafene, multilayer, twisted grafene,
BN, mono e bilayer e bulk, TMD monolayer e multilayers, (circa 16 ore)
Simulazioni DFT su grafene, bilayer grafene, BN, bilayer BN, MoS2, bilayer MoS2
circa 12 ore.
Tecniche di crescita e metodi di preparazione (CVD, meccanici e liquidi
esfoliazione, grafitizzazione del SiC; microscopia ottica) (4 ore); metodi di trasferimento e
microscopia a forza atomica (6 ore); introduzione a MXenes (2 ore); applicazione del grafene, hBN e ridotto l'ossido di grafene alla corrosione (8 ore); Applicazione del grafene nell'elettronica digitale (4 ore)

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Fonte: GOMP