B0 |
M0 |
| Introducción al Máster en Nanociencia y Nanotecnología Molecular: Conceptos básicos de nivelación. |
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Guía docente |
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Conceptos de nivelación en Química. Conceptos de nivelación en Física. Conceptos de nivelación en Ciencia de Materiales. |
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B1 |
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| Fundamentos en Nanociencia: conceptos de nanoquímica y nanofísica. Técnicas de caracterización. |
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Guía docente |
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M1 |
Fundamentos de Nanofísica |
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Fundamentos de mecánica cuántica y termodinámica estadística. Introducción a la óptica molecular: Espectroscopia e imagen en la nanoescala; fabricación de nanomateriales fotónicos; caracterización y control de nano- bio-sistemas. Introducción a la simulación y a la computación de nanosistemas. Introducción a fenómenos de la nanoescala en películas delgadas e interfases. |
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M2 |
Fundamentos de nanoquímica |
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Nanomateriales vs. materiales macroscópicos. Métodos de preparación de nanomateriales : aproximaciones descendente (top-down) y ascendente (bottom-up). Métodos de preparación de películas delgadas y multicapas moleculares: depósito químico en fase vapor (CVD), depósito físico en fase vapor (PVD), deposito en fase líquida: spin coating, layer-by-layer, Langmuir-Blodgett, etc. Nanomateriales y nanoestructuras: Nanopartículas, nanocomposites, capas delgadas y multicapas, nanohilos, nanotubos y fullerenos, dendrímeros. Autoensamblado y autoorganización molecular: Nanoestructuras supramoleculares. |
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M3 |
Técnicas de Caracterización en Nanociencia |
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Técnicas de microscopia y espectroscopia para caracterizar nanoestructuras: Resolución y tipo de información obtenida; aplicaciones a sistemas moleculares. Microscopias ópticas: Microscopia confocal; Microscopia NSOM (microscopia óptica de barrido de campo cercano). Microscopias electrónicas: SEM (microscopia electrónica de barrido) y TEM (microscopia electrónica de transmisión. Microscopias de proximidad. STM (microscopia de efecto túnel): Estudio de superficies y manipulación de átomos y moléculas. Microscopia de fuerza atómica (AFM): Principios básicos; modos de medida; medida de las propiedades elásticas locales; aplicación de la AFM a la nanobiología: imágenes de biomoléculas, membranas y tejidos; otras microscopias de proximidad: microscopio de fuerza lateral, microscopio de fuerza magnética, microscopio de fuerza electrostática. Técnicas espectroscópicas: Espectroscopias de fotones; espectroscopia de rayos X; espectroscopia electrónica. Técnicas de caracterización y análisis de superficies: Difracción electrónica de alta energía (RHEED) y de baja energía (LEED); espectroscopias electrónicas de superficies: espectroscopia electrónica de rayos X (XPS) y Auger (AES); espectrometrías de masas para superficies. |
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B2 |
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| Nanoestructuras y nanomateriales moleculares: métodos de preparación, propiedades y aplicaciones. |
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Guía docente |
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M4 |
Métodos de preparación I: Química supramolecular y aproximación ascendente. |
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Conceptos básicos de química supramolecular: Naturaleza de las interacciones no-covalentes; Reconocimiento de iones, moléculas y biomoléculas; Autoensamblado y auto-asociación molecular: ejemplos biológicos; aspectos termodinámicos y cinéticos; autoensamblado mediante enlaces de coordinación, enlaces de hidrógeno y otras interacciones no covalentes. Topología molecular: catenanos, rotaxanos y nudos. Dispositivos moleculares: diadas e interruptores moleculares, puertas lógicas, sensores. Amplificación de señal y efecto antena. Síntesis de nanopartículas. Tensoactivos: monocapas, micelas, vesículas y cápsulas. |
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M5 |
Métodos de preparación II: Aproximación descendente para la nanofabricación. |
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Litografía óptica y litografía mediante haces de electrones: Fundamento y límites; tipos de resinas utilizadas; diseño de motivos y medida de las dimensiones. Nanofabricación mediante haces de iones. Nanolitografía por nanoimpresión y por microcontacto: Fundamento, tipos de moldes y tipos de impresiones. Métodos basados en las microscopias de proximidad: Método de oxidación local y otras nanolitografías basadas en AFM; nanomanipulación de moléculas; nanofabricación y nanomanipulación basada en STM y SNOM. |
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M6 |
Nanomateriales Moleculares. |
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Materiales magnéticos moleculares: Diseño, síntesis, caracterización y aplicaciones de i) nanopartículas magnéticas obtenidas mediante una aproximación molecular; ii) nanoimanes moleculares (moléculas-imán y cadenas-imán); iii) multicapas magnéticas moleculares; iv) moléculas magnéticas biestables. Materiales con propiedades ópticas: Cristales líquidos, materiales para la óptica no lineal, limitadores ópticos, etc.; tipos de organizaciones supramoleculares y aplicaciones. Materiales con propiedades eléctricas: Conductores y superconductores moleculares: estructuras electrónicas, organización sobre superficies e interfases, propiedades y aplicaciones (sensores químicos, transistores de efecto campo (FETs), etc.). Nanotubos de carbono: Estructuras, propiedades, métodos de obtención y de organización y aplicaciones. |
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B3 |
M7 |
| Uso de la química supramolecular para la preparación de nanoestructuras y nanomateriales. |
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Guía docente |
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Autoensamblado jerarquico y autoorganización: nanoestructuras funcionales y materiales supramoleculares con propiedades físicas o químicas de interés; diseño de arquitecturas biomoleculares; diseño de moléculas funcionales y nanomateriales con un alto nivel de comunicación con los sistemas biológicos y aplicaciones biomédicas de los mismos. Organización de estructuras supramoleculares en superficies: Monocapas autoensambladas (SAMs). Uso de arquitecturas autoensambladas como plantilla para el crecimiento de nanoestructuras orgánicas o inorgánicas. Autoensamblado de nanopartículas. Quiralidad en superficies y su relevancia en catálisis heterogénea. Polímeros supramoleculares y polímeros tipo bloque. |
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B4 |
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| Electrónica y magnetismo molecular: conceptos básicos, principales avances y aplicaciones. |
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Guía docente |
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M8 |
Introducción a la electrónica molecular. |
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Introducción y conceptos básicos de la electrónica basada en materiales moleculares y de la electrónica unimolecular. Transferencia y transporte de cargas en materiales moleculares y en nanoestructuras. Dispositivos electrónicos supramoleculares: circuitos, diodos, transistores, etc. Dispositivos electrónicos unimoleculares. Máquinas moleculares. Materiales moleculares para dispositivos optoelectrónicos: Células fotovoltaicas, OLEDs, etc; estructura y tipos dispositivos; fundamentos físicos de su funcionamiento; materiales constituyentes; comparación con los dispositivos inorgánicos. Detectores, sensores y actuadores de interés químico y biológico basados en moléculas; sensores químicos basados en nanoestructuras de óxidos metálicos. Técnicas de procesado de materiales y de preparación de los dispositivos moleculares. |
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M9 |
Electrónica unimolecular. |
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Estudios experimentales y teóricos del transporte de cargas a través de moléculas y cables moleculares. Propiedades ópticas y espectroscopia electrónica de sistemas unimoleculares. Estudios experimentales de los mecanismos de disipación de energía y del movimiento de moléculas sobre superficies y papel de los grados internos de libertad. |
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M10 |
Nanomagnetismo Molecular. |
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Investigación de nanoestructuras magnéticas y de interfases magnéticas a través del microscopio de fuerza magnética (MFM) y del microscopio de fuerza de resonancia magnética (MRFM). Estudio de dominios magnéticos mediante la microscopia STM de spin polarizado. Detección experimental del momento magnético en sistemas unimoleculares. Spintrónica molecular. |
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B5 |
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| Temas actuales de Nanociencia y nanotecnología molecular. |
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Guía docente |
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Presentación del estado del arte en este área mediante conferencias impartidas por especialistas en la materia. |
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B6 |
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Desarrollo de un trabajo de iniciación a la investigación en este área. |
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B7 |
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Continuación al desarrollo de un trabajo de investigación y defensa de la Tesis de Master. |
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