Overordnede kursusmål
At give den studerende indblik i de fysiske fænomener der udspiller
sig på atomart niveau på grænsefladen mellem faste stoffer og
gasser/væsker. Dette er et emneområde af fundamental betydning for
at forstå teknologisk vigtige processer så som katalyse, adhæsion,
tribologi, samt mekaniske og kemiske egenskaber af for eksempel nye
nanomaterialer. Kurset giver de studerende et overblik over de mest
anvendte metoder og en introduktion til hvorledes disse kan
anvendes til at løse problemstillinger inden for overfladefysikken.
Den studerende skal i kurset selvstændigt gennemføre forsøg på
avanceret udstyr, således at praktisk erfaring med en del af
metoderne erhverves. En kombination af eksperimenter,
rapportskrivning og mundtlige fremlæggelser vil udgøre en
væstentlig del af kurset med det formål at sætte den studerende i
stand til selvstændigt at vurdere den enkelte metode i forbindelse
med løsning af konkrete problemstillinger, samt at læse den
relevante litteratur.
Læringsmål
En studerende, der fuldt ud har opfyldt kursets mål, vil kunne:
- Forklare fænomener som er bestemmende for overfladers struktur
og sammensætning.
- Forklare de fysiske fænomener der er bestemmende for adsorption
på overflader.
- Forklare generelle tendenser i overfladereaktivitet og
overfladeenergi.
- Forudsige nanopartiklers struktur og stabilitet under såvel
vakuum som i reaktive atmosfærer.
- Analysere katalytiske processer vha simple model
betragtninger.
- Forklare de vigtigste katalytiske processer og identificere de
største tekniske problemstillinger forbundet hermed.
- Forklare hvordan nanopartikler kan bidrage til løsning af
fremtidens energiproduktion.
- Forklare i detalje de enkelte overfladeanalysemetoder og
hvorfor de er overfladefølsomme.
- Fastslå hvilken metode der benyttes optimalt til at bestemme en
given egenskab som fx sammensætning.
- Foretage sammenlignende evaluering af resultater opnået gennem
forskellig eksperimentelle metoder.
- Vurdere forskellige metoders egnethed udfra opnåede resultater,
tid og investeringer.
Kursusindhold
Kvantemekanisk beskrivelse af rene overfladers fysiske og kemiske
egenskaber, herunder elektroniske og strukturelle/geometriske
forhold. Beskrivelse af adsorbater på overfalder under hensyn til
elektronstruktur, epitaksi, adsorption/desorptionsmekanismer,
kemisorption og dynamik af kemiske og fysiske processer.
Beskrivelse af forudsætningen for eksperimentelt at kunne studere
disse overflader under veldefinerede forhold, hvilket er Ultra-Højt
vakuum (UHV) med basis tryk under 10E-13 bar. Gennemgang af de mest
anvendte metoder, som for eksempel x-ray photoelectron spectroscopy
(XPS), Auger electron spectroscopy (AES), ion scattering
spectroscopy (ISS), low energy electron diffraction (LEED),
electron microscopy (EM) og scanning probe microscopy (AFM og STM).
Endvidere gennemgås fundamentelle aspekter af fænomenet heterogen
katalyse - specielt i forhold til fremtidens energyforsyning.
Ovennævnte emner søges belyst ved en kombination af
oversigtsforlæsninger, spændende nye forsknings- og
anvendelses-artikler og eksperimenter med efterfølgende rapporter
og fremlæggelser. Et virksomhedsbesøg er også indlagt.
Litteraturhenvisninger
Lærebog: "Concepts of Modern Catalysis and Kinetics" af
Ib Chorkendorff og Hans Niematverdriet (ISBN: 9783527308170 OBS ny
version fra 2007). Supplerende noter udleveres som pdf filer.
Sidst opdateret
04. maj, 2017