Breve descripción del contenido de los módulos

Módulo 1: Fundamentos de física del estado sólido. (5 clases)

Docente: Pablo Roura

• Electrones en un potencial periódico. Teorema de Bloch, zonas de Brillouin. Modelo de enlaces fuertes.
• Bandas de energía. Grafeno, estructura de bandas, puntos de Dirac. Metales y aislantes: siliceno, germaneno, antimoneno y estaneno.
• Simetrías de inversión temporal y espacial en sistemas de Bloch. Fase de Berry. Sistema de dos niveles. Obstrucción genérica para elegir un dado gauge.
• Simetría de inversión temporal en sistemas con espín.

Módulo 2: Fundamentos de física de superficies. (5 clases)

Docente: Guillermo Zampieri

• Cambios en la cristalografía y estructura electrónica al pasar de 3D a 2D.
• Relajación en metales simples.
• Reconstrucción en semiconductores.
• Reconstrucción en metales pesados.
• Potencial electrónico en la superficie y estados electrónicos localizados; estados Shockley, Tamm y de carga imagen.
• Difracción de electrones de baja energía (LEED) y espectroscopía de fotoelectrones (XPS)

Módulo 3: Teoría de Funcional Densidad y aplicaciones a superficies y materiales 2D. (5 clases)

Docentes: Javier Fuhr y Gisela Bocán

• Electrones interactuantes: aproximaciones.
• Teoría de la Funcional Densidad (DFT): teoremas de Hohenberg-Kohn.
• Método Kohn-Sham: problema efectivo de una partícula. Funcionales de intercambio y correlación.
• Implementaciones del método Kohn-Sham: bases, pseudopotenciales.
• Aplicaciones a superficies: relajación y reconstrucción, adsorción, estados de superficie.
• Aplicaciones a materiales 2D: configuración atómica, estructura de bandas, acoplamiento espín-órbita.

Módulo 4: Técnicas experimentales de física de superficies. (5 clases)

Docentes: Esteban Sánchez y Oscar Grizzi

• Condiciones experimentales para realizar un experimento de física de superficies.
• Métodos de sensado de propiedades de superficie: microscopías, espectroscopías, espectrometrías.
• Técnicas experimentales: Microscopías de barrido (SEM, STM, AFM), espectroscopías de electrones (AES, UPS, XPS, EELS), espectroscopía de fotones (RAMAN), espectroscopías y espectrometrías de iones (SIMS, SARS, RBS), técnicas de difracción (LEED, GIFAD).
• Prácticas guiadas en laboratorios.

Módulo 5: Materiales bidimensionales sobre superficies. (5 clases)

Docentes: Laura Serkovic y Pablo Roura

• Introducción a los materiales 2D. Grupos de materiales 2D.
• Grafeno: propiedades y aplicaciones (espintrónica, transistores, sensores).
• X-enos (siliceno, germaneno, antimoneno y estaneno): propiedades y posibles aplicaciones (espintrónica, sensores).
• Técnicas de fabricación: top-down (exfoliación mecánica y exfoliación en fase líquida) y bottom-up (CVD, crecimiento epitaxial, adsorción atómica y molecular).
• La importancia de la superficie en la estructura y las propiedades de los materiales 2D.
• Nociones de topología y su vínculo con la Física. Desarrollo histórico: Conductancia Hall, aislantes de Chern. Simetría de inversión temporal en sistemas sin espín. Modelo de Haldane y Kane-Mele de aislante topológico. Siliceno, germaneno, antimoneno y estaneno como realizaciones en dos dimensiones de aislantes topológicos.

Modulo 6: Estructuras organometálicas bidimensionales sobre superficies. (5 clases)

Docentes: Hugo Ascolani y Esteban Gayone

• Arquitectura con moléculas orgánicas (MO) en superficies. Introducción a la química del carbono. Interacciones intermoleculares no-covalentes. Adsorción de MO en superficies: interacción de Van der Waals, intercambio de carga y deprotonación.
• Autoensamblado de MO en superficies. El problema de la separación quiral. Helicenos.
• Estructuras metal-orgánico basadas en enlaces de coordinación sobre superficies. Enlaces de coordinación. Estrategias de síntesis, propiedades.
• Momento magnético local. Efectos de la superficie. Su control mediante adsorción de ligandos axiales. Determinación del momento magnético local mediante NEXAFS.
• Orden Magnético.  Interacción magnética entre centros de coordinación. Efecto de la superficie. Determinación del orden magnético mediante dicroísmo circular