Ingegneria Elettronica - Electronics Engineering

ARTIFICIAL MATERIALS - METAMATERIALS AND PLASMONICS FOR ELECTROMAGNETIC APPLICATIONS

Obiettivi formativi

CONOSCENZA E COMPRENSIONE. Il corso intende fornire la teoria elettromagnetica generale dei materiali artificiali, dei metamateriali e delle strutture plasmoniche, di notevole importanza in molte recenti applicazioni. CAPACITÀ APPLICATIVE. Gli studenti saranno in grado di modellare dal punto di vista elettromagnetico alcuni materiali di particolare interesse nelle applicazioni, e di simularne il relativo comportamento usando tecniche numeriche. AUTONOMIA DI GIUDIZIO. E’ prevista la redazione di relazioni scritte. ABILITÀ DI COMUNICAZIONE. E’ previsto lo svolgimento di presentazioni orali. CAPACITÀ DI APPRENDERE. Strumenti chiave usati estensivamente per la loro intuitività fisica e generalità rappresentativa sono le relazioni costitutive, il concetto di omogeneizzazione e le rappresentazioni circuitali equivalenti.

Canale 1

FABRIZIO FREZZA Scheda docente

Programmi - Frequenza - Esami

Programma

Applicazioni elettromagnetiche delle nanostrutture. Superfici selettive in frequenza (FSS) e applicazioni. Cristalli fotonici (PBG) o elettromagnetici (EBG) e applicazioni. Simulazione numerica di strutture elettromagnetiche periodiche. Metamateriali e applicazioni. Il materiale a griglia di fili. Rappresentazioni circuitali equivalenti. Plasmoni superficiali e applicazioni. Metodi numerici di analisi per materiali nanostrutturati. Tecniche di caratterizzazione sperimentale. Innovazione e trasferimento tecnologico.

Prerequisiti

conoscenza dell'elettromagnetismo di base

Testi di riferimento

L. Solymar, E. Shamonina, Waves in Metamaterials, Oxford University Press, 2009. W. Cai, V. Shalaev, Optical Metamaterials: Fundamentals and Applications, Springer, 2010. Trasparenze, testi didattici, articoli disponibili nel sito web del corso. Materiale propedeutico: F. Frezza, A Primer on Electromagnetic Fields, Springer, 2015.

Frequenza

Il metodo di insegnamento principale è la didattica frontale. E' previsto altresì lo svolgimento di esercizi per applicare le conoscenze teoriche acquisite. Verranno anche previsti ove possibile seminari e visite guidate.

Modalità di esame

L'esame si svolge mediante una prova orale, collocata dopo il termine dell’insegnamento e della durata massima di un’ora, le cui domande mirano a verificare l'avvenuta acquisizione dei concetti e delle metodologie discussi nel corso, con riferimento agli obiettivi formativi, e in particolare: alla comprensione dei concetti trasmessi durante le lezioni riguardo gli argomenti di base di elettromagnetismo applicato di maggiore rilevanza; alla capacità di apprendere in autonomia esprimendo proprie valutazioni sull’importanza degli argomenti trattati nelle applicazioni elettromagnetiche; all’abilità comunicativa dimostrata. L'esame include la presentazione orale dei contenuti di un articolo scientifico scelto insieme al docente, su argomenti connessi con il programma del Corso.

Bibliografia

Metamaterials Handbook, F. Capolino Editor, CRC Press, 2 voll., 2009. L. Novotny, B. Hecht, Principles of Nano-Optics, seconda edizione, Cambridge University Press, 2012. L. Solymar, D. Walsh, R.R.A. Syms, Electrical properties of materials, decima edizione, Oxford University Press, 2019. J.D. Joannopoulos, S.G. Johnson, J.N. Winn, R.D. Meade, Photonic Crystals: Molding the Flow of Light, seconda edizione, Princeton University Press, 2008. European Commission Studies and Reports, "Nanostructured metamaterials", Exchange between experts in electromagnetics and material science, Ed.: S. Tretyakov, P. Barois, T. Scharf, V. Kruglyak, I. Bergmair

Modalità di erogazione

La frequenza pur facoltativa è fortemente consigliata.