Identifying Data 2021/22
Subject (*) Spectroscopy Code 610G04017
Study programme
Grao en Nanociencia e Nanotecnoloxía
Descriptors Cycle Period Year Type Credits
Graduate 2nd four-month period
Second Obligatory 6
Language
Spanish
Galician
English
Teaching method Face-to-face
Prerequisites
Department Química
Coordinador
Canle López, Moisés
E-mail
moises.canle@udc.es
Lecturers
Canle López, Moisés
Fernandez Perez, Maria Isabel
E-mail
moises.canle@udc.es
isabel.fernandez.perez@udc.es
Web http://http://moodle.udc.es/
General description Esta materia aborda os fundamentos das principais técnicas de espectroscópicas e difractométricas de caracterización de nanomateriais e nanoestruturas. Preténdese a adquisición dos coñecementos, destrezas e competencias asociados á compresión e aplicación de ditas técnicas.
Contingency plan 1. Modificacións nos contidos.
Non se realizarán cambios.

2. Metodoloxías
Se respetarán as indicacións da Facultade de Ciencias, de acordo con potenciais plans de continxencia.
*Metodoloxías docentes que se manteñen
Estudos de casos (computa na avaliación)
Proba oral (computa na avaliación)
Proba de resposta múltiple (computa n a avaliación)
Atención personalizada

*Metodologías docentes que se modifican
Sesión magistral (pasarían a impartirse por medios TIC)
Estudos de casos (pasarían a impartirse por medios TIC, computando na avaliación)
Proba oral (pasaría a realizarse por medio TIC, computando na avaliación)
Proba mixta (pasaría a realizarse por medios TIC, computando na avaliación)

3. Mecanismos de atención personalizada ao alumnado
Preferiblemente de xeito asincrónico:
- correo electrónico, de uso para consultas, solicitar resolución de dúbidas e facer seguimento dlas actividades propostas
– moodle: segundo criterio do alumnado
- Teams: para sesións maxistrais e de seminario, excepcionalmente para consultas e resolución de dúbidas.

4. Modificacións na avaliación
No se realizarán cambios.

5. Modificacións da bibliografía ou webgrafía
No se realizarán cambios. Ya disponen de materiales en MOODLE y/o en el correspondiente Class Notebook (Office365) de la asignatura.

Study programme competencies
Code Study programme competences
A1 CE1 - Comprender los conceptos, principios, teorías y hechos fundamentales relacionados con la Nanociencia y Nanotecnología.
A2 CE2 - Aplicar los conceptos, principios, teorías y hechos fundamentales relacionados con la Nanociencia y Nanotecnología a la resolución de problemas de naturaleza cuantitativa o cualitativa.
A3 CE3 - Reconocer y analizar problemas físicos, químicos, matemáticos, biológicos en el ámbito de la Nanociencia y Nanotecnología, así como plantear respuestas o trabajos adecuados para su resolución, incluyendo el uso de fuentes bibliográficas.
A5 CE5 - Conocer los rasgos estructurales de los nanomateriales, incluyendo las principales técnicas para su identificación y caracterización
A7 CE7 - Interpretar los datos obtenidos mediante medidas experimentales y simulaciones, incluyendo el uso de herramientas informáticas, identificar su significado y relacionarlos con las teorías químicas, físicas o biológicas apropiadas.
B2 CB2 - Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio
B3 CB3 - Que los estudiantes tengan la capacidad de reunir e interpretar datos relevantes (normalmente dentro de su área de estudio) para emitir juicios que incluyan una reflexión sobre temas relevantes de índole social, científica o ética
B6 CG1 - Aprender a aprender
B7 CG2 - Resolver problemas de forma efectiva.
C2 CT2 - Dominar la expresión y la comprensión de forma oral y escrita de un idioma extranjero
C3 CT3 - Utilizar las herramientas básicas de las tecnologías de la información y las comunicaciones (TIC) necesarias para el ejercicio de su profesión y para el aprendizaje a lo largo de su vida
C8 CT8 - Valorar la importancia que tiene la investigación, la innovación y el desarrollo tecnológico en el avance socioeconómico y cultural de la sociedad

Learning aims
Learning outcomes Study programme competences
· To understand structural characteristics in nanoscience, as well as the main technical of structural characterisation. A1
A2
A3
B2
B3
· To understand, recognise and analyse new problems, and be able to plan strategies to solve them. A5
A7
B7
C8
· To be able to interpret the data from observations and measurements in the laboratory. A7
B2
B3
B6
B7
C3
· To be able to apply spectroscopic techniques as tools in identification of nanostructures and nanoparticles. A2
A3
A5
A7
B2
B3
C2
C8

Contents
Topic Sub-topic
1. Introduction to spectroscopy. Electromagnetic radiation and matter. Resonant and non resonant processes.
Transition dipole moment.
Spontaneous emission.
Selection rules.
Types of spectra.
Population of energy levels. Lmbert-Beer Law.
Factors that determine the shape and width of spectral bands.
Principles of laser action.
2. Vibrational spectroscopy. Symmetry in Chemistry. Applications to Spectroscopy.
IR spectroscopy
Electron energy loss spectroscopy: EELS
Raman spectroscopy
3. Electronic spectroscopy UV-Vis spectroscopy
Diffuse reflectance spectroscopy
Luminescence: fluorescence, phosphorescence
Surface plasmon resonance
Size quantum effects
4. Photoelectron spectroscopy UPS spectroscopy
XPS spectroscopy
Auger spectroscopy
Other
5. Introduction to diffraction techniques XR diffraction: XRD, SAXS
XR fluorescence
Electron diffraction: LEED
Neutron diffraction
6. Electron microscopy Scanning electron microscopy (SEM, SEM-EDS)
Transmission electron microscopy (TEM)
Atomic force microscopy (AFM)
7. Magnetic resonance techniques Nuclear magnetic resonance: NMR, SS-NMR, MAS-NMR
Electron and paramagnetic resonance: EPR
8. Other spectroscopies Mössbauer spectroscopy
Ionic spectrometry: RBS, SIMS
Dielectric response spectroscopy

Planning
Methodologies / tests Competencies Ordinary class hours Student’s personal work hours Total hours
Seminar A2 A3 A7 B2 B3 B7 C3 8 16 24
Case study A2 A3 A5 A7 B2 B3 B6 B7 C2 C3 C8 8 16 24
Mixed objective/subjective test A1 A2 A5 A7 B2 B3 B7 4 0 4
Oral presentation A7 A2 B2 B3 C3 C2 2 0 2
Guest lecture / keynote speech A1 A2 A5 A7 B2 B3 C8 31 62 93
 
Personalized attention 3 0 3
 
(*)The information in the planning table is for guidance only and does not take into account the heterogeneity of the students.

Methodologies
Methodologies Description
Seminar This activity is planned to be carried out in groups as reduced as possible, with the aim to deepen in a dynamic and argumentative way in the distinct topics. The success of this methodology depends on the active participation of the students.
Case study This activity is designed so that the students work with real cases, debate in a dynamic way the possible alternatives for their resolution, with his pros and cons, given by diverse authors or at a professional level, and the reason for them.
Mixed objective/subjective test Combination of different types of questions, tests and problems, brief answer or short essay, evaluating knowledge, capacity of reasoning and critical ability.
Oral presentation Oral presentation of a case taken from the case studies activity, or a similar one proposed by the lecturer. The activity includes debate on the subject that is presented.
Guest lecture / keynote speech Lectures with audiovisual or blackboard support in which the fundamental aspects of the subject are put forward, with possibility of participation of the students.

Personalized attention
Methodologies
Case study
Oral presentation
Description
It aims to guide to the students in the understanding of the problem posed and of the possible strategies to solve it.
It will be jointly scheduled between lecturers and students, as needed. It will be carried out at lecturers' office. Will be distributed in 12 sessions of 15 min along the semester.
The students with recognition of part time dedication and exemption of assistance will have to assist to at least a personal tutory for each seminar (=8 tutories) and one out of two case studies (=4 tutories), previously scheduled in agreement with the lecturers.

Assessment
Methodologies Competencies Description Qualification
Case study A2 A3 A5 A7 B2 B3 B6 B7 C2 C3 C8 Assessment includes: operational aspects, understanding strategies and methodologies used to solve cases, critical analysis of results. 20
Mixed objective/subjective test A1 A2 A5 A7 B2 B3 B7 Final examination with two parts, one of a theoretical type (50%), including test questions, of short answer and/or essay, and another of problems solution (50 %), in which the ability to apply theoretical contents for problems solution will be assessed. 60
Oral presentation A7 A2 B2 B3 C3 C2 Quality of the presented information.
Abilities shown in the presentation.
Capacity to defend the own presentation.
20
 
Assessment comments

Trátase de avaliar a adquisición de coñecementos, a capacidade crítica, de síntese, de comparación, de elaboración, de aplicación e de orixinalidade do alumnado. Para un aproveitamento idóneo da materia, o alumnado debe asistir a todas as actividades presenciais.

Primera oportunidade. Para que se teñan en conta as actividades de estudos de casos e da presentación oral é preciso obter unha cualificación mínima de 4.5/10 en cada unha das dúas partes da proba mixta. A cualificación final obtense aplicando as porcentaxes establecidas e as restricións previamente fixadas.

Segunda oportunidade. Repetición da proba mixta, por considerarse irrepetibles as actividades relativas a estudo de casos e presentación oral, ao non ser xa posible o debate das mesmas con presencia de todo o alumnado. A cualificación final obtense aplicando as porcentaxes establecidas e as restricións previamente fixadas.

En calqueira de ambas oportunidades, de no acadarse unha cualificación mínima de 4.5/10 en cada unha das partes da proba mixta, a asignatura figurará como suspensa ainda que a cualificación final, calculada segundo as porcentaxes correspondientes, sexa igual ou superior a 5/10. Nese caso, a cualificación final será 4.5/10.

Matrículas de honra: no caso de que houbese varios estudantes con idéntica cualificación que poidan optar á MH, e o número de MH dispoñibles sexa inferior ao de estudantes, se lles convocará a unha proba escrita. Os estudantes avaliados na segunda oportunidade só poderán optar a MH se o número destas non foi cuberto na súa totalidade na primeira oportunidade.

Cualificación de "non presentado": aplícase a estudantes que participaran en actividades avaliables que representen menos (<) do 40% da cualificación final.

Sucesivos cursos académicos. O proceso de ensino-aprendizaxe, incluida a avaliación, refírese a un curso académico e, polo tanto, volta a comenzar de cero con cada novo curso.

Alumnado con reconocimiento de adicación a tempo parcial e dispensa académica de exención de asistencia. Son de aplicación, en ambas oportunidades, os criterios anteriores. Neste caso poderán achegar actividades polo medio telemático que oportunamente se dispoña.

Emprego desta asignatura como complemento de formación para estudos de doutoramento: a cualificación será "apto" o "no

apto".


Sources of information
Basic Guozhong Cao (2004). Nanostructures & nanomaterials. London : Imperial College Press
Julio A. Gonzalo, José de Frutos, Jorge García (2002). Solid State Spectroscopies. Basic Principles and Applications. Singapore: World Scientific
Kurt W. Kolasinski (2012). Surface Science. Foundations of Catalysis and Nanoscience. Chichester : Wiley
Rolando M.A. Roque-Malherbe (2010). The Physical Chemistry of Materials. Boca Raton : CRC Press

Complementary Atkins, Peter W. (2014). Atkins' Physical Chemistry. Oxford : Oxford University Press
A. M. Ellis (2005). Electronic and photoelectron spectroscopy fundamentals and case studies.. Cambridge : Cambridge University Press
Levine, Ira N. (2004). Fisicoquímica. Madrid : McGrawhill
D.K. Chakrabarty, B. Viswanathan (2009). Heterogeneous Catalysis. Kent : New Age Science
Arthur W. Adamson, Alice P. Gast (1997). Physical Chemistry of Surfaces. Chichester : Wiley
Ooi, Li-ling (2010). Principles of x-ray crystallography. Oxford : Oxford University Press
Luis Carballeira Ocaña, Ignacio Pérez Juste (2008). Problemas de Espectroscopía Molecular. Oleiros : Netbiblo
D. C. Harris (1989). Symmetry and spectroscopy an introduction to vibrational and electronic spectroscopy. New York : Dover
S. Roy Morrison (1990). The Chemical Physics of Surfaces. London: Plenum Press
J. Keeler (2010). Understanding NMR spectroscopy. Chichester : John Wiley and Sons

Materiais proporcionados ao longo do curso polos docentes.


Recommendations
Subjects that it is recommended to have taken before
Advanced Crystallography/610G04042
Fundamentals of Quantum Theory/610G04015
Physics: Electricity and Magnetism/610G04007
Chemistry: Structure and Bonding/610G04005
Physics: Mechanics and Waves/610G04002

Subjects that are recommended to be taken simultaneously
Synthesis and Preparation of Nanomaterials/610G04020
Instrumental Analysis/610G04014

Subjects that continue the syllabus
Techniques of Characterisation of Nanomaterials 2/610G04030
Techniques of Characterisation of Nanomaterials 1/610G04025
Surface Science/610G04021
Solid State/610G04022

Other comments
- Recoméndase revisar con asiduidade os conceptos teóricos introducidos nas leccións maxistrais, así como resolver simultáneamente as cuestións en exercicios que se irán propoñendo.
- Desaconséllase estudar únicamente polos apuntes de clase. Aconséllase elaborar os propios materiais completando os apuntes.
- Recoméndase fortemente facer uso das horas de titoría para aclarar dúbidas e profundizar nos coñecementos.
- Programa Green Campus da Facultade de Ciencias. Para axudar a conseguir unha contorna inmediata sostible e cumprir co punto 6 da "Declaración Ambiental de la Facultad de Ciencias (2020)", os traballos desta materia solicitaránse en formato virtual e soporte informático.


(*)The teaching guide is the document in which the URV publishes the information about all its courses. It is a public document and cannot be modified. Only in exceptional cases can it be revised by the competent agent or duly revised so that it is in line with current legislation.