Finalità

Le attività del laboratorio sono rivolte alla caratterizzazione spettroscopica e microscopica di materiali micro e nano strutturati per applicazioni elettroniche, optoelettroniche e sensoristiche. Scopo primario è correlare le proprietà strutturali dei materiali con le condizioni di crescita. Ciò permette di ottimizzare i processi di sintesi, consentendo di ottenere materiali con proprietà fisiche ritagliate per la particolare applicazione.

Attività

L'indagine spettroscopica viene effettuata tramite spettroscopia Raman, fotoluminescenza e spettroscopia UV-visibile-NIR.

Vengono effettuate misure di microscopia a Forza Atomica e indagini ellissometriche. È possibile anche eseguire caratterizzazioni elettriche tensione-corrente (I-V) e tensione-capacità (C-V) attraverso una probe station dedicata.

Sono stati studiati silicio poroso, silicio amorfo, carburo di silicio e materiali a base di carbonio: diamante sintetico, carbonio amorfo diamond-like e nanotubi di carbonio.

Più recentemente l'attività di ricerca si è concentrata sul grafene, singolo foglio di atomi di carbonio disposti in una struttura esagonale, che sta riscuotendo grande interesse in tutto il mondo per le sue potenziali applicazioni. Più forte del diamante, ma più leggero e flessibile, il grafene è un materiale conduttore trasparente. Grazie alla sua geometria planare, può risultare maggiormente compatibile di altri materiali, compresi i nanotubi di carbonio, con i dispositivi elettronici convenzionali.

Con lo spettrometro micro-Raman confocale è possibile anche realizzare mappe Raman, che consentono di monitorare con grande precisione l'omogeneità spaziale dei campioni (p.e. distribuzione locale dei difetti, livello di stress etc). Grazie a diverse sorgenti laser (He-Ne, ioni Ar e He-Cd), è possibile fare analisi Raman a diverse lunghezze d'onda di eccitazione, dal rosso all' UV. Le misure di fotoluminescenza possono essere eseguite dalla temperatura dell’azoto liquido (-196°C) fino a 600°C.

Relazioni internazionali

IMM-CNR Bologna

ENEA Casaccia Roma

IIT Genova

Horizon 2020 topics

Future and Emerging Technologies (Nanotechnologies - Technologies with New Materials)

Leadership in Enabling and Industrial Technologies (Advanced Materials - Advanced Manufacturing and Processing)

ICT (New Generation of Components and Systems - Micro and Nano-Electronic Technologies and Photonics)

Smart Specialisation Strategy Calabria (S3 Calabria)

ICT e Terziario innovativo / ICT and Innovative Tertiary
Bioedilizia / Green Building
Ambiente e rischi naturali / Environment and natural risks

Principal aims

The laboratory activities are addressed to the spectroscopic and microscopic characterization of micro- and nano-structured materials for electronics, optoelectronics and sensing applications. Primary purpose is to correlate the structural properties of the materials with the growth conditions. This allows optimization of the synthesis processes, allowing to obtain materials with physical properties tailored to the particular application.

Research activities

The spectroscopic investigation is carried out through Raman spectroscopy, photoluminescence and UV-visible-NIR spectroscopy.

Other investigations are made through Atomic Force Microscopy and ellipsometry. Current-voltage (I-V) and voltage-capacitance (C-V) characterizations are made through a dedicated probe station.

Porous silicon, amorphous silicon, silicon carbide and carbon-based materials such as synthetic diamond, diamond-like amorphous carbon and carbon nanotubes were studied.

More recently, research has focused on graphene, a single sheet of carbon atoms arranged in a hexagonal pattern, which is enjoying great interest all over the world for its potential applications. Stronger than diamond, but lighter and more flexible, graphene is a transparent conductive material. Due to its planar geometry, it may be more compatible than other materials, including carbon nanotubes, with the conventional electronic devices.

By means of the micro-Raman spectrometer it is also possible to realize Raman maps, which allow to accurately monitor the spatial homogeneity of the samples (i. e. local distribution of defects, stress level, etc.). By using different laser sources (He-Ne, Ar ions and He-Cd), Raman analysis at different excitation wavelengths, from red to UV, can be carried out. The photoluminescence measurements can be performed from liquid nitrogen temperature (-196 ° C) up to 600 ° C.

International relationships

IMM-CNR Bologna

ENEA Casaccia Roma

IIT Genova

Horizon 2020 topics

Future and Emerging Technologies (Nanotechnologies - Technologies with New Materials)

Leadership in Enabling and Industrial Technologies (Advanced Materials - Advanced Manufacturing and Processing)

ICT (New Generation of Components and Systems - Micro and Nano-Electronic Technologies and Photonics)

Smart Specialisation Strategy Calabria (S3 Calabria)

ICT e Terziario innovativo / ICT and Innovative Tertiary
Bioedilizia / Green Building
Ambiente e rischi naturali / Environment and natural risks