Crescita di Materiali Nanostrutturati e Funzionali
Referente: Verucchi Roberto
Tecnologie

MOVPE (epitassia da fase vapori da metallo-organici): IMEM dispone di due reattori per epitassia da fase vapore di carburo di silicio (3C-SiC) e ossido di gallio (Ga2O3). Il laboratorio è attrezzato per l’impiego di idrogeno e le apparecchiature sono sufficientemente versatili per poter customizzare il processo e i reagenti utilizzabili, in modo da poter eventualmente esplorare la sintesi di altri composti. 

CVD (deposizione chimica da vapore): sono presenti diversi reattori per la sintesi di nanostrutture da fase vapore, utilizzando la tecnica del tubo aperto in gas inerte o in ossigeno.

PED (Pulsed Electron Deposition): tecnica che sfrutta un fascio elettronico ad alta energia per depositare su un substrato il materiale estratto da un target. Il fascio viene ottenuto generando un plasma in un gas di processo (Ar, N2, O2) grazie alla differenza di potenziale applicata dell’ordine di 10KV. I target sono tipicamente realizzati ad hoc presso i nostri laboratori.
Punti di forza: 

  • consente di depositare materiali compositi fuori dal’equilibrio termodinamico (YBCO, CIGS)
  • per molti materiali si ottiene la cristallizzazione già a bassa temperatura. 

Nei nostri laboratori sono presenti tre sorgenti commerciali Neocera, installate in camere da vuoto che consentono ampia varietà di utilizzo (substrati fissi, mobili, flessibili, con e senza riscaldatore).

IJD (Ionized Jet Deposition): è una tecnica molto simile alla PED, ovvero il flusso di materiale da depositare viene generato da un processo di ablazione indotto da fasci elettronici impulsati ad alta energia. A differenza della PED, la sorgente del fascio di elettroni utilizza una diversa tecnologia (Noivion) basata su di un fascio supersonico (Ar) che viene ionizzato per poi generare il fascio primario di elettroni molto vicino al target. Questo permette di avere maggiori potenze depositate, quindi anche maggiori rate di crescita del film e una potenziale scalabilità industriale. Tra i materiali depositabili con questa tecnica ricordiamo ossidi metallici, metalli refrattari, ricoprimenti per protesi, composti per celle solari. In IMEM l’attenzione è attualmente riposta sui dicalcogenuri di metalli di transizione (solfuri, seleniuri di Mo, W, Nb).

Processo solvotermale: è definibile come "una reazione chimica in un sistema chiuso in presenza di un solvente ad una temperatura superiore a quella del punto di ebollizione di tale solvente". Di conseguenza un processo solvotermale comporta alte pressioni. La temperatura utilizzata (domini sub o supercritici) dipende dalle reazioni richieste per ottenere il materiale voluto attraverso i processi coinvolti.