Crescita di Materiali Nanostrutturati e Funzionali
Referente: Verucchi Roberto
Introduzione

I materiali, intesi nel senso più ampio di questo termine, sono da considerare il punto di partenza per lo sviluppo di nuove applicazioni e per promuovere nuove collaborazioni.

Questa attività di ricerca si propone di sintetizzare e crescere materiali a bassa dimensionalità (1D, 2D), nanostrutture, film sottili e materiali bulk mediante le diverse tecnologie di crescita a disposizione nell’istituto.

IMEM è attivo nello sviluppo di:

  • Nanomateriali (a base di semiconduttori e ossidi)
  • Materiali a bassa dimensionalità (1D, 2D) e materiali funzionali
  • Film sottili e materiali bulk

I principali temi di ricerca sono:

Nanostrutture e nanosistemi: materiali a bassa dimensionalità come nanofili, nanorod, nanopod di diversi composti (ossidi, semiconduttori) sono realizzati utilizzando tecniche da soluzione e da fase vapore. Le applicazioni di queste strutture sono rivolte a sensing ed energy harvesting

Materiali 2D: grafene e dicalcogenuri dei metalli di transizione (es. MoS2) sono il punto di partenza per lo svilppo di nuove applicazioni quali gas e sensing e fotodetector. La funzionalizzazione del grafene, dei dicalcogenuri dei metalli di transizione e lo studio dei loro difetti permette di estendere il campo delle loro applicazioni e di capire il rapporto tra la struttua atomica e la funzionalità di questi materiali

Film sottili e materiali bulk: tramite la tecnica Bridgman da fuso ad alta temperatura vengono prodotti lingotti di diversi composti per la realizzazione di detector per raggi X, target per la deposizione da sputtering e sorgenti per crescite bulk di cristalli. Film sottili per sensing e dispositivi di potenza sono cresciuti mediante epitassia da fase vapore, mentre materiali magnetici e leghe intermetalliche sono ottenuti tramite sputtering a radiofrequenza e forno ad arco. Con la deposizione da elettroni pulsati è possibile trasferire la stechiometria da un target a un film sottile, realizzando ad esempio celle solari di CIGS a film sottile.

Soft matter e materiali ibridi: preparazione di metal halide perovskites per metodi da soluzione / o single source thermal ablation. Crescita di film semiconduttori organici con controllo della morfologia e dell'ordine strutturale mediante supersonic molecular beam deposition. Funzionalizzazione della superficie mediante molecole organiche tramite attivazione cinetica.

La competenza e l’esperienza dei ricercatori IMEM permette all’istituto di esplorare la sintesi di nuovi materiali, di sviluppare le tecniche di crescita e di customizzare le apparecchiature per la realizzazione di nuovi e specifici processi.