Laboratorio di sostenibilità

VPE per la crescita dei materiali

Nel contesto del Laboratorio di Sostenibilità dell'Istituto IMEM-CNR, il nostro laboratorio si occupa dello sviluppo di materiali avanzati attraverso la crescita di materiali cristallini. 

La scienza dei materiali è fondamentale per affrontare le sfide della transizione energetica. Cristalli e semiconduttori avanzati sono alla base di tecnologie che permettono un uso più efficiente delle risorse naturali e aprono la strada a nuove soluzioni per la produzione di energia pulita e la realizzazione di dispositivi elettronici a basso consumo energetico.

I materiali che studiamo e realizziamo trovano applicazione in una vasta gamma di tecnologie, da dispositivi con una maggiore efficienza energetica alla produzione e accumulo di energia rinnovabile, contribuendo così a ridurre le emissioni di carbonio.

Durante le visite didattiche, gli studenti esploreranno tre principali tecniche di crescita: 

•  Crescita CVD di 2D-MoS₂: una delle tecniche di deposizione chimica da vapore (CVD) utilizzata per realizzare materiali bidimensionali come il disolfuro di molibdeno (MoS₂). Questi materiali hanno applicazioni in dispositivi elettronici e fotonici avanzati grazie alla loro struttura e alle loro proprietà, come l’elevata mobilità dei portatori di carica e l’intensa emissione di fotoluminescenza.
• Crescita CVD di nanofili di SiC: il carburo di silicio (SiC) rappresenta un materiale innovativo per l'uso in applicazioni biomediche grazie alla sua biocompatibilità, alla sua resistenza chimica e alle sue proprietà semiconduttive.
• Crescita MOVPE di Ga₂O₃: la crescita epitassiale di ossido di gallio (Ga₂O₃) tramite MOVPE (Metal-Organic Vapor Phase Epitaxy). Questo materiale presenta un grande potenziale per applicazioni nel campo dei semiconduttori di potenza, grazie alla sua elevata banda proibita e la resistenza alle alte temperature.
• Crescita di cristalli da soluzione: cristalli di zucchero, solfato di rame e borace. Questa tecnica rappresenta uno dei metodi più semplici ed efficaci per visualizzare la formazione e la crescita dei cristalli in un ambiente controllato. Gli studenti avranno l’opportunità di osservare e comprendere i processi che regolano la cristallizzazione da soluzioni acquose.