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Descrizione della commessa "Plasmi per la Scienza dei Materiali (MD.P03.025)"
- Type
- Label
- Descrizione della commessa "Plasmi per la Scienza dei Materiali (MD.P03.025)" (literal)
- Strumentazione
- REATTORI PLASMOCHIMICI PER IL TRATTAMENTO E LA DEPOSIZINE DI MATERIALI
1. Impianto PECVD per deposizione film di silicio amorfo, micro e
nanocristallino per applicazioni fotovoltaiche, elettroniche e
optoelettroniche
2. Impianto Remote Plasma-MOCVD per crescita epitassiale e
trattamento semiconduttori III-V (GaAs, InP, GaN InN) per applicazioni
opto-elettroniche
3. Impianto multisorgente (Plasma, MOCVD , sputtering) per la
deposizione e l'etching di materiali: metalli, ossidi (high-k
dielectrics, e semiconduttori (IV-IV, II-VI, III-V)
4. Impianto PECVD deposizione film organici, con contenuto di gruppi
carbossilici controllato, su substrati di varia natura (metalli,
polimeri e ceramici)
5. Impianto PECVD per deposizione film SiOx
6. Impianto PECVD per deposizione di film di struttura simile a
polietileneossido (PEO-like) con attività non fouling.
7. impianto RIE per nanotexturing di polimeri
8. 2 Reattori a pressione atmosferica in configurazione DBD (sistemi a piatti piani e paralleli, sistemi cilindrici coassiali, plasma jet,) per la modifica superficiale di materiali e l'abbattimento di inquinanti in aria
9 Impianto CVD per la crescita di grafene (literal)
- Tematiche di ricerca
- I temi di ricerca si riferiscono allo studio di processi plasmochimici per la deposizione e il trattamento di materiali, e ad aspetti di
ingegnerizzazione dei materiali, delle superfici e delle interfasi, con impatto sulle 4 aree strategiche seguenti:
1) Tecnologie dell'informazioneOptoelettronica ed Elettronica flessibile: Processi plasmochimici di crescita e di trattamento di semiconduttori GaN, InN, di film di silicio su plastica e di grafene
Microelettronica: Deposizione di ossidi ad alta costante dielettrica
2) Energia ed Ambiente
Energia solare: Realizzazione di celle fotovoltaiche con efficienza > 15%
Celle a combustibile: Deposizione di ossidi conduttori nanostrutturati
Sensori: Microsistemi sensoriali per applicazioni estreme ed ostili
3) Salute e Medicina
Materiali antibatterici e Biofunzionalizzazione: Manipolazione su scala
nanometrica di materiali e sviluppo di biomateriali polimerici
4) Materiali e Fabbricazione
superfici self-cleaning e antifog per industria automobilistica ed ottica, strati barriera su polimeri biodegradabili.
Inoltre è avviata una attività di ricerca sull'abbattimento di inquinanti organici per applicazioni ambientali (literal)
- Competenze
- L'area tematica della commessa \"Plasmi per la Scienza dei Materiali\", fa riferimento allo studio e sviluppo di processi di deposizione/trattamento plasmochimici di - semiconduttori a base di silicio, di semiconduttori III-V; - ossidi e nitruri nanostrutturati; - polimeri e metalli di interesse per applicazioni industriale; - biomateriali. Le competenze esistenti fanno riferimento a:
-progettazione di reattori/processi plasmochimici (PECVD, PA-MOCVD, Sputtering reattivo, MBE) per la deposizione e il trattamento di materiali;
-sviluppo di metodologie diagnostiche della fase gassosa/plasma e delle superfici/materiali per il monitoraggio in tempo reale dei processi CVD.
-Controllo della funzionalità dei materiali a seguito della definizione delle loro proprietà ottenute attraverso un'ampia caratterizzazione con metodologie chimiche(XPS,FTIR), strutturale-morfologica (SEM,AFM,XRD), ottica (ellissometria) ed elettrica(I-V,C-V,kelvin probe,mobilità Hall) (literal)
- Potenziale impiego per processi produttivi
- Produzione di impianti PECVD per varie applicazioni.
-Produzione di sistemi fotovoltaici a film sottile a base di silicio
-Produzione di sistemi optoelettronici (LED, Laser) operanti nel blu a
base di nitruri del III gruppo.
-realizzazione di dispositivi NIM (metamateriali)
-Processi per la microelettronica (CMOS)
-Realizzazione di sensori
-nuovi materiali per Fuel Cell
-nuovi sistemi per drug delivery
-materiali per tissue engineering (literal)
- Tecnologie
- Le tecnologie disponibili fanno riferimento a tutti gli aspetti primari di ingegnerizzazione dei materiali, delle superfici e delle interfacce. In particolare, sono state sviluppate metodologie per:
- la realizzazione di dispositivi fotovoltaici di tipo eterogiunzione.
- la crescita di ossidi ad alta costante dielettrica su vari
semiconduttori Si(100), SiC, GaN
- la modificazione superficiale di polimeri per le applicazioni
biologiche e per il settore alimentare.
- la realizzazione di nanostrutture polimeriche su varie superfici
- la preparazone di superfici per la crescita epitassiale di semiconduttori III-V (GaN, InN, AlN ...)
- la crescita di sistemi plasmonici e di grafene (literal)
- Obiettivi
- -Deposizione plasmochimica di film amorfi/microcristallini di silico e
sue leghe.
-Realizzazione di TFT e di giunzioni fotovoltaiche.
-Crescita epitassiale di GaN InN e loro leghe (InGaN) su substrati
diversi.
Crescita di strati plasmonici per applicazioni optoelettroniche
Crescita di grafene e disolfuri per la fotonica e metamateriali
-Comprensione dell'influenza dei parametri di processo e della architettura dei reattori nell'ambito della modifica superficiale dei materiali mediante plasmi freddi a pressione atmosferica (ad es. deposizione di film sottili multifunzionali da vapori o da aerosol).
-ottimizzazione trattamenti plasmo chimici in materiali porosi 3D
-realizzazione di compositi polimerici contenenti biomolecole o farmaci via
plasma.
-Tecnologie per la manipolazione su scala nanometrica dei materiali e
loro applicazione biomedica -
-Deposizione plasmochimica di ossidi metallici (SnO2,In2O3,
ZnO) per sensoristica.
- Studio della correlazione proprietà-struttura dei materiali attraverso
estensiva caratterizzazione chimica, strutturale, ottica, elettrica e
morfologica. (literal)
- Stato dell'arte
- L'interesse scientifico e tecnologico rivolto a quest'area di ricerca, in cui rivestono ruolo primario aspetti di ingegnerizzazione dei materiali, delle superfici e delle interfacce è attestato dall'elevato numero di riviste scientifiche specialistiche, dalle attività di ricerca complementari svolte da industrie (ST-microelettronica, Alcatel,.Uniaxis,...), e da laboratori nazionali (ENEA) ed internazionali (CNRS-Ecole Polytechnique, NRL-USA, MIT-USA, UCSB-USA) (literal)
- Tecniche di indagine
- STRUMENTAZIONE PER LA CARATTERIZZAZIONE DI MATERIALI
- SE (Spectroscopic Ellipsometry) nell'intervallo spettrale 0.75-6.5 eV.
- AFM/EFM (atomic force/electrical force microscopy)' FTIR (Fourier transformer infrared spectroscopy)
- Banco di caratterizzazione elettrica (corrente-tensione, sotto illuminamento e in funzione della temperatura) per materiali e dispositivi
- Strumento Hall, per la valutazione della mobilità elettrica e della densità di portatori in materiali semiconduttori.
l'insieme di queste tecniche e la messa a punto di metodologie permette di valutare la funzionalità dei materiali e dei dispositivi nei vari settori d'intervento e in particolare per, il fotovoltaico, l'elettronica, la sensoristica e le biotecnologie (literal)
- Descrizione di
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