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Descrizione del modulo "dispositivi multifunzionali avanzati basati su nanostrutture organiche e ibride e loro investigazione mediante sonde ottiche non convenzionali (DIMO) (PM.P04.007.001)"
- Type
- Label
- Descrizione del modulo "dispositivi multifunzionali avanzati basati su nanostrutture organiche e ibride e loro investigazione mediante sonde ottiche non convenzionali (DIMO) (PM.P04.007.001)" (literal)
- Potenziale impiego per bisogni individuali e collettivi
- ICT e componentistica elettronica flessibile, Display di nuova generazione, componentistica per il lighting conformabile e indossabile, superfici fotovoltaiche per l'edilizia, dispositivi per la biodiagnostica e medicina neurodegenerativa, sensoristica di molecole biologiche, sensoristica per rilevazioni di contaminanti (literal)
- Tematiche di ricerca
- Le tematiche di ricerca su cui siamo impegnati coordinando iniziative
europee e programmi di ricerca industriali riguardano l'optoelettronica flessibile, la biodiagnostica e la sensoristica. Mediante strumenti di progettazione sviluppati a livello comunitario, nazionale e regionale i ricercatori della commessa sono capofila di iniziative che coinvolgono partner industriali internazionali per la realizzazione di piattaforme tecnologiche nel campo della fotonica organica flessibile ed indossabile con TRL (technology readiness level) avanzato. In particolare, tra i progetti in corso di realizzazione e di prossima attuazione si annoverano progetti nazionali (MIUR-FIRB e PRIN), regionali (PORFESR) europei (H2020) e industriali.
Inoltre, l'implementazione di piattaforme tecnologiche efficienti ed affidabili permette in parallelo lo sviluppo di nuove architetture di dispositivi multifunzionali integrabili in sensori biomedicali e Lab-on-a-chip per la biodiagnostica e la sicurezza. Tale attività di ricerca è stata sviluppata mediante l'implementazione e ottimizzazione di protocolli di fabbricazione e tecniche di caratterizzazione allo stato dell'arte. (literal)
- Competenze
- - Crescita di film sottili nanostrutturati di materiali organici ed ibridi
- Correlazione tra morfologia, ordine strutturale e proprietà elettroniche di materiali organici ed ibridi
- Simulazione numerica di dinamica molecolare di sistemi organici nanostrutturati
- Fotofisica di processi eccitonici veloci in film sottili nanostrutturati ed etero strutture
- Studio di interfacce multifunzionali in sistemi a multistrato basati materiali organici, dielettrici e metallici
- Fabbricazione ed implementazione di dispositivi elettronici ed optoelettronici multifunzionali
- Realizzazione di strutture ibride 2D e 3D per il controllo dei processi fotonici e della emissione di luce in dispositivi optoelettronici
- Realizzazione di dispostivi organici basati sulla architettura di transistor organici ad effetto di campo per la stimolazione e la registrazione d i cellule eccitabili
- Microscopia ottica confocale elettro-modulata su dispositivi optoelettronici organici con risoluzione al di sotto del limite di rifrazione
- Osservazione con tecniche di microscopia ottica della dinamica di processi biochimici in sistemi biologici (literal)
- Potenziale impiego per processi produttivi
- ICT e componentistica elettronica, Display di nuova generazione,
componentistica e sorgenti innovative per illuminazione, superfici
fotovoltaiche per l'edilizia, dispositivi per la biodiagnostica, sensoristica di molecole biologiche. (literal)
- Tecnologie
- - Tecnologie di incapsulamento e packaging di dispositivi elettronici ed optoelettronici.
- Cluster computazionale ad alte prestazioni per effettuare simulazioni in chimica e scienza dei materiali (literal)
- Obiettivi
- 1. Realizzazione e studio di sistemi nanostrutturati e interfacce organiche e ibride con proprietà elettroniche, fotoniche ed optoelettroniche.
2. Studio di biosistemi tramite imaging ottico finalizzato alla biodiagnostica di processi neurologici degenerativi.
3. Progettazione e realizzazione di dimostratori di dispositivi optoelettronici multifunzionali avanzati basati su sistemi organici ed ibridi
4. Progettazione e realizzazione di nanostrutture ibride 2D e 3D per il controllo dei processi fotonici e della emissione di luce in dispositivi optoelettronici.
5. Progettazione e realizzazione di dispostivi organici basati sulla architettura di transistor organici ad effetto di campo per la stimolazione e la registrazione d i cellule eccitabili e non.
6. Implementazione di upscale su larga scala dei protocolli di fabbricazione di dispositivi flessibli e conformabili optoelettronici e moduli fotovoltaici organici e ibridi
7. Correlazione tra le proprietà strutturali e funzionali delle interfacce su scala nanoscopica mediante l'indagine con sonde ottiche avanzate per l'ottimizzazione delle figure di merito di dispositivi organici multifunzionali. (literal)
- Stato dell'arte
- Negli ultimi 10 anni lo sviluppo tecnologico di dispositivi con regione attiva basata su materiali organici e/o ibridi è stato tale da considerare l'elettronica e fotonica organica una promettente alternativa a quella tradizione nella realizzazione di transistor multifunzionali ad effetto di campo, sensori per la rilevazione di molecole biologiche e per la stimolazione e registrazione di segnali elettrofisiologici, fotodiodi, fotoricettori, celle solari. Il CNR-ISMN ha realizzato i primi transistor organici ambipolari emettitori di luce (OLET) e detiene ad oggi il record in termini di efficienza e brillanza dei dispositivi. Le straordinarie caratteristiche optoelettroniche degli OLET in termini di efficienza quantica esterna e densità di carica unite alla capacità di integrare in modo monolitico componenti fotoniche nella architettura planare del dispositivo garantiscono lo sviluppo di sistemi ad alto valore aggiunto per applicazioni industriali quali display, sensori, dispositivi opto-microfluidici medicali. (literal)
- Tecniche di indagine
- - Spettroscopia di fotoluminescenza (PL, site-selective PL, PLE)
- Spettroscopia laser con eccitazione impulsata al nanosecondo (dinamica di stati elettronici eccitati e stati carichi nell'intervallo temporale 10ns-100micros)
- Spettroscopia laser con eccitazione impulsata al femtosecondo (dinamica di stati elettronici eccitati nell'intervallo temporale 2ps-5ns)
- Assorbimento infrarosso
- Spettroscopia Raman con eccitazione a 514nm, 488nm, 633 nm e nel vicino infrarosso
- Microscopia confocale di fotoluminescenza e Raman
- Microscopio a fluorescenza TIRF (Total Internal Reflection Fluorescence)
- Misure optoelettroniche integrate mediante analizzatore parametrico in sfera integratrice con fotodiodi calibrati
- Microscopio AFM/STM
- Profilo angolare di elettroluminescenza in dispositivi optoelettronici (OLETs, OLEDs)
- Spettroscopia di riflettività ottica risolta anglarmentein sistemi periodici nano strutturati
- Stazione elettrochimica per misure elettrochimiche stazionari e transienti in modalità come potenziostato e galvanostato (literal)
- Descrizione di
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