Descrizione del modulo "Nanofabbricazione e fenomeni di superficie interfaccia alla nanoscala (MD.P06.013.002)"

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  • Descrizione del modulo "Nanofabbricazione e fenomeni di superficie interfaccia alla nanoscala (MD.P06.013.002)" (literal)
Potenziale impiego per bisogni individuali e collettivi
  • Le attività rivolte agli ossidi in forma di film sottili e/o nanoaggregati, così come le attività sulla tribologia, rivestono importanza per settori socialmente ed economicamente rilevanti come la catalisi (es: materiali fotocatalitici per la riduzione dell'inquinamento ambientale) o il risparmio energetico (riduzione di attrito e conseguenti minori consumi di combustibili e lubrificanti ad es. nel settore automotive), la produzione di energia (materiali per la tecnologia fotovoltaica di terza generazione) o la salute pubblica (ad es. minor usura e conseguente minore rilascio di nanoparticelle nell'atmosfera). (literal)
Tematiche di ricerca
  • Studio di una varietà di fenomeni e processi che originano dal confinamento su scala nanometrica della materia condensata, mediante differenti approcci sperimentali e teorici, con l'intento di chiarire il ruolo di confinamento, superfici e interfacce nel determinare rilevanti proprietà chimico-fisiche. Principali tematiche: sistemi confinati metallo/ossido; interfacce ibride organico-inorganico; nanotribologia; nanofabbricazione e microscopia ad alta risoluzione con fasci ionici ed elettronici. (literal)
Competenze
  • competenze nel campo della preparazione di superfici e materiali; competenze nel campo della caratterizzazione chimica, strutturale e morfologica di materiali allo stato solido; competenze nel campo della microscopia elettronica ad alta risoluzione; competenze del campo della micro-nano fabbricazione mediante tecniche ioniche (FIB), litografia ottica ed elettronica; competenze nel campo della microscopia elettronica ad alta risoluzione e simulazione dei relativi processi di imaging; competenze nel campo delle microscopie a scansione di sonda; competenze nella caratterizzazione magnetica di sistemi nanostrutturati; competenze nel campo della micro- e nano-tribologia; competenze nella simulazione ab-initio di sistemi fisici e nella dinamica molecolare; (literal)
Potenziale impiego per processi produttivi
  • L'obiettivo della commessa è in larga parte la ricerca di base e la produzione di conoscenza su fenomeni fisici che si manifestano alla nanoscala. Il potenziale impiego per processi produttivi è particolarmente concentrato sulle attività nel campo della tribologia, che vede la collaborazione con rilevanti aziende del settore meccanico e ceramico e la partecipazione al Laboratorio a rete SUP&RMAN del distretto di Alta Tecnologia della Regione Emilia-Romagna. Anche le attività nel campo dei ricoprimenti rivestono potenziale importanza per processi produttivi: collaborazioni sono in corso con aziende del settore. (literal)
Tecnologie
  • deposizione mediante MBE in UHV; deposizione mediante sputtering multicatodo (anche reattivo); deposizione da fase liquida in atmosfera controllata; nanolavorazione FIB, EBID e IBID; modifiche superficiali mediante bombardamento ionico; litografia ottica a contatto; forno per trattamenti termici in atmosfera controllata; taglio e lucidatura meccanica di cristalli; codici di dinamica molecolare, DFT, ecc. (literal)
Obiettivi
  • Comprensione delle interazioni fondamentali: dalla nucleazione alla formazione di array ordinati di dot o fili in metalli su ossidi, dalle molecole funzionalizzate ai sistemi ibridi, sistemi di nanoparticelle magnetiche in matrici inerti o magnetiche. Controllo delle proprietà fisico-chimiche. Set-up di un laboratorio di micro-nanotribologia; studio teorico e sperimentale dei processi che determinano i comportamenti tribologici alla nanoscala Ottimizzare le prestazioni del DB e TEM. Merging delle competenze di ingegneria dei difetti nelle nanotecnologie. (literal)
Stato dell'arte
  • L'interesse per i fenomeni e per le proprietà che la materia manifesta quando viene manipolata a livello nanometrico è molto cresciuto negli anni recenti per le applicazioni elettroniche, meccaniche, biotecnologiche ed energetiche. La tematica richiama attualmente grande attenzione (e investimenti) a livello sia di base che di trasferimento tecnologico, e si inquadra in specifiche tematiche di FP7-UE, del Piano Nazionale della Ricerca e del PRRIITT della Regione Emilia Romagna. (literal)
Tecniche di indagine
  • spettroscopie elettroniche (Auger, XPS, LEED, HREELS); microscopia elettronica SEM e TEM; microscopia ionica; microscopie a scansione (STM e AFM); magnetometria MOKE; misure elettriche I-V e R-H (magnetotrasporto); Modifiche superficiali tramite laser ablation Codici di simulazione ad elementi finiti (literal)
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