Descrizione previsione attività della commessa "Nanofabbricazione e fenomeni di superficie interfaccia alla nanoscala (MD.P06.013)"

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  • Descrizione previsione attività della commessa "Nanofabbricazione e fenomeni di superficie interfaccia alla nanoscala (MD.P06.013)" (literal)
Iniziative per acquisizione entrate
  • Partecipazione a bandi ministeriali (PRIN-MIUR, FIRB, SIR) e progetti europei (HORIZON 2020, COST, …). Azioni di disseminazione e trasferimento tecnologico verso le industrie. (literal)
Punti critici
  • Interpretazione dei dati EXAFS per determinare la struttura locale del cerio nei vetri bioattivi. E' prevista un'interazione con il gruppo che gestisce la beamline su cui sono state effettuate le misure, che ha consolidata esperienza nel campo dell'applicazione della tecnica a sistemi amorfi. Modalità con cui verranno esposti i sistemi modello, costituiti da film sottili epitassiali, a H2O2 per evitare una dissociazione non voluta dovuta al contatto con metalli. Dopo una prima fase di studio dell'esposizione ex-situ, verrà messo a punto un sistema opportuno per dosare perossido di idrogeno in vuoto. Ridurre la variabilità e stabilire una correlazione definita fra conducibilità elettrica del film di TiO2:Nb e le diverse condizioni di crescita, del materiale del substrato e dei trattamenti termici post-crescita. Acquisizione e messa in opera del sistema di riscaldamento dei campioni in vuoto, nel sistema di crescita delle NP. Ologrammi: limitazioni alla risoluzione spaziale nella fabbricazione mediante FIB. Implementazione degli ologrammi FIB nanofabbricati in TEM equipaggiati con sorgenti ad elevata coerenza. (collaborazione CNR-IMM, Bologna) per l'utilizzo in analisi strutturali e di materiali magnetici. Sviluppo di metodologia di nanofabbricazione mediante EBL su membrana (collaborazione CNR-NANO, Pisa). Nano-patterning: valutazione della formazione del capillare d'acqua alla superficie. Tribologia low-temperature: valutazione delle reazioni tribo-chimiche tra metalli in ambiente umido e bassa temperatura. Ricoprimenti superficiali: problema dell'adesione di coating metallici su PVC. Le diverse camere di misura in UHV non sono direttamente comunicanti; si intende progettare e costruire un sistema di trasferimento in vuoto fra le diverse camere, per permettere una caratterizzazione più completa dei campioni. (literal)
Attività da svolgere
  • Comprensione delle modifiche strutturali indotte dalla riduzione in film di ossido di cerio di diverso spessore. Studio delle modifiche elettroniche e strutturali indotte dalla presenza dei droganti in film sottili di ossido di cerio e influenza sulla riducibilità. Studio dell'influenza della formazione di fosfati di cerio in vetri bioattivi drogati con ossido di cerio nell'efficienza della dissociazione dell'H2O2. Studio dell'effetto dell'esposizione a perossido di idrogeno in sistemi modello di ossido di cerio costituiti da film sottili epitassiali e da nano particelle di dimensioni controllate. Produzione di nano particelle di ossido di cerio di dimensioni inferiori a quelle finora da noi realizzate. Proprietà plasmoniche di nanoparticelle di Ag su ZnO su superficie (0001) e (10-10) a confronto. Riflettività differenziale di tali sistemi in collaborazione con J. Jupille e R. Lazzari. Finalizzazione di pubblicazioni riguardo i lavori su Al:ZnO, Ag/MgO e Cr:MgO. Ottimizzazione della resistività dei film di TiO2:Nb, per raggiungere un valore target < 1 mOhm cm; drogaggio con elementi abbondanti sulla crosta terrestre (es. Mg), per ottenere film trasparenti nel visibile (trasmittanza > 80%) e conduttivi; comprensione del meccanismo del trasporto elettrico in film di TiO2:Nb oppure TiO2:Mg. caratterizzazione ottica UV-VIS-NIR dei film cresciuti. Conclusione esperimenti comparativi su NP metailliche Ni@CoO e Co@NiO, mediante anche misure SQUID (collaborazione con Ponti) e dicroismo con luce di sincrotrone. Esperimenti di ossidoriduzione in situ di NP di Cex Oy su NP di dimensioni 3-5 nm. TEM: Utilizzo del know-how sviluppato per la nanafabbricazione mediante FIB di ologrammi di fase per la realizzazione di fasci elettronici con momento angolare > 100 h. Continuerà lo studio sperimentale o prova di principio di fattibilità di fasci polarizzati in spin. EBID: realizzazione di nanostrutture magnetiche utilizzando la deposizione da CoCO. Nano-patterning: misura di attrito ed adesione su pattern EBL in aria e vuoto. Tribologia low-temperature: studio di attrito di superfici di ghiaccio patternate; studio dei fenomeni di attrito e usura di strisciamento tra metalli a bassa temperatura, con riferimento alle reazioni tribo-chimiche. Grafene: si continueranno le misure FFM su grafene/Ni(111), eventualmente in UHV; si cercherà di caratterizzare l'energia di adesione del graphene e il processo di delaminazione in funzione del substrato e delle condizioni ambientali; verranno caratterizzati altri campioni di tipo \"commerciale\" composti tipicamente da multistrati di graphene; effetti di lubrificazione alla microscala tramite flakes di grafene. Ricoprimenti superficiali: realizzazione e caratterizzazione di ricoprimenti DLC; realizzazione di ricoprimenti metallici su PVC. Conclusione dell'analisi dei dati di BLG/Ru, alla luce del contributo teorico. Caratterizzazione e crescita di nanoribbon di grafene (GNR) su superfici metalliche; studio delle proprietà elettroniche e vibrazionali. Prosegue lo studio dell'interazione fra molecole magnetiche e grafene. Studio delle proprietà elettroniche e vibrazionali di isolanti topologici (IT) 3d (calcogenuri binari e ternari). (literal)
Risultati attesi
  • Ci aspettiamo di comprendere la struttura di film ultrasottili di ossido di cerio altamente ridotti e di ottenere una migliore comprensione dell'influenza dei droganti. Ci aspettiamo di comprendere il ruolo dei fosfati di cerio e dell'ossido di cerio nel meccanismo di dissociazione dell'H2O2. Ci aspettiamo di essere in grado di produrre nano particelle di ossido di cerio di dimensioni inferiori a quelle finora da noi realizzate e di comprenderne la struttura. Confronto e integrazione dei risultati ottenuti mediante EELS e STM con quelli da riflettanza differenziale. Comprensione delle differenti proprietà plasmoniche in funzione della superficie utilizzata come substrato e delle anisotropie superficiali. Film trasparenti di TiO2:Nb e TiO2:Mg con resistività elettrica DC inferiore a 1 mOhm cm. Caratterizzazione completa delle proprietà magnetiche die sistemi Ni@CoO e Co@NiO. Realizzazione di ologrammi con l dell'ordine di 100 e prime applicazioni nella misura di magnetizzazione in nanostrutture a base Co CO ottenute mediante EBID. Nano-patterning: studio dell'effetto del patterning EBL su attrito ed adesione e ruolo dell'umidità. Tribologia low-temperature: dipendenza del CoF su ghiaccio patternato dalla caratteristiche geometriche superficiali. Grafene: comportamento tribologico di grafene/Ni(111) in UHV; comprensione del fenomeno di delaminazione di grafene in funzioni dei parametri ambientali; caratterizzazione di grafene commerciale. Ricoprimenti superficiali: ottimizzazione di ricoprimenti DLC per applicazioni meccaniche; realizzazione di ricoprimenti metallici su PVC con buone caratteristiche estetico-funzionali. Comprensione delle proprietà fononiche e plasmoniche del BLG/Ru e confronto con il corrispondente SLG. Proprietà elettroniche e vibrazionali di GNR, cresciuti con diverse tecniche (da precursori in UHV, per CVD, da soluzione), al variare di struttura e doping. Dispersioni fononiche e proprietà elettroniche (con particolare riguardo per la caratterizzazione dei plasmoni di Dirac) di IT selezionati; (literal)
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