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Lorraine University
(Metz - Francia)
Sviluppo di un fotorivelatore di grande area, pixellato e
a singolo fotone, sensibile all’UV
Carla Aramo
Obiettivi in tre anni di attività:
1) Sviluppo e caratterizzazione di un
fotorivelatore a singolo fotone finemente
pixellato su grande area basato
sull’utilizzo combinato di silicio e
nanotubi di carbonio;
2) Amplificazione del segnale tramite
substrati di silicio strutturati;
3) Sviluppo della migliore elettronica di
lettura per l’acquisizione dei segnali;
4) Test accurati su fasci di radiazione per
valutare effetti di aging e resistenza a
fasci intensi di radiazione UV;
5) Ingegnerizzazione del rivelatore
In particolare
1. Possibilità di ottenere una pixellizzazione non per lavorazione
micrometrica dei substrati di silicio ma per semplice deposizione
dei CNT in pixel nanolitografati. In tal caso la dimensione dei pixel
può variare dalle decine di mm2 ai nm2 ;
2. possibilità di realizzare i contatti elettrici attraverso la deposizione
superficiale di un film conduttivo di ITO (indium tin oxide) che
consentirebbe di alimentare tutti insieme in modo uniforme i pixel
senza limitazione della superficie sensibile;
3. possibilità di una lettura analogica del singoli pixel. In tal caso la
linearità di lettura della carica non verrebbe limitata al numero di
pixel ma dalla linearità dell’intero dispositivo;
4. possibilità di un accoppiamento diretto tra il rivelatore pixellato e
l’elettronica di lettura;
5. miglioramento delle prestazioni del fotorivelatore tramite
ingegnerizzazione dei processi di realizzazione dei substrati di
silicio e di crescita dei nanotubi di carbonio.
La collaborazione
L’Aquila
4 fisici, fte 2.2
Bari
4 fisici, fte 1.7
Napoli
(produzione CNT, nanofibre, funzionalizzazione,
caratterizzazione, proprietà chimiche, … )
(Misure proprietà elettriche dei film di nanotubi, deposizione di
nanotubi con tecnica spray, caratterizzazione UV-VIS dei
fotocatodi, coating con ITO…)
8 fisici, fte 2.5
(rivelatore, nanolitografia, responsivity, indagini ottiche,
fotocorrente, fotorisposta, …)
Perugia
(Produzione di substrati strutturati, studio dell’interfaccia,… )
1 fisico, fte 0.2
(Produzione CNT, funzionalizzazione, caratterizzazione …)
Roma2
4 fisici, fte 2.5
La partecipazione di collaboratori stranieri potenzia fortemente la ricerca e le dà
una caratteristica di internazionalità da non sottovalutare. Il gruppo
dell’Università di Lorraine (Metz - Francia) è in grado di caratterizzare
morfologicamente i nanotubi, di capire i meccanismi alla base della
fotoconduttività e dell’interazione con il silicio e di studiare la dipendenza della
risposta dalla polarizzazione della luce.
Collaborazione tecnica con FBK-Irst
Composizione del gruppo di Napoli – 9 fisici, fte 2.9
Ambrosio Antonio – Ric. CNR
Ambrosio Michelangelo – ass.senior
Corrado de Lisio – Ric. U.
Carmela Bonavolontà – ass. ric.
Guarino Fausto – Ric. U.
Aramo Carla – Ric. INFN
Lettieri Stefano – Ric. CNR
Maddalena Pasquale – PO
Massimo Valentino – Ric. CNR
30
40
40
40
10
20
30
40
40
Realizzazione di
fotocatodi
Test dei fotorivelatori
Modellizzazione
Elettronica di lettura
Indagini ottiche
Pump&Probe
Il gruppo presenta due aspetti importanti: una componente universitaria che mette a
disposizione strumentazione per analisi morfologiche e strutturali dei materiali (AFM, Raman,
SNOM, laser impulsati, pump&probe) e una componente INFN, ideatrice e responsabile di
questo programma di attività, che ha in questi anni allestito un laboratorio INFN dotato della
strumentazione finora risultata sufficiente alla caratterizzazione dei rivelatori prodotti.
Il gruppo inoltre ha sviluppato modelli di interpretazione e simulazione delle
giunzioni e della risposta dei dispositivi che risultano preziosi nella
comprensione dei fenomeni.
La disponibilità di un SER (Servizio di Elettronica e Rivelatori) molto attivo e collaborativo
assicura lo sviluppo dell’elettronica descritta anche con l’utilizzo di microprocessori.
Richieste di servizi della
Sezione
SER – 8 settimane
Nell’ambito del progetto Paride è stato messo a
punto un rivelatore a nanotubi di carbonio per il
quale si richiede lo sviluppo di una elettronica di
lettura eventualmente basata su un chip
commerciale. L’attività si articolerà su 4 settimane
per progettazione e 4 per PCB.
Richieste finanziarie
MISS
CON
INV
Contatti di collaborazione e
viaggi del Responsabile
Nazionale
6.0
Contatti con la collaborazione
francese
3.5
Partecipazione ad un
congresso internazionale
1.5
Totale MISS
Materiale per montaggio e test
dei campioni
12.0
5.0
Componenti di elettronica
2.0
Scheda di lettura front-end
8.0
Sorgenti laser a diodi UV
4.0
Totale CON
Sorgenti impulsate al picosec
19.0
10.0
Totale INV
10.0