Laboratorio Materiali
Micro e Nanostrutturati
Dipartimento di Energia
NEMAS – Center for NanoEngineered Materials and Surfaces
Politecnico di Milano
www.nanolab.polimi.it
Laboratorio Materiali Micro e Nanostrutturati
Docenti del gruppo di ricerca :
Responsabile:
- Prof C.E. Bottani (Fisica dello Stato Solido)
Docenti:
- Marco Beghi (Fisica della Materia -Tecnologia dei Materiali Nucleari)
- Paolo Ossi (Plasmi nell’Ingegneria delle Superfici - Fisica dei Materiali Disordinati)
- Andrea Li Bassi (Physics of Condensed Matter – Fisica dello Stato Solido)
- Carlo S. Casari (Proprietà Fisiche dei Materiali)
- Matteo Passoni (Fisica dei Plasmi – Fisica dello Stato Solido)
Attività di tesi
Synthesis
Characterization
Growth of nanostructured thin
films and nanoparticles
Morphology, structural and
electronic properties
• Pulsed Laser Deposition
• Sputtering
• Electron microscopy
• Evaporation
• Scanning Probe microscopy
• Self assembling
• Vibrational spectroscopies
theory and models
1. Sintesi di materiali nanostrutturati
1.1 Sviluppo di fotoanodi per celle fotovoltaiche
Deposizione mediante Pulsed Laser Deposition (PLD) e caratterizzazione morfologica e
strutturale di fotoanodi nanostrutturati a base di TiO2 per celle fotovoltaiche di III
generazione (DSSC, hybrid organic-inorganic).
1.2 Sintesi di quantum dot per celle fotovoltaiche
Preparazione di quantum dot di semiconduttori (es. Si) e caratterizzazione ottica e
strutturale. Preparazione di sistemi per quantum dot-sensitized solar cells.
Andrea Li Bassi – [email protected]
Carlo Casari – [email protected]
1.3 Studio di materiali per sistemi a fusione nucleare
Preparazione di specchi di Rh, Mo per sviluppo di diagnostiche del plasma in sistemi a
fusione a confinamento magnetico (es. ITER).
(In collaborazione con IFP-CNR Milano-Bicocca e ENEA Frascati)
Matteo Passoni – [email protected]
2. Studio di superfici alla scala nanometrica e atomica
2.1 Preparazione e studio di sistemi nanostrutturati per catalisi
modello
Deposizione mediante Pulsed Laser Deposition (PLD) ed evaporazione di cluster
atomici di metalli nobili (Pd/PdO) su substrati ceramici modello Al2O3 e
caratterizzazione in situ della morfologia e delle proprietà elettroniche mediante
Scanning Tunneling Microscopy e Spectroscopy (STM/STS).
Carlo Casari – [email protected]
2 nm
2.2 Studio di superfici magnetiche
Studio mediante Scanning Tunneling Microscopy (STM) e Spectroscopy (STS), anche
con polarizzazione di spin, di superfici magnetiche [es. isole di Fe/Au(111), Fe/W(110),
Co/Au(111)]. Si prevede anche lo sviluppo e la caratterizzazione di punte STM
magnetiche (Cr, Fe/W).
Andrea Li Bassi – [email protected]
2. Studio di superfici alla scala nanometrica e atomica
2.3 Studio degli aspetti teorici della microscopia e della
spettroscopia a effetto tunnel
Sviluppo di modelli teorici per la descrizione della misura STS in termini delle
proprietà elettroniche del sistema. Descrizione della corrente di tunnel in
esperimenti Spin Polarized STM/STS, con inclusione degli effetti legati alla
dipendenza dallo spin degli stati elettronici del sistema, e alla possibile differente
magnetizzazione del campione e della sonda.
Matteo Passoni – [email protected]
2.4 Imaging molecolare di sistemi biologici
Sviluppo di tecniche di Microscopia a Forza Atomica (AFM) e a scansione a
effetto tunnel (STM) per lo studio di biomolecole (proteine, DNA). L’attività
prevede anche lo sviluppo e la produzione di nuovi substrati per analisi
AFM/STM.
Carlo Casari – [email protected]
3. Spettroscopia vibrazionale
Intensity (arb. units)
3.1 Proprietà ottiche e vibrazionali di sistemi nanostrutturati
After
3 months
Spettroscopia Raman e caratterizzazioni ottiche di:
• nanostrutture di carbonio (grafene, nanotubi, nanowire)
• ossidi nanostrutturati (es. TiO2)
• quantum dot di semiconduttori
As prepared
Solution
Dried Ag np
1000
1500
2000
Andrea Li Bassi – [email protected]
Carlo Casari – [email protected]
2500
-1
Raman shift (cm )
3.2 Proprietà nanomeccaniche di film e multistrati
- Determinazione, mediante spettrometria Brillouin, delle caratteristiche
elastiche di film sottili e di film multiustrato. Si tratta di film metallici o/e
ceramici, tipicamente di interesse per applicazioni in campo energetico
(film protettivi, barriere impermeabili o a permeabilità controllata).
- Analisi della propagazione di onde elastiche in mezzi nanostrutturati, o aventi
una struttura a scala mesoscopica.
Marco Beghi – [email protected]
4. Interazione di plasmi e fasci energetici con superfici
180
4.1 Sintesi controllata di nanoparticelle metalliche in ablazione laser
e deposizione di strutture 2D con proprietà ottiche ad hoc
d=1.8 ± 0.1 nn
160
Number of Particles
140
120
Energetica, dinamica di espansione e sintesi di NPs in piume di ablazione
Deposizione di assemblee di NPs e loro analisi strutturale-morfologica
Studio delle proprietà ottiche (SPR) (collaborazione CNR- IPFC ed Univ. Messina)
100
80
60
40
Paolo Ossi – [email protected]
20
0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Particle size (nm)
4.2 Comportamento di zirconia stabilizzata con yttria (FSZ) sotto
bombardamento ionico in regime di collisioni anelastiche
Irraggiamento nel range dello stopping power elettronico (ioni U, Pb da GeV) di film
di FSZ policristallini
Analisi delle modificazioni composizionali, microstrutturali, nanostrutturali per diverse
dosi di irraggiamento
Paolo Ossi – [email protected]
Laboratorio Materiali Micro e Nanostrutturati
Dipartimento di Energia
NEMAS – Center for NanoEngineered Materials and Surfaces
Politecnico di Milano
Via Ponzio 34/4 20133 Milano, Italy
Contatti:
Prof. Carlo E. Bottani
[email protected]
tel. 02 2399 6352