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Programma
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Programma A) Sintesi
A.1) Lezioni frontali
- Introduzione generale alle tecniche di deposizione da fase vapore e da fase liquida di film sottili e nanostrutture su substrati (sputtering, evaporazione, epitassia da fasci molecolari, deposizione chimica da fase vapore, deposizione di strati atomici, deposizione da bagno chimico, deposizione idrotermale, deposizione elettrochimica);
- Deposizione di film sottili e nanostrutture su substrati tramite “sputtering”: principi fisici cinetici e termodinamici, parametri di deposizione fondamentali, apparati sperimentali;
A.2) Attività in laboratorio
- Deposizioni di film sottili su substrati utilizzando la tecnica di sputtering;
- Deposizione di nanostrutture da bagno chimico.
B) Processo
B.1) Lezioni frontali
- Introduzione generale ai processi e parametri fisici basilari coinvolti nell’evoluzione di nanostrutture e materiali sottoposti a processi termici e processi di impiantazione/irraggiamento ionico.
B.2) Attività di laboratorio
- Processi termici di film sottili depositati su substrati;
- Impiantazione ionica di film sottili o nanostrutture.
C) Caratterizzazione ed elaborazione dati sperimentali
C.1) Lezioni frontali
- Microscopia elettronica a scansione: principi fisici basilari, interazione elettroni-materia, apparato sperimentale;
- Microscopia a forza atomica: principi fisici basilari, il principio della sonda locale, apparato sperimentale;
- Spettrometria di retrodiffusione alla Rutherford; cinemantica di collisione; sezione d’urto; perdita energetica;
- Introduzione alla risposta ottica dei materiali, la funzione dielettrica elettronica e vibrazionale;
- Strumenti e modalità di esecuzione delle misure.
C.2) Attività di laboratorio
- Analisi di microscopia a scansione elettronica della morfologia di film sottili e nanostrutture cresciute su substrati; utilizzo di software per analisi immagini e analisi dati;
- Analisi di microscopia a forza atomica della morfologia di film sottili e nanostrutture cresciute su substrati; utilizzo di software per analisi immagini e analisi dati;
- Analisi ed elaborazione dati ottenuti dalle tecniche microscopiche e confronto tra risultati ottenuti da analisi con microscopia a scansione elettronica e microscopia a forza atomica;
- Acquisizione di spettri RBS in laboratorio e analisi degli stessi tramite software apposito (RUMP and/or SimNRA);
- Esecuzione di misure di riflettività UV-Vis e IR;
- Elaborazione e analisi quantitativa dei dati.
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Testi di riferimento
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Testi di riferimento 1) P. M. Martin, Handbook of Deposition Technologies for Films and Coatings-Science, Applications, Technology, Elsevier 2005
2) K. Wasa, M. Kitabatake, H. Adachi, Thin Film Materials Technology-Sputtering of Compound Materials, William Andrew Publishing 2004
3) L. Reimer, Scanning Electron Microscopy- Physics of Image Formation and Microanalysis, Springer 1998
4) J. I. Goldstein et al., Scanning Electron Microscopy and X-ray Microanalysis, Springer 2018
5) V. L. Mironov, Fondamenti di Microscopia a scansione di Sonda, Accademia Russa delle Scienze 2004
6) A. Foster, W. Hofer, Scanning Probe Microscopy- Atomic Scale Engineering by Forces and Currents, Springer 2006.
7) L. Feldman, J. Mayer “Fundamentals of Surface and Thin Film Analysis” North-Holland Ed.
8) K.-N. Tu, J. W. Mayer, L. C. Feldman, “Electronic Thin Film Science” Macmillan Publishing Company
9) E. Rimini, “Ion Implantation: Basics to Device Fabrication”, Springer
10) K. B. Oldham and J. C. Myland, “Fundamentals of Electrochemical Science” Academic Press
11) H. Kuzmany, Solid State Spectroscopy, Addison-Wesley
12) Garcia Solé, An introduction to the Optical Spectroscopy of Inorganic Solids, John Wiley & Son
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