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Laboratorio di analisi delle superfici

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LABORATORIO DI ANALISI DELLE SUPERFICI


Le analisi delle superfici rivestono un ruolo sempre più importante nella ricerca scientifica dovuto alla crescita e sviluppo delle nanotecnologie e dei materiali nanostrutturati, largamente utilizzati nei campi della microelettronica, optoelettronica, rivestimenti anti-usura e anti-corrosione, biomedicina, biotecnologia, sensoristica dei gas, ecc. La costante diminuzione delle dimensioni dei dispositivi ed il crescente ruolo dei processi, che hanno luogo sulla superficie dei materiali, definiscono la crescente richiesta di ricorrere alla caratterizzazione della superficie dei materiali innovativi. All’interno dell’ISMN è presente il Laboratorio di Analisi delle Superfici, attrezzato con le tecniche di analisi della superficie maggiormente diffuse: spettroscopie elettroniche XPS, AES e UPS.

X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), anche noto come Electron Spectroscopy for Chemical Analysis (ESCA), è utilizzata per la determinazione della composizione atomica e chimica della superficie. Il volume campionato si estende dalla superficie ad una profondità approssimativa di 5 – 10 nm. In alternativa, l’XPS può essere utilizzato in combinazione con il profilo di profondità per caratterizzare film sottili e rivestimenti, quantificando la distribuzione delle specie chimiche lungo lo spessore analizzato. E’ da sottolineare che l’XPS si rivela come tecnica analitica unica, in quanto fornisce l’informazione dello stato chimico degli elementi identificati.

Auger Electron Spectroscopy (AES) è una tecnica molto sensibile alla superficie, dove è impiegato un fascio di elettroni ad alta energia come sorgente eccitante. Gli atomi eccitati possono rilassare attraverso l’emissione di elettroni Auger, la cui energia cinetica è caratteristica degli elementi presenti sulla superficie del campione. L’AES può anche essere impiegata per i profili di profondità e per l’acquisizione delle immagini chimiche di materiali conduttori.

Ultraviolet Photoelectron Spectroscopy (UPS) è basata sulla fotoemissione attraverso l’utilizzo delle sorgenti He I e He II. L’UPS è una tecnica molto sensibile alla superficie, in quanto sonda solo i primi monostrati della superficie ed è utilizzata per lo studio della banda di valenza dei composti.

Il laboratorio è dotato di due spettrometri: Escalab MkII and Escalab 250Xi.

Le tecniche di analisi delle superfici sono intensamente utilizzate per la caratterizzazione di differenti materiali innovativi, come film sottili di ossidi metallici e semiconduttori, rivestimenti anti-corrosione, 2D allotropi del carbonio, superleghe metalliche, assemblaggi sopramolecolari, nanoparticelle, rivestimenti biocompatibili, ecc.

Responsible: Dr. Saulius Kaciulis
Location: ISMN Montelibretti


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