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Fisica e spettroscopia ottica


Dipartimento: Dipartimento di Ingegneria dell'Informazione, delle Infrastrutture e dell'Energia Sostenibile
Ubicazione e recapiti:

DIIES
Via Graziella, Loc. Feo Di Vito
tel. +39 0965 1693485
89122 Reggio Calabria

Superficie (mq): 226
Locali: 4
Direttore: Giacomo Messina
Mail: Mail
Responsabile tecnico: Giuliana Faggio
Ordinari: Giacomo Messina (FIS/01)
Ricercatori: Giuliana Faggio (FIS/01)
Dottorandi: Andrea Gnisci
Assegnisti: Saveria Santangelo (FIS/01)

Finalità

Le attività del laboratorio sono rivolte alla caratterizzazione spettroscopica e microscopica di materiali micro e nano strutturati per applicazioni elettroniche, optoelettroniche e sensoristiche. Scopo primario è correlare le proprietà strutturali dei materiali con le condizioni di crescita. Ciò permette di ottimizzare i processi di sintesi, consentendo di ottenere materiali con proprietà fisiche ritagliate per la particolare applicazione.


Attività

L'indagine spettroscopica viene effettuata tramite spettroscopia Raman, fotoluminescenza e spettroscopia UV-visibile-NIR.

Vengono effettuate misure di microscopia a Forza Atomica e indagini ellissometriche. È possibile anche eseguire caratterizzazioni elettriche tensione-corrente (I-V) e tensione-capacità (C-V) attraverso una probe station dedicata.

Sono stati studiati silicio poroso, silicio amorfo, carburo di silicio e materiali a base di carbonio: diamante sintetico, carbonio amorfo diamond-like e nanotubi di carbonio.

Più recentemente l'attività di ricerca si è concentrata sul grafene, singolo foglio di atomi di carbonio disposti in una struttura esagonale, che sta riscuotendo grande interesse in tutto il mondo per le sue potenziali applicazioni. Più forte del diamante, ma più leggero e flessibile, il grafene è un materiale conduttore trasparente. Grazie alla sua geometria planare, può risultare maggiormente compatibile di altri materiali, compresi i nanotubi di carbonio, con i dispositivi elettronici convenzionali.

Con lo spettrometro micro-Raman confocale è possibile anche realizzare mappe Raman, che consentono di monitorare con grande precisione l'omogeneità spaziale dei campioni (p.e. distribuzione locale dei difetti, livello di stress etc). Grazie a diverse sorgenti laser (He-Ne, ioni Ar e He-Cd), è possibile fare analisi Raman a diverse lunghezze d'onda di eccitazione, dal rosso all' UV. Le misure di fotoluminescenza possono essere eseguite dalla temperatura dell’azoto liquido (-196°C) fino a 600°C.


Relazioni internazionali

IMM-CNR Bologna

ENEA Casaccia Roma

IIT Genova


Horizon 2020 topics

Future and Emerging Technologies (Nanotechnologies - Technologies with New Materials)

Leadership in Enabling and Industrial Technologies (Advanced Materials - Advanced Manufacturing and Processing)

ICT (New Generation of Components and Systems - Micro and Nano-Electronic Technologies and Photonics)


Smart Specialisation Strategy Calabria (S3 Calabria)

ICT e Terziario innovativo-Bioedilizia- Ambiente e rischi naturali

Linee di ricerca

Responsabile Parole chiave Tematiche ERC
Giacomo Messina Spettroscopia Raman, Raman Imaging, Fotoluminescenza, Ellissometria, Microscopia a Forza Atomica (AFM), Microscopia Elettronica a Scansione e Trasmissione (SEM e TEM), Diffrattometria a Raggi X (XRD), Catalyzed Chemical Vapor Deposition (CVD), Diamante CVD, Nanotubi di Carbonio, Nanocompositi, Graphene, Rivelatori, Dosimetri PE4_3 - Spectroscopic and spectrometric techniques
PE5_10 - Nanomaterials : nanoparticles, nanotubes
PE5_9 - Materials for sensors
Giuliana Faggio Spettroscopia Raman, Raman Imaging, Fotoluminescenza, Ellissometria, Microscopia a Forza Atomica (AFM), Microscopia Elettronica a Scansione e Trasmissione (SEM e TEM), Diffrattometria a Raggi X (XRD), Catalyzed Chemical Vapor Deposition (CVD), Diamante CVD, Nanotubi di Carbonio, Nanocompositi, Graphene, Rivelatori, Dosimetri PE4_3 - Spectroscopic and spectrometric techniques
PE5_10 - Nanomaterials : nanoparticles, nanotubes
PE5_9 - Materials for sensors

Grandi attrezzature

Attrezzatura: Microscopio Elettronico a Scansione ad emissione di campo completo di colonna ionica focalizzata (SEM/FIB), modello Helios NanoLab™ 600i FEI
Tipologia: Ad uso condiviso
Responsabili Giacomo Messina
Francesco Giuseppe Della Corte
Classificazione: Environmental Sciences;Energy;Material and Analytical Facilities;Physical Sciences and Engineering
Fondi: PONa3_00308 GELMinCAL
Anno attivazione: 2016
Utenza: Interna/Esterna
Applicazioni: Progetti di ricerca/Collaborazioni scientifiche

Attrezzatura: Microscopio elettronico a trasmissione (TEM) equipaggiato con strumentazione per analisi chimica elementare a dispersione di raggi X modello JEM2100F JEOL
Tipologia: Ad uso condiviso
Responsabili Giacomo Messina
Pierluigi Antonucci
Classificazione: Environmental Sciences;Energy;Material and Analytical Facilities;Physical Sciences and Engineering
Fondi: PONa3_00308 GELMinCAL
Anno attivazione: 2015
Utenza: Interna/Esterna
Applicazioni: Progetti di ricerca/Collaborazioni scientifiche

Attrezzatura: Diffrattometro a raggi X per analisi di film sottili, campioni massivi, campioni irregolari, SAXS/WAXS, modello Empyrean PANalytical
Tipologia: Ad uso condiviso
Responsabili Giacomo Messina
Pierluigi Antonucci
Classificazione: Environmental Sciences;Energy;Material and Analytical Facilities;Physical Sciences and Engineering
Fondi: PONa3_00308 GELMinCAL
Anno attivazione: 2014
Utenza: Interna/Esterna
Applicazioni: Progetti di ricerca/Collaborazioni scientifiche

Attrezzatura: Strumentazione per caratterizzazione morfologica e strutturale di nanostrutture (Spettrometro micro-Raman confocale, modello LabRamHR Evolution HORIBA Scientific, Microscopio a scansione di sonda (SPM), modello AIST-NT, incluso di interfaccia sia di tipo hardware che software idonea per misure simultanee in real time di tipo TERS/AFM con spettrometro micro-Raman confocale HORIBA)
Tipologia: Ad uso esclusivo
Responsabili Giacomo Messina
Classificazione: Environmental Sciences;Energy;Material and Analytical Facilities;Physical Sciences and Engineering
Fondi: PONa3_00308 GELMinCAL
Anno attivazione: 2014
Utenza: Interna
Applicazioni: Progetti di ricerca/Collaborazioni scientifiche

Attrezzatura: Strumentazione per spettroscopia ottica (Ellissometro spettroscopico ad angolo variabile esteso nel NIR, modello V-VASE J.A.Woollam, Spettrofotometro UV-Vis-NIR a doppio raggio per misure su campioni liquidi e solidi, modello LAMBDA 950 completo di sfera di integrazione da 150mm PerkinElmer)
Tipologia: Ad uso esclusivo
Responsabili Giacomo Messina
Classificazione: Environmental Sciences;Energy;Material and Analytical Facilities;Physical Sciences and Engineering
Fondi: PONa3_00308 GELMinCAL
Anno attivazione: 2014
Utenza: Interna
Applicazioni: Progetti di ricerca/Collaborazioni scientifiche

Attrezzatura: Strumentazione tecnologica per Microelettronica (Analizzatore parametrico di dispositivi elettronici, modello B1500A Agilent, Stazione per la polarizzazione e la caratterizione elettrica di dispositivi e materiali con puntali posizionati ad alta precisione, microscopio, movimento micrometrico X/Y/Z e base antivibrante (Probe station), modello Manual Probe System for life (PS4L) with StereoZoom Microscope SEMIPROBE)
Tipologia: Ad uso esclusivo
Responsabili Giacomo Messina
Classificazione: Environmental Sciences;Energy;Material and Analytical Facilities;Physical Sciences and Engineering
Fondi: PONa3_00308 GELMinCAL
Anno attivazione: 2014
Utenza: Interna
Applicazioni: Progetti di ricerca/Collaborazioni scientifiche

Fisica e spettroscopia ottica


Department: Dipartimento di Ingegneria dell'Informazione, delle Infrastrutture e dell'Energia Sostenibile
Location and Contacts:

DIIES
Via Graziella, Loc. Feo Di Vito
tel. +39 0965 1693485
89122 Reggio Calabria

Area (mq): 226
Rooms: 4
Director: Giacomo Messina
Mail: Mail
Technical Responsible: Giuliana Faggio
Full Professors: Giacomo Messina (FIS/01)
Researchers: Giuliana Faggio (FIS/01)
PhD students: Andrea Gnisci
Research fellows: Saveria Santangelo (FIS/01)

Principal aims

The laboratory activities are addressed to the spectroscopic and microscopic characterization of micro- and nano-structured materials for electronics, optoelectronics and sensing applications. Primary purpose is to correlate the structural properties of the materials with the growth conditions. This allows optimization of the synthesis processes, allowing to obtain materials with physical properties tailored to the particular application.


Research activities

The spectroscopic investigation is carried out through Raman spectroscopy, photoluminescence and UV-visible-NIR spectroscopy.

Other investigations are made through Atomic Force Microscopy and ellipsometry. Current-voltage (I-V) and voltage-capacitance (C-V) characterizations are made through a dedicated probe station.

Porous silicon, amorphous silicon, silicon carbide and carbon-based materials such as synthetic diamond, diamond-like amorphous carbon and carbon nanotubes were studied.

More recently, research has focused on graphene, a single sheet of carbon atoms arranged in a hexagonal pattern, which is enjoying great interest all over the world for its potential applications. Stronger than diamond, but lighter and more flexible, graphene is a transparent conductive material. Due to its planar geometry, it may be more compatible than other materials, including carbon nanotubes, with the conventional electronic devices.

By means of the micro-Raman spectrometer it is also possible to realize Raman maps, which allow to accurately monitor the spatial homogeneity of the samples (i. e. local distribution of defects, stress level, etc.). By using different laser sources (He-Ne, Ar ions and He-Cd), Raman analysis at different excitation wavelengths, from red to UV, can be carried out. The photoluminescence measurements can be performed from liquid nitrogen temperature (-196 ° C) up to 600 ° C.


International relationships

IMM-CNR Bologna

ENEA Casaccia Roma

IIT Genova


Horizon 2020 topics

Future and Emerging Technologies (Nanotechnologies - Technologies with New Materials)

Leadership in Enabling and Industrial Technologies (Advanced Materials - Advanced Manufacturing and Processing)

ICT (New Generation of Components and Systems - Micro and Nano-Electronic Technologies and Photonics)


Smart Specialisation Strategy Calabria (S3 Calabria)

ICT e Terziario innovativo-Bioedilizia- Ambiente e rischi naturali

Research fields

Responsible Keywords ERC Domain
Giacomo Messina Raman spectroscopy, Raman Imaging, Photoluminescence, Ellipsometry, Atomic Force Microscopy (AFM), Scanning Electron Microscopy and Transmission (SEM and TEM), X-ray diffraction (XRD), Catalyzed Chemical Vapor Deposition (CVD), CVD Diamond, Carbon Nanotubes, nanocomposites, Graphene, detectors, dosimeters PE4_3 - Spectroscopic and spectrometric techniques
PE5_10 - Nanomaterials : nanoparticles, nanotubes
PE5_9 - Materials for sensors
Giuliana Faggio Raman spectroscopy, Raman Imaging, Photoluminescence, Ellipsometry, Atomic Force Microscopy (AFM), Scanning Electron Microscopy and Transmission (SEM and TEM), X-ray diffraction (XRD), Catalyzed Chemical Vapor Deposition (CVD), CVD Diamond, Carbon Nanotubes, nanocomposites, Graphene, detectors, dosimeters PE4_3 - Spectroscopic and spectrometric techniques
PE5_10 - Nanomaterials : nanoparticles, nanotubes
PE5_9 - Materials for sensors

Great equipment

Attrezzatura: Microscopio Elettronico a Scansione ad emissione di campo completo di colonna ionica focalizzata (SEM/FIB), modello Helios NanoLab™ 600i FEI
Tipologia: Ad uso condiviso
Responsabili Giacomo Messina
Francesco Giuseppe Della Corte
Classificazione: Environmental Sciences;Energy;Material and Analytical Facilities;Physical Sciences and Engineering
Fondi: PONa3_00308 GELMinCAL
Anno attivazione: 2016
Utenza: Interna/Esterna
Applicazioni: Progetti di ricerca/Collaborazioni scientifiche

Attrezzatura: Microscopio elettronico a trasmissione (TEM) equipaggiato con strumentazione per analisi chimica elementare a dispersione di raggi X modello JEM2100F JEOL
Tipologia: Ad uso condiviso
Responsabili Giacomo Messina
Pierluigi Antonucci
Classificazione: Environmental Sciences;Energy;Material and Analytical Facilities;Physical Sciences and Engineering
Fondi: PONa3_00308 GELMinCAL
Anno attivazione: 2015
Utenza: Interna/Esterna
Applicazioni: Progetti di ricerca/Collaborazioni scientifiche

Attrezzatura: Diffrattometro a raggi X per analisi di film sottili, campioni massivi, campioni irregolari, SAXS/WAXS, modello Empyrean PANalytical
Tipologia: Ad uso condiviso
Responsabili Giacomo Messina
Pierluigi Antonucci
Classificazione: Environmental Sciences;Energy;Material and Analytical Facilities;Physical Sciences and Engineering
Fondi: PONa3_00308 GELMinCAL
Anno attivazione: 2014
Utenza: Interna/Esterna
Applicazioni: Progetti di ricerca/Collaborazioni scientifiche

Attrezzatura: Strumentazione per caratterizzazione morfologica e strutturale di nanostrutture (Spettrometro micro-Raman confocale, modello LabRamHR Evolution HORIBA Scientific, Microscopio a scansione di sonda (SPM), modello AIST-NT, incluso di interfaccia sia di tipo hardware che software idonea per misure simultanee in real time di tipo TERS/AFM con spettrometro micro-Raman confocale HORIBA)
Tipologia: Ad uso esclusivo
Responsabili Giacomo Messina
Classificazione: Environmental Sciences;Energy;Material and Analytical Facilities;Physical Sciences and Engineering
Fondi: PONa3_00308 GELMinCAL
Anno attivazione: 2014
Utenza: Interna
Applicazioni: Progetti di ricerca/Collaborazioni scientifiche

Attrezzatura: Strumentazione per spettroscopia ottica (Ellissometro spettroscopico ad angolo variabile esteso nel NIR, modello V-VASE J.A.Woollam, Spettrofotometro UV-Vis-NIR a doppio raggio per misure su campioni liquidi e solidi, modello LAMBDA 950 completo di sfera di integrazione da 150mm PerkinElmer)
Tipologia: Ad uso esclusivo
Responsabili Giacomo Messina
Classificazione: Environmental Sciences;Energy;Material and Analytical Facilities;Physical Sciences and Engineering
Fondi: PONa3_00308 GELMinCAL
Anno attivazione: 2014
Utenza: Interna
Applicazioni: Progetti di ricerca/Collaborazioni scientifiche

Attrezzatura: Strumentazione tecnologica per Microelettronica (Analizzatore parametrico di dispositivi elettronici, modello B1500A Agilent, Stazione per la polarizzazione e la caratterizione elettrica di dispositivi e materiali con puntali posizionati ad alta precisione, microscopio, movimento micrometrico X/Y/Z e base antivibrante (Probe station), modello Manual Probe System for life (PS4L) with StereoZoom Microscope SEMIPROBE)
Tipologia: Ad uso esclusivo
Responsabili Giacomo Messina
Classificazione: Environmental Sciences;Energy;Material and Analytical Facilities;Physical Sciences and Engineering
Fondi: PONa3_00308 GELMinCAL
Anno attivazione: 2014
Utenza: Interna
Applicazioni: Progetti di ricerca/Collaborazioni scientifiche

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