A&MF&SB_ISM

Attività di ricerca

Il lab DiaTHEMA sviluppa materiali per dispositivi in optoelettronica, rivelazione di radiazione ionizzante e conversione di energia solare in ambienti ostili.

 

Area tematica

 ☒      Ambiente

☐      Agrobio

☐      Beni Culturali

☒      Materiali funzionali

      Salute e Benessere

 

Referente Attività

 Daniele M. Trucchi, CNR-ISM,

Tel.: +39 06 90672 558,

Mail: daniele.trucchi@ism.cnr.it

 

Facilities

  • Deposition systems:
    • MWCVD system customized from an ASTEX S-1500 CVD system (2 kW power, 2.45 GHz frequency) with a programmable automation controller National Instrument Compact RIO for 24/7 deposition.
    • Hot-Filament CVD custom system, up to 4” wafers.
    • PLD system, ArF or KrF (193 or 248 nm) pulsed laser source (Lambda Physik COMPex) (Fig 3.5, right). High Vacuum chamber, Temeprature up to 700°C.
    • Fs-laser PLD system, Ti:Sapphire pulsed laser source (Spectra Physics Spitfire Pro XP, 800 nm, 3 mJ, 100 fs) having selectable repetition rate, in the range 1-1000 Hz. High Vacuum chamber, Temperature up to 400 °C.

 

  • Material characterization techniques:
    • SEM Cambridge Stereoscan 360 with EDS.
    • AFM Quesant Resolver 250.
    • VTEC Spectral Photoconductivity (200-1300 nm range)
    • RAMAN SPEX-Triplemate in back-scattering geometry (laser wavelength 514.5 nm)

 

  • Technological processing:
    • Leybold Z400 RF and DC Sputtering deposition technique for device metallization.
    • Mask Aligner Karl Suss MA6 + Spin-coater Suss Microtech Lab. Equip. – Delta 10 TT/BM for photoresist deposition
    • Wire Bonder Kulicke & Soffa mod. 4123

 

  • Device characterization.
    • VTEC (Vacuum & Temperature Electronic Characterization), P≈10-9 torr, 77 K<T<1300 K, with Picoammeter HP4140B, dual-voltage-source (±100 V), Keithley 6517A (Electrometer), 487 (Picoammeter), 2440 (Sourcemeter), 6220 (DC Current Source), 2182 (Nanovoltmeter), 617 (Electrometer), 3390 (Arbitrary Waveform Generator), Solartron 1255, 1260 Impedance/Gain-Phase Analyzers (10 µHz – 32 MHz), HP4192A Impedance Analyzer (5 Hz – 13 MHz)
    • Banco ottico con monocromatore Newport 180 – 1400 nm + lampade Xe e deuterio.
    • Angelantoni climatic chamber ACS Challenge 250, -40°C<T<+180°C, 10%<Humidity<98%
    • Yokogawa DLM2052 oscilloscope (2,5 GS/500 MHz)

 

Competenze

 Fisica della materia e applicata; ingegneria elettronica dei dispositivi ed elettronica circuitale applicata; progettazione e realizzazione di rivelatori di radiazione ionizzante e neutroni veloci, convertitori di energia nucleare e di energia solare concentrata; sviluppo di film sottili per realizzazione di stadi di conversione termoionica e termoelettrica; nanotecnologie applicate ai film sottili; automatizzazione e programmazione informatica.

Analisi di proprietà elettriche ed elettroniche di sistemi alla superficie e di volume: correlazione con struttura elettronica definita mediante spettroscopie convenzionali e innovative con applicazione di tecniche di rivelazione in coincidenza temporale.

  

Progetti di riferimento

  •  Progetto europeo H2020 FET-OPEN AMADEUS Next GenerAtion MateriAls and Solid State DevicEs for Ultra High Temperature Energy Storage and Conversion, Grant Agreement n. 737054;
  •  Progetto europeo H2020 FET-LAUNCHPAD DMS – Dielectric MicroSpacer technology, Grant Agreement n.  754568;
  • Progetto europeo FP7 IRP-ENERGY STAGE-STE– Scientific and Technological Alliance for Guaranteeing the European Excellence in Concentrating Solar Thermal Energy, Grant Agreement n.  609837

 

Articoli di riferimento significativi

  1. Girolami, L. Criante, F. Di Fonzo, S. Lo Turco, A. Mezzetti, A. Notargiacomo, M. Pea, A. Bellucci, P. Calvani, V. Valentini, and D. M. Trucchi, Graphite distributed electrodes for diamond-based photon-enhanced thermionic emission solar cells, Carbon 111 (2017) 48-53.
  2. Calvani, A. Bellucci, M. Girolami, S. Orlando, V. Valentini, R. Polini, and D. M. Trucchi, Black Diamond for Solar Energy Conversion, Carbon 105 (2016) 401-407.
  3. M. Trucchi, P. Allegrini, P. Calvani, A. Galbiati, K. Oliver, and G. Conte, Very Fast and Priming-less Single-Crystal Diamond X-ray Dosimeters, IEEE Electron Device Letters, 33 (2012) 615-617.

 

Collaborazioni principali

   RICERCA:

  • Universidad Politecnica de Madrid (Spain), Istituto de Energia Solar (IES), Prof. Antonio Martì
  • Tel Aviv University (Israel), School of Mechanical and Electric Engineering, Prof. Abraham Kribus
  • Fraunhofer Institute for Solar Energy (ISE), Dr. Frank Dimroth

 INDUSTRIA:

  • Ionvac Process Srl, Sig. Aniello Vitulano
  • CAEN Spa, Ing. Franco Vivaldi
  • Prysmian SpA, Dr. Davide Sarchi

 

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