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
- 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.
- 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.
- 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