KS500ES – KENOSISTEC
Il sistema di evaporazione da fascio elettronico e di sputtering a radiofrequenza è volto alla crescita di materiali e di nanostrutture di diversi materiali. La macchina è costituita da una camera di ultraalto vuoto in cui vengono alloggiati i campioni da depositare su un apposito supporto che consente di effettuare processi termici fino a temperature di 500°C. Il porta campione può essere messo in rotazione per garantire l’uniformità del deposito con tolleranza entro il 5% . Il sistema consente di realizzare attacchi del campione tramite etching in plasma in atmosfera controllata. La deposizione di materiale può avvenire tramite sputtering in condizioni di pressione e temperatura controllate, il flusso ed il tipo di gas possono essere variati ed è possibile introdurre simultaneamente fino a due gas di processo diversi per ottimizzare le condizioni di crescita. Il macchinario è predisposto per consentire l’aggiunta di altri catodi, con la possibilità di co-sputterare simultaneamente diversi materiali. La sintesi di nuovi materiali può avvenire, sempre nella stessa camera, anche mediante il procedimento di evaporazione da fascio elettronico cambiando la configurazione del sistema. In questo caso si dispone di una microbilancia al quarzo che consente di controllare con precisione lo rate e lo spessore del deposito tramite un sistema di feedback. Inoltre, cambiando la sorgente da evaporare si possono realizzare multilayer di diversi materiali con deposizioni successive nello stesso ciclo di crescita, senza interrompere le condizioni di vuoto. Infatti disponiamo di crogioli ottimizzati per la lavorazione con diverse tipologie di sorgenti, dai metalli agli isolanti. Questa apparecchiatura d’avanguardia consente di realizzare processi di deposizione, per entrambe le configurazioni di sputtering e di evaporazione, sia in modalità manuale che in maniera automatica una volta ottimizzate le condizioni di crescita.
| Nome e marca dello strumento | KS500ES – KENOSISTEC |
| Ubicazione | NANI-Lab (Nuovi Avanzati Nanomateriali per applicazioni Innovative) – MESSINA |
| Anno fabbricazione/installazione | 2013 |
| Descrizione caratteristiche operative | Il sistema di evaporazione da fascio elettronico e di sputtering a radiofrequenza è volto alla crescita di materiali e di nanostrutture di diversi materiali. La macchina è costituita da una camera di ultraalto vuoto in cui vengono alloggiati i campioni da depositare su un apposito supporto che consente di effettuare processi termici fino a temperature di 500°C. Il porta campione può essere messo in rotazione per garantire l’uniformità del deposito con tolleranza entro il 5% . Il sistema consente di realizzare attacchi del campione tramite etching in plasma in atmosfera controllata. La deposizione di materiale può avvenire tramite sputtering in condizioni di pressione e temperatura controllate, il flusso ed il tipo di gas possono essere variati ed è possibile introdurre simultaneamente fino a due gas di processo diversi per ottimizzare le condizioni di crescita. Il macchinario è predisposto per consentire l’aggiunta di altri catodi, con la possibilità di co-sputterare simultaneamente diversi materiali. La sintesi di nuovi materiali può avvenire, sempre nella stessa camera, anche mediante il procedimento di evaporazione da fascio elettronico cambiando la configurazione del sistema. In questo caso si dispone di una microbilancia al quarzo che consente di controllare con precisione lo rate e lo spessore del deposito tramite un sistema di feedback. Inoltre, cambiando la sorgente da evaporare si possono realizzare multilayer di diversi materiali con deposizioni successive nello stesso ciclo di crescita, senza interrompere le condizioni di vuoto. Infatti disponiamo di crogioli ottimizzati per la lavorazione con diverse tipologie di sorgenti, dai metalli agli isolanti. Questa apparecchiatura d’avanguardia consente di realizzare processi di deposizione, per entrambe le configurazioni di sputtering e di evaporazione, sia in modalità manuale che in maniera automatica una volta ottimizzate le condizioni di crescita. L’utilizzo della macchina è volto alla realizzazione di nuovi materiali innovativi con particolari proprietà ottiche ed elettroniche, quali film sottili e nanostrutture di vari materiali. Si dispone di diverse sorgenti di materiali sia per sputtering che per evaporazione, quali metalli (Ag, Au, Cu, Pt, Ti, Ni, Co, etc..), isolanti ( SiO2, TiO2, ZnO, etc..) ed ossidi trasparenti conduttivi (FTO, AZO). |
| Campi di applicazione | Questo sistema di evaporazione e sputtering di materiali consente la realizzazione di diversi materiali innovativi con tecniche compatibili con i processi industriali. In particolare vengono realizzati film sottili e nanostrutture di semiconduttori (Si, Ge, etc.) e di metalli (Au, Ag, etc..) con caratteristiche strutturali controllate mediante i parametri di deposizione. Le proprietà chimico-fisiche di questi nano materiali sono modulabili in funzione dei parametri strutturali per diverse applicazioni. In particolare, ci si è dedicati alla sintesi di nanofili di silicio realizzati mediante film di oro percolativi con disposizione frattale, utilizzati come catalizzatori per l’attacco chimico assistito da metalli dei substrati di silicio. In questo modo si realizzano densi array di nanofili di Si allineati verticalmente con geometria frattale lungo il piano senza l’ausilio di processi litografici o di maschere. Con questo approccio a basso costo e facilmente integrabile con i processi industriali, si ottengono nanofili con parametri strutturali controllabili quali diametro, lunghezza e densità, che mantengono lo stesso drogaggio ed orientazione cristallografica del substrato di partenza. Questi peculiari nanomateriali sono confinati quarticamente e per questo godono di nuove proprietà di forte impatto quali un’intensa emissione di luce a temperatura ambiente la cui lunghezza d’onda può essere variata a seconda del diametro dei nanofili. Siamo in grado di controllare la morfologia per ottenere geometrie frattali che sono estremamente promettenti per l’intrappolamento di luce su un range molto ampio di lunghezze d’onda, una caratteristica strategica per applicazione nel campo della miapolazione della luce e del fotovoltaico. Forti di queste innovative proprietà abbiamo realizzato dispositivi basati sull’emissione di luce dei nanofili pompata sia otticamente che elettricamente che siano operanti a diverse lunghezze d’onda (visibile e infrarosso) di interesse strategico per la fotonica su silicio e per il campo delle telecomunicazioni. |
| Note sullo stato d’uso dello strumento | Attualmente funzionante e disponibile per sessioni di crescita di materiali. Il sistema è soggetto a regolare manutenzione ed il suo periodo di funzionamento è previsto per tutto l’anno. |
| Responsabile | |
| Nome e Cognome | Alessia Irrera |
| irrera@ipcf.cnr.it | |
| Telefono | +39 090 39762 266 |