NanoLab@ISM

Attività Scientifica

NanoLab@ISM possiede un ricco know how nel campo della sintesi ed investigazione  delle superfici ed interfacce che vengono prodotte mediante molteplici tecniche di deposizione fisica. Lo studio sempre di carattere di ricerca di base si occupa comunque di materiali e strutture di interesse tecnologico. L’interesse scientifico è principalmente rivolto alla struttura delle superfici ed interfacce a livello atomico, alle proprietà elettroniche derivanti da questa struttura atomica, alle proprietà topologiche dei materiali (in particolare di superficie) e a tutte quelle proprietà emergenti dalla formazione dell’interfaccia. I mezzi di indagine impiegati in questi studi sono la microscopia e spettroscopia ad effetto tunnel (STM/STS), diffrazione di elettroni a bassa energia (LEED), spettroscopia Auger (AES) e tecniche di spettroscopia basate sulla luce di sincrotrone (fotoemissione, assorbimento). A questo si aggiungono competenze nella tecnologia dell’ultra vuoto e nelle tecniche di deposizione fisica dei materiali per la formazione di interfacce controllate sia inorganiche che ibride organico/inorganico. L’analisi dei risultati sperimentali viene condotta con l’ausilio della modellizzazione con metodi da principi primi in collaborazione con il gruppo di teoria dell’ISM.  
Il laboratorio è da sempre aperto a collaborazioni a vari livelli e svolge attività didattica proponendo tesi di laurea e stage di laboratorio.
Pur mantenendo un forte carattere intersettoriale, l’attività di ricerca a NanoLab@ISM può essere orientativamente divisa in tre macro linee: materiali 2D; nanostrutture; interfacce.

Materiali 2D

I materiali 2D sono un campo di studio estremamente ampio che comprende sia la ricerca di base che applicata. L’attività di ricerca del nostro gruppo in questo settore è orientata alla messa a punto di metodi fisici per la preparazione di materiali 2D, grafene e beyond-graphene, alla comprensione dell’interazione del materiale con il substrato e alle proprietà elettroniche che derivano da tale interazione. Inoltre, sfruttando l’elevata risoluzione spaziale del microscopio ad effetto tunnel, vengono investigati gli effetti sulla struttura elettronica a livello locale indotta da deformazioni del materiale 2D.

High graphene permeability for room temperature silicon deposition: The role of defects
Carbon 158 (2020) 631

 

Temperature Driven Phase Transition at the Antimonene/Bi2Se3 van der Waals Heterostructure
ACS Nano 13, 10481 (2019)

 

Morphology and Magneto-Transport in Exfoliated Graphene on Ultrathin Crystalline β-Si3N4(0001)/Si(111)
Advanced Materials and Interfaces 1902175 (2020)

 

Nanostrutture

L’attività di ricerca è orientata allo studio di nanostrutture autoassemblate su diversi substrati. Tali nanostrutture vengono prodotte impiegando tecniche fisiche di tipo bottom-up in condizioni di ultra-alto vuoto. La configurazione e la dimensione delle strutture prodotte con queste tecniche è influenzata dall’interazione con il substrato. Le proprietà strutturali ed elettroniche di queste nanoparticelle vengono investigate con tecniche di microscopia e spettroscopia. Qui sotto vengono riportati due esempi di come sia possibile controllare l’organizzazione di queste strutture impiegando opportuni substrati.

Self-Assembly of Graphene Nanoblisters Sealed to a Bare Metal Surface
Nano Letters, 16, 1808 (2016)

 

Structure and stability of Si/Ag(110) nanoribbons Physical Review B 92, 115439 (2015)

 

 

Interfacce

Lo studio delle interfacce è di fondamentale importanza in molti settori tecnologici. La nostra attività di ricerca si occupa dei fenomeni che portano all’auto-assemblaggio dell’interfaccia, dei fenomeni di trasferimento di carica e delle proprietà elettroniche e magnetiche. In particolare le interfacce di interesse sono di tipo ibrido organico/inorganico, metallo/semiconduttore e Si(111)/β-Si₃N₄. Le pubblicazioni che vengono riportate a scopo esemplificativo qui sotto mostrano i diversi tipi di proprietà studiate: strutturali; elettroniche e magnetiche.

 

Pubblicazioni rilevanti

 

 

Two-dimensional antiferromagnetic ordering of the Mn/GaAs(001) interface
Physical Review B 99, 115311 (2019)

 

Supramolecular and Chiral Effects at the Titanyl Phthalocyanine/ Ag(100) Hybrid Interface
The Journal of Physical Chemistry C 118, 5255 5267 (2014)

 

Silicon Reactivity at the Ag(111) Surface
Physical Review Letter 115, 026102 (2015)

 

Strumentazione