AFM stand alone

AFM stand alone

Barbara Paci  -

Laboratorio di spettroscopia di Raggi-X

 
Un AFM utilizza un cantilever con una punta molto acuminata per eseguire la scansione della superficie di un campione. Quando la punta si avvicina alla superficie, la forza attrattiva tra la superficie e la punta fa deviare il cantilever verso la superficie. Tuttavia, quando il cantilever viene avvicinato ancora di più alla superficie, la forza repulsiva prende il sopravvento e fa deviare il cantilever dalla superficie. Un raggio laser viene utilizzato per rilevare le deflessioni dalla superficie: qualsiasi deflessione provocherà lievi cambiamenti nella direzione del raggio riflesso. Un fotodiodo sensibile alla posizione (PSPD) può essere utilizzato per tenere traccia di queste modifiche. Pertanto, se una punta AFM passa su una superficie rialzata, la PSPD registra la deflessione risultante (e il successivo cambio di direzione del raggio riflesso) permettendo quindi una ricostruzione sotto forma di immagine della superficie esplorata.
 
 

SPECIFICHE TECNICHE

  • Scanner 10µm*10µm
  • Scanner 30µm*30µm
  • Elettronica sviluppata In house
  • Free Gwiddion software per analisi dati
  • Punte intercambiabili per le diverse applicazioni

TECNICHE DISPONIBILI

  • Imaging in contact mode, tapping mode e non-contact mode
  • Acquisizione immagini Topografiche e di Phase shift
  • Possibilità di eseguire mappe con sequenze di immagini
 

CAMPIONI

  • Film dimensioni massime sul piano 2cm*2cm

UTILIZZATO PER

  • Ampiamente usato in scienza dei materiali
  • Molte applicazioni nelle scienze biologiche
 
 

ESEMPI APPLICATIVI

Miglioramento della stabilità di dispositivi fotovoltaici organici che utilizzano ossido di grafene parzialmente ridotto come materiale per trasporto di lacune: approfondimento su scala nanometrica delle proprietà strutturali/interfacciali ed effetti dell'invecchiamento
 
È riportato uno studio approfondito delle proprietà strutturali e di  interfacia di dispositivi fotovoltaici BHJ organici (OPV). La struttura locale su scala nanometrica dei dispositivi integrati viene risolta mediante indagini combinate di diffrazione di raggi X (XRD) e fluorescenza (XRF), combinate con analisi AFM. Uno studio comparativo viene eseguito su dispositivi che utilizzano ossido di grafene (GO) come strato di trasporto di lacune (HTL) rispetto a sistemi di riferimento PEDOT: PSS. I risultati indicano che i dispositivi OPV con ossido di grafene parzialmente ridotto (pr-GO) usato come HTL, presentano caratteristiche fotovoltaiche simili al dispositivo PEDOT : PSS ma con un significativo miglioramento della durata di vita. Ciò è attribuito al ruolo protettivo del film pr-GO che previene l’effetto dall'umidità e la diffusione di indio dall'anodo di ossido di stagno/ indio (ITO) nello strato fotoattivo. Di conseguenza, i dispositivi fabbricati con pr-GO-HTL mantengono circa il 65% della loro iniziale efficienza di conversione energetica nell'arco di 20 ore, mentre l'efficienza dei dispositivi di riferimento scende al 45% del valore iniziale.
 
Si veda: B. Paci et al. RSC Adv., 2015, 5, 106930–106940

 
 
 

Miglioramento della stabilità fotovoltaica/termica di dispositivi fotovoltaici ad eterogiunzione organica tramite drogaggio dello strato attivo con nanoparticelle d'oro.  
 
Questo studio si concentra sul problema cruciale della stabilità dei dispositivi fotovoltaici organici (OPV). A tal fine, si è investigato l’incremento della stabilità dei dispositivi OPV ad eterogiunzione bulk dopo l'incorporazione nello strato fotoattivo di nanoparticelle di Au (NP) libere da tensioattivi. Sono state impiegate tecniche di EDXR risolta nel tempo, fotoluminescenza, spettroscopia AFM e Raman, nonché misure elettriche di degradazione del dispositivo. È stato dimostrato che oltre al miglioramento dell'efficienza attribuita agli effetti di assorbimento plasmonico e diffusione, le AuNPs incorporate agiscono come stabilizzatori di prestazioni, dando origine a una maggiore stabilità strutturale e, a sua volta, a ridotte velocità di fotodegradazione dei rispettivi dispositivi OPV. È stato inoltre dimostrato che, oltre ad una ulteriore stabilizzazione della miscela polimero-fullerene, il miglioramento osservato può essere attribuito alla mitigazione mediata dalle AuNPs dell'effetto foto-ossidazione all'interfaccia catodo/materiale attivo. Il nostro lavoro suggerisce che lo sfruttamento delle AuNPs libere da tensioattivi costituisca un approccio efficace per affrontare gli effetti dell'invecchiamento dispositivi OPV.
 
Si veda: B. Paci et al. Nanoscale, 2012, 4, 7452–7459 | 7455

 
 
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