Superfici, Interfacce e Sistemi a Bassa Dimensionalità a Controllo Atomico

Diversi gruppi di ricerca in ISM svolgono le proprie attività utilizzando strumentazione in UHV per la preparazione e caratterizzazione di superfici pulite, interfacce e sistemi a bassa dimensionalità a controllo atomico. L'esperienza e le competenze, acquisite a partire dagli anni '90, consentono la realizzazione e lo studio di una larga varietà di differenti sistemi quali materiali 2D (grafene, silicene, antimonene), semiconduttori III-V, molecole e nanostrutture a base di carbonio ottenute tramite on-surface synthesis. Inoltre, le tecniche di caratterizzazione in-situ associate alle camere di preparazione consentono uno studio dettagliato a livello atomico della composizione chimica e delle caratteristiche morfologiche ed elettroniche dei sistemi in esame e dei loro meccanismi di crescita, consentendo l'ottimizzazione dei processi di preparazione e  la realizzazione di sistemi modello utili per la comprensione dei fenomeni fondamentali che caratterizzano il loro funzionamento in sistemi reali.

In particolare, le preparazioni in UHV prevedono la produzione di superfici pulite dei substrati, tipicamente monocristallini, mediante tecniche di bombardamento ionico di gas nobile (sputtering) e/o trattamento termico (annealing), oppure mediante esfoliazione nel caso di substrati lamellari.
Le tecniche di deposizione, che possono essere eseguite in un ampio intervallo di temperatura, sono sia di tipo chimico (Chemical Vapour Deposition - CVD) che fisico (Molecular Beam Epitaxy - MBE; evaporazione termica e Sputtering ionico). Un'ampia gamma di celle di deposizione ad effusione o a bombardamento elettronico, consentono la deposizione di diverse specie, in condizioni di elevato controllo di purezza, di flusso e di rate di crescita.
Le fasi di crescita e preparazione dei materiali possono essere investigate nel dettaglio mediante tecniche di caratterizzazione, richiamate nella linea Analisi della piattaforma TEMPISM, quali: ARPES, XPS e XPD condotte con radiazione di sincrotrone presso la linea VUV Photoemission dell'Infrastruttura di Ricerca "Elettra Sincrotrone - Trieste", ovvero mediante tecniche di laboratorio disponibili presso la Sede di Tor Vergata (XPS, Mass Spectrometry, STM/STS, LEED, RHEED, AES, EELS, SEY, REELS, SMOKE e IPES).
Sulla base delle tipologie dei materiali depositati, i sistemi realizzati in "Superfici, Interfacce e Sistemi a Bassa Dimensionalità a Controllo Atomico" sono suddivisi in sistemi inorganici e sistemi ibridi organico/inorganico.