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Nanotecnologie
Dopo un introduzione generale su cosa sono le nanotecnologie e le loro potenziali applicazioni in svariati campi, dalla medicina all'elettronica, dall'energia ai computers, si analizzano i concetti fondamentali come: le dimensioni degli oggetti sulla scala del nanometro, come si modificano le proprietà legate alla superficie rispetto ai materiali massivi, le proprietà propriamente legate ai fenomeni quantistici. Si possono creare artificialmente diversi nano-oggetti e di diversi materiali, i percorsi sperimentali prevedono di toccare con mano due tecniche di preparazione, esemplari dei due approcci “Bottom up” e “top down”: deposizione per sputtering e attacco chimico.
Gli studenti, suddivisi in due gruppi da 4 persone, sono quindi invitati a seguire, a fianco di un giovane ricercatore, un percorso sperimentale tipico, che va dalla preparazione del materiale, alla osservazione mediante il microscopio elettronico a scansione (SEM) delle nano-strutture prodotte, alla misura delle caratteristiche elettriche ed ottiche che differenziano il materiale nano-strutturato da quello massivo.
Gli esperimenti proposti sono due:
- Nanowires. Prevede la preparazione di nanowires di Si mediante attacco chimico eseguito in una “clean room”. L'osservazione dei nanowires prodotti mediante SEM. La misura di fotoluminescenza dei nanowires in un laboratorio di caratterizzazione ottica.
- TCO. Prevede la preparazione del materiale (TCO, un ossido conduttivo e trasparente) mediante deposizione per sputtering. L'osservazione della formazione di nano strutture sulla superficie del film depositato mediante SEM. La misura della conducibilità elettrica del materiale in un laboratorio di caratterizzazione elettrica e della trasparenza alla luce solare in un laboratorio di caratterizzazione ottica.
Alla fine di percorsi sperimentali, della durata complessiva di 3 pomeriggi (ogni gruppo realizza entrambi i percorsi), si propone un gioco a quiz in cui i due gruppi si sfidano sugli argomenti affrontati durante l'intera esperienza. I quiz riguardano quindi sia la definizione di nanotecnologie, la differenza di approccio “bottom up” e “top down”, le tecniche di caratterizzazione come la microscopia SEM e le esperienze vere e proprie nei diversi laboratori.
Responsabile
Dott.ssa Elena Bruno
Collaboratori
Dott. Pietro Artoni, Dott.ssa Simona Boninelli, Dott. Paolo Cardile, Dott. Salvatore Cosentino, Dott.ssa Isodiana Crupi, Dott. Salvatore Mirabella, Dott.ssa Maria Miritello, Dott.ssa Giorgia Scapellato
