Metasuperfici nanofotoniche come nuova piattaforma per sensori nel medio infrarosso

Metasuperfici nanofotoniche come nuova piattaforma per sensori nel medio infrarosso

Descrizione dell’attività di ricerca

Sviluppiamo nanostrutture con funzionalitĂ  innovative in termini di localizzazione e manipolazione della luce. Il nostro lavoro sperimentale coniuga diverse discipline, tra cui la micro e nanofabbricazione, i metodi di assemblaggio biochimici, la fotonica e l’elettronica. In particolare, sviluppiamo metasuperfici plasmoniche pixelate, composte da nanostrutture ordinate in array ingegnerizzati, che mostrano un’interazione risonante con la radiazione elettromagnetica incidente. L’interazione della luce con la densitĂ  elettronica di metalli o semiconduttori consente di realizzare dispositivi basati su tecniche di spettroscopia avanzata con sensibilitĂ  senza precedenti o sistemi di imaging oltre il limite di diffrazione.
Le nanostrutture (nanoantenne) sono distanziate ed hanno dimensioni inferiori alla lunghezza d’onda della luce in ingresso. Variandone forma e dimensione, o la periodicitĂ  dell’array, è possibile controllare e manipolare la luce al di sotto del limite di diffrazione, fino alla nanoscala.
L’attivitĂ  è focalizzata sulla spettroscopia IR ultrasensibile utilizzando fenomeni di Surface Enhanced Infra-Red Absorption (SEIRA), per il rilevamento e l’analisi senza etichetta, non distruttiva, in tempo reale di biomolecole a concentrazioni estremamente basse. Sviluppiamo nuove tecniche che consentono la fabbricazione ad elevata resa e a basso costo su vasta area.
Oltre al rilevamento biochimico ed alla spettroscopia, sviluppiamo dispositivi per la sicurezza interna.

Personale coinvolto

E. Esposito | A. Crescitelli | V. Di Meo

Collaborazioni Nazionali ed Internazionali

  • CNR (Istituto di Biostrutture e Bioimaging – IBB)
  • UniversitĂ  degli Studi del Sannio, Laboratorio di Campi Elettromagnetici e Onde
  • UniversitĂ  degli Studi di Napoli “Federico II”, Dip. di Medicina Clinica e Chirurgia
  • UniversitĂ  della Campania “L. Vanvitelli”, Dip. di medicina sperimentale

Attrezzature/strumentazioni

Sistema di litografia a fascio elettronico, Raith 150;
Spin coater;
Sistema di reactive ion etching, PlasmaPro 80 Oxford Instruments;
Sistemi di deposizione di film sottili: DC/RF magnetron sputtering ed evaporatore a fascio elettronico;
Microscopio a scansione elettronica, Zeiss;
Microscopio a forza atomica, Park Systems; XE-70 Park Systems;
Microscopio ottico, BX53MRF Olympus;
Camera pulita classe (ISO 5).
Perkin Elmer Spectrum One Fourier-transform IR (FTIR) spectrometer;
Thermo-Nicholet NEXUS Continuum XL (Thermo Scientific) spettrometro.

Progetti e contratti attivi

OPtical Technology In Marine and medical Applications, OPTIMA, PON MIUR, ID 3162831, 2020-2021, P.I.: A. Cutolo, UniversitĂ  del Sannio; Responsabile ISASI: E. Esposito