Descrizione dell’attività di ricerca:
Il progetto FET (Grant Agreement n. 863227) riguarda la realizzazione di un nuovo tipo di attuatori piezoelettrici (PZL) controllati dalla luce utilizzando film fotomobili (PMP) il cui movimento è indotto e controllato dalla luce solare e/o artificiale. Ha lo scopo di creare una nuova classe di dispositivi fotoattivabili creando dispositivi innovativi per un’ampia gamma di applicazioni come sistemi di macchine su mesoscala, sistemi di ottica riconfigurabile e sistemi harvesting.
L’obiettivo principale di questo progetto è studiare, simulare, fabbricare e caratterizzare attuatori, sensori e harvesters che possano essere guidati dalla luce nel range UV, VIS e NIR per realizzare componenti e dispositivi con diversi obiettivi industriali che combinano materiali fotomobile e piezo. Il principale Concetto/Principio riguarda l’integrazione di un innovativo attuatore azionato dalla luce (il dispositivo PMP-PZL) in sistemi optoelettronici per l’implementazione industriale avanzata. Le principali tecnologie trattate nel progetto PULSE-COM combinano piezoelettricità, eccitazione fotomobile e semiconduttori, che sono alla base della piezotronica (accoppiamento piezoelettrico-semiconduttore), della piezofotonica (accoppiamento piezoelettrico-eccitazione-fotocellula), dell’optoelettronica verso la piezo-fototronica (piezoelettricità-semiconduttori-fotoeccitazione).
Personale coinvolto:
D. Sagnelli | M. Rippa | V. Marchesano | A. Vestri | L. Petti
Collaborazioni Nazionali ed Internazionali:
- Dr. Giuseppe Nenna (Nanomaterials and Devices Laboratory, Sustainable Materials Division, ENEA Portici Research Center),
- Prof. Gustavo Ardila (Grenoble Alpes university),
- Prof. Thomas Skotnicki (Warsaw University of Technology),
- Dr. Maciej Haras (Warsaw University of Technology-CEZAMAT),
- Dr. Mateusz Wlazlo (CENTRUM BADAN I ROZWOJU TECHNOLOGII DLA PRZEMYSLU SPOLKA AKCYJNA (CBRTP S.A.),
- Dr. Frank Clayssen (CEDRAT TECHNOLOGIES SA (CTEC)).
Collaborazioni Nazionali ed Internazionali:
Attrezzature/strumentazioni:
Il team coordinato dalla D.ssa Petti in ISASI-CNR è dotato di:
- 1 IOL: laboratorio di ottica integrata che comprende un totale di 1 banco ottico completamente attrezzato,
- 1 NanoFAB: laboratorio di Nanolitografia con camera bianca e completamente attrezzata con una Facility costituita da un sistema di litografia a fascio elettronico Raith 150,
- 1 NanoSOFT: laboratorio Nanocompositi e Soft Matter, per la preparazione dei campioni,
- 1 laboratorio Smart Materials (laboratorio di chimica).
A tali laboratori, caratterizzati da un patrimonio strumentale di elevato valore tecnologico, afferiscono le attività di ricerca di ricercatori strutturati, di post-doc e di ricercatori di altre Istituzioni, operanti nel campo della biologia e dell’ottica applicata per il controllo non distruttivo e l’analisi dei materiali, dell’interazione laser-materia, della fotonica e nano-fabbricazione, della sensoristica e della spettroscopia per lo studio e la caratterizzazione di materiali, nell’ambito di progetti di ricerca comuni.
In dettaglio le infrastutture includono:
- Camera bianca per nanolitografia: Facility di litografia a fascio elettronico ad altissima risoluzione RAITH 150, con integrata microscopia a scansione elettronica (SEM).
- Laboratorio di Ottica Integrata: sorgenti laser dal visibile al NIR: sorgente laser COHERENT VERDI G5 (max power 5 W, λ=532 nm), sorgente laser a luce Bianca NKT SuperK COMPACT (λRange = 450 nm – 2400 nm), sorgente laser DPSS a 532nm 2W in CW, sorgente laser a diodo a 457nm – 200Mw, sorgente laser @405nm-200mW, spettrometri UV-VIS Ocean Optics USB4000 e FLAME-T-VIS-NIR-ES Spectrometer Assembly 350-1000nm montati con diverse configurazioni (trasmissione e riflessione) e a diverse lunghezze d’onda (lampade a luce bianca e sorgenti monocromatiche); spettrofotometri Raman QEProRaman @785nm e NirQuest@1064nm integrati in microscopi ottici Olympus; microscopi ottici Olympus BX51M; microscopio a forza atomica NDTD; Tecnologie di microfabbricazione 3D (microMake-Laser micromachining system and Wedge UV UV sub-ns DPSS @ 266nm); Apparati sperimentali ottici per a) caratterizzazione lineare e nonlineare di film sottili, b) valutazione di risonanze plasmoniche di nanostrutture metalliche e c) analisi di diffrazione in campo lontano di nanostrututre periodiche e aperiodiche. Sistemi di movimentazione ad alta risoluzione e computerizzata; Analizzatori di spettro ottici; Sistemi di acquisizione ed analisi dati.
- Laboratorio Soft Matter e Nanocompositi: laboratorio di preparazione campioni: Spin coater CaLCTec FR10KPA, cappa a flusso laminare, forno, microscopio ottico, hot stage, Quorum Sputterer, armadi di sicurezza etc.
- Smart Materials Lab: Nel laboratorio Smart Materials si sintetizzano materiali liquidi cristallini e polimeri innovativi. Le infrastrutture includono: Cappe chimiche attrezzate per sintesi semplici, un rotovapor, una macchina “home made” per preparare celle reattori, bilancia, armadi di sicurezza per prodotti chimici etc.
Progetti e contratti attivi:
- Progetto PULSE-COM. FET Horizon 2020 Grant agreement No 863227. Durata: 12/2019-07/2023. PI: L. Petti
- Progetto POC-PULSE: Attività di ricerca Proof of Concept per implementare i piezo-foto attuatori. Durata: 04/2022-10/2023 (1° Stage). Fondo Esterno Eureka.