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)).
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.