Presso il laboratorio SENSOR sono disponibili i seguenti titoli di tesi:
Titolo: Sintesi e caratterizzazione di eterogiunzioni nanometriche di ossidi metallici semiconduttori.
Abstract: Il lavoro di tesi si prefigge la sintesi e caratterizzazione di eterogiunzioni di dimensioni nanometriche di ossidi metallici semiconduttori. Tali nanostrutture verranno realizzate mediante il metodo di trasporto e condensazione da fase vapore in forma di “nanobelts”, “nanorods”, “nanocombs”. Le nanostrutture verranno sottoposte in fase di crescita a drogaggio controllato mediante addizione di specie ioniche estranee rispetto all’ossido di partenza. I prodotti di crescita saranno analizzati dal punto di vista morfologico e strutturale mediante microscopia elettronica a scansione ed in trasmissione, rispettivamente. La spettroscopia a dispersione in energia sarà applicata per la determinazione composizionale delle nanostrutture e la distribuzione spaziale degli elementi droganti. Tecniche di nanomanipolazione saranno applicate per isolare singole nanostrutture da sottoporre a misure elettriche su singolo elemento.
Correlatore: Dott. Alberto Vomiero
Relatore: Prof. Giorgio Sberveglieri
Titolo: Proprietà strutturali e funzionali di nanofili di ossidi semiconduttori sottoposti a doping controllato.
Abstract: La tesi si prefigge lo studio dell’influenza di droganti sulle proprietà di risposta a gas di nanostrutture di ossidi metallici semiconduttori in forma di “nanobelts”, “nanorods”, “nanocombs”. Le nanostrutture saranno cresciute mediante tecnica di trasporto e condensazione da fase vapore, controllando il processo di drogaggio in fase di crescita. I prodotti di condensazione saranno sottoposti ad analisi strutturale, morfologia e composizionale mediante tecniche di microscopia elettronica e relative tecniche spettroscopiche di dispersione in energia. Prototipi di sensori di gas saranno costruiti utilizzando quale elemento sensibile matasse di nanostrutture sottoposte a drogaggio. La risposta di tali sensori a differenti gas (acetone, NO2, CO, etanolo) sarà testata per diverse temperature e diverse concentrazioni di umidità relativa in atmosfera di misura.
Correlatore: Dott. Alberto Vomiero
Relatore: Prof. Giorgio Sberveglieri
Titolo: Validazione del nuovo sistema di deposizione in vuoto per ZnO
Abstract: Preparazione di nanostrutture monodimensionali di ossido di zinco puro e drogato mediante un nuovo sistema di deposizione basato sull’evaporazione in una camera da vuoto a basse pressioni di lavoro. Durante la tesi si devono ricercare le giuste condizioni termodinamiche per ottenere le strutture desiderate con il nuovo sistema di deposizione, per far questo devono essere utilizzate diverse tecniche di indagine oltre che il sistema di evaporazione tra cui ad esempio il microscopio elettronico a scansione per analizzare la morfologia dei materiali depositati, e tecniche di deposizione di film sottili, ad esempio lo sputtering, per la produzione dei trasduttori che servono per la loro caratterizzazione elettrica e funzionale.
Relatore: Dott.ssa Elisabetta Comini
Titolo: Preparazione di nanotubi di SnO 2
Abstract: Preparazione di nanotubi di ossido di stagno mediante la tecnica di evaporazione e condensazione tradizionale e possibile applicazione degli stessi in ambito sensoristico. Durante la tesi devono essere ottimizzate le condizioni di crescita dei nanotubi per poter ottenere delle strutture ad elevata cristallinità e con lunghezza e larghezza controllabili. Per far questo devono essere utilizzate diverse tecniche di indagine oltre che il sistema di evaporazione tra cui ad esempio il microscopio elettronico a scansione per analizzare la morfologia dei materiali depositati, e tecniche di deposizione di film sottili, ad esempio lo sputtering, per la produzione dei trasduttori che servono per la caratterizzazione elettrica e funzionale.
Relatore: Dott.ssa Elisabetta Comini
Titolo: Preparazione di nanofili di titania
Abstract: Preparazione di nanostrutture monodimensionali di ossido di titanio mediante il sistema di deposizione convenzionale basato sull’evaporazione in un forno tubolare da polveri di ossido. La titania ha una temperatura di evaporazione molto elevata per cui saranno studiate le deposizioni mediante la riduzione con grafite. Durante la tesi si devono ricercare le giuste condizioni termodinamiche per ottenere le strutture desiderate, per far questo devono essere utilizzate diverse tecniche di indagine oltre che il sistema di evaporazione tra cui ad esempio il microscopio elettronico a scansione per analizzare la morfologia dei materiali depositati, e tecniche di deposizione di film sottili, ad esempio lo sputtering, per la produzione dei trasduttori che servono per la loro caratterizzazione elettrica e funzionale.
Relatore: Dott.ssa Elisabetta Comini
Titolo: Analisi del drogaggio in semiconduttori mediante microscopia elettronica
Abstract: La microscopia elettronica è una metodologia consolidata per la caratterizzazione di dispositivi funzionali basati su semiconduttori. La microscopia in scansione, in particolare, ha raggiunto risoluzione spaziale nanometrica e viene largamente impiegata per la caratterizzazione di materiali per applicazioni elettroniche. Le molteplici possibilità offerte dalla microscopia elettronica in scansione permettono di visualizzare e talvolta di quantificare le variazioni locali di densità o composizione nella microstruttura del materiale, in modo da poter correlare le proprietà strutturali al suo comportamento come dispositivo. Lo scopo dell’attività intrapresa presso il laboratorio di miscroscopia a scansione del laboratorio SENSOR si inserisce in questo ambito ed è indirizzata alla sviluppo di una nuova metodologia di osservazione ad elevata risoluzione di profili di drogaggio tramite microscopia elettronica in scansione-trasmissione.
Correlatore: Dott. Matteo Ferroni
Relatore: Prof. Giorgio Sberveglieri
Titolo: Sviluppo e caratterizzazione di sensori elettrici a base di ossidi semiconduttori per applicazioni biologiche.
Abstract: L’applicazione della tecnologia dei semiconduttori alla biologia è di grande attualità nel mondo scientifico internazionale. Lo scopo è quello di realizzare un sensore a trasduzione elettrica in grado di rivelare con un a metodologia “label-free” il DNA, cioè di effettuare la rivelazione senza il bisogno di attaccare per via chimica una molecola fluorescente al DNA. Si utilizzeranno sia sensori a film sottile, sia sensori altamente innovativi a singolo nanowire. Nel corso della tesi si cresceranno i sensori di diversi ossidi semiconduttori con la tecnica dello sputtering reattivo. Inoltre si caratterizzeranno i sensori sia dal punto di vista morfologico (con microscopia SEM) che elettrico. Le misure saranno effettuate sui sensori funzionalizzati con DNA o con altre molecole biologiche in ambiente liquido. La funzionalizzazione dei sensori sarà fatta in collaborazione un gruppo di chimici. Si studierà inoltre in modo sistematico il funzionamento della cella di misura in liquido di recente acquisizione.
Correlatore: Dott.ssa Camilla Baratto
Relatore: Prof. Guido Faglia
Titolo: Sviluppo e caratterizzazione di un sensore di gas ottico a base di nanofili di ossidi semiconduttori
Abstract: La tesi prevede la caratterizzazione funzionale in ambiente gassoso controllato di sensori ottici a base di materiali innovativi. Inizialmente si apprenderà il meccanismo di funzionamento dei sensori a base di ossidi metallici semiconduttori e si acquisiranno le competenze necessarie a condurre le misure ottiche in autonomia. I sensori di gas a traduzione ottica, sfruttano la variazione della fotoluminescenza del sensore in presenza di gas per la rivelazione della presenza dello stesso. La fotoluminescenza viene indotta con luce laser nell’UV e misurata con un sistema formato da monocromatore e CCD. Misure complementari saranno volte a caratterizzare l’andamento della resistenza elettrica dei sensori in presenza di gas. Saranno analizzati materiali innovativi quali nanofili di ossidi metallici semiconduttori. Questa tesi è inquadrata nell’ambito del progetto “Nano-structured solid-state gas sensors with superior performance”(NANOS4).
Correlatore: Dott.ssa Camilla Baratto
Relatore: Prof. Guido Faglia
Titolo: Preparazione di nanostrutture di ossido di stagno mediante ossidazione eseguita con microscopio a forza atomica
Abstract: Il lavoro di tesi consiste nel realizzare nanostrutture monodimensionali di ossido di stagno mediante processi di ossidazione locale eseguite con microscopio a forza atomica. Partendo da un film sottile di stagno metallico depositato su un opportuno substrato, si utilizza il microscopio a forza atomica per ossidare localmente il film metallico in modo da ottenere nanofili di ossido di stagno. Si rimuove successivamente il metallo non ossidato mediante attacco acido.
Durante la tesi si devono cercare i parametri che ottimizzano sintesi e ossidazione del film metallico e la rimozione del metallo non ossidato. Oltre alla microscopia a forza atomica si utilizzeranno altre tecniche di deposizione e caratterizzazione, quali lo sputtering e il microscopio elettronico, per la realizzazione di contatti elettrici per caratterizzare le proprietà elettriche e funzionali delle nanostrutture.
Correlatore: Dott. Andrea Ponzoni
Relatore: Prof. Guido Faglia
Titolo: Validazione del Sistema Olfattivo Elettronico EOS835 per applicazioni agro-alimentari
Abstract: La tesi si prefigge l’obiettivo di mettere a punto il naso elettronico EOS835 per il controllo della qualità di diversi prodotti alimentari (olio d’oliva, passata di pomodoro, e succhi di frutta). Inizialmente si prevede l’apprendimento del funzionamento del sistema olfattivo EOS835 e dei relativi sistemi di campionamento della frazione volatile del campione, e la definizione dello stato dell’arte relativamente al problema in esame. Quindi si passerà ad una fase di misura, prima di calibrazione su opportuni standard preparati in laboratorio e quindi su campioni di prodotto. Infine si effettuarà una elaborazione statistica dei dati con tecniche esplorative (PCA, cluster analysis) e di pattern recognition.
Correlatore: Dott. Matteo Falasconi
Relatore: Prof. Giorgio Sberveglieri