Grandi attrezzature

Il Dipartimento di Scienza dei Materiali dispone di Grandi attrezzature per la preparazione, caratterizzazione ed analisi dei materiali di ottimo livello, cui si affianca una infrastruttura di calcolo scientifico di elevatissima qualità. La Grandi attrezzature sono acquistate o su specifici fondi di progetti di ricerca o su fondi di Ateneo dedicati all’acquisto di strumentazione di interesse strategico per l’Ateneo e di interesse per i Dipartimenti che fanno capo alle aree scientifico-disciplinari di Scienze Chimiche, Scienze Fisiche, Scienze della Terra, Scienze Biologiche, Scienze Mediche (Grandi attrezzature di Ateneo).  Le Grandi attrezzatture in questo ultimo caso rappresentano quindi un investimento da parte dell'Ateneo sui Dipartimenti e sui gruppi di ricerca.

Grandi attrezzature
Apparato per analisi termogravimetriche (TGA/DSC-MS)
Idrogenatore 
Criostato magnetico per spettroscopia magneto-ottica
Diffrattometro a raggi X per cristallo singolo
Ellissometro spettroscopico UV-VIS-NIR
ESR (Risonanza di Spin Elettronico)
ICP massa laser ablation (ICP-MS-LA)
Microscopio elettronico a scansione (SEM) Tescan VEGA TS 5136XM
Microscopio elettronico a scansione (SEM) Zeiss 500
Microspettrometro Raman
Profilometro
Strumentazione per la preparazione e caratterizzazione di dispositivi per energia solare
Focused Ion Beam (FIB)
NMR Multinucleare soluzione
Computer per Calcolo Parallelo (256 cores AMD)
Infrastruttura di Calcolo ad Alte Prestazioni (HPC)


Apparato per analisi termogravimetriche (TGA/DSC-MS)

Modello: TGA/DSC1 STARe SYSTEM (Mettler Toledo) MS-THERMOSTARTM (Pfeiffer Vacuum)
Responsabile scientifico: Prof. R. Ruffo, Prof. R. Scotti
Ubicazione: Locale 1011, Piano I, Edificio U5

Analisi Termogravimetrica e dei Frammenti di Massa per campioni solidi

Lo strumento TGA/DSC è equipaggiato con un auto campionatore che permette di misurare 35 campioni in serie. La temperatura massima di esercizio è 1600°C. Lo spettrometro di massa (MS) permette l’analisi su 30 canali (con peso molecolare massimo dei frammenti di analisi di 200 u.m.a.).
Lo strumento TGA/DSC in dotazione consente di effettuare analisi termiche in atmosfera controllata (N2 o Aria zero) con temperatura massima di 1600°C. Abbinato con lo spettrometro fornisce un’analisi completa dei frammenti di massa rilasciati durante l’analisi termogravimetrica dei campioni.

 

Idrogenatore

Modello:  Advanced Materials Corporation 
Responsabile scientifico: 
Ubicazione: Locale 1047, Piano I, Edificio U5

L’idrogenatore viene utilizzato per determinare la termodinamica e cinetica di reazioni di idrogeno gassoso con materiali solidi.
L'apparecchiatura opera tra temperatura ambiente e 500 °C, con pressioni d'idrogeno tra 0,1 e 100 bar.
Nel modo isotermo (PCI) viene misurata la quantità d'idrogeno scambiata con l'esterno dal materiale in funzione della pressione d'idrogeno sovrastante.

 

Criostato magnetico per spettroscopia magneto-ottica

Modello: Cryogenic (Cryogenic limited) 
Responsabile scientifico: Prof. F. Meinardi
Ubicazione: Locale T064, Piano Terra, Edificio U5

Caratteristiche tecniche
Campi magnetici: 0 ÷ 5 T
Uniformità nominale del campo magnetico: 0.3%
Temperatura campione regolabile: 1.6 K ÷ 300 K

Esperimenti disponibili
Misure di luminescenza (in continua e risolta in tempo) in campo magnetico nel range spettrale UV/VIS e NIR.
Misure di assorbimento.
Crescite di campioni in campo magnetico.

 

Diffrattometro a raggi X per cristallo singolo

Modello: RAPID II (Rigaku) 
Responsabile scientifico: Prof. M. Moret
Ubicazione: Locale 1061, Piano I, Edificio U5

Caratteristiche tecniche
Rivelatore image plate curvo da 460 x 256 mm2 con pixel da 100 μm, fotomoltiplicatore per la lettura delle intensità diffratte, movimenti goniometrici χ e φ, tubo a raggi X con anticatodo al molibdeno, monocromatore SHINE per incrementare il flusso di raggi X, telecamera per la centratura ottica del campione, personal computer per il controllo dello strumento e per l’elaborazione dei dati
Criostato Oxford Cryosystems N700 Plus per il controllo della temperatura del campione da 80 a 500 K
Software di gestione dello strumento CrystalClear
Software per la riduzione dati, la risoluzione ed il raffinamento strutturale  CrystalStructure
Software per l’acquisizione e l’elaborazione di dati di diffrazione da polveri XRD

L’acquisizione della figura di diffrazione di cristalli singoli organici ed inorganici è effettuata allo scopo di:
- determinare i parametri della cella elementare ed il gruppo spaziale
- ottenere le coordinate atomiche nel solido attraverso la risoluzione della struttura.

 

Ellissometro spettroscopico UV-VIS-NIR

Modello: VASE (Woollam Ic. Corporation)
Responsabile scientifico: Prof.ssa A. Sassella
Responsabile tecnico: Dott.ssa L. Raimondo
Ubicazione: Locale T044, Piano Terra, Edificio U5

Caratteristiche tecniche
Ellissometro spettroscopico ad angolo di incidenza variabile dotato di autoretarder e ottiche di focalizzazione dello spot (~ 200 micron)
Range spettrale: 193 nm - 1700 nm
Software di analisi: WVASE32 (Woollam Inc. Coroporation)

Configurazioni disponibili:
Ellissometria in trasmissione
Ellissometria in riflessione
Misure di riflettività speculare a singolo raggio (angolo di incidenza: 15°/75°)

 

ESR (Risonanza di Spin Elettronico)

Modello: Bruker EMX 10/12
Responsabile scientifico: Prof. R. Scotti
Ubicazione: Locale T044, Piano Terra, Edificio U5

Caratteristiche tecniche
Microwave X Band 
Microwave Q Band
Oxford Cryostat operante tra 4 e 300 K

Configurazioni disponibili
Misure ESR di campioni in fase solida o liquida a temperature comprese fra 4 e 300 K
Misure di spin-trap
Misure con campioni in alto vuoto (p<10-5mbar) o in atmosfera controllata

 

ICP massa laser ablation (ICP-MS-LA)

Modello: Elan DRC II (Perkin Elmer)
Responsabile scientifico: Dott. N. Chiodini
Ubicazione: Locale 1103, Piano I, Edificio U5

Spettrometro di massa con campionatura da laser ablation per analisi di stato solido. Strumentazione eventualmente riconfigurabile per analisi in stato liquido.

Caratteristiche tecniche
Laser ablation: Nd-YAG quintuplicato (213 nm).
Spettrometro di massa quadrupolare con cella di collisione-reazione in ambiente a contaminazione controllata (classe 10000).

 

Microscopio elettronico a scansione (SEM) Tescan VEGA TS 5136XM 

Modello: Tescan VEGA TS 5136XM
Responsabile scientifico: Prof. M. Acciarri
Ubicazione: Locale 1017, Edificio U4

Caratteristiche tecniche: 
Risoluzione: ~ 5 nm 
Pressione di lavoro: 5x10-3 ÷ 500 Pa 
Dimensioni camera portacampioni: 300 mm (lunghezza) x 250 mm (profondità)x 280 mm (altezza) 

Tecniche disponibili: 
Elettroni Secondari (SE): informazioni prevalentemente morfologiche 
Low Vacuum Secondary Tescan Detector (LVSTD): informazioni morfologiche in pressione variabile (applicazione su materiali non conduttivi o biologici) 
Elettroni retrodiffusi (BSE): informazioni morfologiche/composizionali a bassa risoluzione 
Electron Beam Induced Current (EBIC): studio di proprietà elettriche delle giunzioni su semiconduttore 
Spettroscopia a dispersione di energia di raggi X (X-EDS): informazioni composizionali qualitative e quantitative su elementi 
Possibilità di acquisire ed elaborare immagini relative alla distribuzione di elementi all'interno di un'area (mappe) 

 

Microscopio elettronico a scansione (SEM) ZEISS 500 

Modello: ZEISS 500
Responsabile scientifico: Prof. M. Acciarri
Ubicazione: 

 

Microspettrometro Raman

Modello: Jobin Yvon T64000
Responsabile scientifico: Prof. E. Bonera
Ubicazione: Locale 1075, Piano I, Edificio U5

Caratteristiche tecniche
Spettrografo e doppio premonocromatore in sottrattivo
Range spettrale: 240 – 550 nm nominale
Diverse sorgenti di eccitazione disponibili

Configurazioni disponibili
Misure con diverse eccitazioni
Filtri interferenziali non necessari
Acquisizione di spettri a partire da pochi cm-1 di separazione spettrale dal laser di eccitazione
Risoluzione spaziale limitata da diffrazione (< 1 µm)
Risoluzione spaziale limitata da diffrazione (< 1 µm)
Modalità confocale disponibile
Stage motorizzato XY con passo 0.1 µm

 

Profilometro

Modello: Dektak 8 (Digital Instruments, Veeco)
Responsabile scientifico: Prof. A. Paleari
Ubicazione: Locale 1100, Piano I, Edificio U5

Caratteristiche tecniche
vertical range: 5 nm - 0.262 mm
vertical resolution: 0.1 - 4 nm
scan  range: 0.05 - 50 mm
scan speed: 3 - 100 s
maximum thickness: 45 mm
stylus radius: 12.5 mm
stylus tracking force: 1 - 15 mg

Misure disponibili
Misure di Roughness
Waviness
Step Height
Geometry parameters

 

Strumentazione per la preparazione e caratterizzazione di dispositivi per energia solare

Ubicazione: Locale T57-T067, Piano Terra, Edificio U5

Apparato per la misura della risposta spettrale e della efficienza quantica interna ed esterna
Modello: SPEQUEST (Rera systems)
Responsabile scientifico: Prof. S. Binetti

Taglio laser: sistema fiber laser per marcatura e microlavorazione
Modello: Blitz 10p (Deles)
Responsabile scientifico: Prof. M. Acciarri

Sputtering deposition: deposizione di film di metalli e ossidi mediante tecnologia sputtering DC o RF
Modello Assemblato in laboratorio
Responsabile scientifico: Prof. M. Acciarri
Ubicazione Edificio U9 - Locale n.10

Simulatore solare con strumentazione per misure IV
Modello: Abet Technologies
Responsabile scientifico: Prof. M. Acciarri

Screen printer: macchina serigrafica (screen-stencil printer) semi-automatizzata opportunamente progettata per la deposizione di film ad alta qualità
Modello AUREL Mod. 900T
Responsabile scientifico: Prof. A.  Abbotto

Hot plate: piastra riscaldante in titanio per la sinterizzazione (trattamento termico) dei film sottili depositati fino a 600 °C
Modello PZ 28-3TD Harry Gestigkeit
Responsabile scientifico: Prof. A.  Abbotto

Apparato per la pulizia dei substrati: sistema per la rimozione di contaminanti dalla superficie di substrati
Modello UV-O3 system PSDP-UV8 (Novascan Technologies, Inc.)
Responsabile scientifico: Prof. A.  Abbotto

Three roll mill (Laminatore): miscelatore a tre rulli per la preparazione di paste omogenee per la deposizione in film sottili
Modello Three roll mill Aurel Exakt 50i (Exakt technologies, Inc.)
Responsabile scientifico: Prof. A.  Abbotto

 

Focused Ion Beam (FIB)

Modello: 
Responsabile scientifico: Prof. M.Acciarri
Ubicazione: Locale , Piano , Edificio 

 

NMR Multinucleare soluzione

Modello: AVANCE NEO 400MHz (Bruker)
Responsabile scientifico: Prof. L. Beverina
Responsabile tecnico: Dott. G. Patriarca
Ubicazione: Laboratorio NMR, Edificio U9

NMR in grado di registrare spettri in soluzione di tutti i nuclei spin attivi, anche a temperatura variabile. Dotato di autocampionatore.
Strumento al livello dello stato dell’arte. Tutti gli esprimenti in soluzione sono possibili.

Misure disponibili
Acquisizioni di spettri monodimensionali di tutti i nuclei spin attivi
Spetri bidimensionali di varia tipologia

 

Computer per Calcolo Parallelo (256 cores AMD)

Modello: Supermicro
Responsabile scientifico: Prof. M. Bernasconi
Ubicazione: Sala macchine di calcolo,  Piano -1, Edificio U5

Calcolatore parallelo multiprocessore con codici parallelizzati con protocolli MPI o OpenMP

Caratteristiche tecniche
256 cores
processore AMD

 

Infrastruttura di Calcolo ad Alte Prestazioni (HPC)

Responsabile scientifico: Prof.ssa C. Di Valentin
Ubicazione: Edificio U8

648 Intel Xeon E5-2680v3 processor cores e 840 Intel Xeon E5-2690v4 processor cores per un totale di circa 60 TeraFLOPS. I nodi sono interconnessi tramite rete a 56Gbit/sec (FDR Infiniband).