Laboratorio OMBE

Responsabile Scientifico: Prof.ssa A. Sassella
Responsabile tecnico: Dott.ssa L. Raimondo
Ubicazione: Locale T044-T072, Piano Terra, Edificio U5

Il laboratorio OMBE è dedicato alla crescita in alto e ultra-alto vuoto di film sottili ed eterostrutture di materiali molecolari organici, in particolare realizzati sfruttando l’epitassia organica. Ospita quindi apparati per la crescita da fasci molecolari organici (Organic Molecular Beam Epitaxy - OMBE) e strumenti per la caratterizzazione ottica e morfologica dei campioni: uno spettrofotometro UV-vis-NIR, un ellissometro, un apparato per spettroscopia di riflettanza anisotropa e un microscopio a forza atomica.

OMBE

L’apparato OMBE è costituito da una camera di introduzione, una camera di metallizzazione e la camera di crescita, con sei sorgenti per diversi materiali, completa di microbilancia al quarzo per il controllo in-situ dello spessore dei film. Il vuoto limite che può essere raggiunto in camera di crescita è di ~ 5 x10-10 mbar grazie a una criopompa. Un sistema di raffreddamento e di riscaldamento del substrato permettono di variare la temperatura del substrato in un range compreso tra 77 K e 900 K. La camera di crescita è inoltre dotata di una finestra BOMCO di quarzo per misure ottiche in-situ e in tempo reale.
Per ulteriori dettagli: Tubino et al – Opt. Mater. 9 (1998) 437-444.

E’ disponibile inoltre un secondo apparato OMBE  costituito da due camere di crescita separate, entrambe dotate di microbilancia al quarzo per il controllo in-situ dello spessore dei film. Una delle due camere può alloggiare una sola cella di Knudsen, mentre la seconda può alloggiare fino a tre celle di Knudsen. Il vuoto limite che entrambe le camere possono raggiungere è di ~ 1 x10-7 torr.

Spettrofotometro UV-vis-NIR

Modello: Perkin Elmer Lambda900

Spettrofotometro a doppio raggio dotato di depolarizzatore e polarizzatori Glan-Taylor
Range spettrale: 190 nm - 3300 nm
Banda passante: 0.05 – 5.00nm (UV/Vis); 0.2 – 20 nm (NIR)
Limite fotometrico: 6 assorbanze

Configurazioni disponibili:
Misure di trasmissione ad incidenza normale ed obliqua (angolo di incidenza: -75°/+75°)
Misure di riflettività assoluta ad incidenza quasi normale (angolo di incidenza ~ 7.5°)
Misure di riflettività relativa ad incidenza obliqua (angolo di incidenza: 15°/60°)
Misure di intensità di luce diffusa con sfera integratrice in trasmissione e/o riflessione
Misure di trasmissione (ad incidenza normale ed obliqua) e di riflettività assoluta (ad incidenza quasi normale) a bassa temperatura

Apparato per spettroscopia di riflettanza anisotropa (RAS)

Modello: apparato home made

Range spettrale: 250 nm – 800 nm
Modulatore fotoelastico (PEM): PEM-100 con unità di controller (Hinds Instruments Inc.)
Monocromatore: Jobin-Ivon H10 UV

Configurazioni disponibili
- singolo polarizzatore o doppio polarizzatore
- misure in riflessione ad incidenza quasi normale e tramissione ex-situ; apparato montato su banco ottico orizzontale
- misure in riflessione ad incidenza quasi normale in-situ; apparato montato su banco ottico verticale montato a sua volta su base basculante per l’allineamento del campione

Microscopio a scansione di sonda

Si usano diverse miscroscopie a scansione di sonda, principalmente microscopia a forza atomica, per caratterizzare la morfologia superficiale dei campioni e altre grandezze su scala micrometrica e nanometrica.
Lo strumento in dotazione è un Nanoscope V Multimode AFM (Veeco), equipaggiato con scanner PZT per scansioni da 5 nm a 140 micron e un rivelatore ottico con fotodiodo quattro quadranti. Le modalità di funzionamento sono:

  • Contact mode AFM
  • Tapping Mode® AFM
  • Lift Mode® AFM
  • Electrostatic force microscopy
  • Kelvin probe force microscopy
  • Lateral force microscopy
  • Transverse shear microscopy
  • Torsional resonance microscopy
  • Dynamic friction force microscopy
  • Magnetic force microscopy
  • Contact mode e Tapping Mode® in liquidi
  • Dip-pen nanolithography
  • Scanning tunnelling microscopy
  • Atomic force spectroscopy (force volume)