Tirocinio 17: Progettazione, fabbricazione e caratterizzazione di metamateriali iperbolici per la fotonica e il sensing

Argomento: fisica, chimica

Divisione di riferimento: ML Materiali avanzati e scienze della vita

SSO: ML 01 Scienza e Tecnologia alla Nanoscala (NST)

Tutori: Federico Ferrarese Lupi, ricercatore - Luca Boarino, tecnologo - Roberto Rocci, collaboratore tecnico

Per informazioni: 011 3919 449, f.ferrareselupi@inrim.it

Possibilità di part-time:

 

Descrizione delle attività previste nel tirocinio:

I metamateriali iperbolici sono una particolare classe di materiali artificiali (isolanti, semi-isolanti e metalli) le cui componenti di permittività (ε) o permeabilità (μ) lungo un asse sono di segno opposto agli altri due assi dello spazio. Questa condizione porta a una dispersione parabolica delle onde elettromagnetiche che si propagano nel metamateriale, dando così origine a proprietà e caratteristiche non riscontrabili in natura, come ad esempio un indice di rifrazione negativo, oppure la possibilità di ottenere un’immagine ben al di là del limite di diffrazione ottica (iper-lenti).

Gli obiettivi di questa attività sono:

  • la realizzazione di una guida d’onda planare di materiale iperbolico e lo studio delle proprietà ottiche;
  • l’utilizzo della guida d’onda per migliorare l’efficienza di sorgenti a singolo fotone (es. quantum dot, centri di emissione in nano-diamanti, molecole luminescenti ecc.) per la realizzazione dell’unità di intensità luminosa, la Candela.

La fabbricazione di una guida d’onda in metamateriale richiede un controllo dei processi di litografia, di deposizione e di attacco chimico su scala nanometrica. La tecnologia che consente un controllo di strutture al di sotto dei 50 nanometri è stata sviluppata all'INRIM dal gruppo NST negli ultimi 10 anni ed è basata sul self-assembly di copolimeri a blocchi. Infiltrando selettivamente queste strutture polimeriche con ossidi metallici e metalli è possibile ottenere un metamateriale progettabile a priori e dalle caratteristiche innovative desiderate.

Le principali attività da svolgere nell’ambito del tirocinio sono:

  • Sviluppo della conoscenza e dell’utilizzo degli impianti da vuoto per la deposizione e l’etching dei materiali necessari per la fabbricazione delle nanostrutture;
  • Ottimizzazione dei processi di trattamento termico, di deposizione e di etching degli impianti da vuoto utilizzati per la realizzazione della guida d’onda;
  • Progettazione e realizzazione di un sistema di elettrodeposizione e relativo software di controllo;
  • Progettazione della cella elettrochimica e realizzazione delle messe in tavola 2D necessarie alla corretta realizzazione dei particolari meccanici;
  • Progettazione e realizzazione del setup di misura e trasferimento del segnale elettrico alla cella;
  • Messa a punto di un sistema di caratterizzazione ottica di guide d’onda.

La sede principale del tirocinio è il Laboratorio di Micro&NanoTecnologie QR dell’INRIM, oltre al laboratorio di fotonica.
Le attività saranno svolte sotto la supervisione di un tecnico altamente qualificato.

 

Riferimenti:

https://www.inrim.it/ricerca-sviluppo/dal-macro-al-nanomondo

http://www.nanofacility.it/

Ultima modifica: 11/07/2019 - 20:13