Il laboratorio è equipaggiato con un magnetometro a campione vibrante (VSM) in grado di effettuare misure di magnetizzazione di materiali magnetici in funzione del campo magnetico applicato e della temperatura.

RESPONSABILE: Marco Coisson

Contatti

Ricercatore 1
ML Metrologia dei materiali innovativi e scienze della vita
Tel. 011 3919 855
m.coisson@inrim.it

Deposizione per sputtering rf e dc di materiali magnetici, sia a base metallica che ossidica. E' possibile ottenere film di elementi puri, leghe multielementari e sistemi multistrato, con struttura amorfa o policristallina a seconda del materiale.

RESPONSABILE: Marco Coisson
ML Metrologia dei materiali innovativi e scienze della vita
Tel. 011 3919 855
m.coisson@inrim.it

IMAGING IN MICROSCOPIA ELETTRONICA A SCANSIONE

Il laboratorio fornisce i seguenti servizi:

Analisi morfologica mediante microscopia a scansione elettronica di campioni conduttivi o metallizzati e acquisizione di segnali provenienti da detector Everhart-Thornley per elettroni secondari e detector a stato solido a 4 quadranti per la rilevazione degli elettroni retrodiffusi.

• dimensione massima dei campioni: 5 x 5 x 5 cm³
• campioni compatibili con la condizione di alto vuoto (non contenenti liquidi o sostanze volatili)
• tensioni di lavoro: da 2 kV a 30 kV
• risoluzione: 3 nm
• il laboratorio dispone di sputter coater con la possibilità di deposizione di un coating di oro su campioni non conduttivi

Analisi in trasmissione in modalità Bright-field e Dark-field mediante microscopia a scansione elettronica in trasmissione e detector STEM (2 settori)

• campioni conduttivi ed elettronicamente trasparenti (spessore < 200 nm)
• campioni preparati su supporto con standard TEM avente diametro 3 mm
• tensioni di lavoro da 10kV a 30kV
• risoluzione 1.2 nm

Analisi in modalità basso vuoto (Low Vacuum SEM, LVSEM) e in modalità ambientale (Environmental SEM, ESEM) mediante microscopia elettronica a scansione

• campioni biologici contenenti acqua o miscele acquose contenute in membrane cellulari
• campioni isolanti o semi-isolanti
• dimensione massima dei campioni 5 x 5 x 5 cm³
• risoluzione: 6 nm (LVSEM) e 10 nm (ESEM)

Punto di contatto: mailto: l.boarino@inrim.it

MICROANALISI ELEMENTARE SEM-EDS

Il microscopio SEM InspectF, con sorgente ad emissione di campo, è equipaggiato con un rivelatore a stato solido per discriminare l'energia dei raggi X caratteristici emessi dal campione (spettrometria a dispersione di energia, EDS). Ciò consente la rivelazione di tutti gli elementi con numero atomico (Z) superiore a 4, permettendo di ottenere:

• analisi qualitative della composizione elementare di un campione allo stato solido, sia su vasta area che con fascio localizzato in un punto di interesse (risoluzione laterale e profondità di campionamento: qualche micrometro, a seconda del materiale)
• analisi semiquantitative della composizione elementare del campione (per elementi con Z superiore a 11) mediante tecnica standardless
• mappe di distribuzione degli elementi rilevabili nel campione
• profili di linea della concentrazione di elementi di interesse lungo una linea arbitrariamente scelta sulla morfologia del campione
• analisi puntuali e profili di linea su sezioni trasversali di coating con spessori da 50 nm a 10 μm, ottenute tramite tecnica del fascio ionico focalizzato.

Punto di contatto: mailto: e.olivetti@inrim.it, mailto: f.celegato@inrim.it

NANOLITOGRAFIA

Il microscopio Quanta 3D della Nanofacility Piemonte è dotato di doppia colonna elettronica e ionica, controllate entrambe tramite un NanoPattern Generator per la litografia a fascio elettronico e ionico, di una serie di nanomanipolatori per la manipolazione e la caratterizzazione elettrica in-situ e di un Gas Injector System per la deposizione di nano e microstrutture in platino e in ossido di silicio. Il sistema nel suo complesso rende possibile realizzare svariate lavorazioni, tra cui:

• nanolitografia elettronica (EBL) con allineamento a strutture preesistenti (risoluzione 30 nm)
• nanolitografia da fascio ionico focalizzato (FIB) (risoluzione 30 nm)
• contattatura elettrica di nano/micro oggetti mediante deposizione di platino o ossido di silicio assistita da fascio elettronico/ionico focalizzato

NANOLAVORAZIONI FIB

Il fascio ionico installato nel microscopio Quanta 3D della Nanofacility Piemonte, attraverso una serie di nanomanipolatori e due Gas Injector System (Pt e SiO2), consente le seguenti lavorazioni ed analisi:

• preparazione di lamelle TEM (tecnica standard H-bar mediante lift-out)
• imaging ionico di campioni policristallini
• misure elettriche in-situ di materiali e dispositivi
• deposizione di una hard-mask di platino

Punti di contatto: mailto:a.angelini@inrim.it, mailto:m.fretto@inrim.it 

REALIZZAZIONE DI DISPOSITIVI MICROMETRICI

PROCESSI DI LITOGRAFIA OTTICA

Realizziamo processi fotolitografici sui materiali tipici dell’elettronica e della superconduttività, con le seguenti specifiche:

• risoluzione: fino a 800 nm;
• massima area del substrato: 3 pollici;
• spessore del substrato: minore o uguale a 1 mm

Inoltre possiamo realizzare maschere per litografia ottica tramite processi di laser writing (UV):

• dimensione dei pattern: fino a 3 pollici;
• risoluzione: fino a 800 nm

DRY ETCHING

Possiamo realizzare attacchi chimici tramite reactive ion etching e ion milling di alcuni film per elettronica. Sono attualmente disponibili i processi per: niobio, silicio e nitruro di silicio, titanio, argento, oro e lega oro-palladio. Specifiche:

• dimensione massima del substrato: 4 pollici;
• spessore massimo del film da attaccare: in funzione del tipo di film

DEEP REACTIVE ION ETCHING

Possiamo realizzare attacchi chimici ad alto aspect ratio in silicio tramite deep reactive ion etching mediante RIE Oxford PlasmaLab 100 COBRA. Sono attualmente disponibili i processi per: niobio, silicio e nitruro di silicio, titanio, argento, oro e lega oro-palladio. Specifiche:

• dimensione massima del substrato: 4 pollici;
• spessore massimo del film da attaccare: silicio oltre i 100 µm, aspect ratio 1:100

Punti di contatto: mailto:n.deleo@inrim.it, mailto:e.monticone@inrim.it, mailto:m.fretto@inrim.it, mailto:f.ferrareselupi@inrim.it

DEPOSIZIONE DI FILM SOTTILI METALLICI, SUPERCONDUTTORI E ISOLANTI PER L’ELETTRONICA

Materiali su cui si ha completa caratterizzazione del film prodotto: alluminio, argento, cromo, indio, niobio, oro, oro/palladio, rame, stagno, titanio, ossido di tantalio, ossido di silicio.

• tecniche di deposizione: sputtering ed evaporazione
• substrati: planari, tipici dell’elettronica (vetro, silicio, zaffiro, quarzo)
• dimensione: da 1 a 2 pollici
• spessore: fino a 1 μm
• uniformità: 5-10% a seconda del materiale e del processo

Punti di contatto: mailto:n.deleo@inrim.it, mailto:e.monticone@inrim.it, mailto:m.fretto@inrim.it

l laboratorio è in grado di coprire una vasta gamma di operazioni metallurgiche: dalla realizzazione delle leghe metalliche fino alla loro osservazione metallografica, attraverso eventuali trattamenti termici.

Possiamo realizzare leghe metalliche a partire dagli elementi, utilizzando un forno ad arco ed un forno ad induzione, e siamo attrezzati per la produzione e l’osservazione in microscopia ottica ed elettronica di sezioni metallografiche.

Possiamo effettuare trattamenti termici di vario genere (ricotture, rinvenimento, tempra in atmosfera inerte, induzione di anisotropie magnetiche) nelle seguenti condizioni operative:

Ricottura in vuoto:

• dimensioni camera riscaldante: 190 x 190 x 490 mm³;
• temperatura massima di esercizio: 1150 °C;
• uniformità di temperatura: ± 3 °C;
• condizioni di vuoto: pressione minima 10^-5 mbar;
• raffreddamento: lento, in forno.

Possiamo, inoltre, eseguire ricotture di campioni nastriformi o toroidali applicando un campo magnetico longitudinale (fino a 2400 A/m) o trasversale (fino a 90000 A/m).

Ricottura in atmosfera inerte:

• dimensioni camera riscaldante: ∅ 190 mm x 500 mm;
• temperatura massima di esercizio: 550 °C;
• uniformità di temperatura: ± 15 °C;
• flusso controllato di gas inerte (argon, elio o azoto);
• raffreddamento: lento, in forno.

Tempra in vuoto o in atmosfera inerte:

• dimensioni camera riscaldante: ∅ 60 mm x 200 mm;
• temperatura massima di esercizio: 1200 °C;
• uniformità di temperatura: ± 10°C;
• condizioni di vuoto: pressione minima 10^-6 mbar;
• flusso controllato di gas inerte (argon, elio o azoto);
• raffreddamento: rapido, con estrazione del tubo di quarzo dal forno.

Punto di contatto: mailto:l.martino@inrim.it