Descrizione

L’attività in esame consiste nella realizzazione di rivelatori di radiazione basati su film sottili di dicalcogenuri di metalli di transizione (Transition Metal Dichalcogenides, TMD). Questa classe di materiali semiconduttori ha dimostrato ottime caratteristiche in termini di proprietà ottiche ed elettriche, basso costo e flessibilità. Lo studio, che coinvolge competenze di chimica, fisica dei dispositivi e misure ottiche ed elettroniche, inizia da un’ottimizzazione della sintesi chimica del materiale e realizzazione di film sottili usando la tecnica sol-gel con deposizione tramite spin-coating, seguita da un annealing a temperature relativamente basse, dell’ordine di 400°C o inferiori, compatibili in linea di principio con substrati flessibili.

Una volta ottenuto un film di buona qualità, analizzati tramite tecniche microscopiche e spettroscopiche, si passa alla realizzazione di detector con diverse configurazioni e geometrie (Fig. 5). Una caratterizzazione completa della risposta elettrica ed elettro-ottica viene condotta sui detector realizzati per identificare le soluzioni migliori dal punto di vista delle prestazioni. Un sistema elettronico di lettura è quindi realizzato per produrre un dimostratore da impiegare in uno scenario applicativo, per esempio un sensore UV oppure un sistema per la dosimetria.

L’attività, che si colloca all’interno della macroattività “Flexible sensors for soft robotics and for adaptable monitoring systems”, ha come oggetto lo sviluppo di una tecnologia che permetta di realizzare rivelatori di radiazione flessibili utilizzando processi di produzione a basso costo. La tecnologia sviluppata si dimostra promettente per la creazione di sensori ottici indossabili per il monitoraggio attivo o passivo della radiazione ambientale, visibile o UV, da impiegare anche come trasduttori in applicazione di biosensing con lettura ottica per l’analisi di parametri fisiologici. Un altro ambito che si vuole esplorare nel progetto è la realizzazione di rivelatori di radiazione che possano essere impiegati nella diagnostica medica nell’ambito dei trattamenti di radio/protonterapia. La possibilità di realizzare sensori flessibili con aree dell’ordine del cm2 con un costo ridotto rispetto ai processi microelettronici comunemente impiegati, può portare ad un incremento nell’impiego di questi dispositivi nell’ambito della dosimetria.

Team

Referente: Lucio Pancheri

Gruppo di lavoro:

• Ricercatori DII: Lucio Pancheri, Sandra Dirè, Alberto Quaranta

• Ricercatori esterni: Emil List-Kratochvil (Humboldt-Universität zu Berlin, DE)

• Tecnici: Marco Ischia, Emanuela Callone

• Studenti PhD: Alberto Taffelli

Partner esterni coinvolti

• Istituzioni di ricerca straniere: Humboldt-Universität zu Berlin, DE

• Istituzioni di ricerca nazionali: Fondazione Bruno Kessler, Trento

• Aziende: Optoi Srl (Via Vienna, 8 - 38121 Trento (TN) Italia)