Department of Materials ScienceUniversity of Milano-Bicocca
PEOPLE
Alberto Paleari staff (physicist)
Anna Vedda staff (physicist)
Norberto Chiodini staff (chemist)
Roberto Lorenzi PhD student (material scientist)
Mauro Fasoli post doc (physicist)
Federico Moretti post doc (material scientist)
Alessandro Lauria post doc (chemist)
INSTRUMENTS•Laboratory of Inorganic/solgel synthesis•Laboratory of spectroscopy
optical absorptionphotoluminescenceelectroluminescence
thermoluminescence radioluminescence
micro-Raman scatteringmicro-InfraRed ATR spectroscopyrefractive index and guided modessecond-harmonic-generationimpedance spectroscopy
• Laboratory of elemental analysis on solidsLA-ICP-Mass SpectrometryX-ray Fluorescence
Silica-based materials for photonics and microelectronics
1%Er 0.4%Er
0.1%Er0.04%Er
SISTEMI NANOSTRUTTURATI PER LED UV A BASE VETROSA
Nanoparticelle cristalline di SnO2
In matrice amorfa di SiO2
Energy-Transfer traNanoparticelle e ioni attivi
Decadimento radiativo di eccitoni
Wavelength [nm]300 400 500 600 700
0
100
200
300
400
500
• Appl. Phys. Lett. 89, 153126 (2006) Ultraviolet free-exciton light-emission in Er-passivated SnO2 nanocrystals in silica • J. Nanopart. Res., 10, 737-743 (2008)Erbium-induced blurring of the fractal surface of SnO2 nanocrystals grown in silica• Phys. Rev. B, 79, 153108, (2009) Confined diffusion of erbium excitations in SnO2 nanoparticles embedded in silica
MECCANISMI DI NONLINEARITA’ OTTICA IN SILICATI POLATI
Nonlinear Absorption
Nonlinear Refraction
(2)=3.9 pm/VLNL = 10 μm
Second Harmonic GenerationModificazione strutturale
Second-order Nonlinearity
Laser/Thermal poling
• SPIE vol.6582 (2007) Second harmonic generation from bulk glassceramics containing laser-poled dielectric nanocrystals • Appl. Phys. Lett. 84, 960, (2004) Cubic optical nonlinearity in nanostructured SnO2:SiO2 •J. Non-Cryst.Sol. 355 2578, (2009) Electric field induced structural modification and 2nd order optical nonlinearity in potassium niobium silicates
Spettroscopia Raman confocale
Formazione di sistemi nano-compositi a partire da fenomeni di aggregazione in SiO2 drogata con terre rare
100 nm
• Sintesi via sol-gel di SiO2 contenente nano-fasi luminescenti di terre rare (Ce, Eu, Gd, Tb, Yb)
• Proprietà morfologiche (IR, -Raman, SEM, TEM) e ottiche (assorbimento UV-Vis, radio-,termo- e foto-luminescenza) in funzione dei parametri di sintesi
Sviluppo di sistemi nano-strutturati per larealizzazione di nano-compositi
Applicazioni: sensori di radiazioni in sistemi medicali (PET, TAC, radio-terapia), controlli industriali e di sicurezza, fisica delle alte energie (es. LHC)
N. Chiodini, M. Fasoli, A. Lauria, F. Moretti, A. Vedda
Contatti:[email protected], 02-64485162 2 2.5 3 3.5
RL
am
plit
ud
e (
arb
. units
)
Energy (eV)
SiO2:Tb 0.03 mol%
5D4
7F3
5D4
5D4
5D4 5D
37F4
7F5
7F6 7F
3
7F4
5D3
5D3 5D
37F5 7F
6
Scintillatori ceramici o compositi basati su materiali contenenti HafnioSrHfO3:M e Lu4Hf3O12:M (M= Ce, Pb, Bi)
• Campi d’applicazione:• sensori di radiazioni X, e particelle• in campo medico (diagnostica e terapia) e nucleare.
10mObiettivi- sintesi di polveri da acetati/citrati- morfologia (SEM,TEM) e struttura cristallina (Raman, FTIR, XRD)- proprietà ottiche (RL, PL, TSL) in funzione della composizione.- realizzazione di ceramiche ottiche o di materiali compositi
N. Chiodini, M. Fasoli, A. Lauria, F. Moretti, A. Vedda Contatti: [email protected], 02-64485162
Nella figura è mostrata una foto SEM delle particelle di HfO2 prodotte da fase gas. La foto HR-TEM mostra la
struttura poco cristallizzata (a nano domini) di un grano sferico di HfO2
Nella foto la camera di reazione in vetro borosilicato inserita nel forno tubolare verticale per alla gestione delle temperature di reazione.Al di sotto del sistema camera-forno un secondo fornetto di evaporazione del precursore e l’apparato di controllo dei flussi di gas.
Sintesi di nanoparticelle di ossidi per ossidazione in fase gas di precursori organometallici.
Dalla letteratura è evidente come la funzionalità e più in generale le proprietà dei materiali nanostrutturati siano molto dipendenti dai processi di preparativa. Ciò era vero per i materiali macroscopici e lo è ancora di più per le nanostrutture. Questo fatto se da una parte permette maggiori possibilità applicative dall’altro rende più complesso condurre delle ricerche sui materiali stessi senza poter controllare direttamente la parte inerente la preparativa.
Gli ossidi sin qui ottenuti sono HfO2 e Gd2O3.
Standardizzazione e validazione di analisi su stato solido mediante spettrometria di massa ICP-MS Laser Ablation e micro XRF