Riflettometro ED Raggi X con AFM integrato
Barbara Paci - barbara.paci@ism.cnr.it
SPECIFICHE TECNICHE
- Generatore Siefert 3.5 kW : condizioni di lavoro tipiche E=55 kV, I=40 mA max.
- Lampade raggi X con anodo in W e in Ag
- Rivelatore a stato solido ORTEC Cristallo singolo Ge
- Elettronica ORTEC-ADCAM
- Software sviluppato in House
- Bracci motorizzati, escursione max per braccio 32°
- Slitte di collimazione (quadrata e rettangolare) in W fino a collimazione max 20*20 μm
- Culla step-motor
- Culla con movimentazione continua
- Traslatori motorizzati e manuali (x-y)
- Portacampioni standard, con riscaldatore fino a 200°C max, per misure in ambiente controllato
- AFM integrato come porta campione
TECNICHE DISPONIBILI
- EDXR tradizionale
- In-situ EDXR
- Time-resolved EDXR
- Joint EDXR/AFM
CAMPIONI
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Film sottili: spessore film 40-3000Å; spessore totale campione fino a 3cm; dimensione massima nel piano 10cm*10cm.
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Campioni multistrato: spessore max. ogni strato 40-3000Å; spessore totale campione fino a 3cm; dimensione massima nel piano 10cm*10cm.
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Campioni da misurare in atmosfera controllata o con riscaldatore, le dimensioni nel piano si riducono a 2cm*2cm.
UTILIZZATO PER
- Determinare parametri morfologici (spessori e rugosità) di film sottili/multistrato.
- Determinare le densità elettroniche di film sottili/multistrato.
- Determinare l’evoluzione in situ e risolta nel tempo di parametri morfologici (spessori e rugosità) di film sottili/multistrato sotto l’azione di: condizioni ambientali, ambienti controllati, gas inquinanti, trattamenti termici, esposizione alla luce.
- Determinare l’evoluzione in situ e risolta nel tempo delle densità elettroniche di film sottili/multistrato sotto l’azione di: condizioni ambientali, ambienti controllati, gas inquinanti, trattamenti termici, esposizione alla luce.
ESEMPI APPLICATIVI
Aumento del tempo di vita operativa di celle solari a perovskite tramite l’inserzione di uno strato di disolfuro di molibdeno come estrattore di lacune.
Le celle solari perovskitiche ad alogenuri di piombo sono tra le tecnologie fotovoltaiche più promettenti. In questo lavoro si dimostra come l’introduzione di sfoglie di MoS2 come strato intermedio trasportatore di lacune migliori sostanzialmente la stabilità di dispositivi incapsulati. Questo effetto è dovuto ad un duplice ruolo benefico della MoS2, dimostrato grazie all’impiego della XRD e della EDXR: le sfoglie inibiscono sia i meccanismi di invecchiamento strutturali che quelli legati alle interfacce tra i vari layer.
Si veda: G.Kakavelakis, I.Paradisanos, B.Paci, et al. Adv. Energy Mater. 2018, 1702287
Si veda:
http://grafene.cnr.it/celle-solari-a-perovskite-piu-stabili-grazie-a-cristalli-bidimensionali/
https://www.cnr.it/it/news
Si veda twitter:
https://twitter.com/graphenefactory/status/1005019272559693826
Conducibilità via stati di vacanza indotti termicamente in film sottili di poliossimetalati.
I poliossimetalati sono una classe emergente di materiali per l’optoelettronica organica. La riflettometria di raggi X è usata per determinare lo spessore dei film e le densità elettroniche dei materiali: si possono ottenere film nanostriped di alcune decine di nm e tale strutturazione è accompagnata dalla comparsa da stati di vacanza e dallo switch dei materiali da isolanti ad uno stato conduttore. L’integrazione di questi film in dispositivi fotovoltaici organici ottimizza la conduzione creando un allineamento favorevole di bande tra l’ITO. Gli stati di vacanza e i materiali fotovoltaici attivi.
Si veda: Qirong Zhu, Barbara Paci et al. J. Phys. Chem. C 2019, 123, 1922−1930
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