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:anna.vedda@unimib.it, 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: anna.vedda@unimib.it, 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