PRESENTAZIONE

INFORMAZIONI GENERALI

Referente_________________	prof. Giacomo Messina
Riferimenti________________	Tel. +39 0984 494263 Mail Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. E' necessario abilitare JavaScript per vederlo. Web MecMat - DIMET
Sede_______________________	Via Graziella - Loc. Feo di Vito - 89122 Reggio Calabria (RC)
Ente di Appartenenza_____	Dipartimenti DICEAM e DIIES - Università Mediterranea di Reggio Calabria

GRUPPO DI RICERCA

prof. Pierluigi Antonucci prof. Francesco Della Corte prof. Giacomo Messina prof. Riccardo Carotenuto prof.ssa Saveria Santangelo____________________________ dott.ssa Giuliana Faggio dott.ssa Patrizia Frontera dott. Fortunato Pezzimenti dott. Sandro Rao

AMBITI DI RICERCA

Per il perseguimento degli obiettivi del Laboratorio sono richieste competenze in diversi settori della microelettronica. Gli studi che il team di ricerca si trova ad affrontare vanno pertanto dall’analisi della compatibilità fra processi di fabbricazione in silicio, allo studio di nuovi circuiti per il trattamento efficiente delle informazioni, dalla caratterizzazione delle proprietà elettroniche di nuovi materiali elettronici, alla progettazione dell’elettronica dedicata alle comunicazioni extra chip.

 

Le principali attività attualmente in corso possono ricondursi alle seguenti:

 

• studio delle proprietà optoelettroniche del silicio e progettazione di modulatori di luce a base di silico amorfo compatibili con la tecnologia CMOS;
• studio di sensori wireless full-custom a microchip: i microchip, delle dimensionidi pochi mm2, integrano i dispositivi di sensing, la logica di controllo ed elaborazione A/D, un trasmettitore RF (2.4 GHz) e l’antenna;
• studio, progettazione e caratterizzazione sperimentale di componenti elettronici basati su semiconduttori ad ampia gap per applicazioni di potenza, ed analisi sperimentale delle caratteristiche di circuiti di conversione statica dell’energia; 4) studio di tecniche e progettazione di circuiti per la localizzazione 3D; interfacce gesturali a basso costo ed elevata precisione basate su ultrasuoni.

 

Le tematiche di ricerca attualmente in corso di svolgimento hanno per oggetto:

 

• Lo sviluppo e la valutazione di materiali catalitici per la produzione di idrogeno da combustibili differenti, quali gas naturale, biogas, alcoli. Tale attività ha principalmente lo scopo di ampliare lo spettro di combustibili utilizzabile nei sistemi ad alta temperatura (SOFC), che hanno nella flessibilità del combustibile di alimentazione una delle loro più attraenti peculiarità.
• La sintesi e la valutazione di materiali microporosi per processi ecosostenibili. In particolare, le reazioni di reforming di gas naturale con anidride carbonica, oltre che impiegate per la produzione di gas di sintesi (H2+CO), costituisce una tecnologia efficace per il consumo di anidride carbonica e la conseguente riduzione della sua emissione in atmosfera.
• La realizzazione di membrane polimeriche composite di nuova concezione a base di materiali elettrofilati per celle a combustibile ad elettrolita polimerico. Tale attività è finalizzata alla fabbricazione di rinforzi per membrane elettrolitiche da applicare a celle operanti a bassa temperatura (PEFC), allo scopo di migliorarne le caratteristiche meccaniche, di trasporto ionico e di limitarne i fenomeni di variazione dimensionale. In particolare, oggetto di studio è l’influenza dei parametri di processo di elettrofilatura e delle proprietà della soluzione di partenza sulle caratteristiche morfologiche delle nano fibre così ottenute.

 

Le attività del laboratorio sono rivolte alla caratterizzazione spettroscopica di materiali micro e nano strutturati per applicazioni elettroniche, optoelettroniche e sensoristiche. Scopo primario è correlare le proprietà strutturali dei materiali con le condizioni di crescita. Ciò permette di ottimizzare i processi di sintesi, consentendo di ottenere materiali con proprietà fisiche ritagliate per la particolare applicazione.

 

L’indagine spettroscopica viene effettuata tramite spettroscopia Raman, fotoluminescenza e spettroscopia infrarossa. Sono stati studiati silicio poroso, silicio amorfo, carburo di silicio e materiali a base, di carbonio: diamante sintetico, carbonio amorfo diamond-like e nanotubi di carbonio. Più recentemente l’attività di ricerca si è concentrata sul grafene, singolo foglio di atomi di carbonio disposti in una struttura esagonale, che sta riscuotendo grande interesse in tutto il mondo per le sue potenziali applicazioni.  Più forte del diamante, ma più leggero e flessibile, il grafene è un materiale conduttore trasparente. Grazie alla sua geometria planare, può risultare più compatibile di altri materiali, compresi i nanotubi di carbonio, con i dispositivi elettronici convenzionali.

 

Con lo spettrometro micro-Raman è possibile anche realizzare mappe Raman, che consentono di monitorare con grande precisione l’omogeneità spaziale dei campioni (p.e. distribuzione locale dei difetti, livello di stress etc). Grazie a diverse sorgenti laser (He-Ne, ioni Ar e He-Cd), è possibile fare analisi Raman a diverse lunghezze d’onda di eccitazione, dal rosso all’ UV. Le misure di fotoluminescenza possono essere eseguite dall’azoto liquido (-196°C) fino a 600 °C.

 

SPECIALIZZAZIONI

Materiali	Specializzazioni
Polimerici	Polimeri per celle a combustibile
Ceramici	Elettrocatalizzatori anodici supportati su ceramici a conduzione protonica
Vetri	SiO2,  Niobium-Sodium-Phosphate electro-optic glasses
Metalli_______________________	Ossidi di metalli per applicazioni sensoristiche (V2O5; TiO2 ….); metalli per la microelettronica
Materiali a base di carbonio	Nanotubi di carbonio (CNT), Diamante sintetico policristallino e a cristallo singolo, grafene, diamond-like carbon
Materiali compositi	Nanotubi di carbonio + polimeri
Materiali nanostrutturati	Nanotubi di carbonio, grafene, silicio poroso, silicio micro- e nano-cristallino
Altro	Diamante sintetico; Carburo di Silicio (SiC)
Tecnologia	Specializzazione
Tecnologie della produzione	Chemical Vapor Deposition, Pulsed Laser Deposition

 

 

PRINCIPALI SERVIZI

Principali servizi di ricerca di base, industriale e sperimentale

 

• Studio di nuove configurazioni e strategie di sistemi di MPPT (maximum power point tracking) con specifico riferimento alle applicazioni eoliche
• Studio di nuove configurazioni e strategie di interfacciamento alla rete elettrica attuale ed in previsione della smart grid del futuro
• Progettazione di circuiti per la localizzazione 3D; interfacce gesturali a basso costo ed elevata precisione basate su ultrasuoni

 

 

Principali servizi di laboratorio

 

• Caratterizzazione elettrica/elettronica di materiali semiconduttori per applicazioni nel settore energetico
• Test di efficienza sul campo di sistemi di conversione statica di attuale concezione
• Caratterizzazioni elettriche e ottiche di dispositivi optoelettronici
• Caratterizzazione strutturale di semiconduttori ad ampio gap, materiali micro e nano strutturati basati su carbonio (nanotubi, nano fibre, grafene), film sottili a base di carbonio (DLC, Diamond-Like Carbon) per rivestimenti protettivi
• Indagini con spettroscopia Raman, micro-Raman, fotoluminescenza, IR  di diverse tipi di materiali 

 

 

SETTORI DI RIFERIMENTO

• Energie rinnovabili
• Materiali per l'Energia
• Nanotecnologie
• Dispositivi elettronici a semiconduttore
• Sistemi di controllo

 

	Banco di caratterizzazione di dispositivi optoelettronici
Banchi di caratterizzazione di componenti e circuiti elettronici
Strumenti software di CAD per la simulazione ed il progetto di circuiti integrati full-custom (CADENCE) e di dispositivi elettronici (Silvaco) Attrezzatura per la realizzazione ed il test di prototipi di circuiti
	Impianti per i test catalitici corredati di flussimetri per le correnti gassose, pompa HPLC per le correnti liquide, fasce termo-riscaldanti, vaporizzatore,forno per il reattore, termo criostato Gas cromatografi corredati di appropriate colonne per la separazione
Apparato Electrospinning
	Spettrometro Raman  tipo Jobin Yvon U1000
Spettrometro per fotoluminescenza tipo TRIAX 320
Strumento analitico per la valutazione TPR , TPD, Area BET single point Analizzatore Termico Netzch (TG-DSC) MonocromatoreJobin Yvon  DH10 Microscopio ottico confocale Olympus BX40 Laser ioni argon Coherent Innova 70 (2W) Laser He-Cd Kimmon 325 nm 20 mW Laser He-Ne 35 mW Lampade Xenon per PL Tavolo antivibranti Banco Ottico Stadio Heating-Cooling per misure in funzione della temperatura da -196°C a 600C Stadio di traslazione motorizzato per mappe Raman Strumentazione elettronica general purpose (oscilloscopi, tester, multimetri etc)

PUBBLICAZIONI SCIENTIFICHE

Ricercatore	Numero pubblicazioni su riviste internazionali (dal 2001)
Pierluigi Antonucci	34
Francesco Della Corte	82
Giacomo Messina	69
Riccardo Carotenuto	31
Saveria Santangelo _____________________	74
Giuliana Faggio	39
Patrizia Frontera	23
Fortunato Pezzimenti	14
Sandro Rao	17

 

Per la consultazione delle pubblicazioni del gruppo di ricerca si rinvia alla banca dati SCOPUS, dove è possibile effettuare la ricerca per nominativo.

PROGETTI DI RICERCA

Progetto	Soggetto finanziatore	Coordinatore e partner	Periodo di svolgimento	Importo di progetto	Principali attività / risultati
GELMINCAL Generatore Eolico a Levitazione Magnetica IN CALabria	MIURPon_a3 2011	Responsabile Scientifico: Prof. Francesco Della Corte______________	2011-2014	14MlEuro	Il Progetto “Gelmincal” ha il duplice scopo di costituire in Calabria un gruppo interdisciplinare per lo studio di nuove tecnologie per la generazione di energia da fonte rinnovabile, potenziandone le dotazioni scientifiche e tecnologiche nel settore della diagnostica strutturale, elettrica ed elettronica.
HELIOS - pHotonics ELectronics functional Integration on CMOS	FP7-Integrated Project (2008)	Responsabile Scientifico: Prof. Francesco Della Corte	2006-2011	130KEuro
WiseNet	FP6 M. Curie Fellowships 2007	Responsabile Scientifico: Prof.Riccardo Carotenuto	2007-2010	450KEuro
Nuovi moduli fotovoltaici a concentrazione. Bando "Industria 2015", Efficienza Energetica	Ministero Sviluppo Economico (2008) Industria 2015	Responsabile Scientifico: Prof. Francesco Della Corte	2009-2012	200KEuro
Sistema Integrato Wireless Multifunzionale per la Gestione dell’energia, del Benessere e della Sicurezza	Ministero Sviluppo Economico (2009) Bando "Industria 2015" Made in Italy		2009-2012
MEDNET - Microelectronic Design Network Enhanced Training Lab	MiUR___________	Responsabile Scientifico: Prof. Francesco Della Corte
Celle a combustile ad elettroliti polimerici e ceramici: dimostrazione di sistemi e sviluppo di nuovi materiali	MiUR FISR 2004	Responsabile Scientifico: Prof Pier Luigi Antonucci	2005-2009	440KEuro
Celle a combustibile per applicazioni stazionarie cogenerative	Ministero dello Sviluppo Economico (MSE)	Responsabile Scientifico: Prof Pier Luigi Antonucci	2008-2011	340KEuro
Nuovi elettrocatalizzatori anodici supportati su ceramici a conduzione protonica	MiUR	Responsabile Scientifico: Prof Pier Luigi Antonucci	2006-2008	35KEuro
Rivelatori e componenti ottici basati su diamante sintetico	MiUR PRIN 1998	Dott. Giovanni Bonanno, Osservatorio Astrofisico di Catania Dipartimento MECMAT (UNIRC) Università di Roma Tor Vergata Dipartimento Fisica e Astronomia, Università di Firenze	1999-2000	38KEuro	Caratterizzazione di diamante policristallino. Realizzazione di rivelatori a diamante policristallino
Low power visible blind and radiation hard diamond UV imagers for space applications	Agenzia Spaziale Italiana	Dipartimento Fisica e Astronomia, Università di Firenze Dipartimento MECMAT (UNIRC) Università di Roma Tor Vergata		20KEuro	Caratterizzazione di diamante sintetico. Realizzazione di imagers per applicazioni di fisica dello spazio
Rivelatori di particelle con alta resistenza alle radiazioni ed alto potere risolutivo in diamante sintetico ottenuto da crescita omoepitassiale	MiUR PRIN 2004	Prof. Renato Potenza  Università di Catania Dipartimento MECMAT (UNIRC) Università di Roma Tor Vergata	2005-2006	36KEuro	Caratterizzazione di diamante a singolo cristallo. Realizzazione di rivelatori di particelle
Dosimetri a base di diamante sintetico monocristallino per applicazioni in radioterapia clinica	MiUR PRIN 2008	Prof. Marco Marinelli Università di Roma Tor Vergata MECMAT (UNIRC) Università di Roma 3 Università di Torino	2010-2012	36KEuro	Caratterizzazione di diamante drogato. Realizzazione di dosimetri a diamante sintetico per radioterapia

 

 

CONTRATTI/ACCORDI DI COLLABORAZIONE

Centri di ricerca in Italia

 

• ISTM-CNR, Istituto di Scienze e Tecnologie Molecolari , Milano
• IPCF-CNR, Istituto Processi Chimico Fisici, Messina
• ENEA, Centro Ricerche Casaccia, Roma
• IMM-CNR, Istituto per la Microelettronica e Microsistemi, Bologna

 

Centri di ricerca all’estero

 

• CNRS-Institut des Nanotechnologies de Lyon (FR)
• University of Surrey (UK)
• Universidad Politecnica de Valencia (ES)
• LETI-Grenoble (RF)
• DIMES-Delft Institute of Technology (NL)

 

Imprese/Società di ricerca e sviluppo in Italia

 

• BEGHELLI

 

BREVETTI

R. Carotenuto, “A Method for Localizing Remote Devices using Acoustical and Electromagnetic Waves”

International Patent PCT WO2008065691 - 2008-06-05

 

RICONOSCIMENTI

• Best paper award OμS 2009
• Best paper awards - AISEM 2007 - MELECON 2010