Gli scienziati dell’Università di Jyväskylä e dell’Università Aalto hanno sviluppato un metodo per crescere localmente materiali metallorganici, strato per strato a livello molecolare, che nasce dalla combinazione tra la lavorazione laser del grafene e la deposizione di strati molecolari (MLD).
I ricercatori dell’Università di Jyväskylä e dell’Università Aalto hanno sviluppato un nuovo metodo basato sulla modifica laser, che consente la crescita locale di materiali metallo-organici, strato per strato, a livello molecolare, combinando la lavorazione laser del grafene sviluppata a Jyväskylä e la deposizione di strati molecolari (MLD) sperimentata ad Aalto. Pubblicata sulla rivista ACS Nano, la nuova tecnica permette di costruire pellicole di diverse forme e offre la possibilità di modificare le proprietà dei materiali per varie applicazioni.
La deposizione di strati atomici (ALD) è un metodo utilizzato soprattutto nell’industria dei semiconduttori per produrre pellicole sottili di alta qualità con precisione a livello atomico: “L’applicabilità del metodo migliorerebbe se i film potessero essere depositati solo in aree selezionate. In questo caso, si potrebbe controllare anche la forma delle pellicole, non solo lo spessore. La deposizione a strati atomici selettiva (ALD) è attualmente un tema di ricerca chiave nel settore” spiega il professor Mika Pettersson dell’Università di Jyväskylä.
I materiali prodotti con la tradizionale deposizione a strati atomici sono solitamente materiali inorganici, come l’ossido di zinco (ZnO) o l’allumina (Al2O3), che sono materiali semiconduttori e isolanti, ma è possibile utilizzare anche materiali molecolari; in questo caso si chiama deposizione a strati molecolari (MLD) e i precursori organici vengono combinati con precursori inorganici, aprendo molteplici possibilità per personalizzare le proprietà dei materiali.
Un nuovo metodo per numerose applicazioni
Il metodo sviluppato dai ricercatori dell’Università di Jyväskylä e dell’Università Aalto può essere utilizzato per depositare materiali metallorganici in modo selettivo, costruendo pellicole di diverse forme, strato per strato, con una sola molecola di spessore, che danno la possibilità di modificare le proprietà dei materiali in base alla loro applicazione specifica.
“Il grafene è un film di carbonio spesso un solo atomo, il materiale più sottile al mondo. Nello studio, il grafene è stato preparato sulla superficie di un chip di silicio, poi è stata utilizzata la modifica laser per funzionalizzare aree specifiche con gruppi idrossilici (-OH). Successivamente, è stato depositato un sottile film organico di europio sulla superficie dei campioni, che si è formato selettivamente solo nelle aree modificate dal laser, poiché la superficie del grafene puro non reagisce con i materiali di partenza” spiega Pettersson.
Il metodo appena sviluppato crea nuove opportunità per la realizzazione di dispositivi avanzati. Un esempio di potenziali applicazioni è il materiale utilizzato in questo studio, che emette luce grazie all’europio in esso contenuto: “Nella nostra ricerca, abbiamo utilizzato il materiale organo-europio luminescente come esempio modello, ma la deposizione di strati atomici e molecolari è adatta a una vasta gamma di materiali a pellicola sottile, che apre possibilità illimitate per le future applicazioni del nostro nuovo metodo di deposizione selettiva di area” sottolinea il professor Maarit Karppinen dell’Università Aalto.
Foto: ACS Nano
