Spettroscopia Raman - Dipartimento di Fisica
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Spettroscopia Raman - Dipartimento di Fisica
Spettroscopia Raman (e non solo) @ Dip. FISICA: In viaggio nell’interdisciplinarietà Chi siamo? Dove siamo? Qui sotto E P R Raman Pietro Galinetto - Resp. Lab. Raman Maria Cristina Mozzati - Resp. Lab EPR Enrico Giulotto Vittorio Bellani (a seguire dal vivo) Scienza dei materiali ¾energetica, spintronica, fotonica, elettrochimica ¾Famiglia Carbonio ¾Nanomedicina - Biotecnologie ¾Beni Culturali ¾Scienze forensi ¾Mineralogia Raman and EPR Research Unit on Materials Science In quali ambiti di ricerca? Con chi? Collaborazioni nazionali e internazionali UniMi, UniMiB CNR-Mi UniCatt-Bs, Elettra-TS UniPR, UniSa UniGe, IIT Fondazione Arvedi Polizia di Stato – Racis Arkedos – Sovrintendenza BBCC Aosta ….. A.S. CR (Prague) R.A.S. S.Petersburg(Russia) UAM –Madrid Hebej Un. Tianjin-China … Come? Attività Sperimentale a Pavia: Spettroscopia Raman EPR + Susc. Mag. Foto/Termo-Luminescenza Fototrasporto + …(vedi altre presentazioni) Possibilità di tesi specialistiche e triennali Electron Paramagnetic Resonance or It’s fun to flip electrons! Energia Æ ν = 9 GHz EPR: rivela transizioni di dipolo magnetico in sistemi paramagnetici diluiti Indagine dello stato fondamentale, delle caratteristiche di simmetria dell'intorno, delle interazioni magnetiche locali di ioni di elementi di transizione e di terre rare. Individuazione di difetti paramagnetici preesistenti o indotti. Raman Spectroscopy 1 in 107 photons is scattered inelastically 700 HS mod CS mod maghe1 maghe2 maghe3 20000 500 virtual state Excitation Raman Intensity (arb.units) Raman Intensity (arb.units) 600 400 15000 Scattered P2O5 300 v” = 1 v” = 1 v”v”= =0 0 200 10000 Infrared Infrared (absorption) (absorption) 100 5000 virtual state Raman Raman (scattering) (scattering) 0 200 400 600 800 1000 -1 Raman Shift (cm ) 0 Rotational 200 Raman 400 Vibrational Raman Electronic Raman 600 800 1000 1200 -1 Raman Shift (cm ) 1400 1600 1800 Vibrational spectroscopies da “Introduction to vibrational spectroscopies” J. Serrano SERS Surface Enhanced Raman Scattering Fattori di amplificazione (EF) nel range 103 ÷1014 CARATTERISTICHE FONDAMENTALI ¾ Amplificazione sezione d’urto ¾ Ottima risoluzione spaziale (10nm) ¾ Analisi di singola molecola Materiali recentemente studiati e in fase di studio: ¾ Sistema TiO2 – cristalli singoli, film sottili, superfici con impiantazione ionica 36 pubblicazioni ¾ Nanoparticelle di Ossido di Ferro negli ultimi 3 anni ¾ Eterostrutture CdTe /(Cd,Mn)Te ¾ Vetri antibatterici con attività SERS Scienza dei materiali (energetica, spintronica, ¾ Interfaccia Mn:Ge(111) fotonica, elettrochimica) 15 ¾Interfaccia Mn-GaSe(0001) Eterostrutture QC SC III-V 4 Famiglia Carbonio 8 ¾ Eterostrutture GaAsN/GaAsN:H 3 ¾ Nanotubi di Carbonio funzionalizzatiNanomedicina Beni Culturali 3 ¾ LiNbO3 drogato Scienze forensi ? ¾Semiconduttori magnetici amorfi Si:B:Mn Mineralogia 3 ¾ Eterostrutture ferromagnetiche di graphene-Mn(x)Si(1-x) cresciute su on 6H-SiC(0001) ¾ Ortosilicati di litio Li2MSiO4 (M= Fe, Mn) ¾ Puddinga Teatro Romano Aosta ¾ Studio di centri EPR attivi in cordieriti e zaffiri gialli ¾ Materiali ibridi (organo/inorganici) biocompatibili (Si-Zr)O2 /PCL e (Si-Zr)O2 /PEG. ¾ Rivelazione di tracce di sangue tramite spettroscopia Raman 7 Correlazioni tra comportamento magnetico, proprietà strutturali e proprietà elettroniche in ossidi funzionali o in semiconduttori magnetici diluiti Æ SPINTRONICA TiO2 Mn-GaSe(0001) arXiv.org > cond-mat > arXiv:1303.1984 Mozzati – Galinetto Lo studio e la realizzazione di vetri funzionalizzati ad attività antibatterica sono di notevole importanza per tutte le applicazioni connesse all’impianto di dispositivi medicali e in tutte le situazioni nelle quali l’interfaccia tra un dispositivo impiantato e i tessuti diventa sede preferenziale per la formazione di biofilm batterici. Æ S S Si O Si O O SH O S S Si O Si O O Si O O SERS SH SH S O Si O Si O Si O O O O S DFO-SH S SH Si O Si O O O Si O O GLASS S S SH S O Si O O S Si O Si O O GLASS Si O Si O O SH SH S O Si O Si O Si O O O O GLASS SH SH S S Si O Si O O S S O Si O Si O Si O O O O Ag NPs S Si O Si O O SH O Si O O S S Si O Si O O O SH SH S Si O Si O Si O O O O GLASS Galinetto Alterazione cromatica della Puddinga (c) 2 µm Raman Intensity (arb.units) fibra cotone fibra cotone insanguinata differenza 2500 800 2000 Raman Intensity (arb.units) Raman Intensity (arb.units) 3000 1500 1000 500 0 200 400 600 800 1000 -1 Raman Shift (cm ) 700 600 500 400 300 200 1200 100 6000 4000 2000 0 200 Mozzati – Galinetto + EPR 400 600 800 1000 1200 -1 Raman Shift (cm ) 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 -1 Raman Shift (cm ) Galinetto Rilevamento tracce di sangue – Scienze Forensi 2000 Eterostrutture di fili GaAsN/GaAsN:H su substrato di GaAs Imaging mediante PL di fili di differente spessore Presenza di strain reticolare GaAsN GaAs Il film iniziale GaAsN su substrato GaAs, di spessore 200 nm, è in condizioni di strain tensile. L’eterostruttura di fili GaAsN fra barriere di GaAsN:H è ottenuta mediante idrogenazione selettiva. Lo strain nell’eterostruttura fili/barriere risulta modulato spazialmente. La polarizzazione della emissione in PL (ρ) si correla con la modulazione dello strain (εxx) teoricamente calcolato. R. Trotta et al., APL 94, 261905 (2009) Giulotto Mappatura dello strain in fili GaAsN/GaAsN:H mediante Raman scattering La frequenza del fonone LO dipende dallo stato di strain (in valore e segno) del materiale 292.7 Caratterizzazione di Egap mediante fotoriflettanza GaAs-like 292.0 GaAs-like (c) Andamento della frequenza del fonone LO GaAslike lungo una linea perpendicolare ad un filo. Frequency (cm-1) (d) L’andamento dell’intensità integrata del modo localizzato Ga-N lungo la medesima linea segue in modo accurato la variazione della composizione. M. Geddo, E. Giulotto, M. Grandi, M. Patrini et al. , APL 101, 191908 (2012) Raman Modes in Carbon Materials ¿? Diamond sp3 (3D) 1332 cm-1 Graphite Chain sp2 (2D) 1582 cm-1 sp1 (1D) 1855 cm-1 Graphene Nanotubes (MW/SW)
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