Fisica Sperimentale: Laboratori e Settori Tematici

 

Laboratory: Microscopia Elettronica

Laboratory: ADVANCED  X-RAY  DIFFRACTION  LABORATORY

The Advanced X-ray Diffraction (XRD) Laboratory is a facility devoted to the study of the nanoscale structure of matter from both a fundamental and an applicative point of view. It provides state of the art equipment aimed at performing high quality research in the very broad field of the physics of matter.
Over the last two decades, the laboratory has operated first as and Advanced Center of the National Institute for the Physics of Matter (INFM) and more recently as a part of the Marche Regional Laboratory (MATEC) of the National Inter-University Consortium for the Physical Sciences of Matter (CNISM). Currently, it constitutes an essential part of a new joint inter-departmental laboratory for advanced materials at the UnivPM. The laboratory consists of the following diffractometric systems:

  • RIGAKU SmartLab Diffractometer featuring a 9 kW rotating anode X-ray generator, a HyPix-3000 high-energy-resolution 2D semiconductor detector, an in-plane diffraction arm.  Location: Q. 155  –  Room 195
  • Bruker General Area Detector Diffraction System (GADDS).  Location: Q. 155 – Room 195
  • Bruker AXS D8 Advance Diffractometer/Reflectometer.  Location: Q. 155 – Room 196

Laboratory: ADVANCED  X-RAY  DIFFRACTION  LABORATORY
Thematic Sector: NANOSTRUCTURE OF SOFT MATERIALS

RESPONSABILE: Prof. Oriano Francescangeli
REFERENTE TECNICO O PERSONALE DI RIFERIMENTO: Ing. Luigi Montalto

DESCRIPTION OF TECHNIQUES AND RESEARCH:

The equipment of the Advanced X-Ray Diffraction Laboratory is used to study the structure of soft condensedmatter at the nanoscale, with focus on the nanostructure of soft materials and its connections with the materials’ macroscopic properties. The techniques used include:

  • X-Ray Diffraction (XRD);
  • Small-Angle Scattering (SAXS);
  • Grazing-Incidence X-Ray Diffraction (GIXRD);
  • Grazing-Incidence Small-Angle (GISAXS) and Wide-Angle (GIWAXS) X-Ray Scattering;
  • X-Ray Reflectometry (XRR).

The materials investigated include:

  • thermotropic liquid crystals;
  • lyotropic liquid crystals;
  • gels and colloids;
  • dye-doped liquid crystals;
  • polymer dispersed liquid crystals;
  • polymer-based hybrid nanocomposites;
  • block copolymers.

Laboratory: ADVANCED  X-RAY  DIFFRACTION  LABORATORY
Thematic Sector: NANOSTRUCTURE OF SOLID MATERIALS

RESPONSABILE: Prof. Paolo Mengucci
REFERENTE TECNICO O PERSONALE DI RIFERIMENTO: Dott. Adriano di Cristoforo

DESCRIPTION OF TECHNIQUES AND RESEARCH:

Nanostructure characterization of solid-state materials is the principal activity carried out by the X-ray equipment installed in the Lab. Bulk materials, thin films and multilayer, surfaces and interfaces are commonly investigated by the available techniques, that include:

  • X-Ray Diffraction (XRD)
  • Grazing Incidence X-Ray Diffraction (GIXRD)
  • X-Ray Reflectometry (XRR)

The materials investigated include:

  • Electronic materials
  • Magnetic materials
  • Biomaterials
  • Light alloys (Al, Ti, Mg)
  • Metal alloys
  • Nanostructured materials
  • Ceramics
  • Materials for energy
  • Scintillating crystals
  • Materials for additive manufacturing

Laboratorio: Microscopia Elettronica
Settore Tematico: Microscopia Elettronica a Scansione

La strumentazione permette l’osservazione della topografia tridimensionale del campione con la possibilità di ottenere anche informazioni e immagini composizionali. Possono essere osservati tutti i tipi di campioni purché siano stabili sotto vuoto e conduttivi o resi conduttivi con opportune tecniche di preparazione. La strumentazione è concessa in uso e gestita dal Centro di Ricerca e Servizio di Microscopia delle Nanostrutture (CISMIN) dell’Università Politecnica delle Marche. L’utilizzo della strumentazione è regolato dalle norme adottate dal CISMIN ed è consentito ai soli utenti autorizzati dal Coordinatore del CISMIN.

Microscopi Elettronici: SEM PHILIPS XL20FESEM ZEISS SUPRA 40, TESCAN VEGA3

  • SEM PHILIPS XL20

Responsabile: Paolo Mengucci  
Referente tecnico o personale di riferimento: Dott. Adriano di Cristoforo
Telefono interno al laboratorio: 071 220 4425  
Caratteristiche del microscopio:

  • filamento W
  • tensione massima 30 kV
  • rivelatore di elettroni secondari tipo Everhart-Thornley
  • rivelatore di elettroni retrodiffusi allo stato solido a due settori
  • MICROANALISI EDS EDAX PHOENIX con rivelatore ECON IV
  • SEM PHILIPS XL20

  • FESEM ZEISS SUPRA 40

Responsabile: Paolo Mengucci
Referente tecnico o personale di riferimento: Dott. Adriano di Cristoforo
Telefono interno al laboratorio: 071 220 4425  
Caratteristiche del microscopio:

  • sorgente: emissione di campo (FEG) tipo Schottky
  • tensione di accelerazione: 0.1-30 kV
  • rivelatore di elettroni secondari tipo Everhart-Thornley
  • rivelatore di elettroni secondari in-lens
  • rivelatore di elettroni retrodiffusi allo stato solido a 4 settori
  • sistema per Microanalisi a raggi X Bruker Quantax 200-Z10 con rivelatore SDD senza azoto liquido
  • telecamera CCD con illuminazione IR per visualizzare l’interno della camera.
  • ingrandimenti: 12x – 900.000x
  • risoluzione:
    • 1.0nm @ 20 kV WD = 2mm
    • 1.3nm @ 15 kV WD = 2mm
    • 1.5nm @ 10 kV WD = 2mm
    • 2.1nm @ 1 kV WD = 2mm
    • 5.0nm @ 0.2 kV WD = 2mm
  • FESEM ZEISS SUPRA 40

  • TESCAN VEGA3 LMU

Responsabile: Paolo Mengucci
Referente tecnico o personale di riferimento: Dott. Adriano di Cristoforo

Caratteristiche tecniche del microscopio:  

Microscopio elettronico a scansione (SEM) operante in condizioni di alto vuoto e di basso vuoto (fino a 500 Pa)
Sorgente di emissione: Esaboruro di Lantanio (LaB6) e Tungsteno (W), intercambiabili
Tensione di accelerazione: da 200 V a 30 kV variabile in continuo.
Corrente di fascio: da 1 pA a 2 μA variabile in continuo.
Risoluzione:
– 2.0 nm @ 30 kV in alto vuoto con rivelatore di elettroni secondari;
– 5.0 nm @ 3 kV in alto vuoto con rivelatore di elettroni secondari;
– 2.5 nm @ 30 kV a pressione variabile con rivelatore di elettroni secondari.
Ingrandimenti: da 2x a 106x con zoom in continuo.
Colonna elettronica senza aperture con controllo computerizzato della corrente e delle dimensioni del fascio.
Velocità di scansione del fascio elettronico regolabile in continuo.
Tavolino traslatore compucentrico, motorizzato su 5 assi con movimenti sugli assi X e Y non inferiori a 60 mm e sull’asse Z non inferiori a 45 mm, Rotazione 360°.
Camera CCD agli infrarossi.
Range della pressione variabile: da 3 Pa fino a pressioni non inferiori a 500 Pa.
Sub-stage raffreddante ad effetto Peltier.
Rivelatori:
– E-T per elettroni secondari per alto vuoto;
– elettroni secondari dedicato per pressione variabile;
– scintillatore YAG per elettroni retrodiffusi.
Pacchetti software di gestione del SEM: diagnostica e controllo, navigazione del campione, analisi e misura sull’immagine, correzione ed elaborazione dell’immagine, live 3D, hardness

  • TESCAN VEGA3 LMU

Laboratorio: Microscopia Elettronica
Settore Tematico: Microscopia Elettronica in Trasmissione

Microscopio Elettronico in Trasmissione (TEM) Philips CM200 a 200 kV, analitico

Lo strumento permette l’osservazione della struttura interna dei campioni anche in condizioni di alta risoluzione e con la possibilità di eseguire analisi composizionali localizzate. Possono essere osservati tutti i tipi di campioni purché siano stabili sotto vuoto e trasparenti agli elettroni del fascio incidente o resi trasparenti mediante opportune tecniche d’assottigliamento. La strumentazione è concessa in uso e gestita dal Centro di Ricerca e Servizio di Microscopia delle Nanostrutture (CISMIN) dell’Università Politecnica delle Marche. L’utilizzo della strumentazione è regolato dalle norme adottate dal CISMIN ed è consentito ai soli utenti autorizzati dal Coordinatore del CISMIN.

Responsabile: Paolo Mengucci
Caratteristiche del microscopio:

  • lente obiettivo di tipo TWIN
  • filamento LaB6
  • goniometro compustage con ±70° di tilt
  • risoluzione:
    • di struttura 0.27 nm
    • di linea 0.14 nm
  • microanalisi EDAX: sonda analitica SUTW 3.3 gestita da software EDAX GENESIS
  • ​telecamera TVIPS FastScan-114T per l’acquisizione delle immagini
  • portacampione singolo tilt
  • portacampione doppio tilt
  • portacampione doppio tilt raffreddato all’azoto liquido
  • programmi di cristallografia e di simulazione delle figure di diffrazione e delle immagini ad alta risoluzione.
  • TEM Philips CM200

Laboratorio: Microscopia Elettronica
Settore Tematico: Preparazione Campioni per Microscopia Elettronica

Il laboratorio è attrezzato per la preparazione dei campioni che devono essere osservati al microscopio elettronico a scansione (SEM, FESEM) o al microscopio elettronico in trasmissione (TEM). In particolare, la strumentazione presente nel laboratorio permette la preparazione sia di sezioni planari che di sezioni trasversali di materiali inorganici (metalli, ceramici, semiconduttori) in forma di film sottile o in bulk.

Responsabile: Paolo Mengucci
Referente tecnico o personale di riferimento: Dott. Adriano di Cristoforo
Strumentazione presente nel laboratorio:

  • troncatrice a lama diamantata Bhueler Isomet;
  • lappatrici Bhueler Metaserv;
  • trapano ad ultrasuoni Gatan modello 601;
  • dimple grinder Gatan modello 656;
  • precision ion polishing system Gatan PIPS modello 691;
  • disc grinder Gatan modello 623;
  • cella elettrochimica Struers Tenupol 5;
  • metallizzatore e grafitatore Emitech K550;
  • microscopio ottico Nikon;
  • vasca ultrasuoni Elma;
  • cappa ventilata
  • Precision Ion Polishing System Gatan PIPS modello 691