Abstract

In questa attività di ricerca e sviluppo di rivelatori innovativi per impiego industriale, ambientale, medico e spaziale intendiamo realizzare un sensore basato su un film di diamante policristallino attraverso tecniche di deposizione chimico-fisiche. Il diamante policristallino depositato su un substrato di silicio è stato proposto da diversi anni come fotoconduttore per la messa a punto di rivelatori a basso rumore di fotoni ultravioletti (UV): non ha ancora però diffusione commerciale in quanto permangono ancora problemi tecnici di affidabilità e riproducibilità di realizzazione industriale. Le proprietà fisiche e chimiche del diamante rendono questo materiale molto interessante nella rivelazione degli UV. In particolare, la sua ampia gap (5.5eV) assicura una corrente di perdita molto bassa ed un assorbimento selettivo di fotoni con lunghezza d’onda inferiore a 225 nm, facendone un candidato ideale per la rivelazione nella regione che va dall’UV ai raggi X molli. Infatti altri materiali difficilmente presentano simili prestazioni. Inoltre questo materiale presenta un’alta conducibilità termica, elevata stabilità chimica, ottima resistenza a radiazioni e non è igroscopico, come per esempio altri composti attualmente usati per la rivelazione di fotoni UV, quali il CsI. Pertanto questi dispositivi possono essere di grande utilità in vari ambiti industriali ed applicativi, quali il monitoraggio ambientale, la radioterapia ed il settore aerospaziale grazie alle loro peculiari proprietà. Le applicazioni più immediate possono essere il monitoraggio di processi foto-litografici con radiazione UV, controllo di sorgenti UV (fiamme, lampade, per applicazioni estetiche ed industriali, laser ad eccimeri) realizzazione di fibre ottiche, studio di contaminanti attraverso assorbimento UV. Lo stesso tipo di dispositivo è anche sensibile a particelle cariche e può essere usato come dosimetro in quanto presenta ottime caratteristiche di linearità. Pertanto proponiamo uno studio di fattibilità, e successivamente attraverso tecniche innovative di deposizione la realizzazione di diversi prototipi e di esemplari di rivelatori di fotoni per applicazioni nei campi succitati e pronti per essere commercializzati. Nell’ambito di questa attività di ricerca e sviluppo, ci avvarremo di diversi dottori di ricerca che saranno finanziati con borse di studio post doc o rientreranno dall’estero. E’ previsto per tutti loro un progetto formativo basato su una serie di corsi su rivelatori, elettronica, scienze dei materiali, tecniche di acquisizione dati, problematiche di trasferimento tecnologico alle imprese e di proprietà intellettuale delle ricerche; questi corsi saranno funzionali al consolidamento della loro esperienza quali ricercatori e possibilmente per un loro rapido inserimento in ambiti di ricerca di base o settori industriali innovativi.