Grafene depositato su SiO2 e mappa di Attrito. (a) Immagine AFM ottenuta in modalità contatto con carico normale di 58.8 nN in vuoto. La regione comprende il substrato di SiO2, una zona di Grafene a singolo strato (ML) e una a doppio starto (BL). L'altezza relativa del grafene ML rispetto al SiO2 è 0,506 nm e quella del BL rispetto al grafene ML di 0,366 nm. (b) Mappa della forza di attrito (Ff) misurata simultaneamente tramite AFM corrispondente alla regione del pannello (a). La netta differenza tra la regione del grafene e il substrato SiO2 è chiaramente visibile. Un'analisi dettagliata, basata su istogrammi di distribuzione dell'attrito, mostra che l'attrito è relativamente alto su SiO2 (Ff = 48 ± 5 nN) e diminuisce quasi dieci volte passando al grafene dove si osserva anche un aumento di attrito tra ML (Ff = 5.4 ± 0.7 nN) rispetto a BL (Ff = 4.0 ± 0.5 nN).

REFERENTE: 
Guido Paolicelli  (guido.paolicelli@nano.cnr.it)

Area di interesse:  APPLICAZIONI INDUSTRIALI HIGH-TECH; MICROSCOPIA; NANOTRIBOLOGIA

ATTIVITÀ TECNOLOGICA OFFERTA
Microscopia: Microscopia a scansione di sonda (Atomic Force Microscope – AFM e Scanning Tunneling Microscope – STM) applicata all’analisi di superfici ed interfacce dalla scala micrometrica sino a quella atomica. Oltre all’indagine morfologica questo tipo di analisi permette di ricavare informazioni sulle caratteristiche meccaniche, di conducibilita’ e di proprietà magnetiche delle superfici in esame con risoluzione laterale inferiore al nanometro.
Sono a disposizione diversi strumenti che si caratterizzano per le differenti condizioni ambientali in cui operano, cioè aria, liquido ed Vuoto e Ultra Alto Vuoto.
Caratterizzazione e crescita di materiali 2D: Esperienza nella deposizione e caratterizzazione delle proprietà meccaniche di materiali 2D quali il grafene, il MoS2 e h-BN.

DESCRIZIONE DELLA RICERCA CORRELATA
Nanotribologia: scopo dell’attività è lo studio dei processi complessi che governano i fenomeni di attrito sia a livello nanometrico sia alla micro-scala. I risultati del lavoro di ricerca vengono quindi applicati alla ottimizzazione delle condizioni di scorrimento e al controllo dei movimenti nei nano- e micro-meccanismi. A livello nanometrico, l’obiettivo principale è la valutazione delle forze di attrito fondamentali (canali di dissipazione dell’energia) e la risposta meccanica di nanomateriali come il grafene e altri sistemi a bassa dimensionalità. La sfida alla micro-scala è invece quella di comprendere e ottimizzare il comportamento tribologico delle interfacce di scorrimento in cui le strutture superficiali, i difetti e le condizioni ambientali giocano un ruolo importante.