Grafene & Altri Materiali – 2D

L’attività di ricerca sul grafene e sui relativi materiali 2D all’interno del Apulian Graphene Lab presso l’Istituto CNR-NANOTEC è indirizzata, principalmente, allo sviluppo di metodologie di crescita e di trattamento dei materiali. Si realizzano anche semplici dispositivi allo scopo di valutare le potenziali applicazioni e per la validazione delle proprietà dei materiali.

2D- MaterialsATTIVITA’

Produzione di grafene, viene effettuata con tecnica CVD su rame, grafene CVD, (crescita su larga area , finoa 300 cm2) e da SiC per sublimazione di silicio, Grafene-epitassiale (grafene su wafer di SiC fino a 1” di diametro) sia su faccia-Si (mono e doppio strato di garfene)che su faccia-C (grafene multistrato).

Sintesi di materiali 2D. Con l’esperienza ultradecennale sulle tecnologie CVD, stiamo sviluppando processi efficienti per la crescita di dicalcogenuri dei metalli di transizione (MoS2, WS2); l’obbiettivo è la crescita di film di materiali monostrato e/o pochi strati su grafene e su substrati epitassiali (crescita van der Walls) per applicazioni optoelettroniche.

Processi di trattamento del grafene, riguardano le metodologie di trasferimento del grafene su vari substrati (vetro, silicio e plastica) e le procedure sia per via umida che “dry” di doping e funzionalizzazione dl grafene singolo strato e multistrato. In questo caso, la nostra esperienza è sui trattamenti via plasma per la produzione di grafano, fluorografene e ossido di grafene , adattando le proprietà alle potenziali applicazioni in optoelettronica, sensoristica. Ed energia e biotecnologie

Caratterizzazione del grafene, materiali basati su grafene sono caratterizzati e studiati su scala nanometrica con tecniche di spettroscopia ottica (Raman, Ellipsometry) e misure elettriche (Van der Pauw, Hall).

HIGHLIGHTS

Le attività di ricerca, all’interno del Apulian Graphene Lab anche svolte nell’ambito del progetto MEM4WIN CE su Smart di Windows, hanno prodotto importanti innovazioni. Esempi sono: la produzione di strati di grafene di alta qualità ,su larga area, con una resistenza inferiore a 15 Ω/□ e metodologie di processi plasmochimici progettati per la funzionalizzazione superficiale di grafene.

Facilities & Labs

NanoChem @URT Bari

People

Maria_LosurdoMaria

Losurdo

Dirigente di Ricerca CNR

Giovanni_BrunoGiovanni

Bruno

Dirigente di Ricerca Associato CNR

mariamichelgiangregorio_researcherMaria Michela

Giangregorio

Ricercatore CNR

giuseppevalerioBianco_researcherGiuseppe Valerio

Bianco

Ricercatore CNR

Pio_CapezzutoPio

Capezzuto

Ricercatore Associato CNR

albertosacchetti_technicianAlberto

Sacchetti

Tecnico CNR

giovannipace_technicianGiovanni Battista

Pace

Tecnico CNR

Publications

  1. G. V. Bianco, M. M. Giangregorio, M. Losurdo,, A. Sacchetti, P. Capezzuto and G. Bruno. Demonstration of Improved Charge Transfer in Graphene/Au Nanorods Plasmonic Hybrids Stabilized by Benzyl Thiol Linkers. Journal of Nanomaterials, Volume 2016 (2016), Article ID 2561326. ISSN: 1687-4110 DOI 10.1155/2016/2561326
  2. M. Grande, G. V. Bianco, M. A. Vincenti, D. De Ceglia, P. Capezzuto, M. Scalora, A. D’Orazio & G. Bruno, Optically Transparent Microwave
  3. Polarizer Based On Quasi-Metallic Graphene, Scientific Reports 5, 17083, (2015). ISSN: 2045-2322; doi: 10.1038/srep17083
  4. G. V. Bianco, M. Losurdo, M. M. Giangregorio, A. Sacchetti, P. Prete, N. Lovergine, P. Capezzuto and G. Bruno, Direct epitaxial CVD synthesis of tungsten disulfide on epitaxial and CVD graphene, RSC Adv.,, 5, 98700 (2015) ISSN: 2046-2069; DOI: 10.1039/c5ra19698a
  5. M.M Giangregorio, W. Jiao, G.V. Bianco, P. Capezzuto, A.S. Brown, G. Bruno, M. Losurdo, Insights into the effects of metal nanostructuring and oxidation on work function and charge transfer of metal/graphene hybrids, Nanoscale 7,12868, (2015); ISSN: 2040-3364 DOI:10.1039/C5NR02610E
  6. M. Grande, M. A. Vincenti, T. Stomeo, G. V. Bianco, D. de Ceglia, N. Aközbek, V. Petruzzelli, G. Bruno, M. De Vittorio, M. Scalora, and A. D’Orazio. Graphene-based perfect optical absorbers harnessing guided mode resonances. OPTICS EXPRESS 23(16) 21032 (2015) ISSN: 1094-4087 DOI:10.1364/OE.23.021032

Other Selected Publications:

  1. M. Losurdo, I. Bergmair, B. Dastmalchi, T-H Kim, M.M. Giangregroio, W. Jiao, G.V. Bianco, A.S. Brown, K. Hingerl, G. Bruno, Graphene as an electron shuttle for silver deoxidation: Removing a key barrier to plasmonics and metamaterials for sers in the visible, Advanced Functional Materials, 24 (13) 1864-1878 (2014), ISSN: 1616-301X DOI 10.1002/adfm.201303135
  2. M. Grande, M. A. Vincenti, T. Stomeo, G. V. Bianco, D. de Ceglia, N. Aközbek, V. Petruzzelli, G. Bruno, M. De Vittorio, M. Scalora, and A. D’Orazio, Graphene-based absorber exploiting guided mode resonances in one-dimensional gratings; OPTICS EXPRESS 22(25) pp. 31511-31519 (2014)ISSN: 1094-4087; DOI 10.1364/OE.22.031511
  3. G. Bruno, G. V. Bianco, M. M. Giangregorio, M. Losurdo,  P. Capezzuto, Photothermal controlled structural switching in fluorinated polyene-graphene hybrids, Physical Chemistry Chemical Physics; 16(27) 13948-13955 (2014) ISSN: 1463-9076; DOI:10.1039/c4cp01643
  4. M. Losurdo, M. M. Giangregorio, G. V Bianco, P. Capezzuto, G. Bruno; How spectroscopic ellipsometry can aid graphene technology? THIN SOLID FILMS,  571,  389-394 (2014) ISSN: 0040-6090; DOI: 10.1016/j.tsf.2014.03.057.
  5. M. Losurdo, C. Yi, A. Suvorova, S. Rubanov, TH Kim, M. M. Giangregorio, W. Jiao,I. Bergmair,G. Bruno, and A.S. Brown .Demonstrating the Capability of the High-Performance Plasmonic Gallium-GrapheneCouple ACS NANO 8 (3) 3031-3041 (2014) ISSN: 1936-0851 DOI: 10.1021/nn500472r
  6. G. V. Bianco, M. Losurdo, M. M. Giangregorio, P. Capezzuto and G. Bruno Exploring and rationalising effective n-doping of large area CVD-graphene by NH3 PHYSICAL CHEMISTRY CHEMICAL PHYSICS , 16 (8)   3632-3639  (2014) ISSN: 1463-9076; DOI: 10.1039/c3cp54451f  
  7. M. Grande, T. Stomeo, G. V. Bianco, M. A. Vincenti, D. de Ceglia, V. Petruzzelli, G. Bruno, M. De Vittorio, M. Scalora, and A. D’Orazio. Fabrication of doubly resonant plasmonic nanopatch arrays on graphene Applied Physics Letters 102, 231111 (2013); ISSN: 0003-6951; doi: 10.1063/1.4810785
  8. M.M Giangregorio, M. Losurdo G.V. Bianco, E Dilonardo, P. Capezzuto, G. Bruno, Synthesis and characterization of plasmon resonant gold nanoparticles and graphenefor photovoltaics MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING B-ADVANCED FUNCTIONAL SOLID-STATE MATERIALS, 178 (9) 559-567 (2013) ISSN: 0921-5107; DOI: 10.1016/j.mseb.2012.10.034
  9. C. Yi, A. Suvorova, TH Kim, W. Jiao, Y.Yang, A. Lazarides, K. Hingerl,,G. Bruno, A.S. Brown, M. Losurdo, Evidence of Plasmonic Coupling in Gallium Nanoparticles/Graphene/SiC, SMALL 8(17)  2721-2730 (2012) ISSN: 1613-6810 ;DOI: 10.1002/smll.201200694
  10. M. Losurdo, M. M. Giangregorio, G. V Bianco, P. Capezzuto, G. Bruno, Graphene CVD growth on copper and nickel: role of hydrogen in kinetics and structure, Physical chemistry Chemical Physics ; 13(46):20836-43(2011). ISSN: 1463-9076 DOI: 10.1039/c1cp22347j 
  11. M. Losurdo, M. M. Giangregorio, P. Capezzuto, G. Bruno, Ellipsometry as a Real-Time Optical Tool for Monitoring and Understanding GrapheneGrowth on Metals, JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY C,  115 (44) 21804-21812 (2011) ISSN: 1932-7447 DOI: 10.1021/jp2068914

Patents

Project

FP7-MEM4WIN – Ultra thin glass membranes for advanced, adjustable and affordable quadruple glazing windows for zero-energy buildings,  2013-2016

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