Multidimensional nanodevice architectures for low-perturbation single ion detection
Responsabile Locale: Fabio De Matteis; Responsabile Nazionale: Francesco Rossella (PV).
MANIFOLD è un progetto dell’INFN avviato nel 2024 con una durata di tre anni. Il progetto coinvolge quattro unità INFN: Pavia, Laboratori Nazionali di Legnaro, Roma-Tor Vergata e Laboratori Nazionali del Gran Sasso. Il coordinatore nazionale è la Prof.ssa Rossella, associata all’unità di Pavia.
L’obiettivo finale di MANIFOLD è dimostrare una nuova piattaforma tecnologica che consenta l’analisi a bassa perturbazione di fasci ionici diluiti, sfruttando la loro interazione elettrodinamica senza contatto con i nanomateriali. Questo approccio mira a migliorare l’impiantazione ionica deterministica in substrati arbitrari con un livello di controllo senza precedenti.
L’idea alla base del progetto è sfruttare la perturbazione elettromagnetica generata dagli ioni in movimento e il suo impatto sull’elettrostatica di dispositivi a base di nanomateriali polarizzati in tensione, che agiscono come condensatori ultrasensibili.
Questo concetto sarà sviluppato utilizzando una piattaforma di nanomateriali costituita da array ordinati di nanotubi di carbonio multi-strato, allineati verticalmente.
Durante il primo anno di attività, l’unità di Roma-Tor Vergata ha implementato la camera di deposizione con due evaporatori termici per depositare catalizzatori di ferro e nichel sui substrati (Fig.1). Inoltre, il sistema di deposizione chimica da vapore (CVD) sarà aggiornato con un ulteriore fornitore di gas (Azoto) (Fig.2).
I primi film di nanotubi di carbonio (CNT) prodotti sono stati testati dall’unità di Modena, che ha avviato test preliminari per ottenere canali di dimensioni definite nei film, necessari per le misurazioni successive (Fig.3).
References:
Borsoi, F., Zuo, K., Gazibegovic, S. et al. Transmission phase read-out of a large quantum dot in a nanowire interferometer. Nat Commun 11, 3666 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-17461-5
Fahd Rajab, Effect of the chemical vapor deposition process on the aspect ratio of vertically aligned carbon nanotubes (VACNTs), MRS Advances (2023) 8:343–348. https://doi.org/10.1557/s43580-022-00392-2