È un innovativo microscopio a doppio fascio, che combina un fascio elettronico a scansione (SEM) per ottenere immagini di alta risoluzione e un fascio ionico focalizzato (FIB) per scavare e quindi scolpire il campione, il tutto fino alla scala submicroscopica che arriva a decine di nanometri. Il Dual Beam del Centro per l'Integrazione della Strumentazione scientifica dell'Università di Pisa (CISUP) è stato inaugurato giovedì 14 settembre nella sede dell’INFN di Largo Bruno Pontecorvo, dove è ospitato.
Lo strumento (https://cisup.unipi.it/labs/zeiss-crossbeam-550-fib-sem/), che nella sua configurazione e flessibilità è tra i pochissimi in Italia, servirà per tre attività principali: l’analisi morfologica, strutturale e composizionale bi- e tridimensionale, fino alla scala nanometrica, di tutti i tipi di materiali, da naturali a sintetici, organici e inorganici (immagini di alta risoluzione, determinazione della composizione chimica, tomografia 3D di microvolumi); preparazione di campioni per prove meccaniche, lamelle ultrasottili (minori di 80 nanometri) perché siano trasparenti al fascio elettronico di microscopi elettronici a trasmissione per successive analisi mineralogiche e cristallografiche fino alla scala atomica, micropunte per tomografia isotopica 3D alla scala atomica e così via; nanofabbricazione di dispositivi tecnologici mediante litografia e/o deposizione di metalli.
“Il Dual Beam del CISUP – ha detto il prorettore per l’Organizzazione della ricerca dell’Università di Pisa, Alessandro Tredicucci - servirà per promuovere la ricerca e la formazione dell’Ateneo pisano nel campo dell’analisi dei materiali e della nanofabbricazione di dispositivi tecnologici, dando un rilevante contributo nel sostenere la capacità competitiva dell’Università, e, ci auguriamo, di tutto il sistema pisano, a livello nazionale e internazionale”.
“Questo strumento – ha aggiunto il direttore del CISUP, Simone Capaccioli– è un fiore all’occhiello del CISUP, e ben si inserisce, in una logica di filiera, nel patrimonio strumentale del Centro che vede già presenti piattaforme di microscopia elettronica e di nano e microfabbricazione. I laboratori di CISUP costituiscono una rete di Core Facillty aperta e fruibile da parte dell’Ateneo e dell’Ecosistema della Ricerca del territorio”.
Costato oltre un milione di euro, coperto da finanziamento Unipi-CISUP e cofinanziato da un apposito fondo per grandi attrezzature del Ministero dell’Università e Ricerca, e realizzato dall’azienda tedesca ZEISS, il Dual Beam potrà essere utilizzato dai ricercatori dell’Ateneo e affiliati, dai ricercatori di altri enti di ricerca, da amministrazioni pubbliche e da aziende private. I docenti Unipi potranno usarlo anche per le attività di formazione.
Lo strumento pisano è stato equipaggiato con un sistema di iniezione di gas detto GIS (Gas Injection System) e con un generatore di pattern litografici prodotto dal Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione dell’Ateneo. Il primo consente la deposizione controllata anche 3D, o dal fascio elettronico o da quello ionico, di metalli. Il secondo permette di programmare un progetto complesso (per esempio un circuito stampato) per nanodeposizione di metalli e nanolitografia e svolgerlo in automatico. A queste caratteristiche si aggiunge un sistema microanalitico di spettroscopia a dispersione di energia (EDS).
Il laboratorio è stato inaugurato con una piccola cerimonia, che è stata aperta dai saluti della prorettrice per la Promozione della ricerca, Benedetta Mennucci, del prorettore per l’Organizzazione della ricerca, Alessandro Tredicucci, e del direttore della sezione di Pisa dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Marco Grassi. Subito dopo sono intervenuti il direttore del CISUP, Simone Capaccioli, che si è soffermato su mission e attività del Centro, e il professor Francesco Forti con il tecnologo INFN, Maurizio Massa, a illustrare il laboratorio Alte Tecnologie dell'INFN.
I professori Luigi Folco, responsabile scientifico dello strumento, Giovanni Pennelli e Stefano Roddaro hanno quindi presentato il Dual Beam e le sue applicazioni, mentre i tecnologi Gabriele Paoli di Unipi e Andrea Tartari di INFN hanno guidato alla visita del laboratorio.