Sintesi di nanofili di carbonio mediante pulsed laser deposition

Aims of this Thesis are studying how the technique known as Pulsed Laser Deposi- tion effectively works to produce carbon nanowires and investigatying the stability of such structures. Carbon nanowire are linear chains made of carbon atoms, whose proprieties and other characteristics are not fully understood yet. This work is focused on the role of the deposition parameters on the quantity and quality of the produced chains. Raman and Surface-Enhanced Raman Spectroscopy were used in order to charac- terize the different samples. For SERS Spectroscopy, appropriate substrates were produced by a vacuum-evaporation technique. Different deposition experiments were done by changing the values of the deposition parameters. Five deposition parameters were taken into account: the energy of the laser for ablation, the deposition time, the target to substrate distance, the pressure and flux of the inlet gas. Different substrates and laser wavelenghts for SERS spectroscopy were used in order to investigate how the electromagnetic and chemical SERS effects work. Finally, different samples were monitored in time, in order to investigate their stability in air and vacuum.

Questa tesi di laurea ha come obiettivo lo studio della tecnica Pulsed Laser De- position (PLD) come metodo di sintesi di nanofili di carbonio, strutture lineari sulle quali la ricerca scientifica non ha ancora raggiunto un livello di comprensione soddisfacente. In particolare, il presente lavoro si prefigge di studiare come i diversi parametri di deposizione influenzino la quantità e il tipo di catene lineari prodotte. Per caratterizzare i film di carbonio depositati si è fatto uso di due tecniche di spettroscopia vibrazionale: la spettroscopia Raman e una delle sue varianti, nota come Surface-Enhanced Raman Spectroscopy, SERS. Al fine di utilizzare quest’ulti- ma, sono stati prodotti appositi substrati mediante una tecnica di evaporazione in vuoto. Le varie prove di deposizione sono state eseguite variando i valori di alcuni parametri di funzionamento della PLD. I parametri studiati sono stati cinque: energia del laser, tempo di deposizione, distanza target-substrato, pressione e flusso di gas all’ingresso della camera. I campioni sono stati depositati su diversi tipi di substrati e indagati variando la lunghezze d’onda eccitatrice, in modo da evidenziare l’effetto SERS elettromagneti- co e chimico. Infine, sono stati monitorati nel tempo gli spettri di alcuni film prodotti, con l’obiettivo di verificare la stabilità delle catene in aria e in vuoto.