Studio di film sottili molecolari con microscopia a forza atomica

Questo lavoro di tesi sperimentale si è svolto in tre fasi:
• Studio e apprendimento dei principali aspetti teorici della microscopia a forza atomica (potenziale di Lennard-Jones e forze di disturbo);
• Misure effettuate con film sottili di sexifenyl (P6) su substrati di KAP (ftalato acido di potassio), mica e silice;
• Scrittura della tesi.

Naturalmente nella fase preliminare si è appreso il funzionamento della strumentazione nelle componenti principali: scanner piezoelettrico, cantilever e punta, le tre modalità di funzionamento e qualche cenno sul metodo utilizzato per rilevare la posizione relativa fra punta e campione.
Le scansioni sono state eseguite quasi tutte in modalità tapping perché è quella che dà i risultati migliori; si è provato a fare qualcosa in regime di contatto, ma non si sono neanche riportate le misure perché di qualità molto scarsa.
La scelta del sexifenile, un semiconduttore organico composto da sei gruppi fenile in linea, si è inserita in un’attività avviata già da tempo, dal gruppo di ricerca in cui si è lavorato, sullo studio delle molecole organiche. Questo, infatti, è un settore della microscopia a forza atomica tuttora in pieno sviluppo.
I substrati sono stati scelti in modo da studiare il tipo di deposizione su solidi cristallini, policristallini e amorfi. In particolare si è visto che le molecole di sexifenile quando trovano un cristallo ordinato, si depositano lungo certe direzioni preferenziali e anche quando gli aggregati raggiungono dimensioni pari a centinaia o migliaia di volte la cella unitaria del substrato, mantengono ugualmente tali direzioni. In presenza, invece, di un solido amorfo, la deposizione è totalmente disordinata (a isole), mentre in presenza di un substrato policristallino si ha una situazione intermedia: una parte del film riconosce un reticolo sottostante e si orienta, mentre un’altra parte si dispone come se il substrato non fosse un cristallo ordinato.
Infine sul cristallo di KAP (lamellare) sono state effettuate misure per rilevare l’altezza della cella unitaria e così pure per le molecole di sexifenile depositate sulla mica.