Realizzazione di un impianto di magnetron sputtering per la deposizione di film sottili

Questo lavoro di tesi è articolato in due parti. Lo scopo della prima è la realizzazione di un impianto di magnetron sputtering, partendo da una camera da vuoto ed assemblando vari componenti: pompe da vuoto, un porta-substrato, due catodi con i rispettivi target ed impianti di raffreddamento, due sensori di pressione, un regolatore di flusso di gas in ingresso, un sistema di acquisizione dati interfacciato al PC tramite un programma in ambiente LabVIEW. L’intero apparato è stato inoltre disegnato tramite software SketchUp per osservarlo in 3D e poterne misurare le caratteristiche interne. Lo scopo della seconda parte è di testare il funzionamento del macchinario depositando una serie di film sottili di biossido di titanio (con diversi spessori) su dei vetrini già ricoperti da uno strato conduttivo di ITO (ossido di indio-stagno). Il biossido di titanio (TiO2) è un materiale noto in letteratura per la realizzazione di fotoanodi. Gli elettrodi prodotti in laboratorio tramite sputtering sono stati successivamente testati utilizzando una cella fotoelettrochimica, immergendo i fotoanodi in una soluzione elettrolitica ed illuminandoli tramite una lampada allo xenon per simulare l’esposizione alla luce solare. Altri elettrodi dello stesso materiale sono stati depositati tramite cannone elettronico per confrontarne le efficienze con quelli prodotti tramite sputtering. L’obiettivo è un buon assorbimento della luce incidente da parte degli elettrodi, la produzione di fotocorrente e la conseguente scissione delle molecole d’acqua della soluzione elettrolitica, al fine di produrre idrogeno evitando emissioni di anidride carbonica in atmosfera (a differenza dei metodi attualmente in uso).