Sintesi e deposizione di film sottili sol-gel per antenne al plasma

Plasma antennas represent a cutting edge in telecommunications and electromagnetic spectrum manipulation, thanks to their rapid reconfiguration times, high precision, and negligible resonance phenomena. However, the technology behind the plasma initiation and maintenance materials, which is still relatively undeveloped, makes these devices inefficient from an energy and operational standpoint. To address this problem, one aspect that can be addressed is the emissive properties of the dielectric vessel, the container containing the gas to be ionized. By coating this vessel with thin films of materials with high secondary electron emission, or SEE, it is possible to increase the plasma density, a key parameter for increasing the device's gain. The aim of this work was to explore ways to synthesize metal oxides such as MgO, Al2O3 and mixed MgO/TiO2 material using the sol gel method. These were then used to coat glass and silicon substrates, and then dielectric vessels using the dip coating technique, thus obtaining thin films that were then characterised using Ellipsometry, XRD, SEM and AFM to study their morphology and chemical-physical properties, and using FT-IR spectroscopy to identify any contaminants.

Le antenne al plasma rappresentano un'avanguardia nelle telecomunicazioni e nella manipolazione dello spettro elettromagnetico, grazie ai rapidi tempi di riconfigurazione, all'elevata precisione e ai fenomeni di risonanza trascurabili. Tuttavia, la tecnologia alla base dei materiali di innesco e mantenimento del plasma, ancora relativamente poco sviluppata, rende questi dispositivi inefficienti dal punto di vista energetico e operativo. Per risolvere questo problema, un aspetto che può essere affrontato è la capacità emissiva del contenitore dielettrico, ovvero il contenitore contenente il gas da ionizzare. Rivestendo questo contenitore con film sottili di materiali ad alta emissione di elettroni secondari, o SEE, è possibile aumentare la densità del plasma, un parametro chiave per aumentare il guadagno del dispositivo. L'obiettivo di questo lavoro era esplorare metodi per sintetizzare ossidi metallici come MgO, Al2O3 e materiali misti MgO/TiO2 utilizzando il metodo sol-gel. Questi sono stati poi utilizzati per rivestire substrati di vetro e silicio e poi contenitori dielettrici utilizzando la tecnica di dip coating, ottenendo così film sottili che sono stati poi caratterizzati tramite ellissometria, XRD, SEM e AFM per studiarne la morfologia e le proprietà chimico-fisiche e tramite spettroscopia FT-IR per identificare eventuali contaminanti.