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MATERIALI E DISPOSITIVI

PARTE A

Istituti di prevista afferenza

• Istituto per le Applicazioni del Calcolo “Mauro Picone” • Istituto di Biofisica • Istituto di Cibernetica “Eduardo Caianiello” • Istituto di Fisica Applicata “Nello Carrara” • Istituto di Fotonica e Nanotecnologie • Istituto di Metodologie Inorganiche e dei Plasmi • Istituto per la Microelettronica e Microsistemi

Istituto per le applicazioni del calcolo "Mauro Picone"

Direttore: Prof. MICHIEL BERTSCHSede principale: Via dei Taurini, 19 - 00185 Roma (RM)Articolazione territoriale:

Sede di Napoli, Sede di Bari, Sede di Firenze

Sito web dell'Istituto: www.iac.cnr.it

Dipartimento di prevista afferenzaMateriali e Dispositivi

MissioneSviluppare modelli e metodi matematici, statistici e computazionali di elevato carattere innovativo per la risoluzione, in ambito prevalentemente interdisciplinare, di problemi di rilevante interesse applicativo per le scienze, la societa' e l'industria

Attività di ricerca (2010)

Commesse

• Metodologie del Calcolo Scientifico e sviluppo di algoritmi e software ad alte prestazioni• Sviluppo di metodi matematici e statistici e del relativo software orientato al grid computing• Metodi matematici e statistici per la genetica e la proteomica• Informatica, ricerca operativa e modelli matematici per la mobilità sostenibile• Modelli, Metodi Matematici e Simulazione Numerica per lo Sviluppo di Materiali Nuovi:

Ricerca e Formazione• Dinamica dei sistemi complessi fluidodinamici e biologici• Analisi e sintesi di dati eterogenei per monitoraggio e conservazione di Beni Culturali• Metodi Quantitativi per il Manufacturing• Modellizzazione quantitativa di sistemi biologici complessi

Moduli

• modulo gestionale-CdS004-ICT• Metodologie del Calcolo Scientifico e sviluppo di algoritmi e software ad alte prestazioni• Sviluppo di metodi matematici e statistici e del relativo software orientato al grid computing• Analisi numerica di equazioni integrali ed integro-differenziali non lineari in ambito biologico ed

ingegneristico• Applied cryptography: analysis and performance of cryptographic primitives• Aspetti modellistici e computazionali in biomedicina• Algoritmi Statistici orientati al grid computing per la genetica• Trasmissione di segnali intracellulari• Sviluppo di software user-friendly per l'analisi di dati telerivelati• Modelli matematici per la mobilità sostenibile• Modelli matematici per la mobilità sostenibile• Modelli di reti complesse per la gestione Adattativa della Domanda-Offerta nell'Ambito del

Patrimoni Culturale• modulo gestionale-CdS004-MD• Modelli, Metodi Matematici e Simulazione Numerica per lo Sviluppo di Materiali Nuovi:

Ricerca e Formazione

• Dinamica dei sistemi complessi fluidodinamici e biologici• Intesa di Programma MIUR/CNR – Incremento attrezzature scientifiche• Servizi applicativi per il trattamento di informazioni e strutture complesse• modulo gestionale-CdS004-ME• modulo gestionale-CdS004-PC• Analisi e sintesi di dati eterogenei per monitoraggio assistito e conservazione di Beni Culturali• modulo gestionale-CdS004-PM• modulo gestionale-CdS004-SP• Metodi Quantitativi per il Manufacturing• modulo gestionale-CdS004-SV• Modellizzazione quantitativa di sistemi biologici complessi• Approccio multidisciplinare per la definizione di networks molecolari regolanti tratti ad eredità

mendeliana e multifattoriale• modulo gestionale-CdS004-TA• Modelli matematico-numerici per la fisica e la biologia di un bacino subglaciale• Criteri per la scelta dei parametri di regolarizzazione• Sviluppo di metodi di classificazione e segmentazione• Segmentazione di Immagini SAR mediante metodo LEVEL SET• Segmentazione di Immagini SAR mediante metodo LEVEL SET• Segmentazione di Immagini SAR mediante metodo LEVEL SET

RSTL

• Metodi Bayesiani di selezione delle variabili con applicazioni alla genomica• Modelli deterministici e stocastici per l'analisi di segnali e immagini• Modelli e Simulazioni• Simulazione numerica di processi fisici e biologici in un bacino acquatico superiormente

ghiacciato (exMacrolinea)• Algoritmi veloci e stabili per l'elaborazione di sgnali ed immagini• Applicazioni per la Finanza, Controllo ed Ottimizzazione• Metodi numerici innovativi per lo studio di problemi di fluidodinamica computazionale• Analisi multiscala per il riconoscimento di forme "complicate"• Generazione Numerica di Griglie per il Calcolo Scientifico Applicato• Algoritmi numerici per equazioni differenziali che conservino specifiche proprieta' qualitative

Attività Commesse

Metodologie del Calcolo Scientifico e sviluppo di algoritmi e software ad alte prestazioni

Progetto: Modellistica e Simulazione di Sistemi ComplessiDipartimento: ICTResponsabile: MASTRONARDI NICOLA

Risultati conseguiti Analisi della stabilita' di metodi basati su funzioni prolate per algoritmi di tipo Compressed Sensing di ottimizazzione L1.Realizzazione di algoritmi numerici e codici di calcolo per la conservazione degli invarianti dei sistemi dinamici. Sono stati proposti metodi Runge Kutta partizionati simplettici e tecniche di splitting per problemi Hamiltoniani esplicitamente dipendenti dal tempo con applicazioni a oscillatori

meccanici con masse e/o potenziale variabili nel tempo. Nell'ambito economico, sono stati proposti metodi Runge-Kutta esponenziali simplettici per la conservazione degli stati stazionari nei problemi del controllo ottimo dei modelli di crescita economica.Utilizzando software open-source di traduzione statisticamente assistita e ricavando un database di testi da vari fonti (letteratura senza copyright, world wide web/Wikipedia, memorie di traduzione private il cui uso è concesso per scopi puramente scientifici) in lingua italiana e norvegese, si è potuto fornire una traduzione di una base lessicografica italiana, la quale dopo una revisione da parte di esperti linguistici è diventata un dizionario bilinguistico di circa 30 mila vocaboli, successivamente pubblicato da una casa editoriale norvegese.Studio delle proprietà delle reti di collaborazione scientifica.Analisi delle proprietà cristallografiche delle proteine.Sviluppo di nuovi algoritmi di acquisizione dati per un radar ad apertura sintetica basato a terra, per la focalizzazione di immagini SAR bistatiche e per la stima delle proprietà geomorfometriche.Studio delle proprietà di attivazione neuronale in esperimenti fMRI.Studio di deformazione della superficie terrestre e delle proprietà fisiche dell'atmosfera attraverso tecniche di interferometria SAR.Sviluppo di algoritmi veloci per il calclo dello spazio dominante di matrici simmetriche definite positive ed applicazioni a problemi di machine learning. Studio delle proprieta' di decadimento delle funzioni di matrici a banda simmetriche.

Pubblicazioni su riviste internazionali, presentazioni a congressi internazionali.

Prodotti della ricerca (2010)

anno Brevetti

Articoli ISI

Articoli non

ISI

Articoli in atti di Convegn

o

Libri Rapporti

Risultati progettua

li

Risultati di valorizzaz

ione applicativa

Abstract

Attività editoria

li

2010 0 11 0 1 1 1 0 0 1 5

Principali collaborazioniUniversità di Valencia, Spain, Università di Bari, ISSIA-CNR, Bari, Forschungszentrum Juelich (Germania), Accademia delle Scienze Romena, Istituto lessicografico K Dictionaries di Tel Aviv, Israele, Istituto di Cristallografia del CNR, Politecnico di Bari, Università della Basilicata, Università di Roma TRE, IRCCS Casa Sollievo della Sofferenza, San Giovanni Rotondo, Delft University of Technology, Delft, The Netherlands, Universidade de Lisboa, CEG, Lisboa, Portugal, Centro di Geodesia Spaziale, Agenzia Spaziale Italiana, Universitat Politecnica de Catalunya, Spain, Università di Aachen, Germany, Catholic University of Louvain la Neuve e Katholieke Universiteit Leuven, Belgio.

Risorse umane e finanziarie

Annorisorse finanziarie

totali allocatedi cui risorse

da terzicosti

figurativivalore

effettivoA B C D = A + C

2010 - - - -Valori in migliaia di euro

Dati estratti dal PDGP 2010-2012personale equivalente tempo pieno

ricercatori totale0 0

Riepilogo personale CNR Consuntivo 2010personale equivalente tempo pieno


Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attivitàAssociato

e incaricato di ricerca

Dottorando e specializzan

doBorsista Assegnista

Professore

visitatore

Collaboratore professionale Altro Totale

0 0 0 0 0 0 0 0

Principali risorse strumentali utilizzateVari PC.

Sviluppo di metodi matematici e statistici e del relativo software orientato al grid computing

Progetto: Modellistica e Simulazione di Sistemi ComplessiDipartimento: ICTResponsabile: AMATO UMBERTO

Risultati conseguiti Sono state studiate disuguglianze tipo Moser-Trudinger per funzioni in opportuni spazi di Sobolev.Si sono ottenuti risultati di continuita' per l'operatore potenziale di Riesz in coppie ottimali di spazi di funzioni invarianti per riordinamento. I metodi proposti sono stati poi applicati al caso dell'operatoreMassimale di Hardy-Littlewood.Sono stati ottenuti risultati circa la decomposizione del duale di alcuni spazi di funzione di Banach non standard.E' stato preso in considerazione il modello economico di duopolio di Cournot nel caso continuo. Sono state trovate le condizioni sotto cui è garantita la stabilità degli equilibri con condizioni al contorno di tipo Robin. Ogni modello dinamico per essere realistico deve tener conto sia della dipendenza dal tempo che di quella spaziale. E' stata introdotta una nuova classe di sistemi detti "morfogenetici". Per tali sistemi, in presenza di più equilibri stabili, sono state trovate le condizioni sotto cui solo alcuni di essi da stabili diventano instabili.E' stato proposto un modello considerando equazioni cinetiche di tipo Boltzmann per una miscela binaria di gas per descrivere l'aggressione delle rocce di carbonato di calcio ad opera del biossido di zolfo (solfatazione). E' stata fatta una preliminare analisi matematica del modello proposto.Si sono approfonditi i temi riguardanti la gestione del rischio assicurativo e finanziario relativo alla gestione dei fondi pensione. Ci si è proposto di approfondire, inoltre, i temi legati al rischio demografico ed in particolare al longevity risk per le assicurazioni di rendita. A tal fine si è implementato un modello stocastico per la mortalità. E' stato approfondito l'aspetto del rischio legato alla scelta delle corrette tavole di mortalità opportunamente proiettate, che si configura in un vero e proprio rischio di proiezione. Si è intrapresa l'analisi dei contratti variable annuities, con particolare attenzione alla correlazione fra il mercato obbligazionario e azionario, attraverso l'utilizzo di modelli VAR.E' stato completato il modello di stima delle componenti indipendenti mediante minimizzazione del funzionale di mutua indipendenza sulla varietà obliqua costituita da matrici sottoposte all'unico vincolo di colonne unitarie in norma.Sono stati sviluppati alcuni metodi numerici per diverse classi equazioni integrali di Volterra lineari e non e di che conservano le proprietà strutturali del problema originale.Sono stati sviluppati metodi numerici per equazioni integrali singolari ed integro-differenziali di tipo Prandtl.E' stata studiata la risoluzione numerica di un particolare problema al contorno di tipo Sturm-Lioville, in cui i coefficienti dei termini differenziali dipendono dalla funzione incognita per mezzo di un operatore integrale.Un siffatto tipo di equazione integro-differenziale con dati al contorno si incontra nella teoria cinetica di un plasma con polveri.

Gia' nel 2009 si era implementato un metodo iterativo per la risoluzione di una coppia di equazioni integro-differenziali descriventi le distribuzioni di ioni ed elettroni in un plasma con polveri, con particolari condizioni al contorno sul semiasse. Nel corso del 2010 alcune delle condizioni al contorno sono state sostituite da più intricate condizioni di stazionarietà e normalizzazione ed e' stato quindi necessario adeguare via via il metodo numerico ed il relativo software. Gli output numerici ottenuti hanno inoltre motivato varie modifiche dei parametri e delle funzioni coinvolte, modifiche che sono attualmente in corso.


anno Brevetti

Articoli ISI

Articoli non

ISI


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Libri Rapporti

Risultati progettua

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ione applicativa

Abstract

Attività editoria

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2010 0 7 4 0 0 0 0 0 2 0

Principali collaborazioni- Prof. Andrea Cianchi,Università di Firenze, Firenze.- Prof. Carlo Sbordone, Università degli Studi di Napoli "Federico II".- Prof.ssa Adele Ferone, Seconda Università degli Studi di Napoli, Caserta.- Dott.ssa Menita Carozza, Università del Sannio, Benevento.- Dott.ssa Teresa Alberico, Università degli studi di Napoli "Federico II", Napoli.- Prof. Gary Parker, Simon Fraser University, Burnaby BC Canada- Prof.ssa E. Di Lorenzo, Università degli Studi di Napoli Federico II- Prof.ssa M.Coppola, Università degli Studi di Napoli Federico II- Dott. Politano, Università degli Studi di Napoli Federico II- Prof.ssa Marilena Sibillo, Università degli Studi di Salerno- Prof. A. Fiorenza, Universita' degli Studi di Napoli "Federico II";- Dott. M. Formica, Universita' degli Studi di Napoli "Parthenope";- Prof. M. Krbec, Institute of Mathematics dell'Academy of Sciences of the Czech Republic;- Prof. G.E.Karadzhov, Institute of Mathematics and Informatics, Bulgarian Academy of Sciences- Prof. A. Antoniadis, Università J. Fourier, Grenoble, Francia- Dott. E. Selvan, Università Cattolica di Louvain-La-Neuve, Belgio- Prog. G. Criscuolo, Dipartimento di Matematica e Applicazioni, Università Federico II di Napoli; - Department of Mathematics, Arizona State University, Tempe, Arizona,USA;- Department of Mathematics, Waseda University, Tokyo, Japan;- Prof. P. Junghans, Department of Mathematics, Tecnische Universitat Chemnitz, Germany.- Prof. E. Russo, Dipartimento di Matematica e Applicazioni, Università Federico II di Napoli;- Prof. G. Criscuolo, Dipartimento di Matematica e Applicazioni, Università Federico II di Napoli;- Dott. E. Messina, Dipartimento di Matematica e Applicazioni, Università Federico II di Napoli;- Dott. G. Izzo, Dipartimento di Matematica e Applicazioni, Università Federico II di Napoli;




da terzicosti

figurativivalore






ricercatori totale

7 8





Professore

visitatore


0 0 0 0 0 0 0 0

Principali risorse strumentali utilizzateCluster LILLIGRID

Metodi matematici e statistici per la genetica e la proteomica

Progetto: BioinformaticaDipartimento: ICTResponsabile: ANGELINI CLAUDIA

Risultati conseguiti Per il modulo INT.P02.004.001 (Algoritmi Statistici orientati al grid computing per la genetica)

- 2 Lavori su rivista ISI- 3 Lavori su rivista non ISI- 1 Lavoro in Atti di convegno Internazionale- 1 Lavoro come Capitolo Libro- Partecipazione e presentazione dei risultati a convegno (6 Abstracts)- Organizzazione convegno (NETTAB 2010)- Organizzazione ciclo di seminari sul Next Generation Sequencing presso l'Università di Salerno nell'ambito de "I Martedì della Bioinformatica"- Partecipazione dei ricercatori alla COST-ACTION "Next Generation Sequencing data Analysis"- Partecipazione dei ricercatori in qualità di membro del collegio dei docenti del Dottorato in Biologia Computazionale, Seconda Università degli studi di Napoli- Partecipazione dei ricercatori in qualità di membro del collegio dei docenti del Dottorato in Biologia dei Sistemi, Università degli Studi di Salerno- Partecipazione come Associate editor per la rivista "International Journal of Biomedical Data Mining"- Attività di Docenza all'interno del corso di formazione Bioinformatica per la Proteomica: basi teoriche ed applicazioni, tenutosi dal 18 al 20 Ottobre 2010, presso il Centro Congressi IST, Genova

Per il modulo INT.P02.004.0021 articolo su rivista ISI1 proceeding accettato in Atti di convegno Internazionale


anno Brevetti

Articoli ISI

Articoli non

ISI


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ione applicativa

Abstract

Attività editoria

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2010 0 5 5 1 1 0 0 0 6 2

Principali collaborazioniLe collaborazioni dell'istututo si articolano in tre aree principali, coinvolgendo sia Istituti di Ricerca

Italiani che stranieri e sono di carattere multidisciplinare.In particolare le collaborazioni in area matematica (University of Grenoble,University of Central Florida, Tel Aviv University, INRIA, University of Leicester) sono mirate allo sviluppo metodologico sia in ambito statistico che modellistico/matematico. Le collaborazioni in ambito informatico e bioinformatico(ISA-CNR, Università degli Studi di Salerno, Cambridge University) hanno per obiettivo la messa a punto di software pwe la bioinformatica e la divulgazione scientifica. Infine la collaborazione con istituti campani operanti nel settore delle scienze biologiche (IGB-CNR, Università degli Studi di Napoli, Seconda università degli studi di Napoli, Università degli Studi di Salerno, TIGEM, IBPM-CNR) Hanno come obiettivo lo sviluppo di metodologie computazionale e le analisi di casi studio reali e la formazione di studenti e giovani ricercatori, siat attraverso il loro diretto coinvolgimento nelle attività di ricerca sia attraverso la partecipazione dei ricercatori all'interno di collegi dei docenti di scuole di Dottorato.




da terzicosti

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Professore

visitatore


2 0 0 0 0 0 4 6

Principali risorse strumentali utilizzate1) Sistema di sequenziamento massivo SOLiD versione 3Plus. Il sisteme è disponibile presso l'IGB-CNR, i ricercatori della presente commessa collaborano alla sua gestione dal punto di vista informatico e coordinano il core di analisi dati

2) CLUSTER LILLIGRID, http://www.na.iac.cnr.it/lilligrid/) costituito da 40 processori a 64-bit, 84 GB di RAM in totale e 8.5 TB di hard disk.Il cluster è dotato di codici sorgente nativi, specifici software open-source per l'analisi dati dei sequenziatori massivi ed ambienti di calcolo avanzati come MATLAB, R oltre ad altri strumenti per l'analisi statistica ed informatica, utili allo sviluppo di nuovi metodologie computazionali e statistiche

3) CLUSTER LILLIGRIDBIO (http://lilligridbio.na.iac.cnr.it/). Lilligridbio è un cluster composto da 13 nodi ciascuno dei quali con due processori six-core e 32GB di RAM (il front-end è 64 GB), inoltre ha un disco rigido MD3000i con 12TB di storage. Il cluster, altamente scalabile e progettato principalmente per High Performance Computing, è dotato di codici sorgente nativi, specifici software open-source per l'analisi dati dei sequenziatori massivi ed ambienti di calcolo avanzati come MATLAB, R oltre ad altri strumenti per l'analisi statistica ed informatica, utili allo sviluppo di nuovi metodologie computazionali e statistiche.

Informatica, ricerca operativa e modelli matematici per la mobilità sostenibile

Progetto: Mobilità sostenibileDipartimento: Energia e TrasportiResponsabile: NATALINI ROBERTO

Risultati conseguiti - Analisi del degrado chimico in manufatti artistici esposti all'inquinamento atmosferico sia lapidei che in bronzo.

- Sviluppo di modelli matematici e di schemi numerici per la loro simulazione.

- Calibrazione dei modelli con dati sperimentali di laboratorio e in situ.

- Realizzazione di servizi di trasporto a chiamata.

- L'attività svolta ha riguardato la predisposizione del Libro Verde del progetto Hermes, attraverso il coordinamento delle diverse unità operative afferenti al Gruppo di Lavoro sulla mobilità urbana.

- Un'ulteriore attività è stata sviluppata per identificare dei case study su cui concentrare la sinergia delle unità operative in un contesto applicativo urbano, particolarmente sensibile ai problemi della mobilità sostenibile.


anno Brevetti

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2010 0 1 0 0 0 0 0 0 2 0

Principali collaborazioni- Istituto Superiore Centrale del Restauro- CISTEC - Univ. Roma La Sapienza- Dip. Matematica - Univ. Insubria

- Centro di Ricerca su Trasporti e Logistica, Facoltà di Ingegneria, Sapienza Università di Roma- Dipartimento di Idraulica, Trasporti e Strade, Facoltà di Ingegneria, Sapienza Università di Roma- Dipartimento di Strutture ed Ingegneria dei Trasporti, Facoltà di Ingegneria, Università di Padova.

Inoltre, una vasta collaborazione storica è stata sviluppata con l'ATAC, l'azienda della mobilità del Comune di Roma, sia riguardo ai sistemi telematici di gestione del traffico che all'analisi dei dati di traffico.




da terzicosti

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Professore

visitatore


0 0 0 0 0 0 0 0

Principali risorse strumentali utilizzatemezzi di calcolo

Modelli, Metodi Matematici e Simulazione Numerica per lo Sviluppo di Materiali Nuovi: Ricerca e Formazione

Progetto: Sistemi e materiali complessiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: VALENTE VANDA

Risultati conseguiti Sviluppo di codici di calcolo e pubblicazioni scientifiche, reperibili nella procedura Gestione Istituti CNR, relativi alle tematiche di ricerca precisate nei seguenti punti a), b), c).Organizzazione di convegni ad ampia partecipazione esterna e collaborazione alla redazione di volumi, volti alla valorizzazione e formazione di giovani ricercatori.

a) Meccanica delle fratture e scollamento di pellicole sottili.- E' stato proposto e studiato un modello variazionale per la meccanica delle fratture basato su un funzionale energia somma dell'energia elastica e di un funzionale di dissipazione. Il funzionale contiene anche un termine di regolarizzazione del tipo di Cahn-Hilliard. E' stato effettuato lo studio teorico qualitativo del problema dell'evoluzione per minimi locali associato al funzionale energia investigando in particolare la fase di deformazione plastica fino all'avvenuta fratturazione del materiale. E' stato inoltre eseguito il corrispondente studio numerico. L'analisi e' stata condotta fino adesso nel caso unidimensionale e si prevede nel prossimo futuro di iniziare a studiare l'estensione al caso tridimensionale. Lo studio numerico del problema evolutivo e' basato sullo sviluppo di un codice di calcolo agli elementi finiti. Le simulazioni eseguite al calcolatore hanno confermato le previsioni qualitative sul comportamento del modello effettuate mediante l'analisi teorica, consentendo inoltre di seguire l'evoluzione anche nelle fasi che risultano piu' difficili da investigare con strumenti analitici. E' quasi ultimata la scrittura di un articolo da sottoporre a rivista scientifica internazionale.- Applicazione di metodi tipici del calcolo delle variazioni per la caratterizzazione di fenomeni connessi al blistering di pellicole sottili. Uso del modello di Von Karman per lo studio del problema variazionale perturbato, definizione e studio di un funzionale nonlocale dipendente da una singola variabile scalare. Analisi asintotica del funzionale energia via Gamma-convergenza, quando lo spessore della pellicola tende a zero; individuazione di opportuni riscalamenti del parametro/spessore che consentono una migliore descrizione e caratterizzazione delle soluzioni minimizzanti.

b) Materiali magnetoelastici.Nell'ambito dello studio di processi di magnetizzazione, sono state affrontate le seguenti tematiche-- Esistenza di soluzioni per materiali magneto-viscoelastici: definizione del modello matematico per materiali magnetoelastici con memoria di deformazione. Dimostrazione di un teorema di esistenza di soluzioni deboli per il modello tridimensionale. Esistenza ed unicita' per il problema monodimensionale e studio del suo comportamento asintotico. -- Magneto-elasticita' nel caso bidimensionale con simmetrie: analisi variazionale del problema stazionario bidimensionale con simmetria radiale; studio e caratterizzazione del fenomeno di biforcazione dipendente dal parametro che modula il termine di accoppiamento magnetoelastico; analisi delle configurazioni di equilibrio e del flusso di gradiente-- Analisi monodimensionale di laminati magnetoelastici: utilizzo di tecniche matematiche (omogeneizzazione, Gamma-convergenza,…) che consentono di derivare e giustificare altri modelli piu' applicabili. In particolare si assume che la componente elastica dell'energia del sistema tenga conto dell'eterogeneita' del materiale attraverso coefficienti variabili (spesso discontinui). Definizione e studio variazionale del funzionale energia, che nel caso monodimensionale si puo' esprimere in termini della sola funzione di magnetizzazione. Il funzionale energia e' un funzionale di tipo Ginzburg-Landau con un termine nonlocale dovuto alla mancante esplicita dipendenza dallo spostamento elastico. Per richiedere sempre meno regolarita' alla funzione che definisce il coefficiente di elasticita', si introduce una successione di funzionali dipendenti da un parametro N. Si studiano due problemi limite: il problema omogeneizzato, nel caso di eterogeneita' molto fine e periodicamente distribuita; il Gamma-limite per N che tende ad infinito.

c) Alcuni aspetti concernenti equazioni ellittiche e problemi variazionali - Sono stati studiati risultati di confronto tra soluzioni di problemi di Dirichlet associati ad equazioni ellittiche non lineari a crescita anisotropa del gradiente e soluzioni di un opportuno problema simmetrizzato.- Sono state studiate relazioni tra alcuni spazi di Lorentz e gli spazi di Orlicz..


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2010 0 1 1 1 0 0 0 1 1 3

Principali collaborazioniSapienza Università di Roma, Università di Ferrara, Università Politecnica delle Marche, Università di Firenze, Università di Napoli "Federico II", Seconda Università degli Studi di Napoli, Università del Sannio (Benevento), Università di Zurigo, Carnegie Mellon University (USA), Technion University (Israel).




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ricercatori totale

2 3





Professore

visitatore


2 0 0 0 0 0 6 8

Principali risorse strumentali utilizzateMezzi di calcolo

Dinamica dei sistemi complessi fluidodinamici e biologici

Progetto: Sistemi e materiali complessiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: SUCCI SAURO

Risultati conseguiti Sviluppo di nuovi modelli idro-cinetici per la studio della reologia di materiali soft e vetrosi.Ulteriori sviluppi del codice multiscala/fisica MUPHY per la modellistica emodinamica in geometrie anatomicamente realistiche.Allo stato attuale (Ottobre 2010) MUPHY e' stato selezionato come unofinalista per il Gordon Bell Contest, il piu' prestigiosoriconoscimento a lvello internazionale nel campo del supercomputing.Si sono inoltre sviluppati modelli emodinamici multiscala che accoppiano il moto del plasma fluido con la dinamica di micro/nano-corpi biologicamente attivi (red and white cells).

Modelli matematici per lo studio del moto di particelle cariche in campi gravitazionali ad altissima intensita' (Black-Hole).Un libro su queste tematiche e' stato pubblicato da Donato Bini con la Cambridge University Press.


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2010 0 25 1 2 1 1 0 0 3 0

Principali collaborazioniMultiscale hemodynamics: Harvard University,EPFL Lausanne, Sheffield Hallam Univ, Campus Biomedico

Teoria/metodi idrocinetici: Univ. Roma II, Univ. Yale, Freiburg Inst. for Advanced Studies, ETH Zurigo, Princeton University

Fluidi relativistici: Univ. Roma I, ICRA Pescara, IHES Parigi




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Professore

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0 1 0 0 0 0 0 1

Principali risorse strumentali utilizzateRisorse di high-performance-computing (supercalcolatori paralleli), reperite sistematicamente all'estero (Harvard, Juelich, EPFL Losanna).

Analisi e sintesi di dati eterogenei per monitoraggio e conservazione di Beni Culturali

Progetto: Diagnosi, intervento e conservazione del patrimonio culturaleDipartimento: Patrimonio CulturaleResponsabile: VITULANO DOMENICO

Risultati conseguiti Algoritmo automatico per restauro digitale; Algoritmi numerici per segmentazione di immagini; Modello per singolarità (strutture significative) di immagini e caratterizzazione nel piano tempo-scala; Algoritmi numerici per ricostruzione da dati-colore di immagini sintetiche,reali,affreschi; Modello e algoritmo per compressione basato su relazioni tra coefficienti wavelet a diversi livelli di risoluzione; Software per visualizzazioni 2D/3D di dati ambientali; Software-prototipo per localizzazione di aree ad alto rischio di un Bene; Modello per approssimare il comportamento di parametri ambientali con sensori. Acquisizione strumenti calcolo storici, aggiornamento archivio Picone (IAC). Tecniche di indagine multiparametriche in situ; su manufatti ceramici le considerazioni estratte dal sito campione sono estese ad altri 5 siti arcaici (IMAA). Analisi e approssimazione di problemi di evoluzione di tipo invariante per riscalamento temporale in meccanica di grandi deformazioni(IMATI). Rilievo 3D capitelli medioevali,Arco di Augusto Aosta; Esame di dati ambientali da sensori per addestrare soft sensors (IAC); Metodi di sintesi per il monitoraggio;Analisi di percorsi formativi (ITABC).


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Attività editoria

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2010 0 6 6 2 3 0 4 0 5 1

Principali collaborazioniPartners Progetto FIRB: "Metodologie e tecnologie avanzate per la conoscenza e la valorizzazione del patrimonio archeologico e monumentale dell'area del mediterraneo" e seguenti cfr. modulo IAC-

RM WIAS -Weierstrass Institute for Applied Analysis and Stchastics, Berlino, e seguenti cfr. modulo IMATI-PV Natural Environment Research Council (UK) e seguenti cfr modulo IMAA-PZ Sovrintendenza Regione Val d'Aosta e seguenti cfr. modulo ITABC




da terzicosti

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Professore

visitatore


6 0 0 0 0 0 2 8

Principali risorse strumentali utilizzateIn ciascun istituto oltre a strumentazione con idoneo software di base per il calcolo: - presso IMATI Linux Networx cluster presso (14 processori in parallelo), workstations e calcolatori portatili - presso l'IMAA: Spettrofotoradiometro portatile FieldSpec FR pro (ASD Inc.) range spettrale da 35-2500nm; Interferometro FTIR portatile M102 (Designs & Prototypes) range spettrale 20-16000nm; Magnetometro ai Vapori di Cesio G-858 della GSSI GEM 300, strumento elettromagnetico multifrequenza (300 – 20000 HZ) della GSSI Georesistivimetri Syscal Junior e Syscal R2 con sistemi multicanali (3 multinode da 16 ch e due Multiswitch da 48 ch) fino a 96 ch della IRIS Instruments Georadar SIR 2000 e SIR 3000 con antenna da 40 MHz, 200MHz, 400 MHz e 1500 MHz della GSSI - presso ITABC Laser scanner Cyrax 2500, Stazione totale Pentax, Camera digitale Nikon 100, Strumentazione topografica di ultima generazione

Metodi Quantitativi per il Manufacturing

Progetto: Processi , Sistemi di produzione industriali, Prodotti High tech e materiali avanzati

Dipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: PICCOLI BENEDETTO

Risultati conseguiti La lunga collaborazione tra l'IAC-CNR ed il Dipartimento del Tesoro del Ministero dell'Economia e delle Finanze riguarda la gestione ottimale del debito pubblico. Ad un'attività prettamente di ricerca si associa un lavoro di tipo più tecnico che riguarda l'implementazione informatica di un modello di gestione del debito pubblico che fornisca indicazioni sulla composizione del portafoglio di titoli di stato da emettere considerando anche l'utilizzo di strumenti derivati. Di fondamentale importanza

nella gestione del debito è l'evoluzione dei tassi di interesse, che sono le variabili da cui dipende il costo del servizio del debito, parametro questo che entra direttamente nei vincoli di Maastricht. Pertanto la modellistica matematica relativa a questo problema è duplice: da una parte troviamo il modello di evoluzione del debito vero e proprio, con le relative funzioni costo e rischio, i vincoli di gestione, i vincoli di bilancio, dall'altra i modelli stocastici di evoluzione dei tassi di interesse.

Anche le attività che riguardano la gestione del traffico nel contesto della teoria matematica del controllo hanno ormai una lunga storia all'interno dell'IAC-CNR con collaborazioni scientifiche con varie università e contatti industriali. In particolare, il contratto con la Octotelematics Spa sorge allo scopo di ricostruire e prevedere il dato di traffico veicolare attraverso algoritmi di simulazione numerica su reti stradali che descriva il comportamento degli autoveicoli nel tempo fornendo informazioni sulle velocità medie, le densità, i flussi e i tempi di percorrenza.

Ancora nel contesto della teoria matematica del controllo abbiamo la collaborazione con Selex - Sistemi Integrati Spa per lo sviluppo di algoritmi di tipo stocastico per la generazione di scenari per la validazione e calibrazione di sistemi radar e antenne. In dettaglio verranno individuate le principali caratteristiche e funzionalità di un ambiente per la simulazione di detti scenari, la creazione di proposte modellistiche e funzionali per la simulazione, e la loro implementazione.

Un'altra collaborazione riferibile al contesto del controllo e della programmazione lineare è quella con la società "Innova Consorzio per l'informatica e la telematica" srl. Durante la collaborazione è stato realizzato un modello di ottimizzazione lineare per il trasporto dei fanghi di depurazione biologica dai centri di produzione alle aziende per lo smaltimento minimizzando i costi relativi al trasporto ed al conferimento. Abbiamo anche realizzato un prototipo software che implementa il modello integrando un solver di PL, Excel per la ricostruzione dinamica del modello di soluzione ed Access come contenitore dati ed interfaccia verso l'utente.

Un'altra collaborazione che abbiamo con la Selex - Sistemi Integrati Spa, nel contesto questa volta della sicurezza informatica riguarda il Sistema di Indagine e Controllo del Territorio (S.I.Co.Te.) che ha lo scopo di migliorare la capacità di raccolta, analisi, distribuzione e fruizione delle informazioni, per potenziare i processi di indagine e di intervento sul territorio nazionale da parte delle forze dell'ordine (Carabinieri in primo luogo).

Un altro importante settore presente nelle attività dell'IAC rispetto alla commessa di Metodi Quantitativi per il Manufacturing riguarda la gestione del rischio assicurativo e finanziario relativo alla gestione dei fondi pensione. Ci si è proposto di approfondire, inoltre, i temi legati al rischio demografico ed in particolare al longevity risk per le assicurazioni di rendita. A tal fine si è implementato un modello stocastico per la mortalità. L'aspetto del rischio legato alla scelta delle corrette tavole di mortalità opportunamente proiettate, che si configura in un vero e proprio rischio di proiezione, è stato approfondito in un lavoro sottoposto ad una rivista internazionale. I risultati sono stati presentati alla 45th Actuarial Research Conference che si è tenuta alla Simon Fraser University Burnaby BC Canada, su invito del Prof. Gary Parker. In seguito alla visita del Prof. Gary Parker della Simon Fraser University, Burnaby BC Canada (attraverso il programma di Short Term mobility 2009), si è intrapresa l'analisi dei contratti variable annuities, con particolare attenzione alla correlazione fra il mercato obbligazionario e azionario, attraverso l'utilizzo di modelli VAR.

Importante è anche l'attività dell'IAC sulla teoria delle code, che costituisce un importante settore della matematica applicata. Le code possono essere utilizzate sia per modellizzare alcuni problemi di matematica assicurativa, sia per modellizzare problemi di traffico su reti. Questo tipo di problemi possono essere affrontati, nell'ambito della teoria delle code, facendo uso di alcune tecniche matematiche quali la teoria delle grandi deviazioni, la teoria dei processi di punto, l'importance sampling, il calcolo di Malliavin.


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2010 0 11 6 2 2 0 0 0 1 0

Principali collaborazioniCollaborazioni Industriali:--------------------------------------------------------------------------------

Ministero dell'Economia e delle Finanze- Sviluppo di modelli matematici e di strumenti software per l'ausilio alle decisioni nella gestione del debito pubblico.

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Octotelematics Spa- Traffico Veicolare: Ricostruzione e previsione del dato di traffico veicolare attraverso algoritmi di simulazione numerica su reti stradali che descriva il comportamento degli autoveicoli nel tempo fornendo informazioni sulle velocità medie, le densità, i flussi e i tempi di percorrenza.

--------------------------------------------------------------------------------

Selex - Sistemi Integrati Spa- Sviluppo di algoritmi di tipo stocastico per la generazione di scenari per la validazione e calibrazione di sistemi radar e antenne. In dettaglio verranno individuate le principali caratteristiche e funzionalità di un ambiente per la simulazione di detti scenari, la creazione di proposte modellistiche e funzionali per la simulazione, e la loro implementazione.

- il Sistema di Indagine e Controllo del Territorio (S.I.Co.Te.) che ha lo scopo di migliorare la capacità di raccolta, analisi, distribuzione e fruizione delle informazioni, per potenziare i processi di indagine e di intervento sul territorio nazionale da parte delle forze dell'ordine (Carabinieri in primo luogo).

--------------------------------------------------------------------------------

Innova Consorzio per l'informatica e la telematica SRL. -Ottimizzazione del conferimento dei fanghi di depurazione biologica e rifiuti derivanti dalla depurazione delle acque a impianti di compostaggio (Progetto AQUASER).

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Collaborazioni Accademiche: --------------------------------------------------------------------------------

Rutgers University - NJ (USA) con Prof. B. Piccoli su modellistica relativa al traffico, pedoni e su controllo.

Tematiche inerenti la modellizzazione di flussi pedonali e veicolari: Lo scopo è quello di elaborare nuovi modelli matematici in grado di riprodurre al calcolatore il comportamento dei pedoni in ambienti complessi (stazioni, aeroporti, centri commerciali, etc.) e degli autoveicoli in strade urbane ed extra-urbane.

Controllo: l'obiettivo è elaborare risultati qualitativi globali sulle traiettorie di tempo minimo per sistemi

meccanici. Si farà uso di metodi di controllo non lineari e si affronterà il problema di calcolo del tempo ottimale mediante l'impiego di controlli open-loop.

-------------------

Alcuni degli associati alla commessa si occupano di traffico e controllo- Università degli Studi di Brescia- Università degli Studi del Piemonte Sud Orientale- Università degli studi di Salerno con cui è in atto una convenzione di collaborazione sulle tematiche del traffico- Politecnico di Torino - traffico e pedoni- Universita di Nizza- traffico

-------------------

Quanto alla tematica di controllo siamo coinvolti nel progetto europeo NOE- HYCON2 " Hybrid control: Timing Eterogenity and complexity of networked embedded systems. "I partner con cui collaboriamo maggiormente sono Università di Pisa- Centro Piaggio, CNRS, EECI- European Embedded Control Institute

Obiettivo del progetto - Teoria del controllo e sue applicazioni: analisi e controllo di "networked systems", quali veicoli di terra ed aerospaziali, sistemi medici-biologici, reti di sensori wireless etc, per il miglioramento delle performance.

-------------------

Prof. Gary Parker Simon Fraser University, Burnaby BC CanadaProf.ssa E. Di Lorenzo, Prof.ssa M.Coppola, Dott. Politano Università degli Studi di Napoli Federico IIProf.ssa Marilena Sibillo Università degli Studi di Salerno

Nel corso dell'anno 2010, si sono approfonditi i temi riguardanti la gestione del rischio assicurativo e finanziario relativo alla gestione dei fondi pensione.

-------------------

Charles Bordenave (CNRS): Problemi di matching su grafi aleatori. In particolare: studio delle proprieta' asintotiche del "load" ottimo al crescere del numero dei nodi.

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Ayalvadi Ganesh (Bristol University, UK) e Ken Duffy (Hamilton Institute, Ireland): Stima di probabilita' di rovina per processi di rischio e di "buffer overflow" per file di attesa.

-------------------

Nicolas Privault (Nannyang University, Singapore): Stima della densita' e analisi di sensitivita' di funzionali di processi di punto.

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Jesper Moller (Aalborg University): Inferenza statistica per processi di punto spaziali.

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Pierre Bremaud (ENS): Simulazione di processi di Hawkes.




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Principali risorse strumentali utilizzatePCs, Servers, Software di ottimizzazione e matematico.

Modellizzazione quantitativa di sistemi biologici complessi

Progetto: Bioinformatica e biologia computazionaleDipartimento: Scienze della VitaResponsabile: CASTIGLIONE FILIPPO

Risultati conseguiti Nell'ambito dell'anno 2010 la commessa ha realizzato lavori relativi a

1) collaborazione con l'Istituto per le Malattie Infettive. Questo studio riguarda l'analisi di dati clinici di pazienti infetti da HIV-1. Con l'ausilio di un modello computazionale abbiamo stimato il momento migliore per iniziare la terapia antiretrovirale all'interno della finestra temporale relativa alla risposta immunitaria acuta.

2) collaborazione progetto EU ComplexDis. Abbiamo messo a punto un sistema di analisi e calcolo degli attrattori di una gene regulatory network che regola il processo di differenziamento delle cellule Th1/2. La rete stessa e' stata redatta grazie a annotazioni mediche (collaborazione con Univ. Goteborg) e text mining (collaborazione con Reikshospitalet Oslo).

3) in collaborazione con il Center for Biological Sequence Analysis dell'Univ. di Copenhagen abbiamo ampliato la funzionalita' di un simulatore del sistema immunitario con gli strumenti di binding predictions sviluppati al CBS.

4) Sviluppo un modello del Timo per studiare la selezione di timociti autoreattivi mediante seleione

positiva e negativa. Il codice utilizza la definizione di recettori come stringhe di aminoacidi e i modelli di predizione bioinformatici per il legame molecolare tra il recettore, il complesso di istocompatibilita' e i peptidi self. Questi ultimi sono stati estratti dal data base SwissProt.


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2010 0 5 1 0 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniCBS - CopenhagenINRIA - Grenoble/LyonInstitut Biomedical Research August Pi Sunyer. - BarcelonaRikshospitalet, Radiomhospitalet, NorwayGöteborgs University, SwedenUniversita' di CataniaIBP, Napoli




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Principali risorse strumentali utilizzateTelefoni e infrastrutture IT standard.

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modulo gestionale-CdS004-ICT

Commessa: Commessa gestionale per istituti ICTProgetto: Progetto per CDS 509 Dipartimento Tecnologie dell'informazione e delle

Comunicazioni

Dipartimento: ICTResponsabile: BERTSCH MICHIEL

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2010 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioni




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Metodologie del Calcolo Scientifico e sviluppo di algoritmi e software ad alte prestazioni

Commessa: Metodologie del Calcolo Scientifico e sviluppo di algoritmi e software ad alte prestazioni

Progetto: Modellistica e Simulazione di Sistemi ComplessiDipartimento: ICTResponsabile: MASTRONARDI NICOLA

Risultati conseguiti Analisi della stabilita' di metodi basati su funzioni prolate per algoritmi di tipo Compressed Sensing di ottimizazzione L1.Realizzazione di algoritmi numerici e codici di calcolo per la conservazione degli invarianti dei sistemi dinamici. Sono stati proposti metodi Runge Kutta partizionati simplettici e tecniche di splitting per problemi Hamiltoniani esplicitamente dipendenti dal tempo con applicazioni a oscillatori

meccanici con masse e/o potenziale variabili nel tempo. Nell'ambito economico, sono stati proposti metodi Runge-Kutta esponenziali simplettici per la conservazione degli stati stazionari nei problemi del controllo ottimo dei modelli di crescita economica.Utilizzando software open-source di traduzione statisticamente assistita e ricavando un database di testi da vari fonti (letteratura senza copyright, world wide web/Wikipedia, memorie di traduzione private il cui uso è concesso per scopi puramente scientifici) in lingua italiana e norvegese, si è potuto fornire una traduzione di una base lessicografica italiana, la quale dopo una revisione da parte di esperti linguistici è diventata un dizionario bilinguistico di circa 30 mila vocaboli, successivamente pubblicato da una casa editoriale norvegese.Studio delle proprietà delle reti di collaborazione scientifica.Analisi delle proprietà cristallografiche delle proteine.Sviluppo di nuovi algoritmi di acquisizione dati per un radar ad apertura sintetica basato a terra, per la focalizzazione di immagini SAR bistatiche e per la stima delle proprietà geomorfometriche.Studio delle proprietà di attivazione neuronale in esperimenti fMRI.Studio di deformazione della superficie terrestre e delle proprietà fisiche dell'atmosfera attraverso tecniche di interferometria SAR.Sviluppo di algoritmi veloci per il calclo dello spazio dominante di matrici simmetriche definite positive ed applicazioni a problemi di machine learning. Studio delle proprieta' di decadimento delle funzioni di matrici a banda simmetriche.

Pubblicazioni su riviste internazionali, presentazioni a congressi internazionali.


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2010 0 10 0 1 1 1 0 0 1 5

Principali collaborazioniUniversità di Valencia, Spain, Università di Bari, ISSIA-CNR, Bari, Forschungszentrum Juelich (Germania), Accademia delle Scienze Romena, Istituto lessicografico K Dictionaries di Tel Aviv, Israele, Istituto di Cristallografia del CNR, Politecnico di Bari, Università della Basilicata, Università di Roma TRE, IRCCS Casa Sollievo della Sofferenza, San Giovanni Rotondo, Delft University of Technology, Delft, The Netherlands, Universidade de Lisboa, CEG, Lisboa, Portugal, Centro di Geodesia Spaziale, Agenzia Spaziale Italiana, Universitat Politecnica de Catalunya, Spain, Università di Aachen, Germany, Catholic University of Louvain la Neuve e Katholieke Universiteit Leuven, Belgio.




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Sviluppo di metodi matematici e statistici e del relativo software orientato al grid computing

Commessa: Sviluppo di metodi matematici e statistici e del relativo software orientato al grid computing

Progetto: Modellistica e Simulazione di Sistemi ComplessiDipartimento: ICTResponsabile: AMATO UMBERTO

Risultati conseguiti Pubblicazioni scientifiche, Comunicazioni scientifiche, Conferenze su invito, Software


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2010 0 2 2 0 0 0 0 0 1 0

Principali collaborazioni- Prof. Andrea Cianchi,Università di Firenze, Firenze.- Prof. Carlo Sbordone, Università degli Studi di Napoli "Federico II".- Prof.ssa Adele Ferone, Seconda Università degli Studi di Napoli, Caserta.- Dott.ssa Menita Carozza, Università del Sannio, Benevento.- Dott.ssa Teresa Alberico, Università degli studi di Napoli "Federico II", Napoli.- Prof. Gary Parker, Simon Fraser University, Burnaby BC Canada- Prof.ssa E. Di Lorenzo, Università degli Studi di Napoli Federico II- Prof.ssa M.Coppola, Università degli Studi di Napoli Federico II- Dott. Politano, Università degli Studi di Napoli Federico II- Prof.ssa Marilena Sibillo, Università degli Studi di Salerno- Prof. A. Fiorenza, Universita' degli Studi di Napoli "Federico II";- Dott. M. Formica, Universita' degli Studi di Napoli "Parthenope";- Prof. M. Krbec, Institute of Mathematics dell'Academy of Sciences of the Czech Republic;- Prof. G.E.Karadzhov, Institute of Mathematics and Informatics, Bulgarian Academy of Sciences- Prof. A. Antoniadis, Università J. Fourier, Grenoble, Francia- Dott. E. Selvan, Università Cattolica di Louvain-La-Neuve, Belgio




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Analisi numerica di equazioni integrali ed integro-differenziali non lineari in ambito biologico ed ingegneristico

Commessa: Sviluppo di metodi matematici e statistici e del relativo software orientato al grid computing

Progetto: Modellistica e Simulazione di Sistemi ComplessiDipartimento: ICTResponsabile: CAPOBIANCO MARIA ROSARIA

Risultati conseguiti Per equazioni integrali di Volterra con due ritardi costanti è stata condotta un'analisi comparativa della stabilità degli equilibri del modello continuo e del corrispondente modello discreto ottenuto mediante l'uso di formule di quadratura diretta. E' stato analizzato il comportamento della soluzione analitica e di quella numerica (ottenuta sia con metodi di quadratura diretta che con metodi di tipo Runge-Kutta) di equazioni integrali di Volterra di tipo Hammerstein a nuclei non negativi e sono state fornite condizioni sufficienti per la loro limitatezza e la convergenza a zero.Per equazioni integrali di Volterra è stata costruita una classe di metodi generali lineari con ordine alto degli stadi. Sfruttando questa peculiarità si è riusciti a combinare ordine elevato ed ottime proprietà di stabilità.Sono stati studiati un metodo di Newton ed una sua versione modificata per la risoluzione numerica delle equazioni ottenute mediante un metodo di collocazione applicato ad un' equazione integro-differenziale non lineare di tipo Prandtl, ottenendo inoltre, per essi, risultati di convergenza in opportuni spazi di Sobolev. Test numerici hanno confermato le stime teoriche ottenute.Sono stati implementati metodi iterativi per la risoluzione numerica di equazioni integro-differenziali con dati al contorno di tipo Sturm-Lioville, in cui i coefficienti dei termini differenziali dipendono dalla funzione incognita per mezzo di un operatore integrale. Sperimentalmente si e' verificata la convergenza sia del processo iterativo che dell'intero metodo numerico, indipendentemente dalla grandezza delle norme e delle costanti di Lipschitz delle funzioni coinvolte.Alla ricerca di una spiegazione teorica dei fenomeni osservati, si e' esaminato nei dettagli il piu' semplice caso della dipendenza scalare. In questo particolare caso, trattandosi di un procedimento iterativo scalare, si è ottenuta la dimostrazione della convergenza delle iterazioni generate applicando il metodo di bisezione , ma solo per opportuni valori di starting e dietro particolari ipotesi .

- Pubblicazioni1.G. Izzo, Z. Jackiewicz, E. Messina, and A. Vecchio, General linear methods for Volterra integral Equations, Journal of Computational and Applied Mathematics 234 (2010), 2768-2782 2.E. Messina,Y. Muroya, E. Russo, A. Vecchio, On the Stability of Numerical Methods for Nonlinear

Volterra Integral Equations, Discrete Dynamics in Nature and Society, Article ID 862538, 18 pages (2010)3.E. Messina,Y. Muroya, E. Russo, A. Vecchio, Convergence of solutions for two delays Volterra integral equations in the critical case, Applied Mathematics Letter, 23 (2010), 1162-1165 4. M.R. Capobianco, G. Criscuolo, P. Junhganns, Newton methods for a class of nonlinear hypersingular integral equations, Numerical Algorithms 55 (2010), 205-2215. G.Mastroianni, W.Themistoclakis, Pointwise estimates for polynomial approximation on the semiaxis", J. Approx. Theory 162 (2010), 2078-2105

-ConvegniM. Basile, E. Messina, W.Themistoclakis, A. Vecchio, A numerical method for a nonlinear integro-differential boundary value problem, 6th Workshop SDS2010 STRUCTURAL DYNAMICAL SYSTEM: Computational Aspects, Capitolo(Ba),giugno 2010


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2010 0 5 2 0 0 0 0 0 1 0

Principali collaborazioniDip. di Mat. e Applicazioni. Univ. F II di Napoli; Department of Mathematics, Arizona State University, Tempe, Arizona,USA;Department of Mathematics, Waseda University, Tokyo, Japan;Department of Mathematics, Tecnische Universitat Chemnitz, Germany.-Personale esterno al CNR che collabora ufficialmente con l'IACE. Russo, Dip. di Mat. e Applicazioni. Univ. F II di NapoliG. Criscuolo, Dip. di Mat. e Applicazioni. Univ. F II di NapoliE. Messina, Dip. di Mat. e Applicazioni. Univ. F II di NapoliG. Izzo, Dip. di Mat. e Applicazioni. Univ. F II di Napoli




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Applied cryptography: analysis and performance of cryptographic primitives

Commessa: Trustworthy and Secure Future InternetProgetto: SicurezzaDipartimento: ICTResponsabile: PEDICINI MARCO



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2010 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0





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Aspetti modellistici e computazionali in biomedicina

Commessa: Biologia ComputazionaleProgetto: BioinformaticaDipartimento: ICTResponsabile: PONTRELLI GIUSEPPE


Si e' sviluppato un modello non-newtoniano per il sangue su griglia non strutturata che risulta particolarmente conveniente quando si hanno geometrie irregolari (stenosi). Tale metodo e' stato validato sul caso del canale rettilineo e confrontato con successo col metodo agli elementi finiti.(J. Janela, A. Sequeira, G. Pontrelli, S. Succi, S. Ubertini, Unstructured lattice-Boltzmann method for hemodynamic flows with shear-dependent viscosity, Int. J. Modern Physics C, vol. 21, 6, pp. 1-17, 2010)

Un altro lavoro e' stato quello della diffusione di un farmaco in una parete non omogenea: il metodo semi-analitico e' basato sulla separazione delle variabili che porta ad un problema di Sturm-Liouville con coefficienti discontinui. La soluzione, espressa sotto forma di serie di Fourier, descrive i livelli di concentrazione nei vari strati in cui la parete vascolare e' composta. (G. Pontrelli, F. de Monte, A multi-layer porous wall model for coronary drug-eluting stents, Int J. Heat Mass Transfer, vol.53, pp. 3629-3637, 2010)


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2010 0 1 0 2 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniUniv. Dell'Aquila, Caspur, Roma,Campus BiomedicoUniv. Hallam Sheffield,UKIST, Lisbona,PT




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Algoritmi Statistici orientati al grid computing per la genetica

Commessa: Metodi matematici e statistici per la genetica e la proteomicaProgetto: BioinformaticaDipartimento: ICTResponsabile: ANGELINI CLAUDIA

Risultati conseguiti - 2 Lavori su rivista ISI

- 3 Lavori su rivista non ISI

- 1 Lavoro in Atti di convegno Internazionale

- 1 Lavoro come Capitolo Libro

- Partecipazione e presentazione dei risultati a convegno (6 Abstracts)

- Organizzazione convegno (NETTAB 2010)

- Organizzazione ciclo di seminari sul Next Generation Sequencing presso l'Università di Salerno nell'ambito de "I Martedì della Bioinformatica"

- Partecipazione dei ricercatori alla COST-ACTION "Next Generation Sequencing data Analysis"

- Partecipazione dei ricercatori in qualità di membro del collegio dei docenti del Dottorato in Biologia Computazionale, Seconda Università degli studi di Napoli

- Partecipazione dei ricercatori in qualità di membro del collegio dei docenti del Dottorato in Biologia dei Sistemi, Università degli Studi di Salerno

- Partecipazione come Associate editor per la rivista "International Journal of Biomedical Data Mining"

- Attività di Docenza all'interno del corso di formazione Bioinformatica per la Proteomica: basi teoriche ed applicazioni, tenutosi dal 18 al 20 Ottobre 2010, presso il Centro Congressi IST, Genova


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2010 0 2 3 1 1 0 0 0 6 2

Principali collaborazioniLe collaborazioni dell'istututo si articolano in tre aree principali, coinvolgendo sia Istituti di Ricerca Italiani che stranieri e sono di carattere multidisciplinare.In particolare le collaborazioni in area matematica (University of Grenoble,University of Central Florida, Tel Aviv University) sono mirate allo sviluppo metodologico in ambito statistico. Le collaborazioni in ambito informatico e bioinformatico(ISA-CNR, Università degli Studi di Salerno, Cambridge University) hanno per obiettivo la messa a punto di software pwe la bioinformatica e la divulgazione scientifica. Infine la collaborazione con istituti campani operanti nel settore delle scienze biologiche (IGB-CNR, Università degli Studi di Napoli, Seconda università degli studi di Napoli, Università degli Studi di Salerno, TIGEM) Hanno come obiettivo lo sviluppo di metodologie computazionale e le analisi di casi studio reali e la formazione di studenti e giovani ricercatori, siat attraverso il loro diretto coinvolgimento nelle attività di ricerca sia attraverso la

partecipazione dei ricercatori all'interno di collegi dei docenti di scuole di Dottorato (Biologia Computazionale -SUN-, e Biologia dei Sistemi, Univ. Salerno).Nel corso dell'ultimo anno la collaborazione con IGB-CNR ha assunto un rilievo particolarmente siglificativo sia da un punto di vista scientifico che strategico. L'IGB ha infatti acquisito un sistema di sequenziamento moderno (SOLiD System 3.5) per il sequenziamento massivo che costituisce una delle più importanti facilities del Sud Italia. I ricercatori della presente commessa collaborano attivamente al funzionamento della facility, coordinando la parte di gestione ed analisi dati, inoltre collaborano con i diversi gruppi di ricerca biologici all'analisi dei risultati degli esperimenti ivi condotti.




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2 0 0 0 0 0 4 6

Trasmissione di segnali intracellulari

Commessa: Metodi matematici e statistici per la genetica e la proteomicaProgetto: BioinformaticaDipartimento: ICTResponsabile: NATALINI ROBERTO

Risultati conseguiti 1 articolo su rivista ISI

1 proceeding accettato in Atti di convegno Internazionale


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2010 0 3 2 0 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniINRIA - research project-team BANG

Biologie, Analyse Numérique, Géophysique

IBPM-CNR

University of Leicester




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Sviluppo di software user-friendly per l'analisi di dati telerivelati

Commessa: Primo Anno di Attività dei Gruppi TematiciProgetto: Gestione integrata e interoperativa dei dati ambientaliDipartimento: Terra e AmbienteResponsabile: AMATO UMBERTO



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Modelli matematici per la mobilità sostenibile

Commessa: Valutazione delle prestazioni e delle emissioni dei veicoli in uso realeProgetto: Mobilità sostenibileDipartimento: Energia e TrasportiResponsabile: NATALINI ROBERTO



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2010 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0





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Modelli matematici per la mobilità sostenibile

Commessa: Informatica, ricerca operativa e modelli matematici per la mobilità sostenibileProgetto: Mobilità sostenibileDipartimento: Energia e TrasportiResponsabile: NATALINI ROBERTO

Risultati conseguiti (nell'ambito del progetto)

2 lavori su riviste ISI

Risultati realtivi al Progetto Vittoriano, finanziato dal MIBAC, di monitoraggio del degrado nell'area di Piazza Venezia.


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2010 0 1 0 0 0 0 0 0 2 0

Principali collaborazioniIstituto Superiore Centrale del Restauro

CISTEC - Univ. Roma La Sapienza

Dip. Matematica - Univ. Insubria

Università degli studi di Roma "Sapienza", Facoltà di Scienze Statistiche, Dipartimento di Statistica Probabilità e Statistiche Applicate




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Modelli di reti complesse per la gestione Adattativa della Domanda-Offerta nell'Ambito del Patrimoni Culturale

Commessa: Modelli e Strumenti per la Gestione Adattativa della Domanda-Offerta nell'Ambito del Patrimonio Culturale

Progetto: Cultura e TerritorioDipartimento: Patrimonio CulturaleResponsabile: MASCARI GIOVANNI FRANCESCO

Risultati conseguiti Lo studio della ontologia "Cultura e Territrio" ha permesso di formulare le specifiche per un motore di ricerca semantica che fa uso anche delle tassonomie di settore (ICOMOS-UNESCO) per i beni culturali e naturali e delle discipline scientifiche (quali ad esempio AMS per la matematica e ACM per l'informatica) per le attività sui beni culturali (e.g. conservazione e restauro).


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2010 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0





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modulo gestionale-CdS004-MD

Commessa: Commessa gestionale per istituti MDProgetto: Progetto per CDS 507 Dipartimento Materiali e DispositiviDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: BERTSCH MICHIEL



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Modelli, Metodi Matematici e Simulazione Numerica per lo Sviluppo di Materiali Nuovi:

Ricerca e Formazione

Commessa: Modelli, Metodi Matematici e Simulazione Numerica per lo Sviluppo di Materiali Nuovi: Ricerca e Formazione

Progetto: Sistemi e materiali complessiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: VALENTE VANDA

Risultati conseguiti Sviluppo di codici di calcolo e pubblicazioni scientifiche reperibili nella procedura Gestione Istituti CNR


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2010 0 1 1 1 0 0 0 1 1 3

Principali collaborazioniSapienza Università di Roma, Università di Ferrara, Università Politecnica delle Marche, Università di Firenze, Università di Napoli "Federico II", Seconda Università degli Studi di Napoli, Università del Sannio (Benevento), Università di Zurigo, Carnegie Mellon University (USA), Technion University (Israel).




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Dinamica dei sistemi complessi fluidodinamici e biologici

Commessa: Dinamica dei sistemi complessi fluidodinamici e biologiciProgetto: Sistemi e materiali complessiDipartimento: Materiali e Dispositivi

Responsabile: SUCCI SAURO

Risultati conseguiti - Numerose pubblicazioni (>30) su riviste internazionali ad alto impatto.- Numerosi inviti a convegni internazionali- Libro con la Cambridge Univ. Press (Donato Bini)- Codice emodinamica-multiscala MUPHY ammesso come finalista al Gordon Bell Contest


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2010 0 23 1 2 1 1 0 0 2 0

Principali collaborazioniEmodimamica: Harvard Univ., Campo Biomedico, EPFL LosannaFlussi complessi: Univ Roma II, Yale, Princeton, Freiburg Univ.




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Intesa di Programma MIUR/CNR – Incremento attrezzature scientifiche

Commessa: Dinamica dei sistemi complessi fluidodinamici e biologiciProgetto: Sistemi e materiali complessiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: AMATO UMBERTO

Risultati conseguiti E' stato acquisito il cluster LILLIGRIDBIO previsto dal finanziamento MIUR-Mezzogiorno


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Servizi applicativi per il trattamento di informazioni e strutture complesse

Commessa: Tecnologie e sistemi innovativi per la formazione e supporto tecnologico alle amministrazioni pubbliche ed alle imprese

Progetto: Sistemi e materiali complessiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: MASCARI GIOVANNI FRANCESCO

Risultati conseguiti I risultati ottenuti sono stati pubblicati sulla rivista "Advances in Mathematics"


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Commessa: Commessa gestionale per istituti MEProgetto: Progetto per CDS 504 Dipartimento MedicinaDipartimento: MedicinaResponsabile: BERTSCH MICHIEL



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Commessa: Commessa gestionale per istituti PCProgetto: Progetto per CDS 511 Dipartimento Patrimonio CulturaleDipartimento: Patrimonio CulturaleResponsabile: BERTSCH MICHIEL



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Ulteriori risorse umane che collaborano alla realizzazione delle attività

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Analisi e sintesi di dati eterogenei per monitoraggio assistito e conservazione di Beni Culturali

Commessa: Analisi e sintesi di dati eterogenei per monitoraggio e conservazione di Beni Culturali

Progetto: Diagnosi, intervento e conservazione del patrimonio culturaleDipartimento: Patrimonio CulturaleResponsabile: VITULANO DOMENICO

Risultati conseguiti 1 Miglioramento dell'algoritmo di restauro digitale mediante sperimentazione su un'ampia scala di dati reali. 2 Modello e algoritmo prototipale per l'estrazione di aree di degrado da immagini a colori poco contrastate e relativo confronto con risultati dell'analisi a vista. 3 Modello e algoritmo prototipale per l' elaborazione di immagini affette da rumore e nuovi modelli matematici per l'eliminazione del rumore con richiesta di ridotto sforzo computazionale. 4 Miglioramento dell'algoritmo di compressione di immagini sulla base della sperimentazione effettuata. 5 Algoritmi prototipali per la collocazione ottima di sensori di misura su monumenti a larga scala. 6 Analisi documenti dell'archivio Picone e pubblicazione del volume "La luga marcia di Mauro Picone". Acquisizione strumenti di calcolo storici e consulenza al Museo del Calcolo della Fondazione Galilei di Pisa per classificazione loro collezioni.


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Principali collaborazioniPartners Progetto FIRB: Metodologie e tecnologie avanzate per la conoscenza e la valorizzazione del patrimonio archeologico e monumentale dell'area del mediterraneo. (Università di Palermo Dipartimento di Ingegneria Informatica, Università di Trieste Dipartimento di Ingegneria Elettrotecnica Elettronica ed Informatica, Università di Firenze Dipartimento di Ingegneria Elettronica e delle Telecomunicazioni, Alinari, Enginering)Anil Kokaram, Departement of Electrical and Electronic Engineering, Trinity College, Dublin.Ivan Selesnick, Departement of Electrical and Computer Engineering, Polytechnic University, New York, USAMarianna Pensky, Department of Mathematics University of Central Florida, OrlandoUniversità di Catania, Dipartimento di Informatica Partners Progetto Blu-Archaeosys (CETMA, ISTI-CNR,INOA-CNR)Soprintendenza della Regione Val d'Aosta, ICAR-CNR,ISSIA-CNRVittoria Bruni Dipartimento Scienze di Base e Applicate per l'Ingegneria Università La Sapienza RomaCooperativa La Traccia (INNOVA)Massimo Fornasier, Accademia Austriaca delle Scienze, AustriaSung Ha Kang, University Kentuchy,,USA DUNE s.r.l.




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Commessa: Commessa gestionale per istituti PMProgetto: Progetto per CDS 506 Dipartimento Progettazione MolecolareDipartimento: Progettazione MolecolareResponsabile: BERTSCH MICHIEL



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Commessa: Commessa gestionale per istituti SPProgetto: Progetto per CDS 508 Dipartimento Sistemi di ProduzioneDipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: BERTSCH MICHIEL



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Metodi Quantitativi per il Manufacturing

Commessa: Metodi Quantitativi per il ManufacturingProgetto: Processi , Sistemi di produzione industriali, Prodotti High tech e materiali

avanzatiDipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: PICCOLI BENEDETTO

Risultati conseguiti La lunga collaborazione tra l'IAC-CNR ed il Dipartimento del Tesoro del Ministero dell'Economia e delle Finanze riguarda la gestione ottimale del debito pubblico. Ad un'attività prettamente di ricerca si associa un lavoro di tipo più tecnico che riguarda l'implementazione informatica di un modello di gestione del debito pubblico che fornisca indicazioni sulla composizione del portafoglio di titoli di stato da emettere considerando anche l'utilizzo di strumenti derivati. Di fondamentale importanza nella gestione del debito è l'evoluzione dei tassi di interesse, che sono le variabili da cui dipende il costo del servizio del debito, parametro questo che entra direttamente nei vincoli di Maastricht. Pertanto la modellistica matematica relativa a questo problema è duplice: da una parte troviamo il modello di evoluzione del debito vero e proprio, con le relative funzioni costo e rischio, i vincoli di gestione, i vincoli di bilancio, dall'altra i modelli stocastici di evoluzione dei tassi di interesse.

Anche le attività che riguardano la gestione del traffico nel contesto della teoria matematica del controllo hanno ormai una lunga storia all'interno dell'IAC-CNR con collaborazioni scientifiche con varie università e contatti industriali. In particolare, il contratto con la Octotelematics Spa sorge allo scopo di ricostruire e prevedere il dato di traffico veicolare attraverso algoritmi di simulazione numerica su reti stradali che descriva il comportamento degli autoveicoli nel tempo fornendo informazioni sulle velocità medie, le densità, i flussi e i tempi di percorrenza.

Ancora nel contesto della teoria matematica del controllo abbiamo la collaborazione con Selex - Sistemi Integrati Spa per lo sviluppo di algoritmi di tipo stocastico per la generazione di scenari per la validazione e calibrazione di sistemi radar e antenne. In dettaglio verranno individuate le principali caratteristiche e funzionalità di un ambiente per la simulazione di detti scenari, la creazione di proposte modellistiche e funzionali per la simulazione, e la loro implementazione.

Un'altra collaborazione riferibile al contesto del controllo e della programmazione lineare è quella con la società "Innova Consorzio per l'informatica e la telematica" srl. Durante la collaborazione è stato realizzato un modello di ottimizzazione lineare per il trasporto dei fanghi di depurazione biologica dai centri di produzione alle aziende per lo smaltimento minimizzando i costi relativi al trasporto ed al conferimento. Abbiamo anche realizzato un prototipo software che implementa il modello integrando un solver di PL, Excel per la ricostruzione dinamica del modello di soluzione ed Access come contenitore dati ed interfaccia verso l'utente.

Un'altra collaborazione che abbiamo con la Selex - Sistemi Integrati Spa, nel contesto questa volta della sicurezza informatica riguarda il Sistema di Indagine e Controllo del Territorio (S.I.Co.Te.) che ha lo scopo di migliorare la capacità di raccolta, analisi, distribuzione e fruizione delle informazioni, per potenziare i processi di indagine e di intervento sul territorio nazionale da parte delle forze dell'ordine (Carabinieri in primo luogo).

Un altro importante settore presente nelle attività dell'IAC rispetto alla commessa di Metodi Quantitativi per il Manufacturing riguarda la gestione del rischio assicurativo e finanziario relativo alla gestione dei fondi pensione. Ci si è proposto di approfondire, inoltre, i temi legati al rischio demografico ed in particolare al longevity risk per le assicurazioni di rendita. A tal fine si è implementato un modello stocastico per la mortalità. L'aspetto del rischio legato alla scelta delle corrette tavole di mortalità opportunamente proiettate, che si configura in un vero e proprio rischio di proiezione, è stato approfondito in un lavoro sottoposto ad una rivista internazionale. I risultati sono stati presentati alla 45th Actuarial Research Conference che si è tenuta alla Simon Fraser University Burnaby BC Canada, su invito del Prof. Gary Parker. In seguito alla visita del Prof. Gary Parker della Simon Fraser University, Burnaby BC Canada (attraverso il programma di Short Term mobility 2009), si è intrapresa l'analisi dei contratti variable annuities, con particolare attenzione alla correlazione fra il mercato obbligazionario e azionario, attraverso l'utilizzo di modelli VAR.

Importante è anche l'attività dell'IAC sulla teoria delle code, che costituisce un importante settore della matematica applicata. Le code possono essere utilizzate sia per modellizzare alcuni problemi di matematica assicurativa, sia per modellizzare problemi di traffico su reti. Questo tipo di problemi possono essere affrontati, nell'ambito della teoria delle code, facendo uso di alcune tecniche matematiche quali la teoria delle grandi deviazioni, la teoria dei processi di punto, l'importance sampling, il calcolo di Malliavin.


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2010 0 11 6 2 2 0 0 0 1 0

Principali collaborazioniCollaborazioni Industriali:--------------------------------------------------------------------------------

Ministero dell'Economia e delle Finanze- Sviluppo di modelli matematici e di strumenti software per l'ausilio alle decisioni nella gestione del debito pubblico.

--------------------------------------------------------------------------------

Octotelematics Spa- Traffico Veicolare: Ricostruzione e previsione del dato di traffico veicolare attraverso algoritmi di simulazione numerica su reti stradali che descriva il comportamento degli autoveicoli nel tempo fornendo informazioni sulle velocità medie, le densità, i flussi e i tempi di percorrenza.

--------------------------------------------------------------------------------

Selex - Sistemi Integrati Spa- Sviluppo di algoritmi di tipo stocastico per la generazione di scenari per la validazione e calibrazione di sistemi radar e antenne. In dettaglio verranno individuate le principali caratteristiche e funzionalità di un ambiente per la simulazione di detti scenari, la creazione di proposte modellistiche e funzionali per la simulazione, e la loro implementazione.

- il Sistema di Indagine e Controllo del Territorio (S.I.Co.Te.) che ha lo scopo di migliorare la capacità di raccolta, analisi, distribuzione e fruizione delle informazioni, per potenziare i processi di indagine e di intervento sul territorio nazionale da parte delle forze dell'ordine (Carabinieri in primo luogo).

--------------------------------------------------------------------------------

Innova Consorzio per l'informatica e la telematica SRL. -Ottimizzazione del conferimento dei fanghi di depurazione biologica e rifiuti derivanti dalla depurazione delle acque a impianti di compostaggio (Progetto AQUASER).

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Collaborazioni Accademiche: --------------------------------------------------------------------------------

Rutgers University - NJ (USA) con Prof. B. Piccoli su modellistica relativa al traffico, pedoni e su controllo.

Tematiche inerenti la modellizzazione di flussi pedonali e veicolari: Lo scopo è quello di elaborare nuovi modelli matematici in grado di riprodurre al calcolatore il comportamento dei pedoni in ambienti complessi (stazioni, aeroporti, centri commerciali, etc.) e degli autoveicoli in strade urbane ed extra-urbane.

Controllo: l'obiettivo è elaborare risultati qualitativi globali sulle traiettorie di tempo minimo per sistemi meccanici. Si farà uso di metodi di controllo non lineari e si affronterà il problema di calcolo del tempo ottimale mediante l'impiego di controlli open-loop.

-------------------

Alcuni degli associati alla commessa si occupano di traffico e controllo- Università degli Studi di Brescia- Università degli Studi del Piemonte Sud Orientale- Università degli studi di Salerno con cui è in atto una convenzione di collaborazione sulle tematiche del traffico- Politecnico di Torino - traffico e pedoni- Universita di Nizza- traffico

-------------------

Quanto alla tematica di controllo siamo coinvolti nel progetto europeo NOE- HYCON2 " Hybrid control: Timing Eterogenity and complexity of networked embedded systems. "I partner con cui collaboriamo maggiormente sono Università di Pisa- Centro Piaggio, CNRS, EECI- European Embedded Control Institute

Obiettivo del progetto - Teoria del controllo e sue applicazioni: analisi e controllo di "networked systems", quali veicoli di terra ed aerospaziali, sistemi medici-biologici, reti di sensori wireless etc, per il miglioramento delle performance.

-------------------

Prof. Gary Parker Simon Fraser University, Burnaby BC CanadaProf.ssa E. Di Lorenzo, Prof.ssa M.Coppola, Dott. Politano Università degli Studi di Napoli Federico IIProf.ssa Marilena Sibillo Università degli Studi di Salerno

Nel corso dell'anno 2010, si sono approfonditi i temi riguardanti la gestione del rischio assicurativo e finanziario relativo alla gestione dei fondi pensione.

-------------------

Charles Bordenave (CNRS): Problemi di matching su grafi aleatori. In particolare: studio delle proprieta' asintotiche del "load" ottimo al crescere del numero dei nodi.

-------------------

Ayalvadi Ganesh (Bristol University, UK) e Ken Duffy (Hamilton Institute, Ireland): Stima di probabilita' di rovina per processi di rischio e di "buffer overflow" per file di attesa.

-------------------

Nicolas Privault (Nannyang University, Singapore): Stima della densita' e analisi di sensitivita' di funzionali di processi di punto.

-------------------

Jesper Moller (Aalborg University): Inferenza statistica per processi di punto spaziali.

-------------------

Pierre Bremaud (ENS): Simulazione di processi di Hawkes.




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Commessa: Commessa gestionale per istituti SVProgetto: Progetto per CDS 505 Dipartimento Scienze della VitaDipartimento: Scienze della VitaResponsabile: BERTSCH MICHIEL



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Modellizzazione quantitativa di sistemi biologici complessi

Commessa: Modellizzazione quantitativa di sistemi biologici complessiProgetto: Bioinformatica e biologia computazionaleDipartimento: Scienze della VitaResponsabile: CASTIGLIONE FILIPPO

Risultati conseguiti Pubblicazioni


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2010 0 5 1 0 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniCenter for Biological Sequence Analysis - CopenhagenINRIA - Grenoble/LyonInstitut Biomedical Research August Pi Sunyer. - BarcelonaRikshospitalet, Radiomhospitalet, NorwayGöteborgs University, SwedenUniversita' di CataniaIBP, Napoli




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Approccio multidisciplinare per la definizione di networks molecolari regolanti tratti ad eredità mendeliana e multifattoriale

Commessa: Approccio multidisciplinare per la definizione di networks molecolari regolanti tratti ad eredità mendeliana e multifattoriale

Progetto: Bioinformatica e biologia computazionaleDipartimento: Scienze della VitaResponsabile: CARFORA MARIA FRANCESCA

Risultati conseguiti - 2 Lavori su rivista ISI:

V. Costa, L. Sommese, A. Casamassimi, R. Colicchio, C. Angelini, V. Marchesano, L. Milone, B. Farzati, A. Giovane, C. Fiorito, M. Rienzo, M. Picardi, B. Avallone, M. M. Corsi, B. Sarubbi, R. Calabro', P. Salvatore, A. Ciccodicola and C. Napoli. Impairment of circulating endothelial progenitors in Down syndrome. BMC Medical Genomics, 3:40, (2010),

V. Costa, C. Angelini, I. De Feis, A. Ciccodicola. Uncovering the complexity of transcriptomes with RNA-Seq. Journal of Biomedicine and Biotechnology vol. 2010, Article ID 853916, 19 pages, (2010)

- 1 Lavoro in Atti di convegno Internazionale:

- Partecipazione e presentazione dei risultati a convegni (6 Abstracts+Posters), inclusa la partecipazione alla conferenza del Dipartimento di Scienza della Vita

- Organizzazione ciclo di seminari sul Next Generation Sequencing presso l'Università di Salerno nell'ambito de "I Martedì della Bioinformatica"

- Creazione Facility Bioinformatica per analisi dati NGS


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2010 0 1 0 1 0 0 0 0 6 0

Principali collaborazioniLe collaborazioni si articolano in tre aree principali, coinvolgendo sia Istituti di Ricerca Italiani che stranieri e sono di carattere multidisciplinare.In particolare le collaborazioni in area matematica (University of Grenoble,University of Central Florida, Tel Aviv University, Università Parthenope) sono mirate allo sviluppo metodologico sia in ambito statistico che modellistico/matematico. Le collaborazioni in ambito informatico e bioinformatico(ISA-CNR, Università degli Studi di Salerno, Cambridge University) hanno per obiettivo la messa a punto di software per la bioinformatica e la divulgazione scientifica. Infine la collaborazione con istituti campani operanti nel settore delle scienze biologiche (IGB-CNR, Università degli Studi di Napoli, Seconda università degli studi di Napoli, Università degli Studi di Salerno, TIGEM) ha come obiettivi lo sviluppo di metodologie computazionali e la formazione di studenti e giovani ricercatori, sia attraverso il loro diretto coinvolgimento nelle attività di ricerca sia attraverso la partecipazione dei ricercatori all'interno di collegi dei docenti di scuole di Dottorato.




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Commessa: Commessa gestionale per istituti TAProgetto: Progetto per CDS 501 Dipartimento Terra e AmbienteDipartimento: Terra e AmbienteResponsabile: BERTSCH MICHIEL



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Modelli matematico-numerici per la fisica e la biologia di un bacino subglaciale

Commessa: Dinamica dei microcomponenti, processi ed apporti di massa alle interfacce nella criosfera antartica

Progetto: Cambiamenti globaliDipartimento: Terra e AmbienteResponsabile: MANSUTTI DANIELA

Risultati conseguiti Modello matematico relativo al caso di studio per il progetto SvalGLAC e relativa metodologia numerica. Costruzione della struttura del codice di calcolo. Simulazione numerica preliminare finalizzata all'ottenimento dei valori iniziali per la simulazione numerica evolutiva di interesse per il nostro progetto individuale (ancora in fase di ultimazione).


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2010 0 0 1 0 0 0 0 0 2 0

Principali collaborazioniI contatti con i partner di progetto si sono concentrati soprattutto durante il kick-off meeting e una riunione di coordinamento che si è tenuta in ottobre. Per l'attività di questo anno sono risultate di particolare interesse le collaborazioni con l'Università di Silesia, l'Istituto di Geofisica (Polish Academy of Scieces), l'Università Tecnologica di Madrid e l'Università di Lapland.




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Criteri per la scelta dei parametri di regolarizzazione

Commessa: Sviluppo ed integrazione di tecnologie attive e passive per il sondaggio dell'atmosfera

Progetto: Osservazione della TerraDipartimento: Terra e AmbienteResponsabile: SGHERI LUCA

Risultati conseguiti E' stata scritta una routine numerica con il nuovo approccio IVS, integrandola nel processore

scientifico ORM, che effettua il retrieval e l'inversione dei dati da interferometro MIPAS.

E' stato creato un sistema di retrieval per l'indagine delle misure al lembo nel UV/visibile dello strumento SCIAMACHY su ENVISAT per ricavare profili in 1- e 2-D di gas quali O3 e NO2. Il sistema di retrieval si basa sull'utilizzo della tecnica DOAS (Differential Optical Absorption Spectroscopy) e di un codice di trasferimento radiativo per il calcolo dei Box-AMF (Air Mass Factor) in una o due dimensioni.

Sono state ottenute ricostruzioni di un danno sul lato inaccessibile di una lastra metallica utilizzando dati termografici periodici elaborati attraverso linearizzazione del sistema e analisi di Fourier. Il danno e' evidenziato da differenze di fase nel contrasto termico. Sono stati rimossi "danni fantasma" (soprattutto generati da effetti di bordo) utilizzando informazione a priori e/o il metodo di massima entropia.

E' stato scritto un programma per l'analisi dei tensori di suscettibilita' provenienti da differenti ioni metallici. Per il momento il programma e' stato testato su dati simulati, ma e' pronto per essere utilizzato con i dati di alcune varianti della calbindina appena questi saranno disponibili.


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2010 0 6 1 3 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniNel 2010 sono proseguite le collaborazioni gia' avviate, in particolare con l'Universita' di Bologna, l'ISAC, l'IFAC e l'ESA sullo studio dei profili atmosferici, con la sezione dell'ITC di Padova per la termografia e con il CERM per la spettrografia NMR.




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0 0 0 1 0 0 0 1

Sviluppo di metodi di classificazione e segmentazione

Commessa: Sviluppo ed integrazione di tecnologie attive e passive per il monitoraggio di suolo e sottosuolo

Progetto: Osservazione della TerraDipartimento: Terra e AmbienteResponsabile: DE FEIS ITALIA

Risultati conseguiti 1 pubblicazione su rivista ISI.

1 pubblicazione in revisione su rivista ISI.

1 pubblicazioni su rivista non ISI.

1 abstract a convegno internazionale

1 Progress Report

software FSIR: Functional Sliced Inverse Regression.


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2010 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0

Principali collaborazioniIsafom - CNRL'Isafom ha una notevole esperienza nel trattamento ed analisi dei dati rilevati sia da aereo che da stazioni al suolo. Esso contribuisce alla raccolta dei dati, alla loro gestione, all'analisi primaria ed all'interpretazione fisica dei risultati.

Dipartimento di Ingegneria e Fisica dell'Ambiente - Universita' della Basilicata:Il DIFA dell'Universita' della Basilicata ha una consolidata esperienza nel trattamento ed analisi dei dati telerilevati. Esso contribuisce alla gestione dei dati, alla modellazione fisica, all'analisi del dato misurato ed all'analisi fisica dei risultati.

Universita' di GrenobleIl gruppo del Prof. Antoniadis dell'Universita' di Grenoble ha elevate competenza nell'ambito statistico-metodologico e statistico-applicativo. Esso contribuisce alla creazione di modelli per la gestione dell'informazione in un contesto funzionale.

ECMWFE' un organizzazione intergovernativa operativa che fornisce previsioni a medio e ampio termine in tempo reale e quindi collezione a archivia dati di vario tipo per prevsion meteorologiche.




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Segmentazione di Immagini SAR mediante metodo LEVEL SET

Commessa: Sviluppo di tecnologie per la generazione, il trattamento e l'interpretazione di immagini e dati telerilevati della superficie terrestre

Progetto: Osservazione della TerraDipartimento: Terra e AmbienteResponsabile: COSSU ROSSELLA



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2010 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0

Principali collaborazioniSu questi temi di ricerca e sugli argomenti correlati, l'Istituto intende promuovere progetti di ricerca e collaborazioni per accedere a finanziamenti esterni, sia svolgendo attivita' per imprese (tramite contratti di ricerca) sia partecipando a bandi nazionali e internazionali.




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Risultati conseguiti Nel 2010 l'attività di ricerca ha riguardato l'estensione del metodo level set all'estrazione di più regioni nelle immagini SAR. Nell'equazione level set una nuova funzione velocità è stata proposta e sviluppata. A tale proposito si è partecipato a SIMAI 2010 e presentato il talk "Regions detection in SAR images by level set method" (MM. Cerimele, L. Cinque, R. Cossu) e si è presentato il lavoro "Regions segmentation for Synthetic Aperture Radar images"(MM. Cerimele, R. Cossu) (accettato) a Mascot 2010.


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Attività RSTL

Metodi Bayesiani di selezione delle variabili con applicazioni alla genomica

Responsabile: ANGELINI CLAUDIA

Risultati conseguiti - 3 Lavori su rivista ISI

- 3 Lavori su rivista non ISI

- 1 Lavoro in Atti di convegno Internazionale

- 1 Lavoro come Capitolo Libro

- Partecipazione e presentazione dei risultati a convegno (6 Abstracts)

- Organizzazione convegno (NETTAB 2010)

- Internazionalizzazione delle attività attraverso la partecipazione dei ricercatori alla COST-ACTION "Next Generation Sequencing Data Analysis"

- Partecipazione dei ricercatori in qualità di membro del collegio dei docenti del Dottorato in Biologia Computazionale, Seconda Università degli studi di Napoli

- Partecipazione dei ricercatori in qualità di membro del collegio dei docenti del Dottorato in Biologia dei Sistemi, Università degli Studi di Salerno

- Partecipazione come Associate editor per la rivista "International Journal of Biomedical Data Mining"


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Principali collaborazioniLe collaborazioni dell'istututo si articolano in tre aree principali, coinvolgendo sia Istituti di Ricerca Italiani che stranieri e sono di carattere multidisciplinare.In particolare le collaborazioni in area matematica (University of Grenoble,University of Central Florida, Tel Aviv University) sono mirate allo sviluppo metodologico in ambito statistico. Le collaborazioni in ambito informatico e bioinformatico(ISA-CNR, Università degli Studi di Salerno, Cambridge University) hanno per obiettivo la messa a punto di software pwe la bioinformatica e la divulgazione scientifica. Infine la collaborazione con istituti campani operanti nel settore delle scienze biologiche (IGB-CNR, Università degli Studi di Napoli, Seconda università degli studi di Napoli, Università degli Studi di Salerno, TIGEM) Hanno come obiettivo lo sviluppo di metodologie computazionale e le analisi di casi studio reali e la formazione di studenti e giovani ricercatori, siat attraverso il loro diretto coinvolgimento nelle attività di ricerca sia attraverso la partecipazione dei ricercatori all'interno di collegi dei docenti di scuole di Dottorato (Biologia Computazionale -SUN-, e Biologia dei Sistemi, Univ. Salerno).

Risorse umane e finanziarieAnno risorse finanziarie


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effettivo

A B C D = A + C

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Principali risorse strumentali utilizzate

Modelli deterministici e stocastici per l'analisi di segnali e immagini

Responsabile: BARONE PIERO



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Modelli e Simulazioni

Responsabile: FUSCO NICOLA



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Simulazione numerica di processi fisici e biologici in un bacino acquatico superiormente ghiacciato (exMacrolinea)

Responsabile: MANSUTTI DANIELA

Risultati conseguiti I risultati ottenuti con i modelli matematico-numerici sperimentati hanno evidenziato: sulle pareti verticali del dominio di calcolo è richiesta la condizione al contorno di periodicità al primo ordine sulla temperatura; sull'interfaccia oceano/mantello l'assegnazione della temperatura di fusione dell'acqua consente di giungere, tramite simulazione, ad una stima del flusso termico endogeno; le simulazioni numeriche evidenziano che la dinamica della crosta conduttiva di ghiaccio produce effetti non trascurabili; con il modello studiato è possibile giungere ad una stima numerica dello spessore della crosta ghiacciata di Europa. Un articolo riassuntivo di tutte le osservazioni effettuate è stato sottomesso a rivista specialistica internazionale. E' stata portata a termine la pubblicazione di un articolo sull'importanza delle deformazioni della fase solida durante il processo di transizione di fase liquido/solido (D. Mansutti, E. Bucchignani "On the importance of solid deformations in convection-dominated liquid/solid phase change of pure materials", Applications of Mathematics, 56 (1), pp. 117-136, 2011). Questo aspetto, conosciuto su scala ambientale (per esempio, ghiacciai) e planetaria (per esempio, crosta ghiacciata esterna dei satelliti ghiacciati di Giove), si dimostra essere vero anche su scale più piccole come nei problemi di scienza dei materiali (per esempio, crescita di cristalli artificiali).


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Principali collaborazioniIl modulo di RSTL è in chiusura. Si può dire che l'attività relativa abbia contribuito indirettamente, per le tematiche trattate, allo sviluppo della commessa TA.P02.032 "Descrizione e previsione delle masse neve/ghiaccio/acqua sulla litosfera polare". Quindi durante il 2010 sono state privilegiate le collaborazioni funzionali all'attività in fieri e al progetto ESF-ERAnet di supporto.




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Algoritmi veloci e stabili per l'elaborazione di sgnali ed immagini

Responsabile: MASTRONARDI NICOLA



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2010 0 3 0 0 0 0 0 0 0 5

Principali collaborazioniUniversità di Valencia, Spain, Università di Bari, ISSIA-CNR, Bari, Istituto di Cristallografia del CNR, Delft University of Technology, Delft, The Netherlands, Catholic University of Louvain la Neuve e Katholieke Universiteit Leuven, Belgio.




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Applicazioni per la Finanza, Controllo ed Ottimizzazione

Responsabile: PICCOLI BENEDETTO



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Metodi numerici innovativi per lo studio di problemi di fluidodinamica computazionale

Responsabile: TOSCHI FEDERICO



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Analisi multiscala per il riconoscimento di forme "complicate"

Responsabile: VITULANO DOMENICO



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Generazione Numerica di Griglie per il Calcolo Scientifico Applicato

Responsabile: SPITALERI ROSA MARIA

Risultati conseguiti Algoritmi per la generazione di griglie basati sulla Mean Value Interpolation (MVI) e algoritmi MVI-Ellittici. Confronto di algoritmi del tipo Bilinear e Mean Value Interpolation, e valutazione della performance nella generazione ellittica; algoritmi per la soluzione di problemi applicativi descritti da PDE su coordinate curvilinee boundary-fitted; articoli, pubblicazioni.

Numerical Grid Generation Wiktionary, realizzato come strumento permanente del Progetto Europeo EUA4X: aggiornamento della piattaforma Wiki (upgrading della sicurezza) e avanzamenti nella strutturazione della conoscenza mediante ampliamento degli articoli e delle categorie.

Sviluppo dell'attivita' di formazione con proposta, sperimentazione e valutazione di approcci peer training e peer learning. Organizzazione di eventi a partecipazione internazionale. Organizzazione dei Workshop Annuali della Serie MASCOT ed Eventi Speciali su tematiche di rilievo anche scientifico-sociale con focus sui giovani ricercatori all'Universita' dell'Aquila post terremoto nel 2009 oppure presso le Universita' del Sud Europa nel 2010. Supporto alla mobilita' partecipativa di giovani ricercatori mediante fellowships a selezione internazionale.


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2010 0 0 0 0 0 0 0 3 4 2

Principali collaborazioniLe collaborazioni previste si sono confermate attive e si configurano come rapporti scientifici stabili sia in ambito nazionale che internazionale: Renzo Arina (Politecnico di Torino), Robert Beauwens ( Univ Libre de Brussels), Costanza Conti (Universita' di Firenze), Hermann Deconinck (Von Karman), John Ekaterinaris (FORTH), Luca Formaggia (Politecnico di Milano), Giorgio Fotia (CRS4, Cagliari), Vladimir Garanzha (RAS, Mosca), Jochem Hauser (Karl-Scharfenberg Fakultät Salzgitter), Marco Manzini (IMATI, Pavia), Rossana Morandi (Universita' di Firenze), Stefano Paoletti (CD-adapco, Roma), Bharat Soni (University of Birmingham Alabama-ISGG Board ), Robert Vichnevetsky (Rutgers University-Presidente IMACS). L'insieme delle collaborazioni significative si e' ampliato mediante il rafforzamento con esperti e una piu' larga e impegnativa partecipazione a organismi di societa' internazionali ( IMACS Board of Directors, MATCOM Editorial Board e altri).




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Algoritmi numerici per equazioni differenziali che conservino specifiche proprieta' qualitative

Responsabile: DIELE FASMA

Risultati conseguiti Articoli su rivista:

Blanes S., Diele F., Marangi C., Ragni S., Splitting and composition methods for explicit time dependence in separable dynamical systems, Journal of Computational and Applied Mathematics, Volume 235 , Issue 3 2010, Pages 2798-2807.

Diele F., Marangi C., Ragni S., SB3A splitting for approximation of invariants in time-dependent Hamiltonian systems, Applied Mathematics and Computation, Volume 217, Issue 6, 2010, Pages

2798-2807.

Ragni S., Diele F., Marangi C., Steady-state invariance in high-order Runge-Kutta discretization of optimal growth models, Journal of Economic Dynamics and Control, Volume 34, Issue 7, July 2010, Pages 1248-1259.

F.Diele, C.Marangi , S.Ragni, Exponential Lawson integration for nearly Hamiltonian systems arising in optimal control. Technical Report IAC-CNR N.156 (7/2008). In corso di stampa su Mathematics and Computers in Simulation.

Lavori in preparazione:

Diele F., Pace B., Energy-preserving near-DIRK methods.Diele F., Marangi C., Pace B., Splitting schemes and energy preservation for separable Hamiltonians.


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2010 0 3 0 0 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniS. Blanes (Università di Valencia, Spain), S.Ragni (Università di Bari),C.Marangi (IAC-CNR, Bari), B.Pace (IAC-CNR, Bari) (Asseggnista mediate i fondi della commessa a partire dal 1 marzo 2010)




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Elenco pubblicazioni dellʼIstituto

Articoli ISI

1 Cristea A., Gonnella G., Lamura A., Sofonea V. - A Lattice Boltzmann Study of Phase Separation in Liquid-Vapor Systems with Gravity - COMMUNICATIONS IN COMPUTATIONAL PHYSICS, Vol. 7, Pagg. 350-

2 Mastronardi N., Tyrtyshnikov E., Van Dooren P. - A fast algorithm for updating and downsizing the dominant kernel principal components - SIAM JOURNAL ON MATRIX ANALYSIS AND APPLICATIONS, Vol. 31, Pagg. 2376-2399

3 Bernaschi M, Fatica M, Melchionna S, Succi S et al. - A flexible high-performance Lattice Boltzmann GPU code for the simulations of fluid flows in complex geometries - CONCURRENCY AND COMPUTATION-PRACTICE & EXPERIENCE, Vol. 22, Pagg. 1-14

4 Bertsch M., Dal Passo R., Mimura M. - A free boundary problem arising in a simplified tumour growth model of contact inhibition - INTERFACES AND FREE BOUNDARIES, Vol. 12, Pagg. 235-250

5 Alfieri S., Amato U., Carfora M.F., Esposito M., Magliulo V. - A mass-budget approach with aircraft measurements - ATMOSPHERIC ENVIRONMENT, Vol. 44, Pagg. 1866-1876

6 Pontrelli G., de Monte F. - A multi-layer porous wall model for coronary drug-eluting stents - INTERNATIONAL JOURNAL OF HEAT AND MASS TRANSFER, Vol. 53, Pagg. 3629-3637

7 Vandebril R., Van Barel M., Mastronardi N. - A multiple shift QR-step for structured rank matrices - JOURNAL OF COMPUTATIONAL AND APPLIED MATHEMATICS, Vol. 233, Pagg. 1326-1344

8 Clarelli F., Natalini R. - A pressure model of immune response to mycobacterium tuberculosis infection in several space dimensions - MATHEMATICAL BIOSCIENCES AND ENGINEERING, Vol. 7, Pagg. 277-300

9 Carillo S., Valente V., Vergara Caffarelli G. - A result of existence and uniqueness for an integro-differential systems in magneto-viscoelasticity - APPLICABLE ANALYSIS, Vol. , Pagg. -

10 Cangiani A., Natalini R. - A spatial model of cellular molecular trafficking including active transport along microtubules - JOURNAL OF THEORETICAL BIOLOGY, Vol. 267, Pagg. 614-625

11 Bretti G., Pitolli F. - An iterative algorithm with joint sparsity constraints for magnetic tomography - LECTURE NOTES IN COMPUTER SCIENCE, Vol. 5862, Pagg. 316-328

12 Gosse L. - Analysis and short-time extrapolation of stock market indexes through projection onto discrete wavelet subspaces - NONLINEAR ANALYSIS-REAL WORLD APPLICATIONS, Vol. 11, Pagg. 3139-3154

13 Giuliani F., De Pretis M., Nico G. - Assessing scientific collaboration through coauthorship and content sharing - SCIENTOMETRICS, Vol. 85, Pagg. 13-28

14 Bison P., Ceseri M., Inglese G. - Comparing Laplace and Helmoltz approaches to identify the rear-surface profile of a plate by means of periodic thermal data - JOURNAL OF MODERN OPTICS, Vol. , Pagg. -

15 Rapin N., Lund L., Bernaschi M. and Castiglione F. - Computational immunology meets bioinformatics: the use of prediction tools for molecular binding in the simulation of the immune system - PLOS ONE, Vol. 5(4), Pagg. e9862-

16 Sgheri L. - Conformational freedom of proteins and the maximal probability of sets of orientations - INVERSE PROBLEMS, Vol. , Pagg. -

17 Messina E., Muroya Y., Russo E., Vecchio A., - Convergence of solutions for two delays Volterra integral equations in the critical case - APPLIED MATHEMATICS LETTERS, Vol. 23, Pagg. 1162-1165

18 Longinetti M., Sgheri L. and Sottile F. - Convex Hulls of Orbits and Orientations of a Moving Protein Domain - DISCRETE & COMPUTATIONAL GEOMETRY, Vol. , Pagg. -

19 Mastronardi N., Ng M., Tyrtyshnikov E. - Decay in Functions of Multi-band Matrices - SIAM JOURNAL ON MATRIX ANALYSIS AND APPLICATIONS, Vol. 31, Pagg. 2721-2737

20 Cascone A., Marigo A., Piccoli B., Rarità L. - Decentralized optimal routing for packets flow on data networks, - DISCRETE AND CONTINUOUS DYNAMICAL SYSTEMS-SERIES B, Vol. 13, Pagg. 59-71

21 Greco L. , Gaeta M. , Piccoli B. - Deployment of sensors in a network-like environment, - IEEE TRANSACTIONS ON AUTOMATIC CONTROL, Vol. , Pagg. -

22 Bison P., Ceseri M., Fasino D., Inglese G. - Domain derivative approach to active infrared thrmography - INVERSE PROBLEMS IN SCIENCE AND ENGINEERING, Vol. 18, Pagg. 873-889

23 Gosse L. - Effective band-limited extrapolation relying on Slepian series and $\ell^1$ regularization - COMPUTERS & MATHEMATICS WITH APPLICATIONS, Vol. 60, Pagg. 1259-1279

24 Bini D., C. Cherubini, S. Filippi, Geralico A. - Effective geometry of the n=1 uniformly rotating self-gravitating polytrope - PHYSICAL REVIEW D, Vol. 82, Pagg. 044005-

25 Marigo A. - Entropic solutions for irrigation networks - SIAM JOURNAL ON APPLIED MATHEMATICS, Vol. 70, Pagg. 1711-1735

26 Garavello M., Piccoli B. - Entropy type conditions for Riemann solvers at nodes - ADVANCES IN APPLIED MATHEMATICS, Vol. , Pagg. -

27 Ballucchi A, D'Apice C., Gaeta M., Piccoli B., Sangiovanni Vincentelli A. L., - Equilibria and feedback for a hybrid model of idle speed control - INTERNATIONAL JOURNAL OF ROBUST AND NONLINEAR CONTROL, Vol. 20, Pagg. 515-530

28 Barone P. - Estimation of a new stochastic transform for solving the complex exponentials approximation problem: computational aspects and applications - DIGITAL SIGNAL PROCESSING, Vol. 20, Pagg. 724-735

29 D'Apice C., Manzo R., Piccoli B., - Existence of solutions to Cauchy problems for a mixed continuum-discrete model for supply chains and networks - JOURNAL OF MATHEMATICAL ANALYSIS AND APPLICATIONS, Vol. 362, Pagg. 374-386

30 Izzo G., Jackiewicz Z., Messina E., Vecchio A. - General linear methods for Volterra integral equations - JOURNAL OF COMPUTATIONAL AND APPLIED MATHEMATICS, Vol. 234, Pagg. 2768-2782

31 Bernaschi M, Rossi L, Benzi R, succi S et al - Graphics processing unit implementation of lattice Boltzmann models for flowing soft systems - PHYSICAL REVIEW E, Vol. 80, Pagg. 066707-

32 Bertsch M., Nitsch C. - Groundwater flow in a fissurised porous stratum - NETWORKS AND HETEROGENEOUS MEDIA, Vol. 8, Pagg. 765-782

33 Benzi R, Bernaschi M, Sbragaglia M, S. Succi et al. - Herschel-Bulkley rheology from lattice kinetic theory of soft glassy materials - EUROPHYSICS LETTERS, Vol. 91, Pagg. 14003-

34 Melchionna S, Bernaschi M, Succi S, et al. - Hydrokinetic approach to large-scale cardiovascular blood flow - COMPUTER PHYSICS COMMUNICATIONS, Vol. 181, Pagg. 462-472

35 Mascia C., Natalini R. - Hyperbolic Systems violating the Shizuta--Kawashima condition, Archive for Rational Mechanics and Analysis - ARCHIVE FOR RATIONAL MECHANICS AND ANALYSIS, Vol. 195, Pagg. 729-762

36 Halling-Brown, Pappalardo F., Rapin N., Zhang P., Alemani D., Emerson A., Castiglione F., Doroux P., Penisi M., Miotto O., Churchill D., Rossi E., Moss D.S., Sansom C.E., Bernaschi M., Lefranc M-P., Brunak S., Motta S., Lollini P-L., Basford K, V. Brusic - ImmunoGrid: towards agent-based simulations of the human immune system at a natural scale. - PHILOSOPHICAL TRANSACTIONS OF THE ROYAL SOCIETY OF LONDON SERIES A-MATHEMATICAL AND PHYSICAL SCIENCES, Vol. 368, Pagg. 2799-2815

37 Costa V. , Sommese L., Casamassimi A., Colicchio R., Angelini C., Marchesano V., Milone L., Farzati B., Giovane A., Fiorito C., Rienzo M., Picardi M., Avallone B., Corsi M.M., Sarubbi B., Calabrò R., Salvatore P., Ciccodicola A. and Napoli C. - Impairment of circulating endothelial progenitors in Down syndrome. - BMC GENOMICS, Vol. 3:40, Pagg. -

38 Chiappini D, Bella G, Succi S, Toschi F, Ubertini S - Improved Lattice Boltzmann Without Parasitic Currents for Rayleigh-Taylor Instability - COMMUNICATIONS IN COMPUTATIONAL PHYSICS, Vol. 7, Pagg. 423-444

39 Benzi R, Biferale L, Fisher R, Lamb DQ, Toschi F - Inertial range Eulerian and Lagrangian statistics from numerical simulations of isotropic turbulence - JOURNAL OF FLUID MECHANICS, Vol. 653, Pagg. 221-244

40 Bec J, Biferale L, Cencini M, Lanotte AS, Toschi F - Intermittency in the velocity distribution of heavy particles in turbulence - JOURNAL OF FLUID MECHANICS, Vol. 646, Pagg. 527-536

41 Sgheri L. - Joining RDC data from flexible protein domains - INVERSE PROBLEMS, Vol. 26, Pagg. 115021-

42 Stabile G., Torrisi G.L. - Large deviations of Poisson shot noise processes, under heavy tail semiexponential conditions - STATISTICS & PROBABILITY LETTERS, Vol. 80, Pagg. 1200-1209

43 Mendoza M, Boghosian BM, Herrmann HJ, S. Succi et al. - Lattice Boltzmann Solver for Relativistic Hydrodynamics - PHYSICAL REVIEW LETTERS, Vol. 105, Pagg. 014502-

44 Falcucci G, Ubertini S, Succi S. - Lattice Boltzmann simulations of phase-separating flows at large density ratios: the case of doubly-attractive pseudo-potentials - SOFT MATTER, Vol. 6, Pagg. 4357-4365

45 Basagaoglu H, Succi S - Lattice-Boltzmann simulations of repulsive particle-particle and particle-wall interactions: Coughing and choking - JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS, Vol. 132, Pagg. 134111-

46 Dubbini N., Piccoli B., Bicchi A. - Left invertibility of discrete systems with finite inputs and quantized output - INTERNATIONAL JOURNAL OF CONTROL, Vol. 83, Pagg. 798-809

47 Bordenave C., Torrisi G.L. - Load optimization in a planar network - ANNALS OF APPLIED PROBABILITY, Vol. 20, Pagg. 2040-2085

48 Bruni V., De Canditiis D., Vitulano D. - Local Sorting for Adaptive Signal Regularization - IEEE SIGNAL PROCESSING LETTERS, Vol. 17, Pagg. 691-694

49 Falcucci G, Succi S, Ubertini S - Magnetically driven droplet break-up and vaporization: a lattice Boltzmann study - JOURNAL OF STATISTICAL MECHANICS-THEORY AND EXPERIMENT, Vol. P0501, Pagg. -

50 Chen F, Xu AG, Zhang GC, S. Succi et al. - Multiple-relaxation-time lattice Boltzmann approach to compressible flows with flexible specific-heat ratio and Prandtl number - EUROPHYSICS LETTERS, Vol. 90, Pagg. 54003-

51 Palpacelli S, Succi S - NUMERICAL SIMULATION OF QUANTUM STATE REDUCTION IN BOSE-EINSTEIN CONDENSATES WITH ATTRACTIVE INTERACTIONS - INTERNATIONAL JOURNAL OF MODERN PHYSICS C, Vol. 21, Pagg. 629-646

52 Russo J, Horbach J, Sciortino F, Succi S et al. - Nanoflows through disordered media: A joint lattice Boltzmann and molecular dynamics investigation - EUROPHYSICS LETTERS, Vol. 89, Pagg. 44001-

53 Capobianco Maria Rosaria, Criscuolo Giuliana, Junghanns Peter - Newton methods for a class of nonlinear hypersingular integral equations - NUMERICAL ALGORITHMS, Vol. 55, Pagg. 205-221

54 Messina E., Muroya Y., Russo E., Vecchio A. - On the Stability of Numerical Methods for Nonlinear Volterra Integral Equations - DISCRETE DYNAMICS IN NATURE AND SOCIETY, Vol. , Pagg. -

55 Bini D., C. Cherubini, S. Filippi, A. Gizzi and P. E. Ricci - On the universality of spiral waves - COMMUNICATIONS IN COMPUTATIONAL PHYSICS, Vol. 8, Pagg. 610-622

56 Gonnella G., Lamura A., Piscitelli A., Tiribocchi A. - Phase separation of binary fluids with dynamic temperature - PHYSICAL REVIEW E, Vol. 82, Pagg. 046302-

57 G. Mastroianni, W. Themistoclakis - Pointwise estimates for polynomial approximation on the semiaxis - JOURNAL OF APPROXIMATION THEORY, Vol. 162, Pagg. 2078-2105

58 Joachim Kock, André Joyal, Michael Batanin, Jean-François Mascari - Polynomial functors and opetopes - ADVANCES IN MATHEMATICS, Vol. 224, Pagg. 2690-2737

59 Alberico A., Alberico T, Sbordone C. - Regularity results for planar quasilinear equations with right-hand side in L(log L)^{\delta} - COMMUNICATIONS ON PURE AND APPLIED ANALYSIS, Vol. , Pagg. -

60 Stabile G., Torrisi G.L. - Risk processes with non stationary Hawkes claims arrivals - METHODOLOGY AND COMPUTING IN APPLIED PROBABILITY, Vol. 12, Pagg. 415-429

61 Colombo R.M. ,Goatin P., Piccoli B. - Road networks with phase transitions - JOURNAL OF HYPERBOLIC DIFFERENTIAL EQUATIONS, Vol. 7, Pagg. 85-106

62 Diele F., Marangi C., Ragni S. - SB3A splitting for approximation of invariants in time-dependent Hamiltonian systems - APPLIED MATHEMATICS AND COMPUTATION, Vol. 217, Pagg. 2798-2807

63 Bini D., Geralico A. - Spinning bodies and the Poynting-Robertson effect in the Schwarzschild spacetime - CLASSICAL AND QUANTUM GRAVITY, Vol. 27, Pagg. 185014-

64 Blanes S., Diele F., Marangi C., Ragni S. - Splitting and composition methods for explicit time-dependence in separable dynamical systems - JOURNAL OF COMPUTATIONAL AND APPLIED MATHEMATICS, Vol. 235, Pagg. 646-659

65 Barenblatt G.I., Bertsch M., Giacomelli L. - Steady and quasi-steady thin viscous flows near the edge of a solid surface. - EUROPEAN JOURNAL OF APPLIED MATHEMATICS, Vol. 21, Pagg. 253-270

66 Ragni S., Diele F., Marangi C. - Steady-state invariance in high-order Runge-Kutta discretization of optimal growth models - JOURNAL OF ECONOMIC DYNAMICS & CONTROL, Vol. 34, Pagg. 1248-1259

67 Dinelli B.M., Arnone E., Brizzi G., Carlotti M., Castelli E. , Magnani L., Papandrea E., Prevedelli M., and Ridolfi M. - THE MIPAS2D DATABASE OF MIPAS/ENVISAT MEASUREMENTS RETRIEVED WITH A MULTI-TARGET 2-DIMENSIONAL TOMOGRAPHIC APPROACH - ATMOSPHERIC MEASUREMENT TECHNIQUES, Vol. 3, Pagg. 355-374

68 Bini D., Geralico A., Kerr R.P. - The Kerr-Schild ansatz revised - INTERNATIONAL JOURNAL OF GEOMETRIC METHODS IN MODERN PHYSICS, Vol. 7, Pagg. 693-703

69 Ubertini S, Asinari P, Succi S - Three ways to lattice Boltzmann: A unified time-marching picture - PHYSICAL REVIEW E, Vol. 81, Pagg. 016311-

70 Bruni V., Marconi S., Vitulano D. - Time-Scale Atoms Chains for Transients Detection in Audio Signals - IEEE SIGNAL PROCESSING LETTERS, Vol. 18, Pagg. 420-433

71 Piccoli B., Tosin A. - Time-evolving measures and macroscopic modeling of pedestrian flow - ARCHIVE FOR RATIONAL MECHANICS AND ANALYSIS, Vol. , Pagg. -

72 Avitabile T, Castiglione Francesco, Bonfiglio V., Castiglione Filippo - Transconjunctival suture- less 25-gauge versus 20-gauge standard vitrectomy: correlation between corneal topography and ultrasound biomicroscopy measurements of sclerotomy sites - CORNEA, Vol. 29, Pagg. 19-25

73 Bec J, Biferale L, Lanotte AS, Scagliarini A, Toschi F - Turbulent pair dispersion of inertial particles - JOURNAL OF FLUID MECHANICS, Vol. 645, Pagg. 497-528

74 Janela J, Sequeira A, Pontrelli G, Succi S. et al. - UNSTRUCTURED LATTICE BOLTZMANN METHOD FOR HEMODYNAMIC FLOWS WITH SHEAR-DEPENDENT VISCOSITY - INTERNATIONAL JOURNAL OF MODERN PHYSICS C, Vol. 21, Pagg. 795-811

75 Costa V., Angelini C., De Feis I., Ciccodicola A. - Uncovering the Complexity of Transcriptomes with RNA-Seq - JOURNAL OF BIOMEDICINE AND BIOTECHNOLOGY, Vol. 85391, Pagg. -

76 Pappalardo F., Pennisi M., Castiglione F., Motta S. - Vaccine protocols optimization: in silico experiences - BIOTECHNOLOGY ADVANCES, Vol. 28, Pagg. 82-93

Articoli non ISI

1 Amadori A.L., Boccabella A., Natalini R. - A One Dimensional Hyperbolic Model for Evolutionary Game Theory: Numerical Approximations and Simulations - Communications in Applied and Industrial Mathematics, Vol. 1, Pagg. 1-21

2 Cristiani E., De Fabritiis C., Piccoli B. - A fluid dynamic approach for traffic forecast from mobile sensors data, - Communications in Applied and Industrial Mathematics, Vol. 1, Pagg. 54-71

3 I. Garzilli, E. Messina and A. Vecchio, - A numerical investigation on the asymptotic behavior of discrete Volterra equations with two delays - Involve, Vol. 3, Pagg. 393-404

4 Work D., Blandin S., Tossavainen O.-P., Piccoli B., Bayen A. - A traffic model for velocity data assimilation - Applied Mathematics Research Express, Vol. 1, Pagg. 1-35

5 E.Messina, Y.Muroya, Nakata Y., E.Russo, A.Vecchio, - An affirmative answer to “Gopalsamy and Liuʼs conjecture” on population models with multiple piecewise constant arguments - International Journal of Qualitative Theory of Differential Equations and Applications, Vol. 4, Pagg. 1-20

6 Angelini C., Ciccodicola A., Costa V., De Feis I. - Analyzing the Whole Transcriptome by RNA-Seq Data: The Tip of the Iceberg - ERCIM NEWS, Vol. 82, Pagg. 16-17

7 G. Colicchio, D. Mansutti and M. L. Santarelli - Approach to iron corrosion via the numerical simulation of a galvanic cell - Advanced Materials Research, Vol. 138, Pagg. 127-136

8 Celli A. - Appunti per una storia dei registratori di cassa italiani - L'Ufficio d'epoca, Vol. , Pagg. 3-12

9 Angelini C., De Feis I., van der Wath R., Nguyen V.-A., Liò P. - Combining Replicates and Nearby Species Data: Methodologies, Examples and Results Interpretation - LNBI, Vol. 6160, Pagg. 191-205

10 Frasca P., Mason P., Piccoli B. - Detection of Gaussian signals via hexagonal sensor networks - International Journal of Mathematical Modelling and Numerical Optimisation (IJMMNO), Vol. 1, Pagg. 39-55

11 D. Mansutti, V. Botte - Effects of plankton-generated surfactants in presence of a wind burst via numerical simulation - IMACS series in Computational and Applied Mathematics, Vol. , Pagg. -

12 Caramia M. , DʼApice C., Piccoli B., Sgalambro A., - Fluidsim: a car traffic simulation prototype based on fluid dynamic - Algorithms, Vol. 3, Pagg. 291-310

13 Di Russo C., Natalini R.. Ribot M. - Global existence of smooth solutions to a two-dimensional hyperbolic model of chemotaxis - Communications in Applied and Industrial Mathematics, Vol. 1, Pagg. 92-109

14 Celli A. - Il calcolo prima del FINAC - Eleusi - Quaderni PRISTEM, Vol. 15, Pagg. 367-37815 Maria Mercede Cerimele, Rossella Cossu, Roberta Galiffa - Interactive System for

Coastline Extraction in Sar Images - IMACS Series in Computational and Applied Mathematics, Vol. 15, Pagg. -

16 A. Orlando, M. Politano - Managing the risk of defined contribution pension funds in a fair valuation context: numerical evidences - JOURNAL OF RISK MANAGEMENT IN FINANCIAL INSTITUTIONS, Vol. 3, Pagg. 184-193

17 Murino L., Angelini C., Bifulco I., De Feis I., Raiconi G., Tagliaferri R. - Multiple Clustering Solutions Analysis Through Lest-Square Consensus Algorithms - LNBI, Vol. 6160, Pagg. 215-227

18 Amato U., Antoniadis A., Samarov, Tsybakov A. - Noisy independent factor analysis model for density estimation and classification - Electronic Journal of Statistics, Vol. 4, Pagg. 707-736

19 Bretti G., Iannello G. - Numerical results for an accelerated projected gradient method with sparsity constraints for neuroimaging - Communications in Applied and Industrial Mathematics, Vol. 1, Pagg. 493-505

20 Ansini N., Valente V. - ON A NONLOCAL FUNCTIONAL ARISING IN THE STUDY OF THIN-FILM BLISTERING - ANALYSIS and APPLICATIONS, Vol. 8, Pagg. 109-123

21 A. Orlando, M. Politano - Pension funds risk analysis: stochastic solvency in a management perspective - Problems and Perspectives in Management, Vol. 8, Pagg. 160-164

22 Carlotti M., Papandrea E., and Castelli E. - Two-dimensional performance of MIPAS observation modes in the upper-troposphere/lower-stratosphere - Atmos. Meas. Tech. Discuss., Vol. 3, Pagg. 2861-2890

Articoli in atti di Convegno

1 Blandin S. , Work D. , Goatin P. , Piccoli B., Bayen A. - A class of perturbed cell transmission models to account for traffic variability - 89th Annual Meeting of the Transportation Reseach Board, Washington, D.C

2 G.F. Mascari, U. Maniscalco, L. Moltedo, P. Moscati, G. Pilato, L. Pitolli, P. Salonia, G. Toffoli - Adaptive Semantics of Complex Information/Services Networks - ,

3 Carillo S., Valente V., Vergara Caffarelli G. - An existence theorem for the magneto-viscoelastic problem - International Conference on Partial Differential Equations, Poitiers

4 Pontrelli G, de Monte F. - Drug delivery of an eluting coronary stent in a multi-layered wall - Convegno SIMAI, Cagliari

5 Notarnicola Filippo - MATHEMATICAL MODELLING AND DESIGN EXPERIMENTS IN BIOVENTING SUBSOIL DECONTAMINATION - XVIII International Conference on Computational Methods in Water Resources, CMWR 2010, June 21-24, 2010, BARCELLONA (Spain)

6 Amati G., Gambaruto A., Pontrelli G., Succi S. - On the coupling of micro and mesoscopic models in hemodynamics - ECCOMAS CFD, Lisbona

7 Piccoli B. - Optimal syntheses for state constrained problems and optimization of cancer therapies - 49th IEEE Conference on Decision and Control (CDC 2010), Atalanta Georgia

8 Costa V., Angelini C., D'Apice L., Mutarelli M, Casamassimi A., Aprile M.,Esposito R.,Leone L., Donizetti A., Crispi S., De Berardinis P., Napoli, Baldini A. and Ciccodicola A. - RNA-seq: from computational challenges to biological insights - NETTAB 2010 - BBCC 2010, Napoli

9 Sgheri L., Ridolfi M. - Regularization via IVS method - QWG24 meeting, Frascati10 Sgheri L., Ridolfi M. - VARIABLE TIKHONOV REGULARIZATION IN THE RETRIEVAL

OF ATMOSPHERIC PROFILES FROM MIPAS DATA - ESA Living Planet 2010, Bergen11 Sgheri L., Ridolfi M. - Water vapour regularization - QWG23 meeting, Karlsruhe

Libri

1 R. Cocozza, E. Di lorenzo A. Orlando M. Sibillo - A financial analysis of surplus dynamics for deferred life schemes - Mathematical and statistical Methods for Actuarial Science and Finance, Springer, Berlin

2 de Felice F., Bini D. - Classical Measurements in Curved Space-Times - , Cambridge University Press, Cambridge (UK)

3 C. Skaug, B. N. Johnsen - Dizionario italiano-norvegese/norvegese-italiano - , Vega forlag, Oslo

4 C. Angelini, D. De Canditiis, M. Pensky - Estimation and Testing in time-course microarray experiments - Bayesian Modeling in Bioinformatics, Chapman&Hall/ CRC biostatistics Series,

5 A.Guerraggio, M.Mattaliano, P.Nastasi - La lunga marcia di Mauro Picone - Eleusi, Università Bocconi, Milano

6 Cristiani E., Piccoli B., Tosin A. - Macroscopic and microscopic self-organization by nonlocal anisotropic interactions - Mathematical Modeling of Collective Behavior in Socio-Economic and Life Sciences, 2010, Part 3, 337-364, DOI: 10.1007/978-0-8176-4946-3_13, Springer Science+Business Media, LLC 2010, Boston

7 C. DʼApice, S. Goettlich, M. Herty, B. Piccoli - Modeling, Simulation and Optimization of Supply Chains: A Continuous Approach - , SIAM book series on Mathematical Modeling,

Rapporti

1 I. De Feis - Functional Sliced Inverse Regression code2 G. Gonnella, A. Lamura, A. Piscitelli, A. Tiribocchi - Phase separation of binary fluids with

dynamic temperature

Risultati progettuali

1 U. Amato, I. DeFeis, G. Grieco, G. Masiello and C. Serio - Consolidation of scientific baseline for the development of a MTG-IRS L2 processor: role of Optimal Estimation with background state and associated error from climatology

Risultati di valorizzazione applicativa

1 Rosa Maria Spitaleri, Francesca Pistella, Angel Plaza - MASCOT 10- 10th Meeting on Applied Scientific Computing and Tools-Grid Gereration, Approximation and Visualization

2 Rosa Maria Spitaleri - Numerical Methods and Advanced Technologies for Applied Scientific Computing, SIMAI2010 Minisimposio MSP39

3 Rosa Maria Spitaleri - Together for Research: from the Young Researchers of South Europe Onwards, MASCOT10 Special Session

Attività editoriali

1 Francesca Pistella, Rosa Maria Spitaleri - Applied Scientific Computing VII: Forward Numerical Grid Generation, Approximation and Simulation, Mathematics and Computers in Simulation 81 (2010) 577

2 Angelini, C. - International Journal of Biomedical Data Mining3 De Feis I. - International Journal of Biomedical Data Mining4 Mastronardi N. - International Journal of Communications, Network and System Sciences5 Mastronardi N. - International Journal of Pure and Applied Mathematics6 Mastronardi N. - International e-Journal of Abstract and Applied Engineering Mathematics

7 Francesca Pistella, Rosa Maria Spitaleri - MASCOT 09- Grid Gereration, Approximation and Visualization, IMACS Series in Computational and Applied Mathematics 15, 2010-ISSN 1098870X

8 Berry M.W., Bini D.A., Mastronardi N., Serra-Capizzano S. - Numerical Linear Algebra, Internet and Large Scale Applications

9 Brighi B., Chipot M., Corbo Esposito A., Mingione G., Sbordone C.,Shafrir I., Valente V., Vergara-Caffarelli G. - Proceedings of the 6th European Conference on Elliptic and Parabolic Problems. Communications on Pure and Applied Analysis, vol 9, issue 5, 2010

10 Mastronardi N. - SIAM Journal on Matrix Analysis and Applications

Principali risorse strumentali dellʼIstituto1)La sede di Napoli, nel 2005, si e' dotata di un Cluster (Lilligrid) composto da 20 nodi biprocessori a 64 bits in configurazione rack altamente scalabile, progettato prevalentemente per applicazioni di calcolo intensivo sia mediante codici sorgenti nativi, sia in ambienti di calcolo e di sviluppo avanzati.Configurazione hardware: 1 Frontend con 2 microprocessori Opteron a 64 bits, 8 GByte RAM, 0.8TB Hard Disk in configurazione RAID5, alimentazione ridondante. 19 nodi Compute con 2 microprocessori Opteron a 64 bits, 4 GByte RAM, 400 GByte Hard Disk per un totale di 40 processori, 84GB RAM e 8.5 TB Hard Disk.Il cluster è connesso attraverso una doppia rete Gigabit e Fast Ethernet (di servizio) mediante due switch Full duplex. Inoltre e' dotato di 2 Switch KVM a cascata.Su Lilligrid è installata la suite Rocks prodotta da NPACI basata su Sistema Operativo CENTOS. Sono utilizzati i seguenti tools: SUN GridEngine, MPI, Ganglia, compilatori Intel, MATLAB.

2)Nell'ambito del Programma di Intesa MUR Mezzogiorno è stato acquisito il CLUSTER LILLIGRIDBIO (http://lilligridbio.na.iac.cnr.it/). Lilligridbio è un cluster composto da 13 nodi ciascuno dei quali con due processori six-core e 32GB di RAM (il front-end è 64 GB), inoltre ha un disco rigido MD3000i con 12TB di storage. Il cluster, altamente scalabile e progettato principalmente per High Performance Computing, è dotato di codici sorgente nativi, specifici software open-source per l'analisi dati dei sequenziatori massivi ed ambienti di calcolo avanzati come MATLAB, R oltre ad altri strumenti per l'analisi statistica ed informatica, utili allo sviluppo di nuovi metodologie computazionali e statistiche.

Considerazioni generali ed elementi di autovalutazioneConsiderazioni generaliL'Istituto per le Applicazioni del Calcolo "Mauro Picone" (IAC), istituto storico del CNR, e' il primo istituto di ricerca al mondo interamente dedicato alla matematica applicata. Fu fondato nel 1927 da Mauro Picone, che, molto prima dell'introduzione dei calcolatori digitali, capi' il potenziale impatto della combinazione di modellistica matematica, algoritmi computazionali e mezzi di calcolo sulla risoluzione di problemi reali. La politica di ricerca attuale dell'IAC riflette ancora molte delle idee originali di Picone. Lo sviluppo sempre piu' veloce di nuove tecnologie e' tipico per una societa' tecnologica e complessa come la nostra. La matematica fornisce il linguaggio naturale per descrivere processi scientifici e tecnologici, ma non solo: l'alto livello di astrazione della matematica permette di sviluppare, a basso costo, metodi flessibili e procedure efficienti per descrivere con precisione processi complicati del mondo reale. In pratica, una combinazione corretta ed intelligente della matematica e della potenza di calcolo offre possibilita' interamente nuove, per trattare problemi altamente complessi e per progettare tecniche efficienti capaci di far fronte alle richieste di flessibilita' tipiche delle odierne applicazioni.E' in quest'ottica che l'IAC sta lavorando, nella ferma convinzione che il CNR offra le migliori condizioni a livello nazionale per la promozione di questo genere di attivita'. In effetti, la missione specifica dell'Istituto e' "sviluppare modelli e metodi matematici, statistici e computazionali di elevato

carattere innovativo per la risoluzione, in ambito prevalentemente interdisciplinare, di problemi di rilevante interesse applicativo per le scienze, la societa' e l'industria". Le applicazioni nascono in campi molto diversi, tutti con forti legami con la societa', quali, ad esempio, l'ingegneria (fluidi turbolenti, condensazione di Bose-Einstein, micro-flussi), le scienze mediche e la biologia (elaborazione di immagini mediche, genoma, sistema immunitario umano, flusso sanguigno), l'ambiente (analisi di dati satellitari dell'osservazione della terra, evoluzione dighiacciai e laghi subglaciali su litosfera), il trasporto (traffico urbano, dinamica delle folle), la finanza e l'economia (gestione ottimale del debito pubblico italiano, dinamica dei mercati finanziari), il patrimonio culturale (degrado di monumenti antichi), i sistemi di produzione (robotica, problemi di scheduling), l'informatica (reti di comunicazione, sicurezza informatica), ecc.Interdisciplinarieta' e' un concetto chiave per la ricerca svolta presso l'IAC, innanzitutto per l'interazione stretta fra la matematica e le sue applicazioni: la matematica fornisce soluzioni a problemi di ogni genere e, viceversa, problemi complessi del mondo reale stimolano lo sviluppo di nuove tecniche e metodi matematici. Un aspetto meno evidente, ma ugualmente importante, dell'interdisciplinarieta' nasce dall'interazione fra settori differenti della matematica, interazione spesso necessaria per trattare problemi effettivamente complessi che richiedono la combinazione di piu' di una singola tecnica per ottenere soluzioni soddisfacenti. La combinazione di metodi avanzati in differenti settori, richiede la formazione di gruppi di ricerca qualificati e puo' essere considerata come una delle sfide della matematica applicata del prossimo futuro. In particolare la combinazione di metodi della matematica discreta e della matematica del continuo e' di considerevole aiuto nella soluzione di problemi complessi e/o con scale multiple (un esempio per tutti: la modellistica del traffico stradale richiede l'uso di equazioni alle derivate parziali non lineari da un lato e di metodi di ottimizzazione discreta dall'altro). Avere gruppi di ricercatori che lavorano in questa direzione, a partire da problemi concreti, e' un elemento caratterizzante dell'istituto. La combinazione di conoscenze e di esperienze dei ricercatori dell'IAC, permette di usare alcune tecniche in campi apparentemente molto distanti tra loro, come la finanza e la biologia, e infatti, la maggior parte dei ricercatori partecipa a piu' di un progetto applicativo.Le competenze dell'istituto sono sintetizzate dalla seguente lista di parole chiave: modellistica matematica, equazioni differenziali parziali, teoria delle probabilità, statistica, ricerca operativa, problemi inversi, elaborazione di immagini e di segnali, fisica matematica, analisi numerica, algebra lineare numerica, meccanica dei fluidi, teoria cinetica, sistemi dinamici non lineari, sistemi complessi, teoria della relatività, bio-matematica, finanza matematica, analisi di dati, calcolo delle variazioni, ottimizzazione, teoria di controllo, informatica, computer graphics, visualizzazione scientifica, crittografia, teoria del calcolo, calcolo ad alte prestazioni e calcolo numerico, simbolico e statistico.Per la ristrettezza delle risorse istituzionali, in particolare quelle umane, l'Istituto deve spesso fare delle scelte strategiche. Per esempio, l'IAC ha bisogno del giusto equilibrio delle competenze ma anche di gruppi forti con una massa critica sufficiente. Ovviamente le sfide culturali e gli sviluppi internazionali hanno il loro peso in queste scelte. Per esempio, recentemente l'IAC ha deciso di investire pesantemente nelle applicazioni biomediche, per le sfide che l'approccio quantitativo alla biologia pone alla matematica e in armonia con gli sviluppi internazionali della matematica applicata.

Elementi di autovalutazioneNel corso del 2010 sono usciti i risultati della valutazione del CNR riguardante il periodo 2003-2007: l'IAC fa parte della fascia piu' alta di istituti, una conferma importante dell'alto livello della ricerca svolta nell'Istituto.

Nel 2010 la produzione scientifica complessiva dell'IAC e' stata soddisfacente con vari punti di eccellenza. Il numero di pubblicazioni su riviste con autori IAC e' rimasto all'incirca costante rispetto all'anno precedente (la tendenza negativa iniziata nel 2009 era causata dalla perdita di personale). Alcuni fatti che meritano di essere menzionati:

- e' uscito il libro "Classical Measurements in curved space-times" della Cambridge University Press, di Donato Bini e Fernando de Felice;

- tre ricercatori dell'IAC (Gosse, Natalini e Piccoli) si trovano nel top 1% ranking per numero di c itaz ioni di ar ticoli pubblicati negli ultimi 10 anni su r iv is te matematiche (http://www.sciencewatch.com/about/met/thresholds/), un risultato di eccellenza assoluta; inoltre va sottolineato l'alto numero di citazioni (circa 1550) di articoli di Succi pubblicati negli ultimi 10 anni su riviste nell'ambito della fisica;

- il lavoro di multiscale hemodynamics (di Bernaschi, Melchionna, Succi) con Harvard e' stato selezionato come uno degli 8 finalisti del Gordon-Bell Contest, il premio di supercomputing piu' prestigioso al mondo;

- l'organizzazione della Gene Golub SIAM Summer School 2010 nella sede del'IAC di Bari, una dei pochi eventi di SIAM (Society for Industrial and Applied Mathematics) organizzati fuori degli Stati Uniti;

- nell'ambito del Programma di Intesa MUR Mezzogiorno è stato acquisito, per la sede di Napoli, il cluster LILLIGRIDBIO, composto da 13 nodi biprocessore 6-core HyperThreading Intel (312 cores in totale) con 448 GB RAM e 20TB Hard Disk, per applicazioni matematiche prevalentemente alla biologia;

- l'articolo "Maximum entropy regularization of Fredholm integral equations of the first kind" di Amato e Hughes del 1991 è stato selezionato, unico per l'anno, da Inverse Problems per far parte del 25th Anniversary Highlights of Inverse Problems (http://herald.iop.org/IP25th/m100/jip//link/3796);

- Succi e' stato invitato al Nobel Symposium 151, da tenersi nel 2011 a Stockholm (su "Water in Biology and Medicine").

Anche nel 2010 sono stati firmati nuovi contratti di ricerca (europei, privati....), essenziali per il finanziamento della ricerca (in particolare di assegni di ricerca per giovani collaboratori). Riguardano i seguenti settori: scioglimento di ghiacciai (cambiamenti di clima), finanza matematica (debito pubblico), teoria del controllo, degrado di superfici lapidee (beni culturali, monumenti storici), depurazione biologica delle acque, sicurezza di sistemi, analisi di dati satellitari, modellistica ecologica (monitoraggio della biodiversita'). Preoccupa la mancanza totale di bandi europei, ormai da molti anni, in ambito matematico.

Nel 2010 l'Istituto ha perso 2 dirigenti di ricerca di ruolo (Piccoli, Valente), 2 primi ricercatori di ruolo (Cerimele, Ciarlini) e un ricercatore a tempo determinato (Marigo), di cui 3 a causa di pensionamenti. In particolare la perdita di Piccoli e' un duro colpo per l'Istituto: la sua eccellenza scientifica e' indiscutibile e il settore del controllo matematico, strategico nell'ambito dei contratti di ricerca con il privato, e' rimasto totalmente scoperto. Un nuovo ricercatore (Bretti; lavora nel settore della modellistica matematica e la simulazione numerica) ha preso servizio (il primo dopo il lontano 2001). L'arrivo di nuovi ricercatori e' di importanza vitale per l'Istituto e si spera che lo svolgimento dei concorsi per posti di ricercatore (banditi circa un anno fa) non subisca ulteriori ritardi.

Il problema piu' grave dell'IAC riguarda la progressione interna del personale scientifico. Negli ultimi anni l'IAC ha gia' perso molti ricercatori validi a causa delle scarse possibilita' di carriera interna, in particolare per i piu' giovani, e anche nel 2010 un ricercatore dell'IAC (Pedicini) ha vinto un concorso universitario. Gli ultimi posti messi a disposizione per la carriera interna non bastano assolutamente per risolvere i problemi.

Altri punti critici sono:

- i 2 nuovi posti di ricercatore previsti nella pianificazione non ancora banditi: sono di importanza cruciale per l'IAC, ma non si capisce la loro sorte. Un posto (di DSV) e' strategico per lo sviluppo della sede di Napoli (nell'ambito della biostatistica), che finora non ha avuto nuove risorse. Il

secondo (di DICT) e' fondamentale per rafforzare le attivita' di calcolo scientifico e modellistica computazionale nella sede di Roma; - la sede romana dell'IAC: nel 2010 e' stato formulato un piano per riunire l'IAC di Roma nella sede di Via dei Taurini nel corso del 2012 (con "spazi minimi" a disposizione). Si tratterebbe sicuramente di un sostanziale miglioramento rispetto alla pessima situazione attuale. Da parte dell'Universita' di Tor Vergata invece la situazione riguardante un futuro polo di eccellenza in ambito matematico (insieme al Dipartimento di Matematica universitario e alla sede nazionale del'Istituto Nazionale di Alta Matematica) e' ferma.- il contesto generale del CNR: non c'e' ancora chiarezza sulla sistemazione dell'area matematica nella nuova struttura organizzativa del CNR.

Proposta di interventi organizzativiLa prevista riorganizzazione della struttura dipartimentale dell'Ente deve garantire la giusta autonomia del settore della matematica. La presenza di commesse e moduli dell'Istituto in molti dipartimenti riflette la forte interdisciplinarieta' della matematica applicata, ma nella struttura dipartimentale attuale la matematica non ha visibilita' (un esempio tipico: l'elenco di highlights, curato dal cnr nel 2010, non contiene ricerche in ambito matematico...).

Istituto di biofisica

Direttore: Dott. FRANCO GAMBALESede principale: Via De Marini, 6 - Torre di Francia - 16149 Genova (GE)Articolazione territoriale:

Sezione di Pisa, Sezione di Palermo, Sezione di Trento, Sezione di Milano

Sito web dell'Istituto: www.ibf.cnr.it


Missione"Acquisizione di nuove conoscenze sulla struttura e sui meccanismi funzionali dei sistemi biologici in stretta collaborazione con settori di punta delle scienze biologiche e mediche quali biologia molecolare, bioenergetica, bioinformatica; conseguente sviluppo di competenze per la realizzazione di prodotti applicativi quali bio-dispositivi, bio-sensori, test di biocompatibilità, screening di farmaci, algoritmi di analisi e prototipi per l'acquisizione di segnali biomedici, protocolli di monitoraggio di impatto biologico ambientale."


Commesse

• Processi di membrana nella comunicazione intra- ed inter-cellulare• Processi di aggregazione biomolecolare• Processi Fotoindotti in Biomolecole e Cellule• Modelli di Organizzazione e Dinamica di Sistemi Complessi• Bioenergetica e Biologia molecolare delle piante • Struttura e dinamica di proteine• Meccanismi molecolari della permeabilità di membrana• Biodispositivi e Biomolecole

Moduli

• modulo gestionale-CdS008-MD• Processi di membrana nella comunicazione intra- ed inter-cellulare• Processi di aggregazione biomolecolare• Intesa di Programma MIUR/CNR – Incremento attrezzature scientifiche• Processi Fotoindotti in Biomolecole e Cellule• Modelli di Organizzazione e Dinamica di Sistemi Complessi• Bioenergetica e Biologia molecolare delle piante • Struttura e dinamica di proteine• Meccanismi molecolari della permeabilità di membrana• Biodispositivi e Biomolecole• modulo gestionale-CdS008-TA• dinamica della sostanza organica disciolta (DOM) in mare• Meccanismi di risposta cellulare a contaminanti ambientali

RSTL

• Metodi matematici per la fisica• Ricerca di base in Biofisica• Ruolo dellalfacaseina sulla aggregazione di biomolecole• Individuazione di cromofori liberi o legati a proteine in cilia di ciliati fotosensibili mediante

tecniche microscopiche, spettroscopiche e biochimiche• Metodi matematici per la fisica• Interazioni intermolecolari in soluzioni metastabili di proteine.• Phytoremediation di ambienti acquatici e terrestri da mercurio• Studio combinato teoricosperimentale di composti naturali con proprietà antitumorali,

antiossidanti e modulatori immunitari. Sviluppo di nuovi composti e sintesi di isomeri enantiopuri

Attività Commesse

Processi di membrana nella comunicazione intra- ed inter-cellulare

Progetto: Biofisica e Soft MatterDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: GAMBALE FRANCO

Risultati conseguiti Sono state acquisite informazioni- sulle proprietà funzionali del trasportatore animale protoni/cloro intracellulare, CLC7, clonato in un vettore plasmidico binario ed espresso in vacuoli isolati dal mesofillo fogliare di Arabidopsis thaliana nonché sulla localizzazione intracellulare dei canali umani TPCN1 e TPCN2; - sulla corrente frazionaria di calcio nel canale vegetale SV/TPC1 e sulla modulazione di detto canale da parte di potassio, calcio, flavonoidi citosolici e PUFAs; - sulle caratteristiche funzionali di correnti elettroniche mediate da citocromi vegetali ed animali; - sulle correnti stazionarie del cotrasportatore vegetale ZmSUT1 a partire dalle correnti transienti al variare sia dei protoni che del saccarosio extracellulari.

- sulla possibile struttura di alfa-sinucleina e suoi mutanti in fase di membrana; sulla struttura del poro di perforina e listeriolisina in membrane lipidiche e sul loro meccanismo d'azione; sull'interazione di difensine vegetali con monostrati lipidici; sugli effetti cellulari sublitici di alfa-tossina, in particolare sull'inibizione della via di segnalazione della chinasi Akt in linee cellulari di neuroblastoma.

- sulla relazione tra efflusso di glutammato e canali anionici sensibili a variazioni di volume cellulare nonché sulla tossicità da glutammato e sull'accumulo di Ca2+ dovuti ad ipossia perinatale; sulle proprietà strutturali e funzionali del recettore purinergico P2X7 indagate su linee continue di cellule transfettate con il recettore; sul ruolo citotossico del recettore P2Y6. Sull'identificazione del P2Y6 come un potenziale nuovo target in terapie antitumorali.

- Sul rilascio di glutammato direttamente attraverso i recettori purinergici P2X7 in cellure sensoriali cocleari.

- sulla regolazione delle funzioni delle cellule staminali mesenchimali umane;- sul ruolo del recettore purinergico P2X7 nella sindrome neurodegerativa di Charcot-Marie;- sull'attivazione del trasportatore GAT1 in gliosomi di spinal cord come modello di Sclerosi Laterale Amiotrofica ed infine sul sistema endocannabinoide nella modulazione del rilascio di glutammato.

- su un peptide chimerico derivato da Resilina, Elastina e Collagene. Tale peptide ha mostrato

interessanti proprietà elastiche ed è in grado di auto-aggregare in soluzione, formando fibre non citotossiche.- Sul metodo per l'estrazione di membrane pulite da cellule per permettere un accesso ad alta risoluzione tramite microscopia a forza atomica. Su tale base, la distribuzione e la morfologia della CFTR sono state investigate.Sull'interazione tra una specifica adesina baterica di staffilococco aureo, la Fibronectin Binding Protein A (FnBP A), e la fibronettina, proteina della matrice extra-cellulare. Tali misure, effettuate tramite scattering di raggi X a basso angolo, mostrano una attivazione della fibronettina a seguito dell'interazione.


anno Brevetti

Articoli ISI

Articoli non

ISI


o

Libri Rapporti

Risultati progettua

li


ione applicativa

Abstract

Attività editoria

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2010 0 21 0 0 2 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniUniversità di Trento, Dip. Fisica, Lab. Chimica Bioorganica (Graziano Guella, associato IBF), via Sommarive 14, 38123 Trento Povo, Mauro Dalla SerraUniversità di Trento, Dip. Fisica, (Leonardo Ricci), via Sommarive 14, 38123 Trento Povo, Mauro Dalla SerraUniversità di Trento, Centro Interdipartimentale di Biologia Integrata (Cibio) (Gabriella Viero associata IBF e Paolo Macchi)Università di Trento, BIOtech Research Center (Claudio Migliares), Via delle Regole, 101 38060 Mattarello (Trento), Valeria AntoniniUniversità di Padova, Dip di Biologia (Luigi Bubacco), via Ugo Bassi 58b, 35121, Padova, Mauro Dalla SerraFondazione Edmund Mach (Istituto Agrario S. Michele all'Adige), Unità di Genomica e Bioinformatica (Claudio Moser), via E. Mach, 1 38010 S. Michele all'Adige (Trento), Mauro Dalla SerraFondazione Bruno Kessler, Centro di Materiali e Microsistemi (Cecilia Pederzolli), via Sommarive 18, 38123 Trento Povo, Mauro Dalla SerraUniversità di Bologna, Laboratorio Biotecnologie Dipartimento Protezione e Valorizzazione Agroalimentare - Facoltà di Agraria (Elena Baraldi), via Fanin 46, 40127 Bologna, Mauro Dalla SerraUniversity of Ljubljana, Biotechnical Faculty, Department of Biology (Gregor Anderluh), Vena pot 111, 1000 Ljubljana, Slovenia, Valeria AntoniniFacultad de Biologia, Centro de Estudios de Proteinas (Mayra Tejuca Martinez), Calle 25 #455 e/ J e I, Vedado, Ciudad de la Habana, Cuba, Mauro Dalla Serra, espressione e caratterizzazione di sticolisina da anemone di mare; realizzazione di una immunotossinaUniversity of Life Sciences, Department of Physics (Mariusz Gagos), Akademicka 13, 20-950 Lublin, Poland, Mauro Dalla SerraFondazione Santa Lucia, CNR , , Via Del Fosso di Fiorano 65 00143 Roma, Mario NobileIstituto Giannina Gaslini, Genova, Laboratory on Pathophysiology of Uremia, Largo G. Gaslini, 5 16148 Genova, Mario NobileDitta Linear, , Piazza della Vittoria 15/1 16121 Genova, Mario NobileFondazione Pierfranco e Luisa Mariani Onlus, , Viale Bianca Maria 28 20129 Milano, Mario NobileConsigli Nazionale delle Ricerche, Istituto di Biofisica, Via Moruzzi, Pisa, Mario NobileUniversität Würzburg - Germany, Julius-von-Sachs-Institut für Biowissenschaften, Julius-von-Sachs-Platz 2 D-97082 Würzburg - Germany, Prof. Rainer HedrichUniversità di Bologna - Facoltà di Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali , BES - Dipartimento di Biologia Evoluzionistica Sperimentale , Via Selmi, 3 Bologna, Prof. Paolo Bernardo TrostCentre National de la Recherche Scientifique (CNRS) - France, Institut des Sciences du Végétal, Avenue de la Terrasse, 91198 Gif-sur-Yvette cedex - France, Dr. Sébastien ThomineUniversità di Genova, Dipartimento di Ingegneria Biofisica ed Elettronica, Via Opera Pia, 11 A - 16145 Genova (Italia), Massimo Vassalli

Università di Genova, Dipartimento di Medicina sperimentale, Via Leon Battista Alberti, 2, 16132 Genova (Italia), Massimo VassalliCNR, Istituto dei Sistemi Complessi, Via dei Taurini, 19, 00185 Roma, Massimo Vassalli, UOC di Pneumologia, Largo G. Gaslini, 5, 16147 – Genova, Cesare Usai, Emanuela JacchettiCentro Biotecnologie Avanzate, , Largo R. Benzi, 10, 16132 – Genova, Cesare Usai, Emanuela JacchettiUniversità di Genova, Dipartimento di Neuroscienze, Oftalmologia e Genetica (DI.N.O.G.), Laboratorio di Neuroscienze, via De Toni, 5, 16132 – Genova, Cesare Usai, Emanuela Jacchetti




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5 0 0 4 0 2 1 12

Principali risorse strumentali utilizzateVengono utilizzati i classici approcci elettrofisiologici, immunocitochimici e di biologia molecolare, biochimici nonché microscopia di fluorescenza e spettrometria in fluorescenza e microfluorimetria, la ricostruzione in membrane lipidiche artificiali, microscopia di forza atomica con strumentazione commerciale e/o realizzata autonomamente; microscopia confocale e citofluorimetria (in convenzione). Sistema di microspettrofotometria in fluorescenza per la misura di ioni intracellulari. Microscopia confocale e ad eccitazione multifotonica.

Processi di aggregazione biomolecolare

Progetto: Biofisica e Soft MatterDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: SAN BIAGIO PIER LUIGI

Risultati conseguiti I risultati conseguiti sono oggetto di pubblicazioni su riviste scientifiche internazionali. Essi si possono sintetizzare come segue:

L'aggregazione di multidomini proteici di anticorpi sotto moderato stress termico. Il polimorfismo di fibrille di Glucagone.

La caratterizzazione di nanoparticelle di lipidi che contengono riluzolo. L'analisi dei meccanismi protettivi indotti da insulina su cellule di neuroblastoma danneggiate da oligomeri di beta-amiloide mediante inibizione di caspasi 9 e sovrapproduzione di Hsp70.La cinetica di formazione di fibrille amiloidi.Identificazione e determinazione del contenuto di acidi grassi non derivatizzati di olii vegetali mediante tecniche di HPLC-UV;Nuovi meccanismi di autoaggregazione di micelle di poliaspartilidrazide per il rilascio di farmaci antitumorali.Idrogeli di copolimeri di PEG e benzofulvene per il rilascio di anticorpi.Gel di amiloidi: comparsa precoce di proprietà elastiche durante la formazione di un network di fibrille di insulina.Auto-aggregazione ed auto-crosslink di idrogel di acido ialuronico con struttura fibrillare.La struttura di amiloidi. Una e mai la stessa: i numerosi aspetti del polimorfismo fibrillare.Auto-associazione di copolimeri di acido ialuronico per il rilascio mirato di farmaci antitumorali.Produzione di biostrutture di sostegno mediante Electrospinning di a,b-poly(N.2-hydroxyethyl)-DL-aspertamide-graft-polylactic acidoGelazione irreversibile di lisozima denaturato: proprietà strutturali e meccaniche di aggregati di lisozima. Due forme polimeriche latenti e due iperstabili di neuroserpina umana.Struttura di microgeli di PVP ottenuti mediante irraggiamento da sorgenti diverse. Interazioni sinergiche di Locust Bean Gum e Xanthan investigate con metodi reologici e diffrazione di luce. Formazione di aggregati di Concanavalina A e tossicità indotta su colture cellulari.


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2010 0 21 1 0 2 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniAlfa Wassermann, Dipartimento Ricerca e Sviluppo, Alanno (Pescara), Dr. D. MercuriCentro di Ricerca per l'Agrumicoltura e le Colture Mediterranee, Acireale (CT), Dr. Paolo RapisardaCNR - Consiglio Nazionale delle Ricerche , Istituto di Biomedicina e Immonologia, Palermo, Dr.ssa M.Di Carlo, Dr.ssa M. Costa CNR - Consiglio Nazionale delle Ricerche, IDASC - Sensor Laboratory, Brescia, Prof. Giorgio SberveglieriETH Zurich, Department of Chemistry and Applied Biosciences, Zurich (CH), Dr. Enrica BordignonIstituto Italiano di Tecnologia, Nanophysics, Genova, Prof. Alberto DiasproNIMR, Division of Molecular Structure, London NW/ 1AA, UK, Prof. A. PastoreNovo Nordisk, Research Center, Bagsvaerd, Danimarka, Dr. Christian RischelUnion College, Dept. of Physics, New York, USA, Prof. J. NewmanUniversità di Brescia, Dipartiemnto di Scienze Biomediche e Biotecnologie Brescia, Prof. Luisa Schiaffonati, Dr. Anna FraUniversità di Buenos Aires, Inorganic, Analytical and Physical Chemistry Department., Buenos Aires Argentina, Prof. D. EstrinUniversità di Buenos Aires, INQUIMAE and Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física, Buenos Aires Argentina, Dr. M.E. Monge, Prf. M. NegriUniversità di Catania, DOFATA - Sezione di Tecnologie Alimentari, Catania, Prof. Carmela Maria LanzaUniversità di Milano, Dipartimento di Fisica, Milano, Dr. Guido TianaUniversità di Milano, Dipartimento di Scienze Biomolecolari e biotecnologie, Milano, Dr. M. BolognesiUniversità di Milano, Dipartimento di Scienze e Tecnologie Biomediche , Segrate (MI), Dr. Sonia Caccia

Università di Palermo, Dipartimento di Chimica Organica, Palermo, Prof. Silvestre BuscemiUniversità di Palermo, Dipartimento di Farmacia e Tecnologia farmaceutiche, Palermo, Prof. G. GiammonaUniversità di Palermo, Dipartimento di Ingegneria Chimica, Palermo, Prof. C. Dispenza, Prof. G. SpadaroUniversità di Palermo, Dipartimento di Scienze Fisiche ed Astronomiche, Palermo, Prof. M. Leone, Prof. V. MilitelloUniversità di Palermo, Dipartimento di Scienze Fisiche ed Astronomiche , Palermo, Prof. Antonio Cupane, Dr.Matteo LevantinoUniversità di Palermo, Dipartimento SENFIMIZO, Palermo, Prof. Maria A. GermanàUniversità di Roma "La Sapienza", Dipartimento di Biologia e Biotecnologie "Charles Darwin", Roma, Dr. Maria Elena Miranda BanosUniversità di Roma "La Sapienza", Dipartimento di Scienze Biochimiche , Roma, Prof. Valerio ConsalviUniversità di Roma 'La Sapienza', Dipartimento di Farmacia e Tecnologia farmaceutica, Roma, Prof. S. CovielloUniversità di Tokio, The Institute for Solid State Physics, Tokai, Naka-gun, Ibaraki 319-1106, Japan, Mitsuhiro ShibayamaUniversity of Cambridge, Cambridge Institute for Medical Research, Addenbrooke's Hospital, Cambridge CB2 OXY (UK), Prof. David LomasUniversity of Copenhagen, Department of Medicinal Chemistry , Copenhagen (Denmark), Prof. Bente Vestergaard




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3 2 0 0 0 0 1 6

Principali risorse strumentali utilizzateSviluppo di nuova strumentazione scientifica:Nel corso del 2010 è stato utilizzato con successo il dispositivo per effettuare misure di echo-dls. Il dispositivo si compone di una parte hardware che permette di ruotare senza attriti una cuvetta circolare all'interno di un goniometro Brookhaven e di una parte software che permette di calcolare la funzione di autocorrelazione dell'intensità a partire dai conteggi di fotoni. L'utilizzo di un motore a corrente diretta con controller digitale ha permesso di raggiungere una notevole stabilità nella velocità di rotazione della cuvetta, consentendo di ottenere misure di correlazione con tempi di ritardo di 104 s con tempi di misura dello stesso ordine del tempo di ritardo. E' stato anche utilizzato

per la ricerca un dispositivo per misurare la luce diffusa a 90° in linea con uno strumento di cromatografia liquida. Il dispositivo consiste in un diodo laser come sorgente e in un fotodiodo ad alta sensibilità accoppiato con uno stadio di amplificazione del segnale con basso livello di rumore. Il sistema è completato da una cella a flusso della Hellma. I test effettuati dimostrano la possibilità di utilizzo per concentrazioni di proteina >1mg/ml. E' in fase di valutazione la possibilità di presentare una richiesta di brevetto.

1) N.ro 2 spettrometri brookhaven sm2002) N.ro 2 correlatori brookhaven bi90003) N.ro 1 stato solido4) N.ro 1 laser he-ne5) Reometro TA AR10006) Reometro TA AR-G27) Microscopio ottico con sistema di acquisizione digitale8) Cappa a flusso laminare seril vbh9) Spettrofotometro uv-vis Shimadzu uv2401pc10) N.ro 2 gas cromatografi Shimadzu gc 2010 fid e gc2010/gcms qp2010s11) Spettrofotometro uv-vis Jasco12) Polarimetro Jasco p-102013) Spettrofluorimetro Jasco fp650014) Dicroismo circolare jasco j-81515) Sistema ccd high resolution per sls e dls a basso angolo16) N.ro 2 laser he-ne17) Naso elettronico eoj 38 – sacmi18) Hplc shimadzu lc20at-spd19) Spettrometro di correlazione di fluorescenza hamamatsu c9413-0120) Microcalorimetro differenziale hart scientific 70721) Densimetro dma5822) Tornio a controllo numerico23) Fresa24) pettrofotometro uv-vis shimadzu uv 2401pc25) Spettrofotometro ftir varian vertex 7026) Spettrofotometro per fluorescenza varian cary eclipse27) Spettrofotometro risolto in tempo acton spectrapro sp-2358-p28) Laser nd:yag

Processi Fotoindotti in Biomolecole e Cellule

Progetto: Biofisica e Soft MatterDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: SGARBOSSA ANTONELLA

Risultati conseguiti FOTORECEZIONE E FOTOTRASDUZIONE IN MICRORGANISMI:I risultati ottenuti dagli studi di microscopia confocale dimostrano come nel ciliato esaminato (Blepharisma japonicum) il decadimento temporale della fluorescenza del pigmento contenuto nelle cilia differisca da quello misurabile nei granuli. Mentre nel secondo caso si confermano tre tempi di decadimento, con prevalenza di un tempo di circa 400 ps, la fluorescenza dalle cilia è riconducibile a due soli tempi di decadimento, con prevalenza di un tempo di circa 650 ps. Ancora una volta si conferma che il fotorecettore si trova in due diverse forme nei due diversi microambienti. Resta da chiarire se entrambe queste forme siano funzionali al processo fotosensoriale che regola il comportamento motorio del ciliato in presenza di luce.

Sono stati ottenuti ceppi ricombinanti di H. salinarum che contengono le proteine sensorie legate alla GFP. E' stato messo a punto un protocollo di purificazione delle "purple membranes" che consente di ottenere un'alta resa del campione in tempi molto più brevi rispetto alle procedure descritte in letteratura. EFFETTI BIOLOGICI DELLA RADIAZIONE UV SU MICRORGANISMI:Sono stati definiti i protocolli di crioconservazione per lo stoccaggio di alghe da utilizzare come nutrienti in impianti di acquacoltura. I risultati di questo lavoro sono stati oggetto di pubblicazione.E' stato determinato il pattern di espressione di geni hsp70 in Euplotes focardii e sono stati identificati i metaboliti primari nella risposta all'UV di Fabrea salina. MOLECOLE BIOLOGICHE FOTOATTIVABILI:L'analisi dei dati ha evidenziato che nel ciliato Tetrahymena thermophyla l'entità dell'aumento di velocità di consumo di ossigeno è dipendente dal tasso respiratorio basale delle cellule e più in generale dal loro stato metabolico. Nonostante i dati ottenuti non suggeriscano univocamente un meccanismo d'azione della luce, la citocromo c ossidasi (CcOX) è coinvolta nel fenomeno fotobiologico studiato. I risultati dello studio della fluorescenza a stato stazionario e risolta in tempo e dell'analisi quantitativa della struttura secondaria dei peptidi amiloidi in presenza di ipericina confermano le proprietà inibitrici della fibrillogenesi da parte del pigmento. Il relativo articolo è stato pubblicato.BIOINFORMATICA:E' stata eseguita l'applicazione di algoritmi di compressione a dizionario per il minimo a priori di sequenze genomiche per la dimostrazione dell'ipervariabilità di sequenze di DNA in corrispondenza di tratti ad alta metilazione. E' stato sviluppato un simulatore stocastico, basato sull'algoritmo di Gillespie SSA, per la simulazione di insiemi di reazioni metaboliche, chiamato QDC (Quick Direct-method Controlled). Tale simulatore è stato applicato alla valutazione in silico dei modelli proposti in letteratura per spiegare la fotopercezione di Halobacterium salinarum. Esso mette in evidenza l'impossibilità intrinseca dei modelli a spiegare l'effetto paradosso. I relativi articoli scientifici sono stati sottomessi per la pubblicazione.

I lavori sui risultati di cui sopra sono in via di preparazione.


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2010 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniCNR, Istituto di cibernetica "Edoardo Caianiello" (ICIB), Sede di Napoli, Université Hassan II-Mohammedia, Faculté des Sciences et Techniques, Laboratoire de Biochimie, Environnement et Agroalimentaire, FSTM B.P 146, Mohammedia, 20650 MarocARPA Toscana, Firenze, Italia, ARPA Valle d'Aosta, Saint-Christophe (AO) Cairo University, National Institute of Laser Enhanced Sciences (NILES, 12613 Giza, EgyptCNR, Istituto di Chimica dei Composti OrganoMetallici (ICCOM), Sezione di Pisa, Ecole Normale Supérieure, Département de Chimie, UMR 8640 PASTEUR, 24 rue Lhomond, 75005 Paris, France, IIT, Dipartimento di Nanofisica, GenovaISPRA, RomaNational Research Institute of Astronomy and Geophysics (NRIAG), Solar & Space Research Dept, Helwan, Cairo, EgyptProteoGenBio srl, Pontedera (PI) Scuola Normale Superiore di Pisa, Laboratorio NESTScuola Superiore di Studi Universitari e di Perfezionamento Sant'Anna , Settore "CRIM - Bioinspired Robotics"

Università di Pisa, Dipartimento di Informatica Pisa Université de Sfax, Faculté de Sciences de Sfax, TunisieUniversity of Texas Medical School, Center for Membrane Biology, Department of Biochemistry & Molecular Biology, Houston TX 77030 , USA




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3 1 0 0 0 0 1 5

Principali risorse strumentali utilizzateSpettrofotometro, spettrofluorimetro a stato stazionario e spettrofluorimetro per misure di fluorescenza e anisotropia di fluorescenza risolte nel tempo. Vari tipi di microscopi confocali a singolo fotone e a due fotoni. Elettroforesi mono- e bi-dimensionale. Analisi d'immagine per il tracking dei microorganismi. Spettrofluorimetro PAM. Elettrodo ad ossigeno. Lampade per irraggiamento UV e visibile.

Modelli di Organizzazione e Dinamica di Sistemi Complessi

Progetto: Biofisica e Soft MatterDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: CHILLEMI SANTI

Risultati conseguiti Sono state ottenute informazioni importanti:i) sui processi ed i meccanismi che regolano la trasmissione e la plasticita' sinaptica a livello sia di singolo neurone che di reti realistiche;ii) sui meccanismi che regolano la trasmissione di informazione in reti neurali;iii) sui meccanismi che regolano la riproduzione cellulare patologica nel colon;iv) sulle proprieta' strutturali e funzionali del recettore P2X7.

Utilizzando metodi di analisi spettrale, sono state analizzate le differenze riscontrate nelle tachiaritmie cardiache indotte in pazienti cardiopatici all'atto dell'impianto del cardiovertitore defibrillatore impiantabile con due diverse metodologie di induzione: T-shock e DC-fibber.

E` iniziato uno studio focalizzato sull'analisi di elettrogrammi intracardiaci durante l'intervallo diastolico.

Generalizzazione del Teorema di Shannon che fornisce una rappresentazione delle funzioni complesse con un polo del prim'ordine in termini dei suoi campioni sull'asse reale. Inoltre è stata definita una procedura per ricavare posizione e residuo del polo dai campioni stessi. Sono inoltre state stabilite le proprieta' di meromorfia dell'ampiezza di scattering parziale associata a importanti classi di potenziali non-locali.


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2010 0 6 2 2 1 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniSt Jude Medical, Cardiac Rhythm Management, Centro Direzionale Colleoni, Agrate Brianza (Mi), Ospedale San Martino, Divisione di Cardiologia, GenovaCEA – Commissariat a l'Energie Atomique - Saclay, Direction des Sciences de la Matiere – Institut de Physique Theorique , Gif-sur-Yvette Cedex – France, Universita' di Genova, Dipartimento di Fisica, Genova, ISICT – Istituto Superiore di Studi in Tecnologie dell'Informazione e della Comunicazione Genova, Istituto di Neuroscienze del CNR, Pisa., PisaCentre for Mathematical Biology, University of Oxford UKIstituto di Neuroscienze del CNR, Pisa.




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2 0 0 0 0 0 0 2

Principali risorse strumentali utilizzate- 6 PC desktop, 5 portatili, stampanti, scanner;- Spazio disco per gestire masse di dati relativamente importanti;- Strumentazione da laboratorio elettronico.

Bioenergetica e Biologia molecolare delle piante

Progetto: Biofisica e Soft MatterDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: ZUCCHELLI GIUSEPPE

Risultati conseguiti Produzione in vitro dell'antenna esterna del fotosistema II CP29, sia nativa sia mutata nei siti di legame delle clorofille che assorbono a più bassa energia. Misure degli spettri di assorbimento, fluorescenza e dicroismo circolare, e dei decadimenti della fluorescenza di tale complesso clorofilla-proteina. Dimostrazione che le caratteristiche delle bande di assorbimento delle clorofille ad energia minore sono eterogenee. Dimostrazione dell'assenza di interazioni eccitoniche fra le clorofille che assorbono a bassa energia. Dimostrazione dell'assenza dei cosiddetti siti misti di legame, cioè siti che possono legare sia clorofilla a sia clorofilla b, per le clorofille più rosse. Dimostrazione che il carattere multiplo del decadimento della fluorescenza in CP29 non è dovuto alla presenza di un conformero proteico smorzato in fluorescenza, come comunemente suggerito, ma alle interazioni con il detergente. Misure di assorbimento allo stato stazionario e di decadimento della fluorescenza nei complessi isolati dell'antenna interna (CP47 e CP43) del fotosistema II eseguite a temperatura ambiente. Costruzione di un modello cinetico sequenziale che descrive i dati in maniera consistente. Indicazione della presenza di processi cinetici sorprendentemente veloci all'interno dei complessi antenna. La presenza di tali processi ultrarapidi contraddice l'idea corrente che i processi di trasferimento dell'energia nell'antenna interna rappresentino, invece, un passo limitante nella cinetica dei processi primari nel fotosistema II intatto. Ottenimento delle energie di transizione delle clorofille legate alle proteine dell'antenna esterna LHCII del fotosistema II analizzando le deformazioni dell'anello tetrapirrolico ottenute dai dati cristallografici. Tentativi di ricostruzione dello spettro di assorbimento sperimentale di LHCII partendo dai dati strutturali. Produzione di una serie di mutanti S/D o S/A per l'analisi del ruolo della fosforilazione in serina nella regolazione dell'isoforma ACA8 della Ca2+ ATPasi della membrana plasmatica di Arabidopsis thaliana. L'analisi di detti mutanti indica che la fosforilazione dei residui S19, S22 e S27 determina una parziale attivazione dell'enzima indipendente da calmodulina (CaM) mentre sembrerebbe che la fosforilazione del residuo S29 moduli negativamente l'affinità dell'enzima per la CaM. Produzione in E. coli e purificazione di proteine di fusione dei primi 116 aa di ACA8, WT e mutata S/A o S/D, con una coda di His, allo scopo di analizzare finemente l'effetto di queste mutazioni sull'interazione con la CaM. La cinetica d'interazione di tali proteine con la CaM verrà analizzata tramite risonanza plasmonica di superficie. Produzione in E. coli e purificazione di diverse isoforme di protein-kinasi Ca-dipendente. Ottenimento di proteine chimeriche che legano a delta74-ACA8 il C-terminus di un'isoforma di Ca2+ ATPasi di tipo 2B animale: la loro parziale autoinibizione dimostra che i domini terminali regolativi di queste proteine sono interscambiabili, pur essendo localizzati rispettivamente al N-terminus e al C-terminus della proteina. Dimostrazione che un virus di Chlorella codifica per una Ca2+ ATPasi funzionale che, pur essendo classificabile come appartenente al gruppo 2B, manca del dominio di legame per la CaM e, oltre a Ca2+, è in grado di trasportare Mn2+. Purificazione dell'inibitore della catalasi indotta da fusicoccina in cellule di Arabidopsis thaliana, effettuata mediante estrazione sequenziale contro CH2Cl2 del mezzo di incubazione di cellule trattate con fusiccoccina. Conferma che l'inibitore appartiene alla classe degli acidi organici e dimostrazione che la sua produzione è uno degli effetti della tossina indipendenti dalla sua azione primaria sulla H +-ATPasi della membrana plasmatica. Cristallizzazione dei domini citosolici dei canali HCN1, HCN2 e HCN4. Effettuate le misure di binding di cAMP al sito di legame CNBD degli stessi. Produzione di frammenti FAB, purificati da anticorpi monoclonali sviluppati contro il canale Kcv. Produzione e purificazione del dominio citosolico del canale vegetale KAT1. Clonaggio ed espressione di domini citosolici di altri canali delle piante: AtKC1, GORK, SKOR, CNGC3. Identificazione e caratterizzazione di alcuni targets diretti del complesso proteico STK-SEP3,

complesso in grado di regolare lo sviluppo dell'ovulo dalla formazione del primordio fino alla formazione del seme, che sono risultati coinvolti nelle fasi tardive della fecondazione. Caratterizzazione del legame del complesso SEP3-STK in vitro e in planta. Analisi dettagliata della regolazione della trascrizione di STK e caratterizzazione dei fattori coinvolti nel cambiamento conformazionale della regione regolativa di STK.


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2010 0 12 0 0 1 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniGerhard Thiel, Technische Universität Darmstadt, Darmstadt Germania. Moroni, Romani.

Daniel Minor, Cardiovascular Research Institute, Departments of Biochemistry and Biophysics and Cellular and Molecular Pharmacology, California Institute for Quantitative Biomedical Research, University of California, USA. Moroni, Romani

James Van Etten, University of Nebraska, Department of Plant Pathology, Lincoln, NE USA. Moroni, Romani

Ulf Peter Hansen, University of Kiel, Center of Biochemistry and Molecular Biology, Kiel, Germany. Moroni, Romani

M. Bolognesi e M. Nardini, Dip. Scienze Biomolecolari e Biotecnologie, Università degli Studi di Milano, Milano. Moroni, DeMichelis

E. Carafoli e G. Zanotti, Università di Padova, Dipartimento di Biochimica, Padova, Italy , DeMichelis, Beffagna

Armando Carpaneto, IBF Genova. Basso

Bao-Rong Lu, Department of Ecology and Evolutionary Biology, Fudan University, Shanghai 200433 China. Basso

Laboratoire de Biochimie et Physiologie Moleculaire des Plantes, CNRS UMR 5004, Montpellier Cedex 1, France. Soave

Instituto de Investigaciones Biológicas, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad Nacional de Mar del Plata, Mar del Plata, Argentina. Soave

Institut für Pflanzengenetik, Universität Hannover, Hannover, Germany. Soave

Alfred R. Holzwarth, Max-Plank-institut fur Bioanorganische Chemie, Muelheim a.d. Ruhr, Germany. Zucchelli




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Dati estratti dal PDGP 2010-2012

personale equivalente tempo pienoricercatori totale

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8 0 0 0 0 1 0 9

Principali risorse strumentali utilizzateLe risorse strumentali sono quelle a disposizione ed in funzione da diversi ann. A causa delle inadeguate risorse, nessuna nuova acquisizione è stata possibile. L'elenco non è quindi diverso da quello degli anni precedenti. Calorimetro per titolazione isotermica (Microcal iTC200), che permette di lavorare con quantità ridotte di proteina (messo a disposizione dall'Università di Darmstadt, Germania). Normali apparecchiature per biologia molecolare e analisi biochimica. Apparecchiatura per l'acquisizione di immagini (Alpha Innotech). Spettrofluorimetro CCD per misure di assorbimento e fluorescenza al variare della temperatura (4-300K). Fluorimetro per la misura del decadimento della fluorescenza risolta in tempo con risoluzione nei picosecondi. Dicroismo circolare. Incubatore computerizzato per crescita controllate. Ultracentrifughe. Microscopio a fluorescenza. Particle gun. Software di analisi dedicati. Camere di crescita. Serre.

Struttura e dinamica di proteine

Progetto: Biofisica e Soft MatterDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: STRAMBINI GIOVANNI BATTISTA

Risultati conseguiti I risultati conseguiti si possono sintetizzare come segue:- Dimostrazione che l'acrilonitrile è un importante quencher della fosforescenza del Triptofano in proteine con dimensione molecolare intermedia fra l'O2 e l'acrilamide. Studi comparati della diffusione dell'acrilonitrile all'interno di proteine modello hanno dimostrato una sensibilità elevata nel rilevare cambiamenti di dinamica strutturale indotti dal binding di ligandi ed effettori allosterici. In aggiunta all'acrilonitrile, sono stati individuati derivati dell'acrilamide di varie dimensioni molecolari che hanno esteso la gamma delle ampiezze delle fluttuazioni strutturali monitorabili tramite la diffusione di soluti all'interno di proteine. - Esperimenti di quenching della fosforescenza in proteine modello, con soluti di varie dimensioni molecolari, hanno evidenziato che moti di piccola ampiezza- alta frequenza pervadono la struttura globulare, permettendo una diffusione relativamente indisturbata di molecole di-atomiche in profondità, e attraverso domini compatti, della macromolecola. Riguardo i moti di larga ampiezza, sono state rivelate enormi variazioni in frequenza fra siti diversi della struttura. In alcuni domini compatti la migrazione interna di soluti diminuisce in modo esponenziale con il peso molecolare, con un cut off intorno alla grandezza dell'acrilamide (Mw = 71). Al contrario, in alcune regioni più superficiali della struttura globulare sono stati evidenziati moti a bassa barriera energetica d'ampiezza inaspettatamente grande che permette la penetrazione di soluti anche molto voluminosi.

E' stato dimostrato che la sensibilità della struttura dinamica alle condizioni ambientali ed alle interazioni con ligandi è direttamente correlata all'ampiezza dei moti.- Lo studio su 20 mutanti del dominio C del trasportatore di mannitolo ha portato alla formulazione di nuove ipotesi sul ruolo del motivo GIXE e dell'interazione fra domini B e C nel meccanismo di trasporto del mannitolo dal periplasma al citoplasma in E.coli.- Dimostrazione che la membrana d'emodialisi ad Alto Flusso ha un'elevata capacità filtrante, un dato in pieno accordo con gli esami chimico-clinici. Evidenziate modifiche post-transduzionali (differenti livelli di fosforilazione) in alcune proteine dall'analisi proteomica del filtrato.- Tramite cinetica di unfolding/refolding di azurrina WT in funzione della temperatura e pressione sono stati determinati i parametri termodinamici di attivazione, ”G* e ”V*, del processo.


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2010 0 3 0 0 1 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniSabato D'auria dell'Istituto di Biochimica delle Proteine CNR Naples - Italy

Jaap Broos, Dr. Departments of Biophysical and Physical Chemistry, University of Groningen, Groningen, The Netherlands

J. Baz Jackson School of Biochemistry, University of Birmingham, Edgbaston, Birmingham, UK

Department of Biochemical Sciences and Research Centre on the Molecular Basis of Neurodegeneration, University of FlorenceFlorence, Italy.

Consulenza scientifica alla ProteogenBio per la modica chimica di alcuni enzimi proteolitici.

Lange R., (INSERM, Montpellier, France)

Morganti L. (Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares – IPEN – CNEN/SP, Centro de Biotecnologia São Paulo, Brazil)




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Associato e




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Principali risorse strumentali utilizzateLe strumentazioni utilizzate sono tutte all'interno della commessa. Sono apparecchiature, commerciali o sviluppate autonomamente dedicate a spettroscopie ottiche di assorbimento, fluorescenza, fosforescenza (statica e risolta nel tempo) e dicroismo circolare. Spettroscopia all'infrarosso (FTIR). Tecniche di stopped-flow. Tecniche di isolamento e purificazione di proteine. Tecniche di biologia molecolare inclusa la site-directed mutagenesi.

Meccanismi molecolari della permeabilità di membrana

Progetto: Biofisica e Soft MatterDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: PUSCH MICHAEL

Risultati conseguiti Abbiamo ulteriormente potenziato il sistema di calcolo parallelo per dinamica molecolare. Abbiamo studiato con questi metodi l'interazione tra i domini leganti nucleotidi (NBD), i domini transmembrana e i nucleotidi della CFTR e abbiamo analizzato l'influenza di mutazioni che producono la fibrosi cistica. In collaborazione con Paolo Tammaro dell'Università di Manchester abbiamo messo a punto il modello molecolare di un canale del potassio sensibile ad ATP, normalmente presente nei vasi sanguini; questo modello è stato utilizzato per confrontare le previsioni teoriche e i dati esperimentali ottenuti mediante esperimenti di elettrofisiologia.Abbiamo realizzato due sessioni di lavoro con luce di sincrotrone, una ad Elettra (Trieste) e la seconda al ESRF (Grenoble); mediante esperimenti di SAXS, abbiamo ottenuto dati sulla struttura del dominio NBD della CFTR in diverse condizioni esperimentali ed ananlizzato l'effetto di potenziatori sulla struttura. I dati sono tuttora in corso di analisi, ma i primi risultati ci permettono di affermare che sarà possibile descrivere le proprietà strutturali di questi domini della CFTR con un risoluzione da 9 a 12 Å. Durante la sessione di lavoro al sincrotrone abbiamo anche studiato le proprietà di legame della proteina FnBP e della fibronectina, in collaborazione con Livia Visai dell'Università di Pavia.

Abbiamo identificato dei residui critici per la sensibilità dei canali CLC-K al calcio e al pH extracellulare. Inoltre abbiamo abbiamo individuato alcuni amminoacidi del canale CLC-Ka che influenzano fortemente l'effetto attivante del acido niflumico.

E' stato caratterizzato il corredo di canali ionici presenti nelle cellule di neuroblastoma SKNBE.


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2010 0 8 1 0 0 0 0 0 2 0

Principali collaborazioniLab. Genetica Molecolare, Ist. Gaslini, GenovaDepartment of Physiology, University of Bristol, UKDipartimento di Biochimica "A.Castellani", Università di Pavia

Dipartimento di Farmacobiologia, Università BariWeill Cornell Medical College, Cornell University, New York City, USAResearch Centre for Plant Growth and Development, School of Biological Sciences and Conservation, University of KwaZulu-Natal, Pietermaritzburg, Scottsville 3209, South AfricaDipartimento di Ingegneria biofisica ed elettronica (Dibe) Università di GenovaDipartimento di Ingegneria Elettrica ed Elettronica Università di CagliariDipartimento di Oncologia, Biologia e Genetica, Università di GenovaDr. Bruno Gasnier. Research Director IBPC (Institut de Biologie Physico- Chimique) UPR1929 CNRS Paris France : [email protected]




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Principali risorse strumentali utilizzateLe risorse economiche a disposizione non hanno permesso di acquisire nuova strumentazione. Pertanto i risultati sono interamente ottenuti con la strumentazione a disposizione negli anni precedenti.In generale, per la realizzazione del programma vengono impiegati sistemi di registrazione per elettrofisiologia, vari sistemi di patch-clamp e sistemi di voltage-clamp a due elettrodi. Inoltre ci si avvale di camere bianche per colture cellulari, un laboratorio di biologia molecolare attrezzato per la crescita di batteri e la manipolazione del DNA ricombinante, un microscopio per fluorescenza, un laboratorio attrezzato per la preparazione e purificazione di proteine ricombinanti apparecchiatura per biochimica, calcolatori in parallelo per modellistica molecolare. Purtroppo la maggioranza delle apparecchiature è obsoleta perché ha oltre 20 anni. Inoltre i ricercatori sono frequentemente costretti ad utilizzare strumentazione di altri Istituti. Manca soparttutto nuova strumentazione di biochimica e strumentazione per misure ottiche (microscopio confocale).

Biodispositivi e Biomolecole

Progetto: Biofisica e Soft MatterDipartimento: Materiali e Dispositivi

Responsabile: GUALTIERI PAOLO

Risultati conseguiti Abbiamo isolato un alga genus novus species nova appartenete alle divisione delle Chlorophyta di particolare interesse biotecnologico.

Sono iniziate le prove di formulazione di preparati cosmetici a base di ²-glucano solubilizzato per esperimenti di riduzione delle rughe dovute all'età.

Sovra espressione delle proteine visive partendo da plasmidi contenente i geni GU138075, GU138076 e GQ402542.

E' stato messo a punto il sistema automatico in microspettroscopia e in microscopia digitale come sistema per la classificazione di specie algali.


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2010 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniRicerche sui sensori per early warning Universrità di tor Vergata, Prof. Patrizia AlbertanoIn-TIME – Innovation-Technologies, Information and Methodologies for the Earth s.r.l., Dr.Maurizio AmbrasanioCNR, Istituto per lo Studio degli Ecosistemi, Dr Beatrice PezzarossaRicerche sulla genomica"Cooperativa l'Uovo di Colombo" di Viareggio, Dr. Antonio Barsanti




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Microscopi, microspettrofotometri in fluorescenza ed assorbimento, sia commerciali che realizzati nel nostro istituto, sistema confocale, telecamera digitale ad alto S/N, termociclatori.

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Commessa: Commessa gestionale per istituti MDProgetto: Progetto per CDS 507 Dipartimento Materiali e DispositiviDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: GAMBALE FRANCO



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Processi di membrana nella comunicazione intra- ed inter-cellulare

Commessa: Processi di membrana nella comunicazione intra- ed inter-cellulare

Progetto: Biofisica e Soft MatterDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: GAMBALE FRANCO

Risultati conseguiti Sono state acquisite informazioni- sulle proprietà funzionali del trasportatore animale protoni/cloro intracellulare, CLC7, clonato in un vettore plasmidico binario ed espresso in vacuoli isolati dal mesofillo fogliare di Arabidopsis thaliana nonché sulla localizzazione intracellulare dei canali umani TPCN1 e TPCN2; - sulla corrente frazionaria di calcio nel canale vegetale SV/TPC1 e sulla modulazione di detto canale da parte di potassio, calcio, flavonoidi citosolici e PUFAs; - sulle caratteristiche funzionali di correnti elettroniche mediate da citocromi vegetali ed animali; - sulle correnti stazionarie del cotrasportatore vegetale ZmSUT1 a partire dalle correnti transienti al variare sia dei protoni che del saccarosio extracellulari.

- sulla possibile struttura di alfa-sinucleina e suoi mutanti in fase di membrana; sulla struttura del poro di perforina e listeriolisina in membrane lipidiche e sul loro meccanismo d'azione; sull'interazione di difensine vegetali con monostrati lipidici; sugli effetti cellulari sublitici di alfa-tossina, in particolare sull'inibizione della via di segnalazione della chinasi Akt in linee cellulari di neuroblastoma.

- sulla relazione tra efflusso di glutammato e canali anionici sensibili a variazioni di volume cellulare nonché sulla tossicità da glutammato e sull'accumulo di Ca2+ dovuti ad ipossia perinatale; sulle proprietà strutturali e funzionali del recettore purinergico P2X7 indagate su linee continue di cellule transfettate con il recettore; sul ruolo citotossico del recettore P2Y6. Sull'identificazione del P2Y6 come un potenziale nuovo target in terapie antitumorali.

- Sul rilascio di glutammato direttamente attraverso i recettori purinergici P2X7 in cellure sensoriali cocleari.

- sulla regolazione delle funzioni delle cellule staminali mesenchimali umane;- sul ruolo del recettore purinergico P2X7 nella sindrome neurodegerativa di Charcot-Marie;- sull'attivazione del trasportatore GAT1 in gliosomi di spinal cord come modello di Sclerosi Laterale Amiotrofica ed infine sul sistema endocannabinoide nella modulazione del rilascio di glutammato.

- su un peptide chimerico derivato da Resilina, Elastina e Collagene. Tale peptide ha mostrato interessanti proprietà elastiche ed è in grado di auto-aggregare in soluzione, formando fibre non citotossiche.- Sul metodo per l'estrazione di membrane pulite da cellule per permettere un accesso ad alta risoluzione tramite microscopia a forza atomica. Su tale base, la distribuzione e la morfologia della CFTR sono state investigate.Sull'interazione tra una specifica adesina baterica di staffilococco aureo, la Fibronectin Binding Protein A (FnBP A), e la fibronettina, proteina della matrice extra-cellulare. Tali misure, effettuate tramite scattering di raggi X a basso angolo, mostrano una attivazione della fibronettina a seguito dell'interazione.


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2010 0 21 0 0 2 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniUniversità di Trento, Dip. Fisica, Lab. Chimica Bioorganica (Graziano Guella, associato IBF), via

Sommarive 14, 38123 Trento Povo, Mauro Dalla SerraUniversità di Trento, Dip. Fisica, (Leonardo Ricci), via Sommarive 14, 38123 Trento Povo, Mauro Dalla SerraUniversità di Trento, Centro Interdipartimentale di Biologia Integrata (Cibio) (Gabriella Viero associata IBF e Paolo Macchi)Università di Trento, BIOtech Research Center (Claudio Migliares), Via delle Regole, 101 38060 Mattarello (Trento), Valeria AntoniniUniversità di Padova, Dip di Biologia (Luigi Bubacco), via Ugo Bassi 58b, 35121, Padova, Mauro Dalla SerraFondazione Edmund Mach (Istituto Agrario S. Michele all'Adige), Unità di Genomica e Bioinformatica (Claudio Moser), via E. Mach, 1 38010 S. Michele all'Adige (Trento), Mauro Dalla SerraFondazione Bruno Kessler, Centro di Materiali e Microsistemi (Cecilia Pederzolli), via Sommarive 18, 38123 Trento Povo, Mauro Dalla SerraUniversità di Bologna, Laboratorio Biotecnologie Dipartimento Protezione e Valorizzazione Agroalimentare - Facoltà di Agraria (Elena Baraldi), via Fanin 46, 40127 Bologna, Mauro Dalla SerraUniversity of Ljubljana, Biotechnical Faculty, Department of Biology (Gregor Anderluh), Vena pot 111, 1000 Ljubljana, Slovenia, Valeria AntoniniFacultad de Biologia, Centro de Estudios de Proteinas (Mayra Tejuca Martinez), Calle 25 #455 e/ J e I, Vedado, Ciudad de la Habana, Cuba, Mauro Dalla Serra, espressione e caratterizzazione di sticolisina da anemone di mare; realizzazione di una immunotossinaUniversity of Life Sciences, Department of Physics (Mariusz Gagos), Akademicka 13, 20-950 Lublin, Poland, Mauro Dalla SerraFondazione Santa Lucia, CNR , , Via Del Fosso di Fiorano 65 00143 Roma, Mario NobileIstituto Giannina Gaslini, Genova, Laboratory on Pathophysiology of Uremia, Largo G. Gaslini, 5 16148 Genova, Mario NobileDitta Linear, , Piazza della Vittoria 15/1 16121 Genova, Mario NobileFondazione Pierfranco e Luisa Mariani Onlus, , Viale Bianca Maria 28 20129 Milano, Mario NobileConsigli Nazionale delle Ricerche, Istituto di Biofisica, Via Moruzzi, Pisa, Mario NobileUniversität Würzburg - Germany, Julius-von-Sachs-Institut für Biowissenschaften, Julius-von-Sachs-Platz 2 D-97082 Würzburg - Germany, Prof. Rainer HedrichUniversità di Bologna - Facoltà di Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali , BES - Dipartimento di Biologia Evoluzionistica Sperimentale , Via Selmi, 3 Bologna, Prof. Paolo Bernardo TrostCentre National de la Recherche Scientifique (CNRS) - France, Institut des Sciences du Végétal, Avenue de la Terrasse, 91198 Gif-sur-Yvette cedex - France, Dr. Sébastien ThomineUniversità di Genova, Dipartimento di Ingegneria Biofisica ed Elettronica, Via Opera Pia, 11 A - 16145 Genova (Italia), Massimo VassalliUniversità di Genova, Dipartimento di Medicina sperimentale, Via Leon Battista Alberti, 2, 16132 Genova (Italia), Massimo VassalliCNR, Istituto dei Sistemi Complessi, Via dei Taurini, 19, 00185 Roma, Massimo Vassalli, UOC di Pneumologia, Largo G. Gaslini, 5, 16147 – Genova, Cesare Usai, Emanuela JacchettiCentro Biotecnologie Avanzate, , Largo R. Benzi, 10, 16132 – Genova, Cesare Usai, Emanuela JacchettiUniversità di Genova, Dipartimento di Neuroscienze, Oftalmologia e Genetica (DI.N.O.G.), Laboratorio di Neuroscienze, via De Toni, 5, 16132 – Genova, Cesare Usai, Emanuela Jacchetti




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Processi di aggregazione biomolecolare

Commessa: Processi di aggregazione biomolecolareProgetto: Biofisica e Soft MatterDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: SAN BIAGIO PIER LUIGI

Risultati conseguiti I risultati conseguiti sono oggetto di pubblicazioni su riviste scientifiche internazionali. Essi si possono sintetizzare come segue:

L'aggregazione di multidomini proteici di anticorpi sotto moderato stress termico. Il polimorfismo di fibrille di Glucagone. La caratterizzazione di nanoparticelle di lipidi che contengono riluzolo. L'analisi dei meccanismi protettivi indotti da insulina su cellule di neuroblastoma danneggiate da oligomeri di beta-amiloide mediante inibizione di caspasi 9 e sovrapproduzione di Hsp70.La cinetica di formazione di fibrille amiloidi.Identificazione e determinazione del contenuto di acidi grassi non derivatizzati di olii vegetali mediante tecniche di HPLC-UV;Nuovi meccanismi di autoaggregazione di micelle di poliaspartilidrazide per il rilascio di farmaci antitumorali.Idrogeli di copolimeri di PEG e benzofulvene per il rilascio di anticorpi.Gel di amiloidi: comparsa precoce di proprietà elastiche durante la formazione di un network di fibrille di insulina.Auto-aggregazione ed auto-crosslink di idrogel di acido ialuronico con struttura fibrillare.La struttura di amiloidi. Una e mai la stessa: i numerosi aspetti del polimorfismo fibrillare.Auto-associazione di copolimeri di acido ialuronico per il rilascio mirato di farmaci antitumorali.Produzione di biostrutture di sostegno mediante Electrospinning di a,b-poly(N.2-hydroxyethyl)-DL-aspertamide-graft-polylactic acidoGelazione irreversibile di lisozima denaturato: proprietà strutturali e meccaniche di aggregati di lisozima. Due forme polimeriche latenti e due iperstabili di neuroserpina umana.Struttura di microgeli di PVP ottenuti mediante irraggiamento da sorgenti diverse. Interazioni sinergiche di Locust Bean Gum e Xanthan investigate con metodi reologici e diffrazione di luce. Formazione di aggregati di Concanavalina A e tossicità indotta su colture cellulari.


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2010 0 21 1 0 2 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniAlfa Wassermann, Dipartimento Ricerca e Sviluppo, Alanno (Pescara), Dr. D. MercuriCentro di Ricerca per l'Agrumicoltura e le Colture Mediterranee, Acireale (CT), Dr. Paolo RapisardaCNR - Consiglio Nazionale delle Ricerche , Istituto di Biomedicina e Immonologia, Palermo, Dr.ssa M.Di Carlo, Dr.ssa M. Costa CNR - Consiglio Nazionale delle Ricerche, IDASC - Sensor Laboratory, Brescia, Prof. Giorgio SberveglieriETH Zurich, Department of Chemistry and Applied Biosciences, Zurich (CH), Dr. Enrica BordignonIstituto Italiano di Tecnologia, Nanophysics, Genova, Prof. Alberto DiasproNIMR, Division of Molecular Structure, London NW/ 1AA, UK, Prof. A. PastoreNovo Nordisk, Research Center, Bagsvaerd, Danimarka, Dr. Christian RischelUnion College, Dept. of Physics, New York, USA, Prof. J. NewmanUniversità di Brescia, Dipartiemnto di Scienze Biomediche e Biotecnologie Brescia, Prof. Luisa Schiaffonati, Dr. Anna FraUniversità di Buenos Aires, Inorganic, Analytical and Physical Chemistry Department., Buenos Aires Argentina, Prof. D. EstrinUniversità di Buenos Aires, INQUIMAE and Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física, Buenos Aires Argentina, Dr. M.E. Monge, Prf. M. NegriUniversità di Catania, DOFATA - Sezione di Tecnologie Alimentari, Catania, Prof. Carmela Maria LanzaUniversità di Milano, Dipartimento di Fisica, Milano, Dr. Guido TianaUniversità di Milano, Dipartimento di Scienze Biomolecolari e biotecnologie, Milano, Dr. M. BolognesiUniversità di Milano, Dipartimento di Scienze e Tecnologie Biomediche , Segrate (MI), Dr. Sonia CacciaUniversità di Palermo, Dipartimento di Chimica Organica, Palermo, Prof. Silvestre BuscemiUniversità di Palermo, Dipartimento di Farmacia e Tecnologia farmaceutiche, Palermo, Prof. G. GiammonaUniversità di Palermo, Dipartimento di Ingegneria Chimica, Palermo, Prof. C. Dispenza, Prof. G. SpadaroUniversità di Palermo, Dipartimento di Scienze Fisiche ed Astronomiche, Palermo, Prof. M. Leone, Prof. V. MilitelloUniversità di Palermo, Dipartimento di Scienze Fisiche ed Astronomiche , Palermo, Prof. Antonio Cupane, Dr.Matteo LevantinoUniversità di Palermo, Dipartimento SENFIMIZO, Palermo, Prof. Maria A. GermanàUniversità di Roma "La Sapienza", Dipartimento di Biologia e Biotecnologie "Charles Darwin", Roma, Dr. Maria Elena Miranda BanosUniversità di Roma "La Sapienza", Dipartimento di Scienze Biochimiche , Roma, Prof. Valerio ConsalviUniversità di Roma 'La Sapienza', Dipartimento di Farmacia e Tecnologia farmaceutica, Roma, Prof. S. CovielloUniversità di Tokio, The Institute for Solid State Physics, Tokai, Naka-gun, Ibaraki 319-1106, Japan, Mitsuhiro ShibayamaUniversity of Cambridge, Cambridge Institute for Medical Research, Addenbrooke's Hospital, Cambridge CB2 OXY (UK), Prof. David LomasUniversity of Copenhagen, Department of Medicinal Chemistry , Copenhagen (Denmark), Prof. Bente Vestergaard




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Commessa: Processi di aggregazione biomolecolareProgetto: Biofisica e Soft MatterDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: SAN BIAGIO PIER LUIGI



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Processi Fotoindotti in Biomolecole e Cellule

Commessa: Processi Fotoindotti in Biomolecole e CelluleProgetto: Biofisica e Soft MatterDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: SGARBOSSA ANTONELLA

Risultati conseguiti FOTORECEZIONE E FOTOTRASDUZIONE IN MICRORGANISMI:I risultati ottenuti dagli studi di microscopia confocale dimostrano come nel ciliato esaminato (Blepharisma japonicum) il decadimento temporale della fluorescenza del pigmento contenuto nelle cilia differisca da quello misurabile nei granuli. Mentre nel secondo caso si confermano tre tempi di decadimento, con prevalenza di un tempo di circa 400 ps, la fluorescenza dalle cilia è riconducibile a due soli tempi di decadimento, con prevalenza di un tempo di circa 650 ps. Ancora una volta si conferma che il fotorecettore si trova in due diverse forme nei due diversi microambienti. Resta da chiarire se entrambe queste forme siano funzionali al processo fotosensoriale che regola il comportamento motorio del ciliato in presenza di luce.Sono stati ottenuti ceppi ricombinanti di H. salinarum che contengono le proteine sensorie legate alla GFP. E' stato messo a punto un protocollo di purificazione delle "purple membranes" che consente di ottenere un'alta resa del campione in tempi molto più brevi rispetto alle procedure descritte in letteratura. EFFETTI BIOLOGICI DELLA RADIAZIONE UV SU MICRORGANISMI:Sono stati definiti i protocolli di crioconservazione per lo stoccaggio di alghe da utilizzare come nutrienti in impianti di acquacoltura. I risultati di questo lavoro sono stati oggetto di pubblicazione.E' stato determinato il pattern di espressione di geni hsp70 in Euplotes focardii e sono stati identificati i metaboliti primari nella risposta all'UV di Fabrea salina. MOLECOLE BIOLOGICHE FOTOATTIVABILI:L'analisi dei dati ha evidenziato che nel ciliato Tetrahymena thermophyla l'entità dell'aumento di velocità di consumo di ossigeno è dipendente dal tasso respiratorio basale delle cellule e più in generale dal loro stato metabolico. Nonostante i dati ottenuti non suggeriscano univocamente un meccanismo d'azione della luce, la citocromo c ossidasi (CcOX) è coinvolta nel fenomeno fotobiologico studiato. I risultati dello studio della fluorescenza a stato stazionario e risolta in tempo e dell'analisi quantitativa della struttura secondaria dei peptidi amiloidi in presenza di ipericina confermano le proprietà inibitrici della fibrillogenesi da parte del pigmento. Il relativo articolo è stato pubblicato.BIOINFORMATICA:E' stata eseguita l'applicazione di algoritmi di compressione a dizionario per il minimo a priori di sequenze genomiche per la dimostrazione dell'ipervariabilità di sequenze di DNA in corrispondenza di tratti ad alta metilazione. E' stato sviluppato un simulatore stocastico, basato sull'algoritmo di Gillespie SSA, per la simulazione di insiemi di reazioni metaboliche, chiamato QDC (Quick Direct-method Controlled). Tale simulatore è stato applicato alla valutazione in silico dei modelli proposti in

letteratura per spiegare la fotopercezione di Halobacterium salinarum. Esso mette in evidenza l'impossibilità intrinseca dei modelli a spiegare l'effetto paradosso. I relativi articoli scientifici sono stati sottomessi per la pubblicazione.

I lavori sui risultati di cui sopra sono in via di preparazione.


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2010 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniCNR, Istituto di cibernetica "Edoardo Caianiello" (ICIB), Sede di Napoli, Université Hassan II-Mohammedia, Faculté des Sciences et Techniques, Laboratoire de Biochimie, Environnement et Agroalimentaire, FSTM B.P 146, Mohammedia, 20650 MarocARPA Toscana, Firenze, Italia, ARPA Valle d'Aosta, Saint-Christophe (AO) Cairo University, National Institute of Laser Enhanced Sciences (NILES, 12613 Giza, EgyptCNR, Istituto di Chimica dei Composti OrganoMetallici (ICCOM), Sezione di Pisa, Ecole Normale Supérieure, Département de Chimie, UMR 8640 PASTEUR, 24 rue Lhomond, 75005 Paris, France, IIT, Dipartimento di Nanofisica, GenovaISPRA, RomaNational Research Institute of Astronomy and Geophysics (NRIAG), Solar & Space Research Dept, Helwan, Cairo, EgyptProteoGenBio srl, Pontedera (PI) Scuola Normale Superiore di Pisa, Laboratorio NESTScuola Superiore di Studi Universitari e di Perfezionamento Sant'Anna , Settore "CRIM - Bioinspired Robotics"Università di Pisa, Dipartimento di Informatica Pisa Université de Sfax, Faculté de Sciences de Sfax, TunisieUniversity of Texas Medical School, Center for Membrane Biology, Department of Biochemistry & Molecular Biology, Houston TX 77030 , USA




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Modelli di Organizzazione e Dinamica di Sistemi Complessi

Commessa: Modelli di Organizzazione e Dinamica di Sistemi ComplessiProgetto: Biofisica e Soft MatterDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: CHILLEMI SANTI

Risultati conseguiti Sono state ottenute informazioni importanti:i) sui processi ed i meccanismi che regolano la trasmissione e la plasticita' sinaptica a livello sia di singolo neurone che di reti realistiche;ii) sui meccanismi che regolano la trasmissione di informazione in reti neurali;iii) sui meccanismi che regolano la riproduzione cellulare patologica nel colon;iv) sulle proprieta' strutturali e funzionali del recettore P2X7.

Utilizzando metodi di analisi spettrale, sono state analizzate le differenze riscontrate nelle tachiaritmie cardiache indotte in pazienti cardiopatici all'atto dell'impianto del cardiovertitore defibrillatore impiantabile con due diverse metodologie di induzione: T-shock e DC-fibber. E` iniziato uno studio focalizzato sull'analisi di elettrogrammi intracardiaci durante l'intervallo diastolico.

Generalizzazione del Teorema di Shannon che fornisce una rappresentazione delle funzioni complesse con un polo del prim'ordine in termini dei suoi campioni sull'asse reale. Inoltre è stata definita una procedura per ricavare posizione e residuo del polo dai campioni stessi. Sono inoltre state stabilite le proprieta' di meromorfia dell'ampiezza di scattering parziale associata a importanti classi di potenziali non-locali.


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2010 0 6 2 2 1 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniSt Jude Medical, Cardiac Rhythm Management, Centro Direzionale Colleoni, Agrate Brianza (Mi), Ospedale San Martino, Divisione di Cardiologia, GenovaCEA – Commissariat a l'Energie Atomique - Saclay, Direction des Sciences de la Matiere – Institut de Physique Theorique , Gif-sur-Yvette Cedex – France, Universita' di Genova, Dipartimento di Fisica, Genova, ISICT – Istituto Superiore di Studi in Tecnologie dell'Informazione e della Comunicazione Genova, Istituto di Neuroscienze del CNR, Pisa., PisaCentre for Mathematical Biology, University of Oxford UKIstituto di Neuroscienze del CNR, Pisa.




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2 0 0 0 0 0 0 2

Bioenergetica e Biologia molecolare delle piante

Commessa: Bioenergetica e Biologia molecolare delle piante Progetto: Biofisica e Soft MatterDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: ZUCCHELLI GIUSEPPE

Risultati conseguiti Produzione in vitro dell'antenna esterna del fotosistema II CP29, sia nativa sia mutata nei siti di legame delle clorofille che assorbono a più bassa energia. Misure degli spettri di assorbimento, fluorescenza e dicroismo circolare, e dei decadimenti della fluorescenza di tale complesso clorofilla-proteina. Dimostrazione che le caratteristiche delle bande di assorbimento delle clorofille ad energia minore sono eterogenee. Dimostrazione dell'assenza di interazioni eccitoniche fra le clorofille che assorbono a bassa energia. Dimostrazione dell'assenza dei cosiddetti siti misti di legame, cioè siti che possono legare sia clorofilla a sia clorofilla b, per le clorofille più rosse. Dimostrazione che il carattere multiplo del decadimento della fluorescenza in CP29 non è dovuto alla presenza di un conformero proteico smorzato in fluorescenza, come comunemente suggerito, ma alle interazioni con il detergente. Misure di assorbimento allo stato stazionario e di decadimento della fluorescenza nei complessi isolati dell'antenna interna (CP47 e CP43) del fotosistema II eseguite a temperatura ambiente. Costruzione di un modello cinetico sequenziale che descrive i dati in maniera consistente. Indicazione della presenza di processi cinetici sorprendentemente veloci all'interno dei complessi antenna. La presenza di tali processi ultrarapidi contraddice l'idea corrente che i processi di trasferimento dell'energia nell'antenna interna rappresentino, invece, un passo limitante nella cinetica dei processi primari nel fotosistema II intatto. Ottenimento delle energie di transizione delle clorofille legate alle proteine dell'antenna esterna LHCII del fotosistema II analizzando le deformazioni dell'anello tetrapirrolico ottenute dai dati cristallografici. Tentativi di ricostruzione dello spettro di assorbimento sperimentale di LHCII partendo dai dati strutturali. Produzione di una serie di mutanti S/D o S/A per l'analisi del ruolo della fosforilazione in serina nella regolazione dell'isoforma ACA8 della Ca2+ ATPasi della membrana plasmatica di Arabidopsis thaliana. L'analisi di detti mutanti indica che la fosforilazione dei residui S19, S22 e S27 determina

una parziale attivazione dell'enzima indipendente da calmodulina (CaM) mentre sembrerebbe che la fosforilazione del residuo S29 moduli negativamente l'affinità dell'enzima per la CaM. Produzione in E. coli e purificazione di proteine di fusione dei primi 116 aa di ACA8, WT e mutata S/A o S/D, con una coda di His, allo scopo di analizzare finemente l'effetto di queste mutazioni sull'interazione con la CaM. La cinetica d'interazione di tali proteine con la CaM verrà analizzata tramite risonanza plasmonica di superficie. Produzione in E. coli e purificazione di diverse isoforme di protein-kinasi Ca-dipendente. Ottenimento di proteine chimeriche che legano a delta74-ACA8 il C-terminus di un'isoforma di Ca2+ ATPasi di tipo 2B animale: la loro parziale autoinibizione dimostra che i domini terminali regolativi di queste proteine sono interscambiabili, pur essendo localizzati rispettivamente al N-terminus e al C-terminus della proteina. Dimostrazione che un virus di Chlorella codifica per una Ca2+ ATPasi funzionale che, pur essendo classificabile come appartenente al gruppo 2B, manca del dominio di legame per la CaM e, oltre a Ca2+, è in grado di trasportare Mn2+. Purificazione dell'inibitore della catalasi indotta da fusicoccina in cellule di Arabidopsis thaliana, effettuata mediante estrazione sequenziale contro CH2Cl2 del mezzo di incubazione di cellule trattate con fusiccoccina. Conferma che l'inibitore appartiene alla classe degli acidi organici e dimostrazione che la sua produzione è uno degli effetti della tossina indipendenti dalla sua azione primaria sulla H +-ATPasi della membrana plasmatica. Cristallizzazione dei domini citosolici dei canali HCN1, HCN2 e HCN4. Effettuate le misure di binding di cAMP al sito di legame CNBD degli stessi. Produzione di frammenti FAB, purificati da anticorpi monoclonali sviluppati contro il canale Kcv. Produzione e purificazione del dominio citosolico del canale vegetale KAT1. Clonaggio ed espressione di domini citosolici di altri canali delle piante: AtKC1, GORK, SKOR, CNGC3. Identificazione e caratterizzazione di alcuni targets diretti del complesso proteico STK-SEP3, complesso in grado di regolare lo sviluppo dell'ovulo dalla formazione del primordio fino alla formazione del seme, che sono risultati coinvolti nelle fasi tardive della fecondazione. Caratterizzazione del legame del complesso SEP3-STK in vitro e in planta. Analisi dettagliata della regolazione della trascrizione di STK e caratterizzazione dei fattori coinvolti nel cambiamento conformazionale della regione regolativa di STK.


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2010 0 12 0 0 1 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniGerhard Thiel, Technische Universität Darmstadt, Darmstadt Germania. Moroni, Romani.

Daniel Minor, Cardiovascular Research Institute, Departments of Biochemistry and Biophysics and Cellular and Molecular Pharmacology, California Institute for Quantitative Biomedical Research, University of California, USA. Moroni, Romani

James Van Etten, University of Nebraska, Department of Plant Pathology, Lincoln, NE USA. Moroni, Romani

Ulf Peter Hansen, University of Kiel, Center of Biochemistry and Molecular Biology, Kiel, Germany. Moroni, Romani

M. Bolognesi e M. Nardini, Dip. Scienze Biomolecolari e Biotecnologie, Università degli Studi di Milano, Milano. Moroni, DeMichelis

E. Carafoli e G. Zanotti, Università di Padova, Dipartimento di Biochimica, Padova, Italy , DeMichelis, Beffagna

Armando Carpaneto, IBF Genova. Basso

Bao-Rong Lu, Department of Ecology and Evolutionary Biology, Fudan University, Shanghai 200433 China. Basso

Laboratoire de Biochimie et Physiologie Moleculaire des Plantes, CNRS UMR 5004, Montpellier Cedex 1, France. Soave

Instituto de Investigaciones Biológicas, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad Nacional de Mar del Plata, Mar del Plata, Argentina. Soave

Institut für Pflanzengenetik, Universität Hannover, Hannover, Germany. Soave

Alfred R. Holzwarth, Max-Plank-institut fur Bioanorganische Chemie, Muelheim a.d. Ruhr, Germany. Zucchelli




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Struttura e dinamica di proteine

Commessa: Struttura e dinamica di proteineProgetto: Biofisica e Soft MatterDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: STRAMBINI GIOVANNI BATTISTA

Risultati conseguiti I risultati conseguiti si possono sintetizzare come segue:- Dimostrazione che l'acrilonitrile è un importante quencher della fosforescenza del Triptofano in proteine con dimensione molecolare intermedia fra l'O2 e l'acrilamide. Studi comparati della diffusione dell'acrilonitrile all'interno di proteine modello hanno dimostrato una sensibilità elevata nel rilevare cambiamenti di dinamica strutturale indotti dal binding di ligandi ed effettori allosterici. In

aggiunta all'acrilonitrile, sono stati individuati derivati dell'acrilamide di varie dimensioni molecolari che hanno esteso la gamma delle ampiezze delle fluttuazioni strutturali monitorabili tramite la diffusione di soluti all'interno di proteine. - Esperimenti di quenching della fosforescenza in proteine modello, con soluti di varie dimensioni molecolari, hanno evidenziato che moti di piccola ampiezza- alta frequenza pervadono la struttura globulare, permettendo una diffusione relativamente indisturbata di molecole di-atomiche in profondità, e attraverso domini compatti, della macromolecola. Riguardo i moti di larga ampiezza, sono state rivelate enormi variazioni in frequenza fra siti diversi della struttura. In alcuni domini compatti la migrazione interna di soluti diminuisce in modo esponenziale con il peso molecolare, con un cut off intorno alla grandezza dell'acrilamide (Mw = 71). Al contrario, in alcune regioni più superficiali della struttura globulare sono stati evidenziati moti a bassa barriera energetica d'ampiezza inaspettatamente grande che permette la penetrazione di soluti anche molto voluminosi. E' stato dimostrato che la sensibilità della struttura dinamica alle condizioni ambientali ed alle interazioni con ligandi è direttamente correlata all'ampiezza dei moti.- Lo studio su 20 mutanti del dominio C del trasportatore di mannitolo ha portato alla formulazione di nuove ipotesi sul ruolo del motivo GIXE e dell'interazione fra domini B e C nel meccanismo di trasporto del mannitolo dal periplasma al citoplasma in E.coli.- Dimostrazione che la membrana d'emodialisi ad Alto Flusso ha un'elevata capacità filtrante, un dato in pieno accordo con gli esami chimico-clinici. Evidenziate modifiche post-transduzionali (differenti livelli di fosforilazione) in alcune proteine dall'analisi proteomica del filtrato.- Tramite cinetica di unfolding/refolding di azurrina WT in funzione della temperatura e pressione sono stati determinati i parametri termodinamici di attivazione, ”G* e ”V*, del processo.


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2010 0 3 0 0 1 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniSabato D'auria dell'Istituto di Biochimica delle Proteine CNR Naples - Italy

Jaap Broos, Dr. Departments of Biophysical and Physical Chemistry, University of Groningen, Groningen, The Netherlands

J. Baz Jackson School of Biochemistry, University of Birmingham, Edgbaston, Birmingham, UK

Department of Biochemical Sciences and Research Centre on the Molecular Basis of Neurodegeneration, University of FlorenceFlorence, Italy.

Consulenza scientifica alla ProteogenBio per la modica chimica di alcuni enzimi proteolitici.

Lange R., (INSERM, Montpellier, France)

Morganti L. (Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares – IPEN – CNEN/SP, Centro de Biotecnologia São Paulo, Brazil)




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Meccanismi molecolari della permeabilità di membrana

Commessa: Meccanismi molecolari della permeabilità di membranaProgetto: Biofisica e Soft MatterDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: PUSCH MICHAEL

Risultati conseguiti Abbiamo ulteriormente potenziato il sistema di calcolo parallelo per dinamica molecolare. Abbiamo studiato con questi metodi l'interazione tra i domini leganti nucleotidi (NBD), i domini transmembrana e i nucleotidi della CFTR e abbiamo analizzato l'influenza di mutazioni che producono la fibrosi cistica. In collaborazione con Paolo Tammaro dell'Università di Manchester abbiamo messo a punto il modello molecolare di un canale del potassio sensibile ad ATP, normalmente presente nei vasi sanguini; questo modello è stato utilizzato per confrontare le previsioni teoriche e i dati esperimentali ottenuti mediante esperimenti di elettrofisiologia.Abbiamo realizzato due sessioni di lavoro con luce di sincrotrone, una ad Elettra (Trieste) e la seconda al ESRF (Grenoble); mediante esperimenti di SAXS, abbiamo ottenuto dati sulla struttura del dominio NBD della CFTR in diverse condizioni esperimentali ed ananlizzato l'effetto di potenziatori sulla struttura. I dati sono tuttora in corso di analisi, ma i primi risultati ci permettono di affermare che sarà possibile descrivere le proprietà strutturali di questi domini della CFTR con un risoluzione da 9 a 12 Å. Durante la sessione di lavoro al sincrotrone abbiamo anche studiato le proprietà di legame della proteina FnBP e della fibronectina, in collaborazione con Livia Visai dell'Università di Pavia.

Abbiamo identificato dei residui critici per la sensibilità dei canali CLC-K al calcio e al pH extracellulare. Inoltre abbiamo abbiamo individuato alcuni amminoacidi del canale CLC-Ka che influenzano fortemente l'effetto attivante del acido niflumico.

E' stato caratterizzato il corredo di canali ionici presenti nelle cellule di neuroblastoma SKNBE.


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2010 0 8 1 0 0 0 0 0 2 0

Principali collaborazioniLab. Genetica Molecolare, Ist. Gaslini, GenovaDepartment of Physiology, University of Bristol, UKDipartimento di Biochimica "A.Castellani", Università di PaviaDipartimento di Farmacobiologia, Università BariWeill Cornell Medical College, Cornell University, New York City, USAResearch Centre for Plant Growth and Development, School of Biological Sciences and Conservation, University of KwaZulu-Natal, Pietermaritzburg, Scottsville 3209, South AfricaDipartimento di Ingegneria biofisica ed elettronica (Dibe) Università di GenovaDipartimento di Ingegneria Elettrica ed Elettronica Università di CagliariDipartimento di Oncologia, Biologia e Genetica, Università di GenovaDr. Bruno Gasnier. Research Director IBPC (Institut de Biologie Physico- Chimique) UPR1929 CNRS Paris France : [email protected]




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Biodispositivi e Biomolecole

Commessa: Biodispositivi e BiomolecoleProgetto: Biofisica e Soft MatterDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: GUALTIERI PAOLO

Risultati conseguiti Abbiamo isolato un alga genus novus species nova appartenete alle divisione delle Chlorophyta di particolare interesse biotecnologico.

Sono iniziate le prove di formulazione di preparati cosmetici a base di ²-glucano solubilizzato per esperimenti di riduzione delle rughe dovute all'età.

Sovra espressione delle proteine visive partendo da plasmidi contenente i geni GU138075,

GU138076 e GQ402542.

E' stato messo a punto il sistema automatico in microspettroscopia e in microscopia digitale come sistema per la classificazione di specie algali.


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2010 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniCollaborazioni scientifiche con Enti ed Istituzioni Ricerche sui sensori per early warning Universrità di tor Vergata, Prof. Patrizia AlbertanoIn-TIME – Innovation-Technologies, Information and Methodologies for the Earth s.r.l., Dr.Maurizio AmbrasanioCNR, Istituto per lo Studio degli Ecosistemi, Dr Beatrice PezzarossaRicerche sulla genomica"Cooperativa l'Uovo di Colombo" di Viareggio, Dr. Antonio Barsanti




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Commessa: Commessa gestionale per istituti TAProgetto: Progetto per CDS 501 Dipartimento Terra e AmbienteDipartimento: Terra e AmbienteResponsabile: GAMBALE FRANCO



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dinamica della sostanza organica disciolta (DOM) in mare

Commessa: Circolazione e produttività del mareProgetto: Il sistema terra: interazioni tra terra solida, mare, acque interne, atmosfera e

biosferaDipartimento: Terra e AmbienteResponsabile: SERITTI ALFREDO

Risultati conseguiti È stato dimostrato che la DOM gioca un ruolo importante nel sequestro di carbonio sia attraverso il suo export durante la formazione di acque profonde che attraverso il suo accumulo nel mixed layer e successivo trasporto nei periodi di mescolamento. Il DOC esportato è semi-labile ed è quindi velocemente utilizzato dai batteri con un forte impatto sull'ecosistema marino profondo. È stato osservato che i flussi di C possono essere modificati dall'impatto antropico in aree costiere, e da un cambiamento nella stratificazione della colonna d'acqua in zone di mare aperto. Un'analisi preliminare delle proprietà ottiche della CDOM (spettri di assorbimento e matrici di eccitazione ed emissione) ha consentito di ottenere i primi dati per una vasta area del Mediterraneo Occidentale e di ricavare informazioni originali sui gruppi di fluorofori presenti nel suo pool. Lo studio della

distribuzione superficiale del DOC e dell'assorbimento della CDOM in diverse aree del Mar Mediterraneo ha consentito di evidenziare l'importante ruolo sia della fotodegradazione, quale principale processo di rimozione della CDOM in mare, che delle diverse strutture fisiche nel determinare la distribuzione di DOC e CDOM. Le misure di assorbimento sono state anche utilizzate per fornire i primi dati necessari per procedere ad una validazione degli algoritmi che consentono di stimare la distribuzione della CDOM da satellite. Nell'ambito del progetto COASTALT è stata definita una metodologia da assumere come standard per il controllo di qualità e validazione dei prodotti altimetrici costieri. Quindi si è proceduto alla implementazione del codice e sono stati eseguiti i primi test con i prodotti sperimentali che hanno permesso di raffinare le tecniche di processamento. In parallelo, l'area di Pianosa è stata individuata come sito pilota per i prodotti altimetrici costieri finali.


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2010 0 3 1 2 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniStazione Zoologica A. Dhorn (Napoli); Centro Ricerche ENEA (Frascati); Istituto Nazionale di Oceanografia e di Geofisica Sperimentale – OGS; CNRS-Centre d'Oceanologie de Marseille; University of Maryland; Université de Perpignan; Laboratorio di Spettroscopia Ambientale, Dip. Farmaco Chimico Tecnologico (UNI Siena); Marine Environment Research Centre (ENEA- La Spezia); CNR/ISAC.




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Meccanismi di risposta cellulare a contaminanti ambientali

Commessa: Qualità degli ambienti lagunari e di transizioneProgetto: Qualità dei sistemi ambientali

Dipartimento: Terra e AmbienteResponsabile: MORELLI ELISABETTA

Risultati conseguiti Sono state identificate 16 proteine differenzialmente espresse nella transizione del lievito Pichia fermentans da forma lievitiforme a forma pseudoifale patogena. In C. Clementina, esposta ad attacco di T. urticae o trattamento con MeJa, sono state identificate 35 proteine differenzialmente espresse, fra le quali importanti proteine coinvolte nella fotosintesi. Nello studio dei marcatori precoci di stress negli agrumi è stato identificato un meccanismo di "splicing alternativo", che sembra rispondere specificatamente quando la pianta di C. clementina è infestata da T. urticae o trattata con MeJa. Sono state identificate 23 proteine differenzialmente espresse nelle foglie diploidi o tetraploidi delle specie di agrumi esposte a stress salino. I risultati ottenuti mostrano che alcune proteine, come la vacuolar-type (H)(+)-ATPase e la casein lytic Heat shock 100, potrebbero giocare un ruolo importante nei meccanismi di tolleranza alla salinità degli agrumi. Sono state effettuate varie prove per mettere a punto un protocollo per la separazione bidimensionale delle proteine di H. diversicolor. Nonostante i miglioramenti ottenuti nella risoluzione delle proteine, le sostanze interferenti non permettono di ottenere delle mappe proteiche ripetibili. Nell'ambito del progetto bilaterale con il Marocco sono state individuate mediante 2D e spettrometria di massa, alcune isoforme di Hsp 101 che sembrano coinvolte nella risposta allo stress idrico e termico. E' iniziato uno studio riguardante la valutazione del rischio di nanoparticelle ingegnerizzate (ENPs) per l'ambiente e per gli organismi viventi. Date le competenze presenti nel Gruppo, la ricerca è stata focalizzata su ENPs basate su metalli pesanti, tipo Quantum Dots (QDs). I risultati ottenuti hanno riguardato: a) l'ottimizzazione di una procedura di solubilizzazione in acqua di nanoparticelle di CdSe , tramite l'impiego di PSMA, Poly(styrene-co-maleic-anhydride). Questo polimero anfifilico, unito all'etanolammina come agente "ring-opening" riveste la nanoparticella di uno strato idrosolubile, che permette il passaggio in acqua delle QDs idrofobiche. Tale trattamento costituisce il punto di partenza per poter eseguire esperimenti di esposizione di alghe fitoplanctoniche in ambiente acquoso; b) la sintesi e la caratterizzazione tramite tecniche cromatografiche e spettroscopiche di nanoparticelle di CdS rivestite di glutatione (d = 2.5 nm) da essere utilizzate per uno studio sulle interazioni proteine-nanoparticelle. Nell' ambito dello studio sulla capacità di fitodepurazione di piante di Brassica juncea cresciute in sedimenti contaminati da boro, i nostri risultati hanno evidenziato che i trattamenti con urea hanno incrementato la biomassa e parallelamente hanno ridotto lo stress ossidativo, misurato come attività enzimatica e non-enzimatica, indotto dalla presenza di alte concentrazioni di boro.


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Principali collaborazioniCNR/ISMAR; CNR/IBBA; CNR/ISE; CNR/ICCOM; CNR/IFC; NRA/SUPAGRO Montpellier Francia; INRA- UR GEQUA - Corsica; Dip. Ecologia, Etologia e Evoluzione (UNI Pisa); Dipartimento di Protezione delle Piante e Dipartimento di Scienze Ambientali ed Agroalimentari (UNI Sassari); Istituto di Biotecnologie Biochimiche (UNI Politecnica delle Marche), Université Hassan II- Mohammedia, Marocco; Istituto MICALIS (INRA, Parigi); Instituto de Ciencias Marinas de Andalucia (CSIC, Spagna).




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Metodi matematici per la fisica

Responsabile: DE MICHELI ENRICO



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Ricerca di base in Biofisica

Responsabile: CONTI FRANCO



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Ruolo dellalfacaseina sulla aggregazione di biomolecole

Responsabile: BULONE DONATELLA



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Individuazione di cromofori liberi o legati a proteine in cilia di ciliati fotosensibili mediante tecniche microscopiche, spettroscopiche e biochimiche

Responsabile: CHECCUCCI GIOVANNI



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Metodi matematici per la fisica

Responsabile: DE MICHELI ENRICO



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Interazioni intermolecolari in soluzioni metastabili di proteine.

Responsabile: MANNO MAURO



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Phytoremediation di ambienti acquatici e terrestri da mercurio

Responsabile: RISTORI TORQUATO



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Studio combinato teoricosperimentale di composti naturali con proprietà antitumorali, antiossidanti e modulatori immunitari. Sviluppo di nuovi composti e sintesi di isomeri enantiopuri

Responsabile: TURCHI GINO



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1 Bonza M.C., Martin H., Kang M., Lewis G., Greiner T., Giacometti S., Van Etten J.L., De Michelis M.I., Thiel G., Moroni A. - A functional calcium transporting ATPase encoded by Chlorella viruses. - JOURNAL OF GENERAL VIROLOGY, Vol. 91, Pagg. 2620-2629

2 Gradogna A, Babini E, Picollo A, Pusch M. - A regulatory calcium-binding site at the subunit interface of CLC-K kidney chloride channels - JOURNAL OF GENERAL PHYSIOLOGY, Vol. 136, Pagg. 311-323

3 Frassanito AM, Barsanti L, Passarelli V, Evangelista V, Gualtieri P - A rhodopsin-like protein in Cyanophora paradoxa: gene sequence and protein immunolocalization. - CELLULAR AND MOLECULAR LIFE SCIENCES, Vol. 67, Pagg. 965-971

4 Morse TM, Carnevale NT, Mutalik PG, Migliore M and Shepherd GM - Abnormal excitability of oblique dendrites implicated in early Alzheimer's: a computational study. - FRONTIERS IN NEURAL CIRCUITS, Vol. 4, Pagg. 16-1-16-11

5 Strambini GB, Gonnelli M. - Acrylonitrile quenching of trp phosphorescence in proteins: a probe of the internal flexibility of the globular fold. - BIOPHYSICAL JOURNAL, Vol. 99, Pagg. 944-952

6 Andersen C. B., Manno M., Rischel C., Thórólfsson M., and Martorana V. - Aggregation of a multidomain protein: A coagulation mechanism governs aggregation of a model IgG1 antibody under weak thermal stress - PROTEIN SCIENCE, Vol. 19, Pagg. 279-290

7 Spiga S., A. Lintas, M. Migliore and M. Diana - Altered architecture and functional consequences of the mesolimbic dopamine system in cannabis dependence: pre and post synaptic elements - ADDICTION BIOLOGY, Vol. 15, Pagg. 266-276

8 Manno M., D. Giacomazza, J. Newman, V. Martorana and P.L. San Biagio - Amyloid gels: precocious appearance of elastic properties during the formation of an insulin fibrillar network - LANGMUIR, Vol. 26, Pagg. 1424-1426

9 Pedersen J.S., Andersen C.B., Otzen D.E. - Amyloid structure - one but not the same: the many levels of fibrillar polymorphism - FEBS JOURNAL, Vol. 277, Pagg. 4591-4601

10 Belgio E, Casazza AP, Zucchelli G, Garlaschi FM, Jennings RC. - Band Shape Heterogeneity of the Low-Energy Chlorophylls of CP29: Absence of Mixed Binding Sites and Excitonic Interactions. - BIOCHEMISTRY, Vol. 49, Pagg. 882-892

11 Santabarbara S, Galuppini, Casazza, AP. - Bidirectional Electron Transfer in the Reaction Centre of Photosystem I. - JOURNAL OF INTEGRATIVE PLANT BIOLOGY, Vol. 52, Pagg. 735-749

12 Hirst A.R., Roy S., Arora M., Das A.K., Hodson N., Murray P., Marshall S., Javid N., Sefcik J., Boekhoven J., Van Esch J.H., Santabarbara S., Hunt N.T., Ulijn R.V. - Biocatalytic induction of supramolecular order - NATURE CHEMISTRY, Vol. 2, Pagg. 1089-1094

13 Bondì M.L., Craparo E.F., Giammona G., Drago F. - Brain-targeted solid lipid nanoparticles containing riluzole: preparation, characterization and biodistribution - NANOMEDICINE, Vol. 5, Pagg. 25-32

14 Zifarelli G, Pusch M. - CLC transport proteins in plants - FEBS LETTERS, Vol. 584, Pagg. 2122-2127

15 Sagheddu C., Boccaccio A., Dibattista M., Montani G., Tirindelli R. and Menini A. - Calcium concentration jumps reveal dynamic ion selectivity of calcium-activated chloride currents in mouse olfactory sensory neurons and TMEM16b-transfected HEK 293T. - JOURNAL OF PHYSIOLOGY-LONDON, Vol. 588, Pagg. 4189-4204

16 Vetri V., Carrotta R., Picone P., Di Carlo M., Militello V - Concanavalin A aggregation and toxicity on cell cultures - BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-PROTEINS AND PROTEOMICS, Vol. 1804, Pagg. 173-183

17 Santinelli C., Nannicini L., Seritti A. - DOC dynamics in the meso and bathypelagic layers of the Mediterranean Sea. - DEEP-SEA RESEARCH PART II-TOPICAL STUDIES IN OCEANOGRAPHY, Vol. 57, Pagg. 1446-1459

18 Bruzzone S, Basile G, Chothi MP, Nobbio L, Usai C, Jacchetti E, Schenone A, Guse AH, Di Virgilio F, De Flora A, Zocchi E. - Diadenosine homodinucleotide products of ADP-ribosyl cyclases behave as modulators of the purinergic receptor P2X7. - JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY, Vol. 285, Pagg. 21165-21174

19 Santabarbara S., Kuprov I., Poluektov O., Casal A., Russel C.A., Purton S., Evans M.C. - Directionality of electron-transfer reactions in Photosystem I of Prokaryotes: Universality of the bidirectional Electron-Transfer model - JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B, Vol. 114, Pagg. 15158-15171

20 Pini V., Tiribilli B., Gambi C.M.C., Vassalli M., - Dynamical characterization of vibrating AFM cantilevers forced by photothermal excitation - PHYSICAL REVIEW B, Vol. 81, Pagg. 054302-

21 Bracchini L., Dattilo A.M, Hull V, Loiselle S.A, Nannicini L.., Picchi M.P., Ricci M., Santinelli C., Seritti A. Tognazzi A., Rossi C. - Dynamics of chromophoric dissolved organic matter in a stratified mountain lake. - PHOTOCHEMICAL & PHOTOBIOLOGICAL SCIENCES, Vol. 9, Pagg. 304-314

22 Rebolj,K., Bakrac B., Garvas M., Ota K., Sentjurc M., Potrich C., Coraiola M., Tomazzolli R., Dalla Serra M., Macek P., and Sepcic K.. - EPR and FTIR studies reveal the importance of highly ordered sterol-enriched membrane domains for ostreolysin activity. - BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-BIOMEMBRANES, Vol. 1798, Pagg. 891-902

23 Bramanti E., F. Lenci, Sgarbossa A. - Effects of hypericin on the structure and aggregation properties of beta-amyloid peptides - EUROPEAN BIOPHYSICS JOURNAL WITH BIOPHYSICS LETTERS, Vol. 39, Pagg. 1493-1501

24 Pitarresi G., Palumbo F.S., Fiorica C., Calascibetta F., Giammona G. - Electrospinning of a,b-poly(N.2-hydroxyethyl)-DL-aspertamide-graft-polylactic acid to produce-a fibrillar scaffold. - EUROPEAN POLYMER JOURNAL, Vol. 46, Pagg. 181-184

25 Casazza AP, Szczepaniak M, Müller MG, Zucchelli G, Holzwarth AR. - Energy transfer processes in the isolated core antenna complexes CP43 and CP47 of photosystem II. - BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-BIOENERGETICS, Vol. 1797, Pagg. 1606-1616

26 Alloisio S, Di Garbo A, Barbieri R, Bozzo L, Ferroni S, Nobile M. - Evidence for two conductive pathways in P2X(7) receptor: differences in modulation and selectivity. - JOURNAL OF NEUROCHEMISTRY, Vol. 113, Pagg. 786-906

27 Kaziannis S., Santabarbara S., Wright J.A., Greetham G.M., Towrie M., Parker A.W., Pickett C.J., Hunt N.T. - Femtosecond to microsecond photochemistry of a [FeFe]hydrogenase enzyme model compound - JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B, Vol. 114, Pagg. 15370-15379

28 Strambini GB, Gonnelli M. - Fluorescence quenching of buried Trp residues by acrylamide does not require penetration of the protein fold. - JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B, Vol. 114, Pagg. 1089-1093

29 Licciardi M., Paolino D., Celia C., Giammona G., Cavallaro G., Fresta M. - Folate-Targeted supramolecular vesicular aggregates based on polyaspartyl – hydrazide copolymers for the selective delivery of antitumoral drugs. - BIOMATERIALS, Vol. 31, Pagg. 7340-7354

30 Ramoino P, Milanese M, Candiani S, Diaspro A, Fato M, Usai C, Bonanno G. - Gamma-amino butyric acid (GABA) release in the ciliated protozoon Paramecium occurs by neuronal-like exocytosis. - JOURNAL OF EXPERIMENTAL BIOLOGY, Vol. 213, Pagg. 1251-1258

31 Andersen, C.B., Hicks, M.R., Vetri, V., Vandahl, B., Rahbek-Nielsen, H., Thogersen, H., Thogersen, I.B., Enghild, J.J., Serpell, L.C., Rischel, C., Otzen - Glucagon Fibril Polymorphism Reflects Differences in Protofilament Backbone Structure - JOURNAL OF MOLECULAR BIOLOGY, Vol. 397, Pagg. 932-946

32 Marchetti L., Comelli L., DʼInnocenzo B., Puzzi L., Luin S., Arosio D., Calvello M., Mendoza-Maldonado R., Peverali F., Trovato F., Riva S., Biamonti G., Abdurashidova G., Beltram F., Falaschi A. - Homeotic proteins participate in the function of human-DNA replication origins - NUCLEIC ACIDS RESEARCH, Vol. 38, Pagg. 8105-8119

33 Zifarelli G, Liantonio A, Gradogna A, Picollo A, Gramegna G, De Bellis M, Murgia AR, Babini E, Camerino DC, Pusch M. - Identification of sites responsible for the potentiating effect of niflumic acid on ClC-Ka kidney chloride channels. - BRITISH JOURNAL OF PHARMACOLOGY, Vol. 160, Pagg. 1652-1661

34 Milanese M, Zappettini S, Jacchetti E, Bonifacino T, Cervetto C, Usai C, Bonanno G. - In vitro activation of GAT1 transporters expressed in spinal cord gliosomes stimulates glutamate release that is abnormally elevated in the SOD1/G93A(+) mouse model of amyotrophic lateral sclerosis. - JOURNAL OF NEUROCHEMISTRY, Vol. 113, Pagg. 489-501

35 Morandini P. - Inactivation of allergens and toxins - NEW BIOTECHNOLOGY, Vol. 27, Pagg. 482-493

36 Di Carlo, M., P. Picone, R. Carrotta, D. Giacomazza, P. L. San Biagio. - Insulin promotes survival of amyloid-beta oligomers neuroblastoma damaged cells via caspase 9 inhibition and Hsp70 upregulation - JOURNAL OF BIOMEDICINE AND BIOTECHNOLOGY, Vol. 2010, Pagg. 147835-

37 Santabarbara S, Reifschneider,K, Jasaitis A, Gu FF, Agostini G , Carbonera D, Rappaport F, Redding KE. - Interquinone Electron Transfer in Photosystem I As Evidenced by Altering the Hydrogen Bond Strength to the Phylloquinone(s). - JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B, Vol. 114, Pagg. 9300-9312

38 Raccosta, S., Manno, M., Bulone, D., Giacomazza, D., Militello, V., Martorana, V. & San Biagio, P. L. - Irreversible gelation of thermally unfolded lysozyme: structural and mechanical properties of lysozyme aggregates - EUROPEAN BIOPHYSICS JOURNAL WITH BIOPHYSICS LETTERS, Vol. 39, Pagg. 1007-1017

39 Guella, G., Frassanito R., Mancini I., Sandron T., Modeo L., Verni F., Dini F., Petroni G. - Keronopsamides, a New Class of Pigments from Marine Ciliates. - EUROPEAN JOURNAL OF ORGANIC CHEMISTRY, Vol. 3, Pagg. 427-434

40 Ascoli G., S. Gasparini, V. Medinilla, and M. Migliore - Local Control of Post-Inhibitory Rebound Spiking in CA1 Pyramidal Neuron Dendrites - JOURNAL OF NEUROSCIENCE, Vol. 30, Pagg. 6434-6442

41 Petecchia L., Sabatini F., Usai C., Carnevali S., Ognibene M., Vanni C., Eva A., Fabbri L.M., Rossi G.A., Ricciardolo F.L. - Mechanisms of bradykinin-induced contraction in human fetal lung fibroblasts - EUROPEAN RESPIRATORY JOURNAL, Vol. 36, Pagg. 655-664

42 Guermazi W., Sellami-kammoun A., Elloumi J., Drira Z., Aleya L., MARANGONI R., Ayadi H., Maalej S. - Microalgal cryopreservation using Dimethyl Sulfoxide (Me2SO) coupled with two freezing protocols: influence on the fatty acid profile - JOURNAL OF THERMAL BIOLOGY, Vol. 35, Pagg. 175-181

43 Moran O. - Model of the cAMP activation of chloride transport by CFTR channel and the mechanism of potentiators. - JOURNAL OF THEORETICAL BIOLOGY, Vol. 262, Pagg. 73-79

44 G-Enri J., Vignudelli S., Quartly G. D., Gommenginger C.P., Cipollini P., P.G. Challenor, Benveniste J - Modeling Envisat RA-2 waveforms in the coastal zone: case-study of calm water contamination - IEEE GEOSCIENCE AND REMOTE SENSING LETTERS, Vol. 7, Pagg. 474-478

45 Sato A., F. Gambale, I. Dreyer, N. Uozumi - Modulation of the Arabidopsis KAT1 channel by an activator of protein kinase C in Xenopus laevis oocytes - FEBS JOURNAL, Vol. 277, Pagg. 2318-2328

46 Pangrazio A, Pusch M, Caldana E, Frattini A, Lanino E, Tamhankar PM, Phadke S, Lopez AG, Orchard P, Mihci E, Abinun M, Wright M, Vettenranta K, Bariae I, Melis D, Tezcan I, Baumann C, Locatelli F, Zecca M, Horwitz E, Mansour LS, Van Roij M, Vezzoni P, Vil - Molecular and clinical heterogeneity in CLCN7-dependent osteopetrosis: report of 20 novel mutations. - HUMAN MUTATION, Vol. 31, Pagg. e1071-e1080

47 Bisignano P, Moran O. - Molecular dynamics analysis of the wild type and dF508 mutant structures of the human CFTR-nucleotide binding domain 1. - BIOCHIMIE, Vol. 92, Pagg. 51-57

48 Cavallaro G., Licciardi M., Scirè S., Di Stefano M., Giammona G. - New pegylated polyaspartamide-based polyplexes as gene delivery vectors. - NANOMEDICINE, Vol. 5, Pagg. 243-258

49 Licciardi M., Cavallaro G., Di Stefano M., Pitarresi G., Fiorica C., Giammona G. - New self-assembling polyaspartylhydrazide copolymer micelles for anticancer drug delivery. - INTERNATIONAL JOURNAL OF PHARMACEUTICS, Vol. 396, Pagg. 219-228

50 Bros J., De Micheli E. Viano G.A. - Nonlocal Potentials and Complex Angular Momentum Theory - ANNALES HENRI POINCARE, Vol. 11, Pagg. 659-764

51 Licciardi M., Grassi M.,Di Stefno M., FeruglioL., Giuliano G., Valenti S., Cappelli A., Giammona G. - Peg-Benzofulvene copolymer hydrogels for antibody delivery. - INTERNATIONAL JOURNAL OF PHARMACEUTICS, Vol. 390, Pagg. 183-190

52 Giacomazza D. - Preface to special issue for the XIX meeting of the Italian Society of Pure and Applied Biophysics - EUROPEAN BIOPHYSICS JOURNAL WITH BIOPHYSICS LETTERS, Vol. 39, Pagg. 867-

53 Ricca, M.E., Foderà, V., Giacomazza, D., Leone, M., Spadaro, G., Dispenza, C. - Probing the internal environment f PVP network generated by irradiation of different sources - COLLOID AND POLYMER SCIENCE, Vol. 288, Pagg. 969-980

54 Sbrana F, Fanelli D, Vassalli M, Carresi L, Scala A, Pazzagli L, Cappugi G, Tiribilli B. - Progressive pearl necklace collapse mechanism for cerato-ulmin aggregation film - EUROPEAN BIOPHYSICS JOURNAL WITH BIOPHYSICS LETTERS, Vol. 39, Pagg. 971-977

55 Strambini GB, Gonnelli M. - Protein phosphorescence quenching: distinction between quencher penetration and external quenching mechanisms. - JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B, Vol. 114, Pagg. 9691-9697

56 Guarrasi, V., Mangione, M.R., Sanfratello, V., Martorana, V., Bulone, D. - Quantification of underivatized fatty acids from vegetable oils by HPLC-UV - JOURNAL OF CHROMATOGRAPHIC SCIENCE, Vol. 48, Pagg. 663-668

57 Cossu F., Malvezzi F., Canevari G., Mastrangelo E., Lecis D., Delia D., Seneci P., Scolastico C., Bolognesi M., Milani M. - Recognition of Smac-mimetic compounds by the BIR domain of cIAP1 - PROTEIN SCIENCE, Vol. 19, Pagg. 2418-2429

58 Zifarelli G., Pusch M. - Relaxing messages from the sarcolemma - JOURNAL OF GENERAL PHYSIOLOGY, Vol. 136, Pagg. 593-596

59 Vassalli M., Pini V., Tiribilli B. - Role of the driving laser position on atomic force microscopy cantilevers excited by photothermal and radiation pressure effects - APPLIED PHYSICS LETTERS, Vol. 97, Pagg. 143105-

60 Voelker C., Gomez-Porras J.L., Becker D., Hamamoto S., Uozumi N, Gambale F., Mueller-Roeber B., Czempinski K., Dreyer I. - Roles of tandem-pore K+ channels in plants – a puzzle still to be solved - PLANT BIOLOGY, Vol. 12, Pagg. 56-63

61 Pitarresi G., Palumbo F.S., Albanese A., Fiorica C., Picone P., Giammona G. - Self-assembled amphiphilic hyaluronic acid graft copolymers for targeted release of antitumoral drug. - JOURNAL OF DRUG TARGETING, Vol. 18, Pagg. 264-276

62 Palumbo, F.S., Pitarresi, G., Albanese, A., Calascibetta, F., Giammona, G. - Self-assembling and auto-crosslinkable hyaluronic acid hydrogels with a fibrillar structure - ACTA BIOMATERIALIA, Vol. 6, Pagg. 195-204

63 Arosio D, Ricci F, Marchetti L, Gualdani R, Albertazzi L, Beltram F. - Simultaneous intracellular chloride and pH measurements using a GFP-based sensor. - NATURE METHODS , Vol. 7, Pagg. 516-518

64 Ravera S., Bianco B., Cugnoli C., Panfoli I., Calzia D., Morelli A. and Pepe I. M.. - Sinusoidal ELFMagnetic Fields Affect Acetylcholinesterase Activity in Cerebellum Synaptosomal Membranes. - BIOELECTROMAGNETICS, Vol. 31, Pagg. 270-276

65 Ferkinghoff-Borg J, Fonslet J, Andersen CB, Krishna S, Pigolotti S, Yagi H, Goto Y, Otzen D, Jensen MH. - Stop-and-go kinetics in amyloid fibrillation. - PHYSICAL REVIEW E, Vol. 82, Pagg. 010901-

66 Guella, G., Skropeta, D., Di Giuseppe, G., Dini F. - Structures, Biological Activities and Phylogenetic Relationships of Terpenoids from Marine Ciliates of the Genus Euplotes. - MARINE DRUGS, Vol. 8, Pagg. 2080-2116

67 Carpaneto A, Koepsell H, Bamberg E, Hedrich R, Geiger D - Sucrose- and H-dependent charge movements associated with the gating of sucrose transporter ZmSUT1. - PLOS ONE, Vol. 5, Pagg. e12605-

68 Sandolo C., Bulone D., Mangione M.R., Margheritelli S., Di Meo C., Alhaique F., Matricardi P., Coviello T. - Synergistic interaction of Locust Bean Gum and Xanthan investigated by rheology and light scattering - CARBOHYDRATE POLYMERS, Vol. 82, Pagg. 733-741

69 Henkel M, Mitzner D, Henklein P, Meyer-Almes FJ, Moroni A, DiFrancesco ML, Henkes LM, Kreim M, Kast SM, Schubert U, Thiel G. - The Proapoptotic Influenza A Virus Protein PB1-F2 Forms a Nonselective Ion Channel. - PLOS ONE, Vol. 5, Pagg. e11112-

70 Monaldi I., Vassalli M., Bachi A., Giovedi S., Millo E., Valtorta F., Raiteri R., Benfenati F., Fassio A. - The highly conserved synapsin domain E mediates synapsin dimerization and phospholipid vesicle clustering - BIOCHEMICAL JOURNAL, Vol. 426, Pagg. 55-64

71 Cardol P., De Paepe R., Franck F., Forti G., Finazzi G. - The onset of NPQ and ”µH+ upon illumination of dark adapted tobacco plants studied through the influence of mitochondrial electron transport - BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA ACTA-BIOENERGETICS, Vol. 1797, Pagg. 177-188

72 Wege S., Jossier M., Filleur S., Thomine S., Barbier-Brygoo H., Gambale F., De Angeli A. - The proline 160 in the selectivity filter of the Arabidopsis NO(3)(-)/H(+) exchanger AtCLCa is essential for nitrate accumulation in planta - PLANT JOURNAL, Vol. 63, Pagg. 861-869

73 Zifarelli G, Pusch M. - The role of protons in fast and slow gating of the Torpedo chloride channel ClC-0. - EUROPEAN BIOPHYSICS JOURNAL WITH BIOPHYSICS LETTERS, Vol. 39, Pagg. 869-875

74 Ricagno S., Pezzullo M., Barbiroli A., Manno M., Levantino M., Santangelo M.G., Bonomi F., Bolognesi M. - Two latent and two hyperstable polymeric froms of human neuroserpin - BIOPHYSICAL JOURNAL, Vol. 99, Pagg. 3402-3411

75 Apolloni S., Finocchi P., DʼAgnano I, Alloisio S., Nobile M., DʼAmbrosi N., Volonté C. - UDP exerts cytostatic and cytotoxic actions in human neuroblastoma SH-SY5Y cells over-expressing P2Y6 receptor. - NEUROCHEMISTRY INTERNATIONAL, Vol. 56, Pagg. 670-678

76 Di Garbo A., M. D. Johnston, S. J. Chapman, and P. K. Maini. - Variable renewal rate and growth properties of cell populations in colon crypts. - PHYSICAL REVIEW E, Vol. 81, Pagg. 061909-

Articoli non ISI

1 Vignudelli S., Benveniste J. - Coastal Altimetry Progresses Toward Applications - Eos Trans. AGU, Vol. 91, Pagg. 45-

2 Safiulina V.F., Caiati M.D., Sivakumaran S., Bisson G., Migliore M., Cherubini E. - Control of GABA Release at Mossy Fiber-CA3 Connections in the Developing Hippocampus - Frontiers in Synaptic Neuroscience, Vol. 2, Pagg. -

3 Migliore M., Hines M.L., McTavish T.S., Shepherd G.M. - Functional roles of distributed synaptic clusters in the mitral-granule cell network of the olfactory bulb - Frontiers in Integrative Neuroscience, Vol. 4, Pagg. -

4 Gradogna A., Pusch M. - Molecular pharmacology of kidney and inner ear CLC-K chloride channels - Frontiers in Pharmacology, Vol. 1, Pagg. -

5 Guarrasi V., Farina V., San Biagio P.L., Germanà M.A. - Naso elettronico con sensori MOS per discriminare 3 cultivar di Eriobotrya japonica Lindl - Italus Hortus, Vol. 17, Pagg. 103-108


1 Santinelli C., Abbate M., Buongiorno Nardelli B., Cerrati G., Colella S., Conte F., De Domenico E., Delfanti R., Gasparini G.P., Lavezza R., Mazzocchi M.G., Ribera D'alcalà M., Schroeder K., Seritti A., Smedile F., Tamburini C., Zingone A. - An integrated study of the early-spring carbon flux in the Western Mediterranean Sea. results of the SESAME-IT4 cruise - 39th CIESM Congress, Venice, Italy

2 Santinelli C., Ribera D'alcalà M., Civitarese G., Lavezza R., Seritti A. - DOC export below the mixed layer in the southern Adriatic Sea - 39th CIESM Congress, Venice, Italy

3 Casaleggio A., Guidotto T., Malavasi V., Rossi P. - Diastolic Heart Activity Inspection from Intracardiac Electrogram Analysis - Computing in Cardiology 2010, Belfast, Northern Ireland

4 Caselli M., Severi S., Casaleggio A. - Monophasic vs. Biphasic Stimulation of Single Cardiomyocite Cell: a Simulation Study - Computing in Cardiology, Belfast, Northern Ireland

Libri

1 Fantozzi L., Dini F., Morelli E. - Behaviour of autotrophic protists facing heavy metal challenges - , Lambert Academic Publishing, AG & Co.,

2 Migliore M, DB Jaffe, GA Ascoli - CA3 Cells: detailed and simplified pyramidal cells models - Hippocampal Microcircuits, Springer Series in Computational Neuroscience, Springer,

3 Strambini G.B. - Fluorescence and Phosphorescence Methods to Probe Protein Structure and Stability in Ice: The Case of Azurin - Formulation and Process Development Strategies for Manufacturing Biopharmaceutical, Jameel F. and Hershenson S. Editors, Wiley,

4 Thiel, G., Moroni, A., Dunigan, D., Van Etten, J.L. - Initial Events Associated with Virus PBCV-1 Infection of Chlorella NC64A. - Progress in Botany, Springer,

5 Gambale F., Bisignano A., Bregante M., Garaventa F., Faimali M. - Micro & macro. Mare: dalle alghe alle balene - , ERGA Edizioni,

6 Carpaneto A., Gutla P.V.K. and Gambale F - New approaches to study the role of ion channels in stress-induced signalling; measuring calcium permeation in plant cells and organelles using optical and electrophysiological techniques - Ion Channels and Plant Stress Responses, Springer-Verlag, Heidelberg.

7 Shepherd G.M., Migliore M., Willhite D.C. - Olfactory Bulb - Handbook of Brain Microcircuits, Shepherd G.M., Grillner S.,

8 Bulone D., Giacomazza D., Manno M., Martorana V., San Biagio P.L. - Sucrose Pectin Interaction from Solution to Gels - Food Hydrocolloids: Characteristics, Properties and Structures, Clarence S. Hollingworth,

Principali risorse strumentali dellʼIstitutoGENOVALaboratorio di chimica, biochimica e biologia molecolare attrezzati. Officina meccanica. Laboratorio per OGM/batteri. Camere Sterili. Camera fredda. Stabulari per animali a sangue caldo e freddo. Serra per vegetali. Sistema di Calcium Imaging associato a Sistema di Patch-clamp. Due sistemi di Calcium Imaging. Sistema per misure di elettrofisiologia (patch-clamp). FPLC AKTA sistema cromatografico di purificazione di proteine. Sistema di acquisizione di immagini con microscopio a fluorescenza.

MILANOSistemi di irraggiamento UV-Visibile. Spettrofotometro. Spettrofluorimetro. Spettropolarimetro. Spettroradiometri. Fluorimetri PAM. Sistemi automatici per il tracciamento del moto di microorganismi. Elettrodo di Clark. Microscopi ottici. Spettrofotometro-fluorimetro con rilevazione a CCD raffreddato ad azoto per misure di campioni fino a 4K di temperatura. Dicroismo circolare per misure al variare della temperatura. Sistema di misura del decadimento della fluorescenza risolta in tempo con risoluzione inferiore a 10-11 ps e relativo sistema di analisi.

TRENTOLaboratorio Spettroscopie: Spettrofluorimetro UV-vis (fluoromax-4 Jobin-Yvon), lettore di micropiastre in assorbanza (UVmax, Molecular Devices), stopped-flow (Hi-Tech); spettrometro FTIR (FTS185, BioRad) con vari accessori (cella gas, cella liquidi con controllo di temp. 2 ATR, singola riflessione ad angolo variabile).Laboratorio Biofisica: Sistemi per monostrati lipidici (2 bilance di Langmuir KSV e Kibron) e film LB; sistemi per elettrofisiologia su membrane piane (axon e npi); Port-A-Patch (nanion).Sistema per la misura di dimensioni di particelle in sospensione (3-5000 nm) (Zetasizer 1000HSa, Malvern).Laboratorio di Biochimica: gel elettroforesi (PhastSystem, Phamacia-GE Healthcare), HPLC con detector diode array (Beckman), freezer -80°C (Angelantoni); due ultracentrifughe (Beckman); sistema pneumatico per preparazione liposomi (Avestin).Sintetizzatore automatico di peptidi in fase solida Fmoc (RespPep, Inatvis)

PALERMOLaboratorio di light scattering statico e dinamico: 2 spettrometri brookhaven sm200; 2 correlatori brookhaven bi9000; 1 laser he-ne; apparecchiature accessorie (criotermstati, temometri digitali, ecc.).Laboratorio di reologia: Reometro ta ar100; Microscopio ottico con sistema di acquisizione digitale; Cappa a flusso laminare seril vbh; Apparecchiature accessorie (congelatori, termostati, ecc.).Laboratorio di spettroscopia: Spettrofotometro uv-vis shimadzu uv2401pc; 2 gas cromatografi shimadzu gc 2010 fid e gc2010/gcms qp2010s; Spettrofotometro uv-vis jasco; Polarimetro jasco p-1020; Spettrofluorimetro jasco fp6500; Dicroismo circolare jasco j-815; apparecchiature accessorie (criotermostati, termometri digitali,generatore di azoto, ecc.Laboratorio di light scattering basso angolo: Sistema ccd high resolution per sls e dls a basso angolo; 2 laser he-ne; apparecchiature accessorie.Laboratorio analisi chimico-fisiche: Naso elettronico eoj 38 – sacmi; Hplc shimadzu lc20at-spd; Spettrometro di correlazione di fluorescenza hamamatsu c9413-01; Apparecchiature accessorie.Laboratorio di microcalorimetria: microcalorimetro differenziale hart scientific 707; densimetro dma58; apparecchiature accessorie.Officina meccanica di alta precisione: tornio a controllo numerico; fresa.

PISAFosforimetro/fluorimetro risolto nel tempo. Apparecchiatura per spettroscopia di emissione ad alta pressione(7kbar). FTIR. CCDcamera/spectrograph per spettri d'emissione ad elevate sensibilità. Laboratorio di Biochimica con gel elettroforesi, HPLC con detector diode array, freezer -80°C. Sistemi di irraggiamento UV-Visibile; Spettrofotometro. Spettroradiometri; Fluorimetri PAM. Sistemi automatici per il tracciamento del moto di microorganismi; Elettrodo di Clark. Microscopi ottici. Dicroismo circolare per misure al variare della temperatura. Spettrofotometro Jasco V-550, Spettrofluoriemtro Perkin Elmer LS 50B. Analizzatore di Carbonio, Shimadzu TOC-5000A. HPLC (High Performance Liquid Chromatograph) Shimadzu, equipaggiato con 2 Pompe LC- 10AD e un Rivelatore Fluorimetrico RF-10AXL. Spettrofotometro di Assorbimento Atomico Perkin Elmer, Mod. 1100 B equipaggiato con fornetto di grafite, Mod. HGA 700. Polarografo Metrohm, Mod. 646 VA in connessione con lo stativo 647 VA. Protean IEF (Isoelectric focusing ad alta prestazione) (Bio-Rad ) equipaggiato con piastra Peltier. Celle per separazioni elettroforetiche: Mini Protean 3

( BioRad); Ruby 600 (GE-Health Care ) e Protean XL (Bio-Rad). Coleman 50 B, MAS (Mercury Analysis System). AMA 254 Mercury Analyzer (Altec Ltd). Sonicatore tipo Sonopuls Ultrasonic Homogenizer, BandelinSpettrometro per misure di vita media di fluorescenza OB920 (EDIMBURGH) con programma FAST. Sistema per la misura sul campo delle alterazioni dell'attività fotosintetica. Fluorimetro Toxi-PAM (Walz)]. Protean IEF Cell (BIORAD) per la isofocalizzazione.

Considerazioni generali ed elementi di autovalutazioneConsiderazioni generali

Elementi di autovalutazioneI risultati dell'anno 2010 vanno giudicati positivamente in considerazione della perdurante drastica riduzione delle risorse di dotazione ordinaria.La produzione scientifca è certificata dalle positive valutazioni delle più importanti riviste internazionali e dall'acquisizione di finanziamenti esterni.L'impact factor medio rimane stabile così come il numero di pubblicazioni per ricercatore.Si rivela una partecipazione sufficientemente equilibrata delle commesse alla produzione scientifica dell'Istituto.

Il profilo delle ricerche è certificato dai seguenti indicatori (in parentesi i dati degli Anni Precedenti, AP: 2009/2008/2007/2006):

Lavori su riviste JCR nel 2010: 74, comprendente anche lavori attualmente in press e/o accettati dalle riviste (AP: 67/98/79/76).Lavori ISI nonJCR e lavori non ISI: 7 (AP: 3/7/8/9)Libri e capitoli: 8 (AP: 1/12/3/11)Articoli in atti di convegni: 4 (AP: 0/4/1/2)

Impact-factor medio (IF) dei lavori: 3.75 (AP: 3,80/3,58/3,51/3.64).Numero medio di Pubblicazioni/Ricercatore CNR: 1,42 (AP: 1,37/2,04/1,76/1,58).Numero medio di Pubblicazioni/Ricercatore&Associato (R&A): 0.93 (AP: 0,93/1,42/1,20/1,23).Finanziamenti provenienti da entrate esterne: € 645.803 (AP: 433.129/1.056.986/ 1.024.811/ 2.151.338).

Articolata per commesse, la sintesi della produzione 2010 è la seguente:(le frazioni di intero indicano pubblicazioni in collaborazione con altre commesse).

Processi di membrana nella comunicazione intra- ed inter-cellulare (MDP01.001)Genova & TrentoR&A 16; Lavori JCR: 20.5 (AP: 22.5/25,5/16); IF medio: 4.79 (4.33/3,45/3,48); Lavori nonJCR 0 (0/0/0); Lavori/R&A: 1,45 (1,73/2,32/1,5); Entrate: € 275.205 (€174.001/ 293.021/82.454). Commessa con costante produzione di alto profilo scientifico. Opera per lo sviluppo di conoscenze di base con potenziali ricadute applicative; in particolare l'identificazione e progettazione di molecole, peptidi e tossine con proprietà recettoriali o modulatrici del trasporto di membrana, da utilizzarsi in campo farmacologico a scopo terapeutico o nel controllo di infezioni batteriche. Costituiscono un importante contributo alla ricerca il trasporto in neuroni olfattivi ed in cellule/organelli vegetali, nonché gli studi mediante AFM sulla struttura e le interazioni di proteine. Si sviluppano nuove metodologie di indagine elettrofisiologica e spettroscopica.

Processi di aggregazione biomolecolare (MDP01.002)PalermoR&A 11; N Lavori JCR: 21 (AP: 10/14/12); IF medio: 3,13 (3.34/2.45/2,04); N Lavori nonJCR 1

(0/0/0); N Lavori/R&A: 1,91 (0.91/1.4/1,5); Entrate: € 40.243 (€ 7.200/468.659/723.618).La commessa opera sui meccanismi di aggregazione di peptidi, polimeri e proteine importanti in patologie neurodegenerative e respiratorie e nella gelificazione di proteine. Gli studi sono di interesse sia per i processi di aggregazione in patologie neurodegenerative che in campo agroalimentare. Attiva anche nello sviluppo di nuova strumentazione di interesse applicativo, in collaborazione con altri Istituti CNR. In buona progressione scientifica relativamente agli anni passati.

Processi fotoindotti in biomolecole e cellule (MDP01.003)PisaR&A 8; N Lavori: 2 (2/5/5,5); IF medio: 1,87 (2,23/3,73/3,41); N Lavori nonJCR: 0 (0/2/0); N Lavori/R&A: 0,25 (0,25/0,71/0,78); Entrate: € 12.483 (€ 0/80.725/165.795).La commessa indaga i meccanismi fotoricezione e fototrasduzione a livello molecolare ed in microrganismi avvalendosi anche di un approccio sperimentale e bioinformatico. Altre ricerche mirano ad identificare gli effetti di composti presenti nell'ambiente, su fotosintesi e motilità di protisti e ad utilizzare le competenze nel settore del fotocomportamento per il biomonitoraggio di ecosistemi acquatici. La produzione scientifica è in lento miglioramentoma nonostante il fatto che il numero di lavori/ricercatore rimanga basso. Si apprezza la dinamicità di alcuni ricercatori che si integrano in ricerche di altre commesse in settori di interesse biomedicale.

Modelli di organizzazione e dinamica di sistemi complessi (MDP01.004)Genova, Palermo& PisaR&A 9; N Lavori: 4,5 (6/10/10,5); IF medio: 4 (4,17/4,66/4,44); N Lavori nonJCR 3 (2/0/2); N Lavori/R&A: 0,50 (0,75/1,25/1,75); Entrate: € 24.000 (€ 0/24.000/1.250).Commessa che sviluppa ricerche a carattere conoscitivo ben inserite in un contesto progettuale di ampia valenza strategica sulla simulazione di processi mediati da reti di neuroni, dall'ippocampo fino ad un modello completo su computer di cervello artificiale (Human Brain Project) con buona rilevanza internazionale e buon I.F. medio. Possibili applicazioni in ambito biomedicale, per lo sviluppo di apparecchiature e di programmi di analisi o predizioni di segnali cardiaci. Si studiano problematiche di tipo matematico relative a funzioni complesse meromorfe e il ruolo dei potenziali non-locali nella teoria del momento angolare complesso.

Bioenergetica e biologia molecolare delle piante (MDP01.005) MilanoR&A 16: N Lavori: 11 (10/14/16); IF medio: 3,18 (3,83/4.06/3,96); N Lavori nonJCR 1 (0/2/0); N Lavori/R&A: 0,69 (0,77/1/1,21); Entrate: 4.000 (€ 0/10.413/20.224).Buona commessa con produzione di buon profilo scientifico; rappresenta una collaudata realtà di collaborazione tra CNR ed Università. L'attività della commessa è focalizzata sulle proprietà di sistemi vegetali e di microrganismi; in particolare sui meccanismi del fotosistema II, sulla cristallizzazione e trasporto mediato dalla pompa Ca-ATPasica e sua regolazione da parte di fosfolipidi acidi, sugli effetti di canali elementari da virus vegetali di un'alga unicellulare fotosintetica.

Struttura e dinamica di proteine (MDP01.008) PisaR&A 7; N Lavori: 3 (AP: 6/11/5); IF medio: 3,78 (2,72/ 3,99/2,98); N Lavori nonJCR 0 (0/1/4); N Lavori/R&A: 0,43 (0,86/1.14/0,625); Entrate: € 13.697 (€28.123/ 24.733/27.648,60).Commessa di buon livello e di grande interesse anche pre-applicativo. Buon I.F. medio anche se diminuisce un poco la produttività. Studia la struttura di proteine e sviluppa metodi per analisi della struttura di proteine in condizioni innovative. Mediante metodiche di fosforescenza si studiano proteine wild type e mutate per la creazione di cavità artificiali. Mediante biologia molecolare ed elettroforesi bidimensionale si analizzano proteine fotorecettrici da Euglena e da Apis mellifera. Alcune proteine sono di rilevante interesse per la biosensoristica, farmacologia e medicina.

Meccanismi molecolari della permeabilità di membrana (MDP01.009) Genova

R&A 6; N Lavori: 8 (4,5/11,5/12); IF medio: 4,13 (5,68/4.76/3,96); N Lavori nonJCR 0 (0/0/0); N Lavori/R&A: 1,33 (0,9/2,3/2,4); Entrate: € 252.527 (€125.000 121.890/44.832).Buona Commessa con elevato profilo scientifico ed ottima produttività individuale. Si analizzano le proprietà di canali SKNBE in cellule di neuroblastoma e gli effetti di estratti vegetali ed agenti riducenti/ossidanti su canali NMDA. In campo farmacologico si progettano farmaci di potenziale interesse per le terapie della fibrosi cistica e si studiano i meccanismi molecolari biofisici alla base di canalopatie. Le ricerche sono di grande interesse farmacologico e biomedicale. Gode di finanziamenti esterni molto qualificati tra cui progetti Telethon, Fondazione Fibrosi Cistica, IIT-Seed e PRIN.

Biodispositivi e biomolecole (MD.P01.020)PisaR&A 1; N Lavori: 1 (3/3); IF medio: 6,09 (2,58/ 2,59); N Lavori nonJCR 0 (0/1); N Lavori/R&A: 1 (3/3); Entrate: € 0 (€ 0).Buona commessa di recente costituzione, in cui personale tecnico e ricercatore interagiscono attivamente con fortissime motivazioni di gruppo. Studia con metodiche ed approcci innovativi di microscopia, microspettroscopia e biologia molecolare i meccanismi di fotoricezione algale. I risultati sono anche finalizzati al monitoraggio ambientale e all'individuazione di prodotti di interesse cosmetico.

Dinamica della sostanza organica disciolta (DOM) in mare. (TAP01.012.002) PisaR&A 2; N Lavori: 3 (0/3/0); IF medio: 2,17 (0/1,35/0) ; N Lavori nonJCR: 1 (1/1/0); N Lavori/R&A: 1,5 (0/1,5/0) ; Entrate: € 23.649 (€ 98.805/ 79.393/38.060). La produttività scientifica migliora rispetto al passato con buon I.F. per il settore di riferimento. Si effettuano campagne oceanografiche per la valutazione degli effetti della variabilità climatica su DOM (Dissolved Organic Matter) nel mar Mediterraneo. Gli obiettivi sono i) identificare le principali sorgenti di DOC (Dissolved Organic Carbon); (ii) valutare le concentrazioni ed i meccanismi di produzione della porzione biologicamente labile e refrattaria della DOM; iii) nuovi approcci metodologici per la rilevazione della fluorescenza in acqua marina grazie all'acquisto di un nuovo fluorimetro. Commessa attiva a livello internazionale e nella divulgazione scientifica.

Meccanismi di risposta cellulare a contaminanti ambientali (TAP03.009.002)PisaR&A 4; N Lavori: 0 (3/4/2); IF medio: 0 (2,21/1,86/2,66); N Lavori nonJCR 0 0 (0/0/1); N Lavori/R&A: 0 (0,75/1/0,5); Entrate: € 0 (0/€ 34.070/6.000)Si effettuano saggi tesi ad analizzare gli effetti di nanoparticelle ingegnerizzate sia per l'ambiente che gli organismi viventi. Si ritiene che l'assenza di pubblicazioni nell'anno 2010 sia un mero incidente. Opportuno monitorare la tendenza futura del gruppo che nel 2011 converge con in Commessa unica con la precedente commessa. Sono state studiate specie arboree in grado di assorbire dal terreno mercurio per rilasciarlo nell'ambiente. Si analizza il profilo proteico di piante di Citrus e la loro risposta all'infezione da funghi e parassiti. Vengono studiate proteine di risposta a stress abiotici e biotici in agrumi in collaborazione con paesi della sponda nord dell'Africa. Lo studio intende individuare e caratterizzare i tratti genici determinanti la tolleranza allo stress idrico e termico, per creare nuove varietà resistenti.La commessa ha anche partecipato ad uno studio sulla potenzialità fitoestrattiva di piante di Brassica juncea cresciute in sedimenti del bacino del fiume Cecina, fortemente contaminati da boro.

Proposta di interventi organizzativiL'Istituto necessita di diversi interventi organizzativi ma soprattutto di maggiori risorse finanziarie sui fondi di dotazione ordinaria.

Analizziamo prima le conseguenze dovute alla scarsità di risorse.

L'attuale esiguità del fondo di dotazione ordinaria umilia il personale, non consente di sviluppare idee nuove, poiché il ricercatore è condizionato nelle proprie scelte dalle sorgenti di finanziamento disponibili sul mercato esterno. Questo condizionamento, che a priori non è necessariamente negativo, lo diventa nel momento in cui esso non è programmato a livello nazionale o di Ente e le autonomie di ricerca del singolo sono ridotte ai minimi termini.

Alla drammatica carenza di risorse per beni di consumo di laboratorio si aggiunga il fatto che la strumentazione di ricerca è obsoleta e con età media elevata, dell'ordine di 10-15 anni ed in alcuni casi anche superiore. Queste carenze penalizzano soprattutto il personale "più giovane" condizionato dalla mancanza di strumentazione adeguata per le proprie attività. Il problema della strumentazione obsoleta, peraltro, non è risolubile facendo ricorso ai finanziamenti esterni, poiché la maggioranza dei progetti raramente consente di acquisire strumentazione innovativa importante. Allo scopo si intende attivarsi su più fronti per l'acquisizione di strumentazione da dedicare allo sviluppo di problematiche di particolare importanza per l'Istituto di Biofisica.

Sul fronte organizzativo permane il progressivo appesantimento del carico burocratico dovuto sia alla legislazione nazionale che ad interpretazioni eccessivamente restrittive da parte della sede centrale.

La disponibilità di una minima quantità di risorse per iinescare collaborazioni tra unità di personale dell'Istituto apparteneti a sedi diverse inizia produrre effetti benefici su progetti con competenze complementari sviluppati a più mani da ricercatori che operano in città diverse.

Istituto di cibernetica "Edoardo Caianiello"

Direttore: Dott. MAURIZIO RUSSOSede principale: Via Campi Flegrei, 34 - 80078 Pozzuoli (NA)Articolazione territoriale:Sito web dell'Istituto: www.cib.na.cnr.it


MissioneSviluppo di tecnologie innovative interdisciplinari a partire da ricerche sia di base sia applicate principalmente nei settori della fisica dei sistemi coerenti, dei sistemi informativi avanzati e della modellistica di sistemi naturali e artificiali. Sviluppo di tecnologie abilitanti, di strumentazione prototipale e dispositivistica avanzata.


Commesse

• Sistemi Informativi Distribuiti per il Web Semantico• Interfacce Intelligenti• Rappresentazione, Analisi e Descrizione di Immagini 2D e 3D• Meccanismi di trasmissione e trasduzione di segnali cellulari• Modelli dell'attività ritmica in popolazioni neurali• Sistema Nervoso, Biomolecole e Nanobioscienze• Tecniche di imaging per lo studio e l'analisi di materiali microstrutturati• Studio, fabbricazione e tecniche diagnostiche ottiche di materiali strutturati e dispositivi per la

nano fotonica e l'ottica integrata• Superconduttività - Fisica e Tecnologia dei Sistemi Coerenti• Rivelatori quantistici e dispositivi superconduttori non convenzionali• Micro e nano dispositivi e materiali strutturati per sensoristica superconduttiva e fotonica

Moduli

• modulo gestionale-CdS024-ICT• Sistemi Informativi Distribuiti per il Web Semantico• Interfacce Intelligenti• Meccanismi per la gestione di servizi in sistemi service-oriented• Rappresentazione, Analisi e Descrizione di Immagini 2D e 3D• Diagnostica avanzata per i Beni Culturali• modulo gestionale-CdS024-MD• Meccanismi di trasmissione e trasduzione di segnali cellulari• Modelli dell'attività ritmica in popolazioni neurali• Meccanismi molecolari di trasmisssione e trasduzione dei segnali cellulari: recettori

cannabici e TRP nei processi fisiopatologici• Biofisica e modelli computazionali dell'attività sinaptica• Riabilitazione cognitiva assistita dal computer• Biofisica della fotorecezione: Meccanismi molecolari e processi di regolazione della

fototrasduzione animale

• Nanotecnologie per terapia genica, bioimaging e delivery di farmaci• Fisiopatologia neuronale• Sistema Nervoso, Biomolecole e Nanobioscienze• Tecniche di imaging per lo studio e l'analisi di materiali microstrutturati• Intesa di Programma MIUR/CNR – Incremento attrezzature scientifiche• Studio, fabbricazione e tecniche diagnostiche ottiche di materiali strutturati e dispositivi per la

nano fotonica e l'ottica integrata• Fabbricazione e caratterizzazione di micro e nano sistemi a base polimerica e ibrido

organico-inorganico per la fotonica• Interazione della radiazione elettromagnetica in materiali strutturati• Fisica e Tecnologia dei Sistemi Coerenti• Rivelatori quantistici e dispositivi superconduttori non convenzionali• Dispositivi e sensori quantici• Nanotecnologia e materiali per dispositivi compositi• Fabbricazione e caratterizzazione di micro e nano sistemi a base polimerica e ibrido

organico-inorganico• Interazione laser-materia• Analisi e sintesi di dati orientati al monitoraggio e la conservazione di Beni Culturali• Struttura e funzione di endovanilloidi ed altri ligandi di canali TRP di interesse biomedico

RSTL

• Studio e sviluppo di metodi a multirisoluzione per l'estrazione di contorni e forme di oggetti in immagini 2D a livelli di grigio

Attività Commesse

Sistemi Informativi Distribuiti per il Web Semantico

Progetto: Data Mining, Ontologie e Web SemanticoDipartimento: ICTResponsabile: MANGO FURNARI MARIO



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Interfacce Intelligenti

Progetto: Data Mining, Ontologie e Web SemanticoDipartimento: ICTResponsabile: MELE FRANCESCO


Lavori JCR-Burattini E., De Gregorio M., Rossi S., "An Adaptive Oscillatory Neural Architecture for Controlling Behavior Based Robotic Systems", Neurocomputing, Elsevier, Elsevier, Vol. 73, Issue 16-18, ottobre 2010, pp. 2829-2836.-De Gregorio M., França F.M.G., Grieco B.P.A., Lima P.M.V., "Producing pattern examples from "mental" images", Neurocomputing, Elsevier, Vol. 73, Issue 7-9, marzo 2010, pp. 1057-1064.

Lavori presentati a congressi e workshop con comitato di programma internazionale-da Silva J.C.P., De Gregorio M., Dutra M.S., França H.L., Lengerke O., França F.M.G., "Movement Persuit Control of an Offshore AutomatedPlatform via a RAM-based Neural Network", ICARCV 2010, 11th International Conference on Control, Automation, Robotics and Vision, 7-10 dicembre, Singapore.- Mele Francesco, Sorgente Antonio, Vettigli Giuseppe, Designing and Building Multimedia Cultural Stories Using Concepts of Film Theories and Logic Programming, MCES 2010, AAAI Fall Symposium on Cognitive and Metacognitive Educational Systems, Arlington (USA), 11-13 Novembre 2010, pp 57-63

Capitolo di libroMele Francesco, Sorgente Antonio, Vettigli Giuseppe, Annotazione di mappe e ragionamento morfologico per le Strutture Urbane GIS Day 2009. I Geographical Information System per il Governo e la Gestione del Territorio, ISBN: 978-88-548-3332-6, Aracne Editrice Lug-2010, pp

227-23.

Conferenze nazionali-Mele Francesco, Sorgente Antonio, Vettigli Giuseppe, "Evoluzioni di Ontologie in Frame Logic", 25-esimo Convegno Italiano di Logica Computazionale, Rende 7-9 luglio 2010.-Mele Francesco. Sorgente Antonio, "Conceptualizzation of TimeML by Logic Programming, Human Language Technologies for Italian – 2010, Workshop of the Natural Language Processing Group of the AI*IA, December 1st 2010, in conjunction with the 11th AI*IA Symposium on Artificial Intelligence - Brescia- Mele Francesco, Sorgente Antonio, Vettigli Giuseppe, "Grounding problem and Semantic Web Services" AI*IA Workshop on Future Perspectives for Semantic Technologies in Enterprises, Brescia (Italy), December 1st 2010, in conjunction with the 11th Symposium of AI*IA (AI*IA 2010)


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2010 0 2 0 3 1 0 0 0 3 0

Principali collaborazioniImperial College London, UFRJ-Universidade Federal do Rio de Janeiro, UFMG-Universidade Federal de Minas Gerais, City University London, Facoltà di Scienze e Tecnologie dell'Università Parthenope di Napoli, Facoltà di Architettura Seconda Università di Napoli, Facoltà di Ingegneria dell'Università di Roma "Tor Vergata", Università degli Studi di Napoli Federico II, Società Neatec S.p.A. di Pozzuoli (NA), Società Softlab S.p.A. di Roma




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Rappresentazione, Analisi e Descrizione di Immagini 2D e 3D

Progetto: Multimodal and Multidimensional content and MediaDipartimento: ICTResponsabile: SANNITI DI BAJA GABRIELLA

Risultati conseguiti I risultati dell'attività di ricerca svolta nel corso del 2010, possono essere quantificati in nove articoli scientifici pubblicati o in corso di stampa. Piu' in dettaglio, due lavori a carattere generale sono stati pubblicati rispettivamente in un volume monografico (M. Frucci, G. Ramella, G. Sanniti di Baja, L. Serino, "Visione artificiale: La ricerca nell'Istituto di Cibernetica E.Caianiello", in Memoria e Progetto, P. Greco e S. Termini Eds., Edizioni GEM, Bologna, 93-102, 2010) e negli atti di un convegno nazionale (C. Arcelli, N. Brancati, M. Frucci, G. Ramella, G. Sanniti di Baja, L. Serino, Processing and analyzing 2D and 3D Images, Convegno Nazionale GIRPR, Ascea Marina, June 2010. Proceedings in CD); un lavoro relativo ai risultati conseguiti nell'ambito della tematica "digital geometry and topology" (L.Serino, C.Arcelli, G.Sanniti di Baja, A Characterization of Centers of Maximal Balls in the <3,4,5> Weighted Distance Transform of 3D Digital Objects, Proceedings WADGMM 2010, pp. 12-16, 2010) è stato pubblicato nei proceedings di un convegno internazionale; due lavori sono relativi ai risultati conseguiti nell'ambito della tematica "image processing" per immagini a colori, e di questi uno (C. Arcelli, N. Brancati, M. Frucci, G. Ramella, G. Sanniti di Baja, "A fully automatic one-scan adaptive zooming algorithm for color images", Signal Processing 91, pp. 61-71, 2011). doi:10.1016/j.sigpro.2010.06.007) è attualmente in corso di stampa su rivista internazionale, mentre l'altro (G. Ramella, G. Sanniti di Baja, Multiresolution histogram analysis for color reduction, Proc. 15th Iberoamerican Congress on Pattern Recognition, 8-11 november, San Paolo, Brasile, in, I. Bloch, M.R. Cesar-Jr. Eds., LNCS 6419, Springer, pp. 22-29, 2010) è stato pubblicato in un volume edito da Springer nella serie LNCS; l'abstract di un lavoro riguardante la tematica "feature extraction" (Bruni V., Ramella G. and Vitulano D. Morphological operators and perception laws for the automatic detection of cracks in digitized paintings, Biannual Conference SIMAI 2010, June 21-25 2010, Cagliari, Italy, Book of Abstracts) è stato pubblicato nel volume degli abstract di un convegno internazionale; infine tre lavori sono relativi ad attività di ricerca in "shape analysis" di cui, più in particolare, due lavori riguardano tecniche di rappresentazione e sono in corso di stampa in riviste scientifiche internazionali (C.Arcelli, G.Sanniti di Baja, L.Serino, "Distance driven skeletonization in voxel images", IEEE Trans. PAMI, http://doi.ieeecomputersociety.org/10.1109/TPAMI.2010.140, e L.Serino, C.Arcelli, G.Sanniti di Baja, On the computation of the <3,4,5> curve skeleton of 3D objects, Pattern Recognition Letters http://dx.doi.org/10.1016/j.patrec.2010.07.005), mentre un terzo lavoro (L.Serino, G.Sanniti di Baja, C.Arcelli, Object decomposition via curvilinear skeleton partition, Proc. ICPR 2010. 1051-4651/ 2010 IEEE CS Press) riguardante decomposizione di oggetti dalla forma complessa in parti semplici è stato pubblicato nei proceedings di una conferenza internazionale. Per quanto riguarda l'attività editoriale, sono stati curati tutti gli "Special Issues" della rivista "Pattern Recognition Letters", di cui un ricercatore della commessa è "Co-Editor-in-Chief". Inoltre, ricercatori della commessa hanno svolto funzione di "referee" per riviste e conferenze internazionali e hanno partecipato alla organizzazione di convegni scientifici in qualità di membri dei relativi "Program Committee". In particolare, il coinvolgimento di ricercatori della commessa è stato rilevante per due conferenze internazionali: ICPR 2010, che si è tenuta in Turchia ad agosto 2010 con la partecipazione di più di 1000 congressisti, e IWCV2010, che è stato co-organizzato dall'Istituto di Cibernetica e dall'UCLA-USA a Vietri sul Mare (SA) nel maggio 2010, che ha fruito della partecipazione di un nutrito gruppo di personalità di spicco nel settore della Computer Vision che hanno presentato letture su invito. In ambito internazionale, ricercatori della commessa hanno fatto parte di numerosi "Standing Committee" e del "Governing Board" della "International Association for Pattern Recognition" (IAPR). In campo nazionale, ricercatori della commessa sono stati attivamente coinvolti nel "Governing Board" del Guppo Italiano di Ricercatori in Pattern Recognition (GIRPR). Infine, è anche stata svolta attività didattica presso l'Università Parthenope di Napoli.


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Principali collaborazioniSono attive collaborazioni con:.-Center for Image Analysis, SLU&UU Universities Uppsala, Sweden (Università straniera);-Belarusian State University, Minsk, Belarus (Università straniera);-Universita' Federico II, Napoli (Università italiana);-Università Parthenope, Napoli (Università italiana).




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Principali risorse strumentali utilizzateLe strumentazioni impiegate per lo svolgimento delle attività sono quelle già disponibili presso la commessa (alcuni personal computers, scanner e stampanti). Si è fatto ricorso a database di immagini tridimensionali disponibili in rete per sopperire alla mancanza di idonei strumenti di acquisizione 3D.

Meccanismi di trasmissione e trasduzione di segnali cellulari

Progetto: Biofisica e Soft MatterDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: NOLFE GIUSEPPE



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Modelli dell'attività ritmica in popolazioni neurali

Progetto: Biofisica e Soft MatterDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: MUSIO CARLO



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Sistema Nervoso, Biomolecole e Nanobioscienze

Progetto: Biofisica e Soft MatterDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: MUSIO CARLO

Risultati conseguiti In primo luogo si vuole ricordare il lusinghiero giudizio espresso dal Panel Generale per la Valutazione Istituti CNR nei confronti delle attività di ricerca della Commessa. Questo dato conforta le finalità generali e gli obiettivi della Commessa e rappresenta, oltrechè un riconoscimento, anche uno sprone per i singoli ricercatori ad operare al meglio pur nelle difficoltà contingenti.Il dettagio dei risultati è riportato nelle relative schede dei singoli moduli. Tra i più rilevanti, per ordine numerico di modulo:1) valutazione del cross-talk funzionale tra sistema endocannabinoide ed orexinergico nella regolazione ipotalamica del controllo dell'appetito e del sonno ed eventuali applicazioni terapeutiche;

2) sviluppo del programma di simulazione dell'attività dendritica e della singola sinapsi;

3) la relazione tra segni clinici e trattamento farmacologico di sintomi ossessivo-compulsivi in soggetti schizofrenici;

4) evidenza della regolazione fotica diurna e circadiana nell'espressione genica di opsine visive e non-visive in invertebrati primitivi;

5) analisi funzionale del processo di RNAi del gene Hymyc1 mediato da nanoparticelle o da oligo non complessati, con valutazione degli effetti a livello fenotipico, e nei processi di sviluppo e

rigenerazione tissutale;

6) evidenza delle alterazioni prodotte dalla diossina sul sistema serotoninergico del sistema nervoso centrale del topo, adulto e in fase di sviluppo, e della pecora, e loro coinvolgimento nelle capacità della sfera emotiva e cognitiva.

7a) evidenza del contributo della endotoxemia metabolica e degi acidi grassi nella concentrazione sierica della proteina NGAL in soggetti obesi insulino-resistenti;

7b) analisi dei meccanismi sottostanti l'interazione tra fotobiologia sensoriale e biologia circadiana;

7c) promozione, sviluppo di conoscenza e divulgazione di aspetti e temi della biofisica e delle nanoscienze in campo nazionale e d internazionale.


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2010 0 25 0 0 14 0 0 0 12 0

Principali collaborazioniTra le principali (ovvero quelle supportate da risultati e pubblicazioni):ICB-CNR, PozzuoliIBP-CNR, NapoliIstituto di Nanoscienze CNR, LecceIIT GenovaIRCCS San Raffaele Pisana, RomaOspedale Bambin Gesù, RomaDip. Salute Mentale, ASL 1, NapoliDip. Medicina Sperimentale, Seconda Università di Napoli




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Principali risorse strumentali utilizzateLe risorse strumentali sono le stesse già riportate nel precedente PdGP. A queste si aggiungono, quale nota positiva, il lieve miglioramento (derivante da fondi esterni) di quelle di microscopia avanzata, biologia molecolare e nanobioscienze.Quale notazione critica, per altre strumentazioni quali ad esempio quelle elettrofisiologiche c'è da sottolineare che lo sforzo dei ricecatori coinvolti richiederebbe a supporto un rinnovato start-up economico per recuperare il gap di obsolescenza delle apparechhiature in possesso.

Tecniche di imaging per lo studio e l'analisi di materiali microstrutturati

Progetto: Ottica, Fotonica e PlasmiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: DE NICOLA SERGIO



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Studio, fabbricazione e tecniche diagnostiche ottiche di materiali strutturati e dispositivi per la nano fotonica e l'ottica integrata




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Superconduttività - Fisica e Tecnologia dei Sistemi Coerenti

Progetto: Materiali, sistemi e dispositivi magnetici e superconduttoriDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: RUSSO MAURIZIO



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Rivelatori quantistici e dispositivi superconduttori non convenzionali

Progetto: Materiali, sistemi e dispositivi magnetici e superconduttoriDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: CRISTIANO ROBERTO

Risultati conseguiti La realizzazione di dispositivi basati su nanostrip (nanowire) in parallelo che sfruttano il processo di cascade-switching introdotto dal gruppo ha consentito di osservare sperimentalmente ed in modo diretto la dinamica temporale dell'hotspot in nanofili superconduttori [1]. I risultati hanno contribuito a definire il quadro descrittivo dei fenomeni di nonequilibrio in nanowires già avviato nello scorso anno, ed hanno dimostrato che tale configurazione è molto conveniente e perciò è stata adottata anche da altri gruppi di ricerca. Lo studio di nanostrip ibride superconduttore/ferromagnete del tipo

NbN/NiCu ha messo in evidenza la possibilità di aumentare significativamente la corrente critica e quindi l'ampiezza del segnale di risposta. L'effetto è stato spiegato in termini di pinning di vortici magnetici[2]. Lo studio estensivo del fenomeno di latching nello stato normale è stato condotto in strutture a nanowire di Nb e NbN [3]. La struttura a nanowire paralleli è risultata inoltre particolarmente conveniente nel contesto della rivelazione di macromolecole dove è stato raggiunto l'obiettivo di mantenere la velocità di risposta del rivelatore al di sotto del ns anche in dispositivi di grande area. Si sono realizzati con successo quantum detectors per macromolecole di area fino al mm2 e si è affrontato lo studio dell'efficienza al variare dello spessore delle nanostrip da 9 a 40 nm [4] ottenendo il risultato originale ed inatteso di un aumento dell'efficienza con lo spessore. Va sottolineato che i risultati ottenuti in collaborazione con il gruppo del prof. Ohkubo del RIIF di Tsukuba sono di assoluta rilevanza come confermato da relazioni su invito a conferenze internazionali. L'utilizzo di rivelatori a nanostrip di macromolecole ad alta efficienza quantistica, con discriminazione temporale delle centinaia di picosecondi, velocità di conteggio del nanosecondo e adeguate dimensioni spaziali consentono di aprire interessanti prospettive nell'uso della spettrometria di massa a tempo di volo in proteomica per lo studio di proteine integre, senza dover ricorre a tecniche di frammentazione e digestione. Lo studio dell'influenza dei vortici di Abrikosov sulle risonanze di Fiske è stato pubblicato in [5].

Per lo studio di dielettrici per applicazioni in qu-bit Josephson è stato messo a punto un processo di fabbricazione di risonatori lumped LC in Niobio su substrati di silicio e di silicio amorfo idrogenato (a-Si:H) allo scopo di ottimizzare i parametri di fabbricazione in termini di bassa tangente di perdita. I risonatori sono stati caratterizzati all'Univ. di Karlsruhe a T = 4.2 e 0,3 K, nell'intervallo di frequenze 1-10 GHz. L'a-Si:H depositato alla temperatura di 250° C ha mostrato un valore della tangente di perdita più basso rispetto ad altri dielettrici, tra i quali Nb2O5, SiO, e SiNx. E' stato dimostrato sperimentalmente che la nitrurazione della superficie del film di Nb ha una funzione protettiva contro la diffusione dell'idrogeno nel film durante la deposizione del a-Si:H tramite tecnologia PECVD. I risultati sono stati presentati a varie conferenze.

Film di YBCO con linee di larghezza submicrometrica (fino a 0.3 um) sono stati realizzato e caratterizzato in termini di misure di resistenza al variare della temperatura. I film sono stati ottenuti usando il processo di trasferimento di una maschera metallica di Titanio, interamente realizzata mediante processo EBL, al sottostante film sottile di YBCO. I risultati ottenuti dopo diverse prove per la definizione delle linee submicrometriche e della transizione normale-superconduttore sono ampiamente soddisfacenti e costituiscono la base di un trasferimento di questa tecnica per la realizzazione nel prossimo futuro di giunzioni bicristalline a bordo di grano di dimensioni submicrometriche. Attività Teorica: E' stato risolto in forma chiusa il modello di Kulik per una giunzione 0-pi[6] E' stata trovata una soluzione del modello Blonder Tinkham Klapwijk che ingloba anisotropia e tre dimensioni.

Sono stati conseguiti risultati relativi all'analisi non distruttiva mediante microscopia magnetica SQUID HTS di fratture in strutture a multistrato [7].

Il lavoro sulla risposta THz di giunzioni Josephson HTS ha esplorato le potenzialità di un rivelatore superconduttore a risposta rapida per radiazione THz, di grande interesse per la spettroscopia e caratterizzazione funzionale di proteine e cellule.

L'utilizzo di spettrometria Raman ha consentito di caratterizzare film di YBCO e nanotubi di carbonio. I risultati sono stati sottomessi per la pubblicazione e presentati a conferenze.

Pubblicazioni principali[1] Ejrnaes et al, PRB 81(2010)132503 [2] Marrocco et al APL 97(2010)092504[3] Annunziata et al JAP 108(2010) 084507[4] Casaburi et al APL 98(2011)023702[5] Lisitskiy, Fistul PRB, 81(2010)184505

[6] Nappi et al, Fiz Nizkikh Temp, 36(2010)1149[7] Adamo et al. SUST 23(2010)095010[8] Del Rio et al, SUST 23(2010)085005


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2010 0 13 0 2 2 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniParticolare menzione meritano gli strettissimi rapporti di collaborazione con l'Istituto SPIN del CNR e con l'Istituto di Fotonica e Nanotecnologie di Roma. La collaborazione con SPIN riguarda la condivisione di obiettivi scientifici e strategie di sviluppo sia per le risorse finanziarie che strumentali e si articola nella partecipazione congiunta a progetti Europei e Nazionali. Di altrettanta rilevanza è la collaborazione con i ricercatori dell'IFN-CNR di Roma impegnati in superconduttività che anche in questo caso ha visto la partecipazione congiunta a progetti EU e ad iniziative nazionali. Nella descrizione qui riportata si distinguono le collaborazioni principali in senso stretto, dove si sono instaurati rapporti diretti e consolidati con scambio di personale e conduzione comune di esperimenti, e le collaborazioni nell'ambito di partecipazioni a progetti di ricerca EU e Nazionali. Per le prime si fornisce l'articolazione per tematica di ricerca. La descrizione dettagliata è riportata a livello di Modulo. Per le seconde, si fornisce il titolo del progetto e l'elenco dei partner.

Principali collaborazioni- Superconductive Quantum Detectors: CNR-SPIN; CNR-IFN Roma; Univ. Salerno; Univ. Federico II di Napoli; INFN-Napoli; AIST-RIIF Tsukuba, Japan; CEA-Grenoble France, Yale University, New Haven, USA.- Dispositivi Josephson basati su materiali innovativi e HTS: CNR-IFN Roma; CNR-SPIN; Univ. Federico II di Napoli; Seconda Università di Napoli; Osaka University, Japan; University of Negev, Beer Sheva, Israel., Univ. Karlsruhe, Germany.

Progetti ed elenco dei partner.Progetto Europeo STREP "MIDAS: Macroscopic Interference Devices for Atomic and Solid-State Systems: Quantum Control of Supercurrents Chalmers University of Technology-Goeteborg-Sweden; Weizmann Institute of Science-Rehovot-Israel.




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Principali risorse strumentali utilizzateLa commessa utilizza apparecchiature per tecnologie di fabbricazione, di caratterizzazione morfologica di dispositivi superconduttori a film sottile, strumentazione per misure a basse temperature e misure elettroniche di precisione. La strumentazione è installata presso l'Istituto di Cibernetica in: 2 Laboratori (26-27) di micro-fabbricazione di dispositivi a film sottili dove sono allocati 4 sistemi UHV utilizzati al 100% per le attività della commessa, un sistema UHV-Leybold e un RIE utilizzati al 50%; 4 Laboratori di Misure Criogeniche (24-47-48-50) dove sono installati diversi apparati criogenici e per misure elettroniche utilizzati al 100% per le attività della commessa. La commessa utilizza al 50% le apparecchiature del Laboratorio di Fotolitografia, del Laboratorio Chimico/Fisico di Supporto per dispositivi superconduttori e la Camera Schermata Elettromagnetica. La commessa ha accesso e co-gestisce le apparecchiature di scrittura di pattern a film sottili della Camera Bianca dell'Istituto. Alla commessa è affidata la gestione del Laboratorio Pluritematico di Diagnostica Avanzata (LPDA) del CRdC Innova e delle relative apparecchiature.

Per la realizzazione di nanopatterning, a seconda delle specifiche esigenze tecniche, la commessa si avvale di varie collaborazioni sia all'interno dell'Istituto per l'accesso alla EBL facility ivi installata sia presso altri istituti del CNR (IFN) e all'estero (RIIF-Giappone) che dispongono di facilities EBL con diverse caratteristiche.

Per alcune attività, come la caratterizzazione di impulsi ultraveloci di quantum detectors la commessa utilizza strumentazione elettronica presso l'Istituto SPIN di Salerno. I due gruppi presso ICIB e SPIN hanno facilities complementari che consentono loro di effettuare esperimenti in un ampio range di frequenze e con sorgenti laser di diverse lunghezze d'onda.

Micro e nano dispositivi e materiali strutturati per sensoristica superconduttiva e fotonica

Progetto: Materiali, sistemi e dispositivi magnetici e superconduttoriDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: RUGGIERO BERARDO

Risultati conseguiti E' stato verificato che le prestazioni in termini di risposta al dipolo di corrente di gradiometri SQUID planari a base-line lunga sono paragonabili , come da previsione, con quelle di gradiometri assiali convenzionali; i risultati confermano quindi l'efficacia di tali dispositivi nell'impiego in sistemi multicanale per misure di biomagnetismo. Le misure sperimentali degli spettri di rumore in corrente su giunzioni Josephson e SQUID, hanno confermato l'efficacia della nuova tecnica di misura proposta. I risultati ottenuti sono paragonabili con i risultati in letteratura sia in termini di intensità di rumore che dell' andamento in funzione della frequenza (buon andamento 1/f). La caratterizzazione del nuovo sensore di corrente basato su SQUID alla temperatura dell'elio liquido, ha fornito le prestazioni di quest'ultimo in termini di rumore in corrente. I risultati sperimentali hanno confermato le previsioni progettuali, ottenendo un rumore in corrente inferiore a 100 fA/sqrt(Hz). Per quanto riguarda lo studio degli effetti della corrente di alimentazione sul comportamento elettromagnetico della giunzione, risultati sia analitici che numerici hanno evidenziato che la presenza di vortici frazionali conducono a notevoli differenze rispetto al caso classico di correnti di alimentazione uniformemente distribuite. I risultati teorici sono stati ampiamente confermati da dettagliate misure su numerosi campioni caratterizzati da parametri elettrici e geometrici differenti.In relazione allo studio del comportamento di una giunzione Josephson planare in presenza di un

gradiente magnetico, calcoli analitici e simulazioni numeriche prevedono numerosi effetti che possono essere provati sperimentalmente. E' entrato ufficialmente in attività, presso una struttura sanitaria, il sistema prototipale per magnetoencefalografia SQUID a 165 canali sviluppato dall'Istituto. In tale contesto è stata anche verificata l'efficacia del sistema di compensazione attiva per la riduzione del rumore ambientale nel sistema MEG e degli algoritmi per la riduzione del rumore ambientale e per l' ottimizzazione dell'analisi dei dati e della ricostruzione delle sorgenti. Alcuni dei materiali compositi, sia organici che inorganici, studiati e caratterizzati recentemente dalla nostra unità, sono stati impiegati per allestire alcuni esperimenti basati sulla propagazione di luce coerente in dispositivi ottici. Allo scopo di preparare un sensore di campi magnetici, è stato progettato e realizzato un setup sperimentale costituito da un'interfaccia tra un dielettrico e un composito in cui nano particelle si orientano in presenza di un campo magnetico. Utilizzando nanorods di F2O3 dispersi in gel si è studiata la propagazione di luce laser in tale composito in funzione di un campo magnetico applicato. I risultati ottenuti dall'attività di ricerca, presentati Conferenze Internazionali, sono in via di validazione ulteriore in vista della preparazione dei documenti per il deposito di brevetto del prototipo di sensore di campo magnetico. La progettazione e caratterizzazione di cristalli fotonici su vari materiali ha continuato ad assorbire parte della nostra attività di ricerca. Altro elemento centrale della nostra attività di ricerca è stata la termografia applicata e l'IR imaging in settori strategici come la medicina. In tale ambito sono stati portati avanti test clinici in collaborazione con il Reparto di Dermatologia del II Policlinico dell'Università di Napoli, allargando la tecnica di monitoraggio dell'azione laser sul tessuto umano, da noi recentemente messa a punto, per i test clinici su pazienti con patologie cutanee di diversa natura. Sono stati anche realizzati nano SQUID per misure di nanoparticelle magnetiche e dispositivi a nanofilo che impiegano materiali superconduttori convenzionali e magnetici. Inoltre sono stati investigati nano reticoli chirali sia metallici che organici per il controllo della polarizzazione della luce (in fase di caratterizzazione), cristalli fotonici e quasi-cristalli, dispositivi innovativi integrati basati su metamateriali elettromagnetici e dispositivi microfluidici per detezione di singola molecola e per materiali elettromagnetici riconfigurabili.


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2010 0 33 0 1 4 0 0 0 24 0

Principali collaborazioniNella commessa confluiscono tutte le numerose collaborazioni delle singole attività di ricerca ivi svolte favorendo una potenziale sinergia.Le specifiche collaborazioni sono riportate nella descrizione dei singoli moduli in cui si articola la commessa.




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Riepilogo personale CNR Consuntivo 2010


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Principali risorse strumentali utilizzateSistemi UHV di deposizione di film sottili con sorgenti dc e rf sputtering. Sistema di Reactive Ion Etching. Litografia UV micrometrica (impiego 50 %) con clean room (classe 1000). Sistema di Litografia e Metrologia a fascio elettronico a scansione per nanotecnologie. Spin coater. Pattern Generator. Criostato a diluizione (20 mK). Criostato (1.2K). Camera schermata. Supporto(impiego 50 %): Taglio wafer, profilometro, bonder, lappatrice, forno in quarzo. Cappa a flusso laminare, Bagno a ultrasuoni, Agitatore a vibrazione, Spin Coater Karl Suss CT62, Forno Binder ED115, Hot plate della Corning. Banchi ottici. CCD camera Sony XCE150 (0.4-0.87mm). Laser coherent Argon (2 W). Laser He-Ne (10 mW) per litografia interferometrica. Laser a stato solido (670 nm e 1280 nm). Sistema per il poling di polimeri elettro-ottici. Sistemi Termografici a Infrarossi nel range vicino-lontano infrarosso. Sistema di spin coating per la deposizione di resist su cristalli. Sistemi di microscopia ottica e AFM. Microscopio digitale olografico. Sistema interferometrico per la ricostruzione di ologrammi.Interferometro moirè. Sistema speckle interferometro per caratterizzazione di materiali e di manufatti.

Attività Moduli


Commessa: Commessa gestionale per istituti ICTProgetto: Progetto per CDS 509 Dipartimento Tecnologie dell'informazione e delle

ComunicazioniDipartimento: ICTResponsabile: TERMINI SETTIMO



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Sistemi Informativi Distribuiti per il Web Semantico

Commessa: Sistemi Informativi Distribuiti per il Web SemanticoProgetto: Data Mining, Ontologie e Web SemanticoDipartimento: ICTResponsabile: MANGO FURNARI MARIO

Risultati conseguiti Nel 2010 si è provveduto ad un ulteriore sviluppo della piattaforma per la gestione distribuita e cooperativa di Depositi documentali (Octapy). Sviluppo che ha tenuto conto del suo concreto utilizzo nell'ambito della gestione delle informazioni per la promozione dei beni culturali, progettando e realizzandocomponenti software per la interoperabilità, in ambito distrbiutio, con i sistemi nazionali del Ministero per i Beni e le Attività Culturali, in particolare i sistemi di "Cultura Italia" e "MueseiID".

Si è inoltre avviato lo studio dell'adattamento della stessa piattaforma perinformazioni esibenti una forte correlazione temporale provenienti da sorgentifortemente distribuite. Obiettivo di questa ttività di ricerca è quello disviluppare una piattaforma di analisi e raccolta dati da reti di sorgenti diinformazioni diacroniche da organizzare in serie temporali tra loro debolmente accoppiate.

A questo scopo si è provveduto a realizzare un ambiente sperimentale costituito da una rete di sensori (svilupati in un precedente progetto con finaziamenti regionali) ed alla progettazione e sviluppo delle necessarie componenti software per la piattaforma Octapy in ambiente embedded.


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2010 0 0 0 2 1 0 0 0 1 0

Principali collaborazioniOltre a continuare le collaborazioni instaurate con le strutture locali e regionali del Ministero per i Beni e le Attività Culturali (MIBAC) della Campania si avviata una nuova collaborazione con la

Direzione Generale per le Antichità sempre del MIBAC per la realizzazione del progetto "OSIRIS: le collezioni egittologiche minori".

Si continuata la collaborazione con il Department of Information Science della University of California at Irvine.




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Interfacce Intelligenti

Commessa: Interfacce IntelligentiProgetto: Data Mining, Ontologie e Web SemanticoDipartimento: ICTResponsabile: MELE FRANCESCO


Lavori JCR-Burattini E., De Gregorio M., Rossi S., "An Adaptive Oscillatory Neural Architecture for Controlling Behavior Based Robotic Systems", Neurocomputing, Elsevier, Elsevier, Vol. 73, Issue 16-18, ottobre 2010, pp. 2829-2836.-De Gregorio M., França F.M.G., Grieco B.P.A., Lima P.M.V., "Producing pattern examples from "mental" images", Neurocomputing, Elsevier, Vol. 73, Issue 7-9, marzo 2010, pp. 1057-1064.

Lavori presentati a congressi e workshop con comitato di programma internazionale-da Silva J.C.P., De Gregorio M., Dutra M.S., França H.L., Lengerke O., França F.M.G., "Movement Persuit Control of an Offshore AutomatedPlatform via a RAM-based Neural Network", ICARCV 2010, 11th International Conference on Control, Automation, Robotics and Vision, 7-10 dicembre, Singapore.- Mele Francesco, Sorgente Antonio, Vettigli Giuseppe, Designing and Building Multimedia Cultural

Stories Using Concepts of Film Theories and Logic Programming, MCES 2010, AAAI Fall Symposium on Cognitive and Metacognitive Educational Systems, Arlington (USA), 11-13 Novembre 2010, pp 57-63

Capitolo di libroMele Francesco, Sorgente Antonio, Vettigli Giuseppe, Annotazione di mappe e ragionamento morfologico per le Strutture Urbane GIS Day 2009. I Geographical Information System per il Governo e la Gestione del Territorio, ISBN: 978-88-548-3332-6, Aracne Editrice Lug-2010, pp 227-237.

Conferenze nazionali-Mele Francesco, Sorgente Antonio, Vettigli Giuseppe, "Evoluzioni di Ontologie in Frame Logic", 25-esimo Convegno Italiano di Logica Computazionale, Rende 7-9 luglio 2010.-Mele Francesco. Sorgente Antonio, "Conceptualizzation of TimeML by Logic Programming, Human Language Technologies for Italian – 2010, Workshop of the Natural Language Processing Group of the AI*IA, December 1st 2010, in conjunction with the 11th AI*IA Symposium on Artificial Intelligence - Brescia- Mele Francesco, Sorgente Antonio, Vettigli Giuseppe, "Grounding problem and Semantic Web Services" AI*IA Workshop on Future Perspectives for Semantic Technologies in Enterprises, Brescia (Italy), December 1st 2010, in conjunction with the 11th Symposium of AI*IA (AI*IA 2010)


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2010 0 2 0 3 1 0 0 0 3 0

Principali collaborazioniImperial College London, UFRJ-Universidade Federal do Rio de Janeiro, UFMG-Universidade Federal de Minas Gerais, City University London, Facoltà di Scienze e Tecnologie dell'Università Parthenope di Napoli, Facoltà di Architettura Seconda Università di Napoli, Facoltà di Ingegneria dell'Università di Roma "Tor Vergata", Università degli Studi di Napoli Federico II, Società Neatec S.p.A. di Pozzuoli (NA), Società Softlab S.p.A. di Roma




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Meccanismi per la gestione di servizi in sistemi service-oriented

Commessa: Tecnologie avanzate, Sistemi e Servizi per GridProgetto: Grid and High Performance ComputingDipartimento: ICTResponsabile: GIORDANO MAURIZIO

Risultati conseguiti In relazione alle attività precedentemente descritte i principali risultati conseguiti sono:- la formalizzazione secondo il modello chimico del meccanismo di selezione di servizi in caso di fornitura parziale degli stessi con la possibilità di selezione delle parti del workflow non disponibili mediante un meccanismo "ritardato" al momento dell'esecuzione.- l'implementazione prototipale di un middleware basato sul modello chimico per la selezione e l'esecuzione di servizi in SBA. L'implementazione del middleware ha dimostrato che l'adozione di un modelli computazionali basati su reazione chimiche per la realizzazione di un middleware per la selezione/esecuzione di servizi è un approccio percorribile che prefigura diverse potenzialità nell'affrontare il problema della adattabilità di tali sistemi come caratteristica evolutiva e di raggiungimento di equilibrio nella metafora chimica.

Le attività svolte hanno contribuito ai risultati raggiunti dal Progetto SCUBE (finanziato dalla Comunità Europea - FP7/2007-2013 n° 215483) che vede coinvolti i ricercatori del modulo dal giugno 2009.Inoltre hanno contribuito a consolidare le collaborazioni già intraprese con MTA STZAKI (Hungarian Academy of Science), e il gruppo MYRIADS dell'INRIA di Rennes.Risultati di tali collaborazioni sono testimoniate da pubblicazioni congiunte a conferenze di settore e un periodo di visiting di un ricercatore del modulo presso i laboratori dell'INRIA.


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2010 0 0 0 3 1 0 0 0 0 0

Principali collaborazioni- MTA STZAKI: Computer and Automation Research Institute - Hungarian Academy of Science (Budapest)- INRIA: Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Rennes)- Imperial College of London - Department of Computing




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Rappresentazione, Analisi e Descrizione di Immagini 2D e 3D

Commessa: Rappresentazione, Analisi e Descrizione di Immagini 2D e 3DProgetto: Multimodal and Multidimensional content and MediaDipartimento: ICTResponsabile: SANNITI DI BAJA GABRIELLA

Risultati conseguiti I risultati dell'attività di ricerca svolta nel corso del 2010, possono essere quantificati in nove articoli scientifici pubblicati o in corso di stampa. Piu' in dettaglio, due lavori a carattere generale sono stati pubblicati rispettivamente in un volume monografico (M. Frucci, G. Ramella, G. Sanniti di Baja, L. Serino, "Visione artificiale: La ricerca nell'Istituto di Cibernetica E.Caianiello", in Memoria e Progetto, P. Greco e S. Termini Eds., Edizioni GEM, Bologna, 93-102, 2010) e negli atti di un convegno nazionale (C. Arcelli, N. Brancati, M. Frucci, G. Ramella, G. Sanniti di Baja, L. Serino, Processing and analyzing 2D and 3D Images, Convegno Nazionale GIRPR, Ascea Marina, June 2010. Proceedings in CD); un lavoro relativo ai risultati conseguiti nell'ambito della tematica "digital geometry and topology" (L.Serino, C.Arcelli, G.Sanniti di Baja, A Characterization of Centers of Maximal Balls in the <3,4,5> Weighted Distance Transform of 3D Digital Objects, Proceedings WADGMM 2010, pp. 12-16, 2010) è stato pubblicato nei proceedings di un convegno internazionale; due lavori sono relativi ai risultati conseguiti nell'ambito della tematica "image processing" per immagini a colori, e di questi uno (C. Arcelli, N. Brancati, M. Frucci, G. Ramella, G. Sanniti di Baja, "A fully automatic one-scan adaptive zooming algorithm for color images", Signal Processing 91, pp. 61-71, 2011). doi:10.1016/j.sigpro.2010.06.007) è attualmente in corso di stampa su rivista internazionale, mentre l'altro (G. Ramella, G. Sanniti di Baja, Multiresolution histogram analysis for color reduction, Proc. 15th Iberoamerican Congress on Pattern Recognition, 8-11 november, San Paolo, Brasile, in, I. Bloch, M.R. Cesar-Jr. Eds., LNCS 6419, Springer, pp. 22-29, 2010) è stato pubblicato in un volume edito da Springer nella serie LNCS; l'abstract di un lavoro riguardante la tematica "feature extraction" (Bruni V., Ramella G. and Vitulano D. Morphological operators and perception laws for the automatic detection of cracks in digitized paintings, Biannual Conference SIMAI 2010, June 21-25 2010, Cagliari, Italy, Book of Abstracts) è stato pubblicato nel volume degli abstract di un convegno internazionale; infine tre lavori sono relativi ad attività di ricerca in "shape analysis" di cui, più in particolare, due lavori riguardano tecniche di rappresentazione e sono in corso di stampa in riviste scientifiche internazionali (C.Arcelli, G.Sanniti di Baja, L.Serino, "Distance driven skeletonization in voxel images", IEEE Trans. PAMI, http://doi.ieeecomputersociety.org/10.1109/TPAMI.2010.140, e L.Serino, C.Arcelli, G.Sanniti di Baja, On the computation of the <3,4,5> curve skeleton of 3D objects, Pattern Recognition Letters http://dx.doi.org/10.1016/j.patrec.2010.07.005), mentre un terzo lavoro

(L.Serino, G.Sanniti di Baja, C.Arcelli, Object decomposition via curvilinear skeleton partition, Proc. ICPR 2010. 1051-4651/ 2010 IEEE CS Press) riguardante decomposizione di oggetti dalla forma complessa in parti semplici è stato pubblicato nei proceedings di una conferenza internazionale. Per quanto riguarda l'attività editoriale, sono stati curati tutti gli "Special Issues" della rivista "Pattern Recognition Letters", di cui un ricercatore della commessa è "Co-Editor-in-Chief". Inoltre, ricercatori della commessa hanno svolto funzione di "referee" per riviste e conferenze internazionali e hanno partecipato alla organizzazione di convegni scientifici in qualità di membri dei relativi "Program Committee". In particolare, il coinvolgimento di ricercatori della commessa è stato rilevante per due conferenze internazionali: ICPR 2010, che si è tenuta in Turchia ad agosto 2010 con la partecipazione di più di 1000 congressisti, e IWCV2010, che è stato co-organizzato dall'Istituto di Cibernetica e dall'UCLA-USA a Vietri sul Mare (SA) nel maggio 2010, che ha fruito della partecipazione di un nutrito gruppo di personalità di spicco nel settore della Computer Vision che hanno presentato letture su invito. In ambito internazionale, ricercatori della commessa hanno fatto parte di numerosi "Standing Committee" e del "Governing Board" della "International Association for Pattern Recognition" (IAPR). In campo nazionale, ricercatori della commessa sono stati attivamente coinvolti nel "Governing Board" del Guppo Italiano di Ricercatori in Pattern Recognition (GIRPR). Infine, è anche stata svolta attività didattica presso l'Università Parthenope di Napoli


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2010 0 0 0 3 2 0 0 0 1 0

Principali collaborazioniSono attive collaborazioni con:.-Center for Image Analysis, SLU&UU Universities Uppsala, Sweden (Università straniera);-Belarusian State University, Minsk, Belarus (Università straniera);-Universita' Federico II, Napoli (Università italiana);-Università Parthenope, Napoli (Università italiana).




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Diagnostica avanzata per i Beni Culturali

Commessa: Offerta di metodologie e tecnologie fisiche per la diagnostica e il monitoraggio

Progetto: Cultura e TerritorioDipartimento: Patrimonio CulturaleResponsabile: SARNELLI ETTORE

Risultati conseguiti Sono stati raggiunti risultati circa l'operatività del sistema magnetometrico a scansione dotato di sensore SQUID e la comprensione dei risultati ottenuti. Il microscopio magnetico a scansione (SMM) è uno strumento prototipale, che consente la rilevazione della mappa magnetica con risoluzione spaziale di circa 700um e sensibilità magnetica di qualche nT. Il SMM è stato utilizzato sia in configurazione DC passiva, sia in configurazione AC attiva. Nel primo caso la comprensione dei risultati era avvenuta tramite lo sviluppo di modelli appropriati basati sull'estensione del concetto di dipolo magnetico. Nel secondo caso è stato necessario lo sviluppo di un sistema di equazioni che ha permesso di arrivare ad una descrizione analitica di un problema di analisi non distruttive tramite Eddy currents, in assenza di simmetria cilindrica. In effetti, l'unico risultato analitico esistente era stato sviluppato in simmetria cilindrica, cioè in assenza di difetti nel materiale. Nel corso del 2010 abbiamo provveduto ad estendere la teoria che ci ha permesso di riprodurre i risultati sperimentali in presenza di difetti circolari su lastre metalliche. Tale risultato è di grande rilevanza, considerando che la simulazione ha riguardato l'intero setup sperimentale, dalla generazione del campo magnetico applicato tramite una bobina al di sopra del sensore, al calcolo delle correnti indotte nel materiale, al campo generao dalle correnti indotte, al flusso misurato dallo specifico sensore al passaggio del difetto al sotto di esso. Una tale comprensione dei risultati sperimentali ha permesso l'individuazione di piccoli difetti di circa 100um di larghezza e pochi millimetri di lunghezza, posizionati in prossimità di grandi difetti delle dimensioni di svariati millimetri, e di distinguere i segnali magnetici prodotti dal difetto piccolo rispetto a quelli generati dal difetto grande.E' stato pubblicato un articolo riguardante i risultati descritti: M Adamo, C Nappi and E Sarnelli, Low-frequency nondestructive analysis of cracks in multilayer structures using a scanning magnetic microscope, Supercond. Sci. Technol. 23 (2010) 095010.


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Principali collaborazioniCollaborazione con il Centro Regionale di Competenza della Regione Campania INNOVA, costituitosi in consorzio SCARL nel 2011




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Commessa: Commessa gestionale per istituti MDProgetto: Progetto per CDS 507 Dipartimento Materiali e DispositiviDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: TERMINI SETTIMO



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Meccanismi di trasmissione e trasduzione di segnali cellulari

Commessa: Meccanismi di trasmissione e trasduzione di segnali cellulariProgetto: Biofisica e Soft MatterDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: NOLFE GIUSEPPE



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Modelli dell'attività ritmica in popolazioni neurali

Commessa: Modelli dell'attività ritmica in popolazioni neuraliProgetto: Biofisica e Soft MatterDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: MUSIO CARLO



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Meccanismi molecolari di trasmisssione e trasduzione dei segnali cellulari: recettori cannabici e TRP nei processi fisiopatologici

Commessa: Sistema Nervoso, Biomolecole e NanobioscienzeProgetto: Biofisica e Soft MatterDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: CRISTINO LUIGIA

Risultati conseguiti In relazione ai rispettivi punti delle attività previste, i risultati conseguiti sono stati:

1. Identificazione in vitro dell'azione pro-apoptotica di nuove molecole menthylamine-derivate.

L'effetto è stato testato sui recettori TRP ed ha dimostrato selettività per il recettore TRPM8 per via dell' attivazione delle caspasi 3/7 in linee cellulari di carcinoma prostatico umano esprimenti TRPM8 (LNCaP) usando come controllo linee di carcinoma prostatico non esprimenti TRPM8 (DU-145) (Ortar et al., Bioorg Med Chem Lett. 20:2729-32; 2010).

2. Dimostrazione in modelli murini del cross-talk funzionale dei recettori D3 della dopamina (D3R) e TRPV1 nei processi cognitivi e degli endocannabinoidi nella ritenzione della memoria a breve termine (Micale et al., Pharmacol Res. 61:531-6, 2010). Dimostrazione dell'azione analgesica dei composti non psicotropi della marijuana cannabidiolo (CBD) e cannabichromene (CBC) mediante test elettrofisiologici in ratto (Maione et al., Br J Pharmacol. 476-5381, 2010).

3. Nanotecnologia è stata applicata per inglobare l'endocannabinoide/endovanilloide anandamide (AEA) in nanoparticelle di Poly-epsilon-caprolactone (PCL-NPs) capaci di mascherarne il riconoscimento da parte del trasportatore cellulare di membrana e sormontarne l'inibizione esercitata nel processo di up-take cellulare (Ligresti et al., PLoS One. 5e10239, 2010).


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2010 0 14 0 0 2 0 0 0 7 0

Principali collaborazioniLe stesse dell'anno precedente cui aggiungere quella con:Max Delbrück Center, Cellular Neuroscience Group (Dr. Rainer Glass), Robert Rössle Str. 10, D-13125 Berlin Germany




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Biofisica e modelli computazionali dell'attività sinaptica

Commessa: Sistema Nervoso, Biomolecole e NanobioscienzeProgetto: Biofisica e Soft MatterDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: DI MAIO VITO

Risultati conseguiti Nel corso dell'anno è stato portato in avanzamento la scrittura del primo modulo del programma di simulazione dell'attività sinaptica. In particolare sono state scritte buona parte delle classi da utilizzare per la simulazione del processo di diffusione sinaptica del neurotrasmettitore. Alcune delle classi sono state momentaneamente implementate e testate per la loro funzionalità in alcune situazioni di calcolo. Il completamento di questo primo modulo richiede anchora un po' di tempo prima di passare alla fase di testing vero e proprio.


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Principali collaborazioniInstitute of Physiology, Czech Academy of Sciences, Praha (CZR)




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Riabilitazione cognitiva assistita dal computer

Commessa: Sistema Nervoso, Biomolecole e NanobioscienzeProgetto: Biofisica e Soft MatterDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: NOLFE GIUSEPPE

Risultati conseguiti Per quanto attiene il follow-up di pazienti con esiti di ictus cerebrale uno studio condotto su centosessantotto pazienti ha messo in luce il ruolo dell'età, del livello di indipendenza e delle relazioni sociali sul punteggio FIM al termine della riabilitazione. L'interferenza della depressione nel processo riabilitativo è stata ulteriormente dimostrata. I risultati della ricerca sono stati pubblicati nell'articolo: S. Giaquinto, I. Giacchetti, C. Spiridigliozzi, G. Nolfe - " Quality of life after stroke in a rehabilitation setting" - Clinical and Experimental Hypertension, 32:426-430, 2010.Al fine di valutare la frequenza dei sintomi ossessivi - compulsivi (OCS) nella schizofrenia e la possibilità che specifici trattamenti antipsicotici possano esaltare la manifestazione della predetta sintomatologia, settanta pazienti con diagnosi di schizofrenia sono stati studiati utilizzando variabili socio – demografiche,variabili cliniche e le scale SAPS, SANS e GAF. È stato dimostrata la presenza di sintomi OCS di grado moderato in una percentuale di pazienti del 52%. I pazienti con sintomi OCS erano affetti anche da un elevato grado di sintomatologia schizofrenica positiva, in particolare allucinazioni. I citati sintomi svolgono anche un ruolo negativo nelle relazioni sociali dei pazienti. Infine si è messo in luce come farmaci antipsicotici atipici non incidono sulla presenza degli OCS. I risultati sono pubblicati in: G. Nolfe, W. Milano, G. Zontini, C. Petrella, M. De Rosa, S. Rundle-Smith , G. Nolfe – "Obsessive – Compulsive symptoms in schizophrenia: their relathionship whit clinical features and pharmachological tretment" – Journal of Psychiatric Practice, 16:235-242, 2010.Nell'articolo "Association between bullying at work and mental disorders: gender differences in the Italian people" (G. Nolfe, C. Petrella, G Zontini, S. Uttieri, G. Nolfe – Social Psychiatry and Epidemiology, 45:1037–1041, 2010) sono riportati i risultati di una ricerca progettata per studiare l'associazione tra mobbing e disordini mentali. Si è visto che i casi più gravi di mobbing si registrano nel sesso maschile e, indipendentemente dal genere, in pazienti con disordini dell'umore.


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Principali collaborazioniIstituto di Ricovero e Cura a Carattere Scientifico (IRCCS), San Raffaele Pisana, Rome, Italy.Dipartimento di Salute Mentale, U.O. 44 - ASL 1, Napoli.Istituto di Riabilitazione "Centro Manzoni srl", NapoliIstituto di Riabilitazione "Fisiomedica Loretana", Toro (CB).Ospedale "Bambin Gesù", Roma




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Biofisica della fotorecezione: Meccanismi molecolari e processi di regolazione della fototrasduzione animale

Commessa: Sistema Nervoso, Biomolecole e NanobioscienzeProgetto: Biofisica e Soft MatterDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: SANTILLO SILVIA

Risultati conseguiti Evidenza del ruolo regolatore del'input fotico nell'espressione genica di opsine visive e non-visive in Hydra sia durante il ritmo di luce diurno che in quello circadiano dell'animale (la stesura dei risultati salienti è in corso per la sottomissione a rivista JCR).Il ruolo e la competenza dei ricercatori coinvolti in questa ricerca sono stati riconosciuti mediante invito ad agire sia come referee in prestigiose riviste JCR del settore (Biophys. J., Nitric Oxide, Photochem. Photobiol.) che come partecipanti a comitati organizzatori e scientifici di Congressi (SIBPA, Società Italiana di Biofisica Pura ed Applicata) e di Società scientifiche internazionali (ESP, European Society for Photobiology; ASP, American Society for Photobiology) e nazionali (SIBPA).Degno di nota particolare è stato l'invito a contribuire alla terza edzione del prestigioso volume "CRC Handbook of Organic Photochemistry and Photobiology" d'imminente pubblicazione presso la CRC Press (ref: Musio C., Santillo S., Non-visual photosensitivity and circadian vision.CRC Handbook of Organic Photochemistry and Photobiology, 3rd ed., A. Griesbeck, F. Ghetti & M. Oelgemoeller eds; CRC Press, Boca Raton FL, (invited chapter).

Sono state ripristinate apparecchiature e riconfigurati i software necessari per l'utilizzo di un setup base di elettrofisiologia avanzata. Uno stage all'estero ha permesso di adeguare le competenze relative a tecniche di registrazione di patch clamp agli standard sperimentali


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2010 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0

Principali collaborazioniIBP-CNR, NapoliIBF-CNR, Pisa




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Nanotecnologie per terapia genica, bioimaging e delivery di farmaci

Commessa: Sistema Nervoso, Biomolecole e NanobioscienzeProgetto: Biofisica e Soft MatterDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: TORTIGLIONE CLAUDIA

Risultati conseguiti 1) Le analisi conseguite a livello animale, cellulare e molecolare dimostrano che Hymyc1 è coinvolto nei meccanismi di omeostasi delle cellule staminali interstiziali e che la sua deregolazione aumenta il differenziamento cellulare a spese dei processi proliferativi. L'approccio sviluppato di RNAi mediato da siRNA ha permesso di definire non solo la funzione di un importante gene coinvolto nella proliferazione e differenziamento delle cellule staminali, ma costituisce un robusto metodo di silenziamento applicabile allo studio della funzione genica in Hydra.

2) Gli studi tossicologici dell'impatto delle NP di diverse composizione in Hydra hanno fornito dati preliminari e conclusivi, rispettivamente per le NP di oro e per i QD di CdTe. Le NP di oro non mostrano tossicità a livello morfologico, ma è necessaria un'analisi completa per risultati definitivi. I QD di CdTe invece mostrano evidente tossicità, provocando contrazione e danni tissutali e cellulari in maniera dose dipendente. La velocità di crescita della popolazione risulta diminuita negli animali trattati, e cosi' pure l'indice di rigenerazione tentacolare e l'efficienza di rigenerazione che risultano significatamente diminuiti.

3) È stato identificato l'addotto di sintesi (nanoparticella con rivestimento chimico specifico) biocompatibile con il modello animale e determinate la dose efficace ed il tempo di somministrazione. Lo studio quantitativo dei livelli proteici NR1 in micro dissezioni di cervello di ratto ha mostrato una differenza nella linea di controllo rispetto alla linea iperattiva. La Corteccia Prefrontale e l'Accumbens sono le aree cerebrali in cui si osservano in modo più marcato le variazioni dovute al trattamento farmacologico.


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Istituto di Nanoscienze CNR, LecceIIT Genova




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Fisiopatologia neuronale

Commessa: Sistema Nervoso, Biomolecole e NanobioscienzeProgetto: Biofisica e Soft MatterDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: MAHARAJAN VEERAMANI

Risultati conseguiti Il sistema di trasmissione della serotonina è gravemente danneggiato nei cervelli adulti e neonatali. La diossina svuota della serotonina i neuroni serotoninergici sia nel topo, adulto e in fase di sviluppo, sia nella pecora. Alterazioni sottili delle fibre serotoninergiche, del recettore 5-HT-1A e dei trasportatori della serotonina nelle strutture limbiche potrebbero essere l'origine di alterazioni nelle capacità affettive, emotive e cognitive dell'animale. Alterazioni gravi presentate dal sistema serotoninergico in strutture quali, medulla, pons e cervelletto potrebbero dare delle indicazioni sul meccanismo soggiacente le alterazioni comportamentali, come le incapacità motorie, presentate dagli animali esposti alla diossina.


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2010 0 5 0 0 1 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniDipartimento di Strutture, Funzioni e Tecnologie Biologiche, Università di Napoli Federico II, Napoli;Facoltà di Medicina e Chirurgia, Università della Magna Graecia, Catanzaro




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Sistema Nervoso, Biomolecole e Nanobioscienze

Commessa: Sistema Nervoso, Biomolecole e NanobioscienzeProgetto: Biofisica e Soft MatterDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: MUSIO CARLO

Risultati conseguiti Per il succitato punto 1)NGAL è una proteina del sistema immunitario che si suppone legata all'insulin-resistenza e all'obesità. I meccanismi fisiologici alla base di questo legame non sono ancora noti. Nell'articolo "Metabolic endotoxemia and saturated fat contribute to circulating NGAL concentrations in subjects with insulin resistance" (JM Moreno-Navarrete, M Manco, J Ibáñez, E García-Fuentes, F Ortega, E Gorostiaga, J Vendrell, M Izquierdo, C Martínez, G Nolfe6, W Ricart, G Mingrone, F Tinahones and JM Fernández-Real – International Journal of Obesity, 34:240-249, 2010) sono stati presentati i risultati di un ampio studio che ha coinvolto soggetti sani, soggetti con diabete di tipo 2, pazienti obesi e pazienti obesi in trattamento. Nei diabetici, la concentrazione sierica di NGAl è risultata correlata alla concentrazione di trigliceridi a digiuno e alla LPS-binding protein. Nei soggetti obesi l'assunzione di acidi grassi saturi è il fattore che migliora la varianza della NGAL dopo perdita di peso. La perdita di peso modifica, inoltre, il ritmo circadiano di NGAL. L'incremento di NGAL, dopo un carico di grassi, è associato con l'insulina a digiuno, con l'HOMA-IR e la concentrazione di trigliceridi.

Per il succitato punto 2)L'invito a contribuire alla terza edzione del prestigioso volume "CRC Handbook of Organic Photochemistry and Photobiology" d'imminente pubblicazione presso la CRC Press (ref: Musio C., Santillo S., Non-visual photosensitivity and circadian vision.CRC Handbook of Organic Photochemistry and Photobiology, 3rd ed., A. Griesbeck, F. Ghetti & M.

Oelgemoeller eds; CRC Press, Boca Raton FL, (invited chapter).

Per il succitato punto 3)C. Musio ha fatto parte del Comitato Scientifico e del Comitato Organizzatore del XX Congresso Nazionale della Società di Biofisica Pura ed Applicata (SIBPA), Arcidosso (GR) 11-14 settembre 2010. L'ICIB-CNR ha contribuito a tale congresso come sponsor.

C. Musio ha svolto attività di promozione e sviluppo di conoscenza in qualità di: i) membro del Scientific Advisory Board della European Society for Photobiology (ESP), ii) membro del Consiglio di Presidenza della Società di Biofisica Pura ed Applicata (SIBPA).


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Principali collaborazioniOspedale Bambin Gesù, RomaESP <http://www.esp-photobiology.it/>SIBPA <http://sibpa.roma2.infn.it/>




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Tecniche di imaging per lo studio e l'analisi di materiali microstrutturati

Commessa: Tecniche di imaging per lo studio e l'analisi di materiali microstrutturatiProgetto: Ottica, Fotonica e PlasmiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: DE NICOLA SERGIO



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Commessa: Tecniche di imaging per lo studio e l'analisi di materiali microstrutturatiProgetto: Ottica, Fotonica e PlasmiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: DE NICOLA SERGIO



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Studio, fabbricazione e tecniche diagnostiche ottiche di materiali strutturati e dispositivi per la nano fotonica e l'ottica integrata

Commessa: Studio, fabbricazione e tecniche diagnostiche ottiche di materiali strutturati e dispositivi per la nano fotonica e l'ottica integrata




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Fabbricazione e caratterizzazione di micro e nano sistemi a base polimerica e ibrido organico-inorganico per la fotonica


Progetto: Ottica, Fotonica e PlasmiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: MORMILE PASQUALE



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Interazione della radiazione elettromagnetica in materiali strutturati





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Fisica e Tecnologia dei Sistemi Coerenti

Commessa: Superconduttività - Fisica e Tecnologia dei Sistemi CoerentiProgetto: Materiali, sistemi e dispositivi magnetici e superconduttoriDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: RUSSO MAURIZIO



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Rivelatori quantistici e dispositivi superconduttori non convenzionali

Commessa: Rivelatori quantistici e dispositivi superconduttori non convenzionaliProgetto: Materiali, sistemi e dispositivi magnetici e superconduttoriDipartimento: Materiali e Dispositivi

Responsabile: CRISTIANO ROBERTO

Risultati conseguiti La realizzazione di dispositivi basati su nanostrip (nanowire) in parallelo che sfruttano il processo di cascade-switching introdotto dal gruppo ha consentito di osservare sperimentalmente ed in modo diretto la dinamica temporale dell'hotspot in nanofili superconduttori [1]. I risultati hanno contribuito a definire il quadro descrittivo dei fenomeni di nonequilibrio in nanowires già avviato nello scorso anno, ed hanno dimostrato che tale configurazione è molto conveniente e perciò è stata adottata anche da altri gruppi di ricerca. Lo studio di nanostrip ibride superconduttore/ferromagnete del tipo NbN/NiCu ha messo in evidenza la possibilità di aumentare significativamente la corrente critica e quindi l'ampiezza del segnale di risposta. L'effetto è stato spiegato in termini di pinning di vortici magnetici[2]. Lo studio estensivo del fenomeno di latching nello stato normale è stato condotto in strutture a nanowire di Nb e NbN [3]. La struttura a nanowire paralleli è risultata inoltre particolarmente conveniente nel contesto della rivelazione di macromolecole dove è stato raggiunto l'obiettivo di mantenere la velocità di risposta del rivelatore al di sotto del ns anche in dispositivi di grande area. Si sono realizzati con successo quantum detectors per macromolecole di area fino al mm2 e si è affrontato lo studio dell'efficienza al variare dello spessore delle nanostrip da 9 a 40 nm [4] ottenendo il risultato originale ed inatteso di un aumento dell'efficienza con lo spessore. Va sottolineato che i risultati ottenuti in collaborazione con il gruppo del prof. Ohkubo del RIIF di Tsukuba sono di assoluta rilevanza come confermato da relazioni su invito a conferenze internazionali. L'utilizzo di rivelatori a nanostrip di macromolecole ad alta efficienza quantistica, con discriminazione temporale delle centinaia di picosecondi, velocità di conteggio del nanosecondo e adeguate dimensioni spaziali consentono di aprire interessanti prospettive nell'uso della spettrometria di massa a tempo di volo in proteomica per lo studio di proteine integre, senza dover ricorre a tecniche di frammentazione e digestione. Lo studio dell'influenza dei vortici di Abrikosov sulle risonanze di Fiske è stato pubblicato in [5].

Per lo studio di dielettrici per applicazioni in qu-bit Josephson è stato messo a punto un processo di fabbricazione di risonatori lumped LC in Niobio su substrati di silicio e di silicio amorfo idrogenato (a-Si:H) allo scopo di ottimizzare i parametri di fabbricazione in termini di bassa tangente di perdita. I risonatori sono stati caratterizzati all'Univ. di Karlsruhe a T = 4.2 e 0,3 K, nell'intervallo di frequenze 1-10 GHz. L'a-Si:H depositato alla temperatura di 250° C ha mostrato un valore della tangente di perdita più basso rispetto ad altri dielettrici, tra i quali Nb2O5, SiO, e SiNx. E' stato dimostrato sperimentalmente che la nitrurazione della superficie del film di Nb ha una funzione protettiva contro la diffusione dell'idrogeno nel film durante la deposizione del a-Si:H tramite tecnologia PECVD. I risultati sono stati presentati a varie conferenze.

Film di YBCO con linee di larghezza submicrometrica (fino a 0.3 um) sono stati realizzato e caratterizzato in termini di misure di resistenza al variare della temperatura. I film sono stati ottenuti usando il processo di trasferimento di una maschera metallica di Titanio, interamente realizzata mediante processo EBL, al sottostante film sottile di YBCO. I risultati ottenuti dopo diverse prove per la definizione delle linee submicrometriche e della transizione normale-superconduttore sono ampiamente soddisfacenti e costituiscono la base di un trasferimento di questa tecnica per la realizzazione nel prossimo futuro di giunzioni bicristalline a bordo di grano di dimensioni submicrometriche. Attività Teorica: E' stato risolto in forma chiusa il modello di Kulik per una giunzione 0-pi[6] E' stata trovata una soluzione del modello Blonder Tinkham Klapwijk che ingloba anisotropia e tre dimensioni.

Sono stati conseguiti risultati relativi all'analisi non distruttiva mediante microscopia magnetica SQUID HTS di fratture in strutture a multistrato [7].

Il lavoro sulla risposta THz di giunzioni Josephson HTS ha esplorato le potenzialità di un rivelatore superconduttore a risposta rapida per radiazione THz, di grande interesse per la spettroscopia e caratterizzazione funzionale di proteine e cellule.

L'utilizzo di spettrometria Raman ha consentito di caratterizzare film di YBCO e nanotubi di carbonio. I risultati sono stati sottomessi per la pubblicazione e presentati a conferenze.

Pubblicazioni principali[1] Ejrnaes et al, PRB 81(2010)132503 [2] Marrocco et al APL 97(2010)092504[3] Annunziata et al JAP 108(2010)084507[4] Casaburi et al APL 98(2011)023702[5] Lisitskiy, Fistul PRB, 81(2010)184505[6] Nappi et al, Fiz Nizkikh Temp, 36(2010)1149[7] Adamo et al. SUST 23(2010)095010[8] Del Rio et al, SUST 23(2010)085005


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Principali collaborazioniLo studio di SNSPD e SSLD è condotto in collaborazione con alcuni istituti del CNR (SPIN, IFN-Roma) e Università italiane come la Federico II di Napoli, l'Univ. di Salerno. In ambito internazionale le principali collaborazioni internazionali sono con il Research Institute for Instrumentation Frontier di Tsukuba in Giappone, con l'Università di Yale in USA, con CEA-Saclay in Francia, Lo sviluppo del rivelatore di raggi gamma è condotto in collaborazione con la sezione di Napoli dell'INFN. Lo studio di materiali dielettrici per q-bit Josephson è svolto in collaborazione con l'Università di Karlsruhe.




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Dispositivi e sensori quantici

Commessa: Micro e nano dispositivi e materiali strutturati per sensoristica superconduttiva e fotonica

Progetto: Materiali, sistemi e dispositivi magnetici e superconduttoriDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: GRANATA CARMINE

Risultati conseguiti E' stato verificato che le prestazioni in termini di risposta al dipolo di corrente di gradiometri SQUID planari a base-line lunga sono paragonabili , come da previsione, con quelle di gradiometri assiali convenzionali; i risultati confermano quindi l'efficacia di tali dispositivi nell'impiego in sistemi multicanale per misure di biomagnetismo. Le misure sperimentali degli spettridi rumore in corrente su giunzioni Josephson e SQUID, hanno confermato l'efficacia della nuova tecnica di misura proposta. I risultati ottenuti sono paragonabili con i risultati in letteratura sia in termini di intensità di rumore che dell' andamento in funzione della frequenza (buon andamento 1/f). La caratterizzazione del nuovo sensore di corrente basato su SQUID alla temperatura dell'elio liquido, ha fornito le prestazioni di quest'ultimo in termini di rumore in corrente. I risultati sperimentali hanno confermato le previsioni progettuali, ottenendo un rumore in corrente inferiore a 100 fA/sqrt(Hz). Per quanto riguarda lo studio degli effetti della corrente di alimentazione sul comportamento elettromagnetico della giunzione, risultati sia analitici che numerici hanno evidenziato che la presenza di vortici frazionali conducono a notevoli differenze rispetto al caso classico di correnti di alimentazione uniformemente distribuite. I risultati teorici sono stati ampiamente confermati da dettagliate misure su numerosi campioni caratterizzati da parametri elettrici e geometrici differenti.In relazione allo studio del comportamento di una giunzione Josephson planare in presenza di un gradiente magnetico, calcoli analitici e simulazioni numeriche prevedono numerosi effetti che possono essere provati sperimentalmente.E' entrato ufficialmente in attività, presso una struttura sanitaria, il sistema prototipale per magnetoencefalografia SQUID a 165 canali sviluppato dall'Istituto. In tale contesto è stata anche verificata l'efficacia del sistema di compensazione attiva per la riduzione del rumore ambientale nel sistema MEG e degli algoritmi per la riduzione del rumore ambientale e per l' ottimizzazione dell'analisi dei dati e della ricostruzione delle sorgenti.


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2010 0 13 0 0 1 0 0 0 9 0

Principali collaborazioniProf. J. Mygind, DTU Physics, Technical University of Denmark, Prof. V. P. Koshelets Institute of Radio Engineering and Electronics,Russian Academy of Science, Moscow, RussiaProf. R. J. Rivers Blackett Laboratory, Imperial College, London U.K.Dott. Burkhard Maess, Max Planck Institute for Human Cognitive and Brain Sciences di Lipsia (D). Dipartimento di Matematica dell'Università di GenovaAdvanced Technologies Biomagnetics srl Pescara.Casa di cura "Villa Russo" Reparto di Neurologia, Napoli.Fluxonics: The European Foundry for Supercoductive Electronics eV Braunschweig (D)



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A B C D = A + C

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Nanotecnologia e materiali per dispositivi compositi


Progetto: Materiali, sistemi e dispositivi magnetici e superconduttoriDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: ESPOSITO EMANUELA

Risultati conseguiti Sono stati conseguiti i seguenti risultati:• Realizzazione di nano SQUID per misure di nanoparticelle magnetiche-Pubblicazioni su peer rewiew journals:NanoSQUID as Magnetic Sensor for Magnetic Nanoparticles characterization, R. Russo, P. Walke, C. Granata1, A. Vettoliere, E. Esposito and M. Russo, Submitted to Journal of Nanoparticle Research (Springer) sept 2010-Lavori presentati a Conferenze Internazionali:SQUID Based Magnetic Sensor for Detection of Magnetic Nanoparticles P. Walke, C. Granata, A. Vittoliere, E. Esposito, R. Russo and M. Russo, X International Conference on Nanostructured Materials NANO2010, Rome, September 2010

• Realizzazione di dispositivi a nanofilo che impiegano materiali superconduttori convenzionali e magnetici-Lavori presentati a Conferenze Internazionali:7th International Workshop on Functional and Nanostructured Materials FNMA'10 tenutosi a Malta dal 16 al 20 Luglio 2010: "Magnetic, Elastomagnetic and Elastoresistive Behaviour of Nanoparticles-Assembled Films Produced by fs-PLD". V. Iannotti, S. Amoruso, G. Ausanio, C. Campana, E. Esposito, C. Hison, V. Pagliarulo, G. Pepe, L. Lanotte-Seminari "Quantum Nanostructures and Nanofabrication" E.Esposito presso Istituto SPIN Genova"Quantum Nanostructures and Nanofabrication" E.Esposito presso Università degli Studi del Sannio di Benevento-CorsiShort Course on "Micro and Nano patterning with Electron Beam and Ion Beam Lithography for top down integration technology", per il corso di dottorato "Tecnologie per Materiali, Sensori ed Imaging"

presso l'Università degli Studi di Napoli "Federico II".

• Realizzazione di nano reticoli chirali sia metallici che organici per il controllo della polarizzazione della luce (in fase di caratterizzazione).

• Realizzazione di cristalli fotonici e quasi-cristalli: -Pubblicazioni su peer rewiew journals:Spectral characterization of two-dimensional Thue-Morse quasicrystals realized with high resolution lithography,V. Matarazzo, S. De Nicola, G. Zito, P. Mormile, M. Rippa, G. Abbate, J. Zhou, and L. Petti. In print on Journal of Optics (2010).

-Lavori presentati a Conferenze Internazionali:1. G. Abbate, A. Andreone, S. De Nicola, E. Di Gennaro, V. Matarazzo, L. PETTI, P. Mormile, M. Rippa, T. Priya Rose, G. Zito: "Two-dimensional quasi crystals: Fabrication, experimental characterisation and perspectives for photonic applications". Fourth International Congress on Advanced Electromagnetic Materials in Microwaves and Optics "Metamaterials 2010" Karlsruhe-Germany, September 13-16, 2010.2. S. De Nicola, G. Zito, L. PETTI, V. Matarazzo, M. Rippa, G. Abbate and P. Mormile: "Spectral Characterization of two-dimensional Thue-morse quasi crystals realized with electron beam lithography". 14th International Conference on Laser Optics "LO-2010" Saint Petersburg-Russia, June 28-2 July, 2010.3. L. PETTI, V. Matarazzo, M. Rippa, G. Zito, S. De Nicola, G. Abbate and P. Mormile: "High resolution lithography as a Tool to Fabricate Quasiperiodic Crystals". 9th Mediterrenean Workshop and Topical Meeting "Novel Optical Materials and Applications" Tacona-Photonics 2009. Bad Honnef-Germany, October 28-30, 2009.4. L. PETTI, V. Matarazzo, M. Rippa, S. De Nicola, G. Abbate and P. Mormile: "High resolution lithography in Photonic Crystals and Quasiperiodic Crystals". 9th Mediterrenean Workshop and Topical Meeting "Novel Optical Materials and Applications" (NOMA 2009). Cetraro-Italy, June 8-12, 2009.-Invited Talks:1. "New Nano Structures for Photonics Application based on hybrid organic/inorganic materials and a new Sensor for Magnetic fields" by L. Petti, 15 Ottobre 2010, Division of functional Materials and Nanodevices, Ningbo Institute of Material Technology and Engineering, Chinese academy of Sciences, Ningbo City, China.2. "Characterization of Photonic Quasi-Crystals fabricated by e-beam lithography" by L. Petti, 23 Febbraio 2010, 16th Seminar on Electron and Ion Beam Lithography for Applications in Nanotechnology (NANO2010), Dortmund-Germany.

• Realizzazione di dispositivi innovativi integrati, basati su metamateriali elettromagnetici-Pubblicazioni su peer rewiew journals:Resonant Effects of FPL and SPP for Light Transmitting through Subwavelength Metallic GratingsJun Zhou, Youqiao Ma, Miao He, L. Petti, E. Y. B. Pun, and P. Mormile. Submitted to Physics Letter A (2010).

• Realizzazione di dispositivi microfluidici per detezione di singola molecola e per materiali elettromagnetici riconfigurabili


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2010 0 6 0 0 2 0 0 0 10 0


Dr. Mario Malinconico, Institute of Chemistry and Technology of polymers (ICTP) of CNR, PozzuoliProf. G. Abbate, Department of Physical Sciences and INFM-Coherentia, University of Naples Federico II, Naples, Italy Prof. A. Roviello, Chemistry Department, Naples University "Federico II"Prof. J. Zhou, Head of Photonics Institute of the university of Ningbo City, ChinaProf. A. Andreone , Università di Napoli Federico IIProf. G. Pepe , Università di Napoli Federico IIProf. A. Cusano e A. Cutolo Università degli Studi del Sannio di BeneventoProf. P.A. Netti, IIT@CRIB & Università di Napoli Federico II




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Fabbricazione e caratterizzazione di micro e nano sistemi a base polimerica e ibrido organico-inorganico


Progetto: Materiali, sistemi e dispositivi magnetici e superconduttoriDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: MORMILE PASQUALE

Risultati conseguiti Alcuni dei materiali compositi, sia organici che inorganici, studiati e caratterizzati recentemente dalla nostra unità, sono stati impiegati per allestire alcuni esperimenti basati sulla propagazione di luce coerente in dispositivi ottici. I risultati ottenuti sono stato oggetto delle seguenti pubblicazioni:Pubblicazioni su peer rewiew journals:1. Optically induced Light Modulation in an hybrid nanocomposite system of inorganic CdSe/CdS nanorods and nematic liquid crystalsL Petti, M. Rippa, A. Fiore, L. Manna and P. Mormile. Optical Materials, 32, 1011-1016 (2010). DOI: 10.1016/j.optmat.2010.02.0222. Dynamic Orientational Photorefractive Gratings observed in CdSe/CdS nanorods imbedded in

liquid Crystal cells.L Petti, M. Rippa, A. Fiore, L. Manna and P. Mormile. Optical Materials, 32, 1060-1065 (2010). DOI: 10.1016/j.optmat.2010.02.0313. Dynamic Orientational Photo-refractive Gratings observed in CdSe/CdS nanorods doped nematic Liquid Crystal cells.L Petti, M. Rippa, A. Fiore, L. Manna and P. Mormile. Journal of Nonlinear Optical Physics and Materials, 19, 1, 111-121 (2010). Allo scopo di preparare un sensore di campi magnetici, è stato progettato e realizzato un setup sperimentale costituito da un'interfaccia tra un dielettrico e un composito in cui nano particelle si orientano in presenza di un campo magnetico. Utilizzando nanorods di F2O3 dispersi in gel si è studiata la propagazione di luce laser in tale composito in funzione di un campo magnetico applicato. I risultati ottenuti dall'attività di ricerca, presentati Conferenze Internazionali, sono in via di validazione ulteriore in vista della preparazione dei documenti per la brevettazione del prototipo di sensore di campo magnetico. Lavori presentati a Conferenze Internazionali:• P. Mormile, L. Petti, M. Rippa, J. Guo, W. Song, J. Zhou: "Magnetically-modulated refractive index of a magnetic fluid film based on cigar shaped ferrite submicron particles" SPIE PHOTONICS ASIA 2010. Beijing-CHINA, October 18-21, 2010. La progettazione e caratterizzazione di cristalli fotonici su vari materiali ha continuato ad assorbire parte della nostra attività di ricerca. I risultati dell'attività di ricerca hanno prodotto dati significativi riportati nelle seguenti pubblicazioni:Pubblicazioni su peer rewiew journals:Spectral characterization of two-dimensional Thue-Morse quasicrystals realized with high resolution lithography,V. Matarazzo, S. De Nicola, G. Zito, P. Mormile, M. Rippa, G. Abbate, J. Zhou, and L. Petti. In print on Journal of Optics (2010).Lavori presentati a Conferenze Internazionali:1. G. Abbate, A. Andreone, S. De Nicola, E. Di Gennaro, V. Matarazzo, L. PETTI, P. Mormile, M. Rippa, T. Priya Rose, G. Zito: "Two-dimensional quasi crystals: Fabrication, experimental characterisation and perspectives for photonic applications". Fourth International Congress on Advanced Electromagnetic Materials in Microwaves and Optics "Metamaterials 2010" Karlsruhe-Germany, September 13-16, 2010.2. S. De Nicola, G. Zito, L. PETTI, V. Matarazzo, M. Rippa, G. Abbate and P. Mormile: "Spectral Characterization of two-dimensional Thue-morse quasi crystals realized with electron beam lithography". 14th International Conference on Laser Optics "LO-2010" Saint Petersburg-Russia, June 28-2 July, 2010.3. L. PETTI, V. Matarazzo, M. Rippa, G. Zito, S. De Nicola, G. Abbate and P. Mormile: "High resolution lithography as a Tool to Fabricate Quasiperiodic Crystals". 9th Mediterrenean Workshop and Topical Meeting "Novel Optical Materials and Applications" Tacona-Photonics 2009. Bad Honnef-Germany, October 28-30, 2009.4. L. PETTI, V. Matarazzo, M. Rippa, S. De Nicola, G. Abbate and P. Mormile: "High resolution lithography in Photonic Crystals and Quasiperiodic Crystals". 9th Mediterrenean Workshop and Topical Meeting "Novel Optical Materials and Applications" (NOMA 2009). Cetraro-Italy, June 8-12, 2009.Invited Talks:1. "New Nano Structures for Photonics Application based on hybrid organic/inorganic materials and a new Sensor for Magnetic fields" by L. Petti, 15 Ottobre 2010, Division of functional Materials and Nanodevices, Ningbo Institute of Material Technology and Engineering, Chinese academy of Sciences, Ningbo City, China.2. "Characterization of Photonic Quasi-Crystals fabricated by e-beam lithography" by L. Petti, 23 Febbraio 2010, 16th Seminar on Electron and Ion Beam Lithography for Applications in Nanotechnology (NANO2010), Dortmund-Germany.Altro elemento centrale della nostra attività di ricerca è stata la termografia applicata e l'IR imaging in settori strategici come la medicina. Tale attività ha portato alla sottomissione di una pubblicazione:• A novel tool based on IR imaging for monitoring and optimizing the laser-tissue photothermal interaction for medical applications

M. Rippa, A. Baldo, A. Merla, G. Monfregola, L. PETTI and P. Mormile. Submitted to Journal of Biomedical Optics (2010).


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2010 0 5 0 0 0 0 0 0 1 0

Principali collaborazioniDr. Mario Malinconico, Institute of Chemistry and Technology of polymers (ICTP) of CNR, PozzuoliProf. G. Abbate, Department of Physical Sciences and INFM-Coherentia, University of Naples Federico II, Naples, Italy Prof. A. Roviello, Chemistry Department, Naples University "Federico II"Prof. W. Blau, Physics Department of Trinity College, Dublin, IrelandProf. J. Zhou, Head of Photonics Institute of the university of Ningbo City, ChinaProf. W. Song, Ningbo Institute of Material Technology and Engineering-CAS, Ningbo City, ChinaDr. Liberato Manna, Executive of the Nanochemistry facility at the Italian Institute of Technology (IIT), Genova, Italy Prof. Arcangelo Merla, Institute of Advanced Biomedical Technologies, Università "G. D'Annunzio", Chieti.Società E-DEA S.p.A. , Transport Technology, Casalnuovo (NA).Prof. G. Monfregola, sezione di Dermatologia Clinica, allergologica e venereologia, area funzionale Terapia fisica dermatologica e diagnostica cutanea non invasiva, Azienda Ospedaliera Universitaria "Federico II" (NA).




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Interazione laser-materia


Progetto: Materiali, sistemi e dispositivi magnetici e superconduttoriDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: DE NICOLA SERGIO

Risultati conseguiti Sviluppo di una tecnica interferometria per la misura del momento angolare di fasci ottici singolari

Sviluppo di reticoli Thue-Morse mediante fotolitografia a fascio elettronico e modelli numerici per la determinazione del campo diffratto

Sviluppo di una procedura per il controllo del potenziale in condeNsati BEC


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2010 0 9 0 1 1 0 0 0 4 0

Principali collaborazioniSviluppo di una tecnica interferometria per la misura del momento angolare di fasci ottici singolari. Sviluppo di reticoli Thue-Morse mediante fotolitografia a fascio elettronico e modelli numerici per la determinazione del campo diffratto. Sviluppo di una procedura per il controllo del potenziale in condeNsati BEC. L'attività di ricerca ha anche riguardato la caratterizzazione di una trappola magnetoottica bidimensionale (2D-MOT) per atomi di rubidio.Il ruolo di tale dispositivo risulta fondamentale per un sensore inerziale trasportabile basato sull'interferometria atomica.La 2D-MOT risulta in grado di fornire un fascio di atomi freddi utilizzabili come sorgente di carica per una ulteriore trappola tridimensionale, quest'ultima dedicata quindi all'intrappolamento del campione destinato alla manipolazione interferometria. In confronto a metodi di carica tradizionali del campione da gas di fondo termico fornito da un dispenser riscaldati, schema diffuso nei primi approcci alle fontane atomiche, questa volta è possibile implementare un sistema di carica del campione da una sorgente di atomi freddi. E' quindi possibile realizzare condizioni di vuoto differenziale separando il sistema di carica da quello di manipolazione interferometrica mediante un diaframma. Sperimentalmente si è ottenuto un incremento di un fattore 10 sul numero di atomi intrappolati e lanciati al secondo, con una pressione molto bassa del gas di fondo.




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Analisi e sintesi di dati orientati al monitoraggio e la conservazione di Beni Culturali

Commessa: Analisi e sintesi di dati eterogenei per monitoraggio e conservazione di Beni Culturali

Progetto: Diagnosi, intervento e conservazione del patrimonio culturaleDipartimento: Patrimonio CulturaleResponsabile: RAMELLA GIULIANA

Risultati conseguiti Nel corso del 2010:

- sono stati ottenuti significativi risultati sperimentali applicando alcuni metodi di quantizzazione a un numeroso insieme di immagini campione caratterizzate da alterazioni colorimetriche dovute a cause di diversa natura;- è stato proposto un nuovo metodo di quantizzazione in grado di produrre la riduzione del numero di colori dell'immagine elaborando le informazioni ottenibili a differenti scale di risoluzione;- sono state sperimentate diverse metodologie per l'individuazione automatica di crack in dipinti e materiali di archivio;- è stato sviluppato un metodo automatico per la determinazione dei crack basato sull'uso di opportuni operatori morfologici e sull'uso di semplici leggi percettive.


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Struttura e funzione di endovanilloidi ed altri ligandi di canali TRP di interesse biomedico

Commessa: Struttura e funzione di endocannabinoidi, endovanilloidi, ammidi bioattive di acidi grassi e lipo/glicopeptidi di interesse biomedico

Progetto: Progettazione di nuove molecole con specifiche proprieta' biochimicheDipartimento: Progettazione MolecolareResponsabile: DE PETROCELLIS LUCIANO

Risultati conseguiti In relazione ai rispettivi punti delle attività previste, i risultati conseguiti sono stati:

• Design, sintesi e azione farmacologica in vitro dell'azione su canali TRP di nuove molecole (-)-menthylamine-derivate. L'effetto sui recettori TRP ha dimostrato per cinque molecole un potente antagonismo per il recettore TRPM8 (IC50 tra 20 nM e 0.7 ¼M) e selettività verso i recettori TRPV1 e TRPA1 (Ortar et al., Bioorg Med Chem Lett. 20:2729-32; 2010). • Dimostrazione che la catena laterale metilene benzilica è un elemento critico per l'attività vanilloide della resiniferatossina: l'introduzione di ramificazioni, ossigeni, o sostituzioni isosteriche a questo centro provocano una minore potenza di 2-3 ordini di grandezza rispetto al prodotto naturale. Sorprendentemente, l'introduzione di un atomo di iodio nella porzione guaiacile dell'ossigeno isosterico porta ad un notevole incremento di potenza (>1000-fold) in termini di agonismo al TRPV1 (Appendino et al., Bioorg Med Chem Lett. 20:97-9; 2010). • Valutazione dell'azione apoptotica di nuove molecole via attivazione delle caspasi 3/7 in linee cellulari di carcinoma prostatico umano che esprimono TRPM8 (LNCaP) usando come controllo linee di carcinoma prostatico non esprimenti TRPM8 (DU-145). • Dimostrazione in modelli murini del cross-talk funzionale dei recettori D3 della dopamina (D3R) e TRPV1 nei processi cognitivi e degli endocannabinoidi nella ritenzione della memoria a breve termine (Micale et al., Pharmacol Res. 61:531-6, 2010).• Nanotecnologia è stata applicata per inglobare l'endocannabinoide/endovanilloide anandamide (AEA) in nanoparticelle di poly-µ-caprolattone (PCL-NPs) capaci di mascherarne il riconoscimento da parte del trasportatore cellulare di membrana e sormontarne l'inibizione esercitata nel processo di ricaptazione cellulare. Fluorescenza e microscopia olografica digitale quantitativa sono state usate per studiare l'attivazione del TRPV1. Molti inibitori della ricaptazione di AEA perdono la loro efficacia quando questa e' inglobata nelle nanoparticelle dimostrando l'esistenza di agenti per il trasporto di AEA e di uno specifico meccanismo (Ligresti et al., PLoS One. 5e10239, 2010).• Durante il transito attraverso l'epididimo, gli spermatozoi sono immobili fin quando raggiungono la zona caudale dell'epididimo. Quale ruolo giocano gli endocannabinoidi nel sopprimere la motilità? Abbiamo dimostrato che in spermatozoi di topo i livelli di 2-AG sono alti nella testa dell'epididimo, dove le cellule non si muovono, mentre decrescono sensibilmente negli spermatozoi estratti nella cauda. Questo gradiente di concentrazione regola, via comunicazione autocrina, l'attività di CB1 presente sulla membrana degli spermatozoi e li induce alla motilità. In accordo, l'inattivazione genetica o farmacologica di CB1 fa aumentare il numero di spermatozoi motili nella testa dell'epididimo. Questo meccanismo incoraggia ulteriori ricerche per terapie relative all'infertilità maschile (Cobellis et al., Biol Reprod. 82:451-8; 2010).


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2010 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniDr David B. Rusterholz, Ph.D.Professor of ChemistryUniversity of Wisconsin-River Falls




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Studio e sviluppo di metodi a multirisoluzione per l'estrazione di contorni e forme di oggetti in immagini 2D a livelli di grigio

Responsabile: FRUCCI MARIA



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1 Ortar G, De Petrocellis L, Morera L, Moriello AS, Orlando P, Morera E, Nalli M, and Di Marzo V. - (-)-Menthylamine derivatives as potent and selective antagonists of transient receptor potential melastatin type-8 (TRPM8) channels - BIOORGANIC & MEDICINAL CHEMISTRY LETTERS, Vol. 20, Pagg. 2729-2732

2 Cobellis G, Ricci G, Cacciola G, Orlando P, Petrosino S, Cascio MG, Bisogno T, De Petrocellis L, Chioccarelli T, Altucci L, Fasano S, Meccariello R, Pierantoni R, Ledent C, and Di Marzo V. - A gradient of 2-arachidonoylglycerol regulates mouse epididymal sperm cell start-up - BIOLOGY OF REPRODUCTION, Vol. 82, Pagg. 451-458

3 Burattini E., De Gregorio M., and Rossi S. - An Adaptive Oscillatory Neural Architecture for Controlling Behavior Based Robotic Systems - NEUROCOMPUTING, Vol. 10, Pagg. -

4 Avonto C., Taglialatela-Scafati O., Pollastro F., Minassi A., Di Marzo V. , De Petrocellis L., Appendino G. - An NMR Spectroscopic Method to Identify and Classify Thiol-Trapping Agents: Revival of Michael Acceptors for Drug Discovery? - ANGEWANDTE CHEMIE-INTERNATIONAL EDITION, Vol. 49, Pagg. 1-6

5 Nolfe G, Petrella C, Zontini G, Uttieri S, Nolfe G. - Association between bullying at work and mental disorders: gender differences in the Italian people - SOCIAL PSYCHIATRY AND PSYCHIATRIC EPIDEMIOLOGY, Vol. 45, Pagg. 1037-1041

6 Izzo AA, Piscitelli F, Capasso R, Marini P, Cristino L, Petrosino S, and Di Marzo V. - Basal and fasting/refeeding-regulated tissue levels of endogenous PPAR-alpha ligands in Zucker rats - OBESITY, Vol. 18, Pagg. 55-62

7 Taglialatela-Scafati O., Pagani A., Scala F., De Petrocellis L.,Di Marzo V., Grassi G., and Appendino G. - Cannabimovone, a Cannabinoid with a Rearranged Terpenoid Skeleton from Hemp. - EUROPEAN JOURNAL OF ORGANIC CHEMISTRY, Vol. 2010, Pagg. 2067-2072

8 Haber M, Cerfeda S, Carbone M, Calado G, Gaspar H, Neves R, Maharajan V, Cimino G, Gavagnin M, Ghiselin MT, and Mollo E. - Coloration and defense in the nudibranch gastropod Hypselodoris fontandraui - BIOLOGICAL BULLETIN, Vol. 218, Pagg. 181-188

9 Chow J. M. , DiCarlo L. , Gambetta J. M., Nunnenkamp A., Bishop L. S., Frunzio L., Devoret M. H., Girvin S.M., Schoelkopf R. J. - Detecting Highly-Entangled States Using a Joint Qubit Readout - PHYSICAL REVIEW A, Vol. 81, Pagg. 062325-

10 Petti L., Rippa M., Fiore A., Manna L. and Mormile P. - Dynamic Orientational Photorefractive Gratings observed in CdSe/CdS nanorods doped nematic Liquid Crystal cells - JOURNAL OF NONLINEAR OPTICAL PHYSICS & MATERIALS, Vol. 19, Pagg. 1-11

11 Petti L., Rippa M., Fiore A., Manna L. and Mormile P. - Dynamic Orientational Photorefractive Gratings observed in CdSe/CdS nanorods imbedded in liquid Crystal cells - OPTICAL MATERIALS, Vol. 32, Pagg. 1060-1065

12 Dacunto M., Della Monica C., Izzo I., De Petrocellis L., Di Marzo V., Spinella A. - Enantioselective synthesis of 3(S)-hydroxy polygodial derivatives and evaluation of their vanilloid activity - TETRAHEDRON, Vol. 66, Pagg. 9785-9789

13 Di Marzo V, and De Petrocellis L. - Endocannabinoids as regulators of transient receptor potential (TRP) channels: A further opportunity to develop new endocannabinoid-based therapeutic drugs - CURRENT MEDICINAL CHEMISTRY, Vol. 17, Pagg. 1430-1449

14 Santavicca D. F., Reulet B., Karasik B. S., Pereverzev S. V., Olaya D., Gershenson M. E., Frunzio L. and Prober D. E. - Energy resolution of terahertz single-photon-sensitive hot electron bolometers using a pulsed microwave technique - APPLIED PHYSICS LETTERS, Vol. 96, Pagg. 083505-

15 Micale V, Cristino L, Tamburella A, Petrosino S, Leggio GM, Di Marzo V, and Drago F. - Enhanced cognitive performance of dopamine D3 receptor - PHARMACOLOGICAL REVIEWS, Vol. 61, Pagg. 531-536

16 Anders S., Blamire M., Buchholz F.-Im., Crété D.-G., Cristiano R., Febvre P., Fritzsch L., Herr A., Iliʼchev E., Kohlmann J., Kunert J., Meyer H.-G., Niemeyer J., Ortlepp T., Rogalla H., Schurig T., Siegel M., Stolz R., Tarte E., Ter Brake M., Töpfer H., - European roadmap on superconductive electronics - status and perspectives - PHYSICA C, Vol. 470, Pagg. 2079-2126

17 Ligresti A, De Petrocellis L, Hernán Pérez de la Ossa D, Aberturas R, Cristino L, Moriello AS, Finizio A, Gil ME, Torres AI, Molpeceres J, and Di Marzo V. - Exploiting nanotechnologies and TRPV1 channels to investigate the putative anandamide membrane transporter - PLOS ONE, Vol. 5, Pagg. e10239-

18 Reed M. D., Johnson B. R., Houck A. A., DiCarlo L., Chow J. M., Schuster D. I., Frunzio L., and Schoelkopf R. J. - Fast Reset and Suppressing Spontaneous Emission of a Superconducting Qubit - APPLIED PHYSICS LETTERS, Vol. 96, Pagg. 203110-

19 Lisitskiy M.P., and Fistul M.V. - Fiske steps and Abrikosov vortices in Josephson tunnel junctions - PHYSICAL REVIEW B, Vol. 81, Pagg. 184505-

20 De Nicola S., Zito G., Meucci R., Al Naimee K., and Buah Bassuah P. K. - Fourier projection method for measuring the two-point correlation of Laguerre-Gaussian modes - JOURNAL OF OPTICS A-PURE AND APPLIED OPTICS, Vol. 12, Pagg. 035404-

21 Reed M. D., DiCarlo L., Johnson B. R., Sun L., Schuster D. I., Frunzio L., Schoelkopf R. J. - High Fidelity Readout in Circuit Quantum Electrodynamics Using the Jaynes-Cummings Nonlinearity - PHYSICAL REVIEW LETTERS, Vol. 105, Pagg. 173601-

22 Schuster D. I., Sears A. P., Ginossar E., DiCarlo L., Frunzio L., Morton J. J. L., Wu H., Briggs G. A. D., Buckley B. B., Awschalom D. D., and Schoelkopf R. J. - High-Cooperativity Coupling of Electron-Spin Ensembles to Superconducting Cavities - PHYSICAL REVIEW LETTERS, Vol. 105, Pagg. 140501-

23 Delfino I., Camerlingo C., Zenone F., Perna G., Capozzi V., Cirillo N., Gaeta G.M., and Lepore M. - High-wavenumber micro-Raman spectroscopy on oral tissue for monitoring Pemphigus vulgaris follow-up - PROCEEDINGS OF THE SOCIETY OF PHOTO-OPTICAL INSTRUMENTATION ENGINEERS, Vol. 7715, Pagg. 7715-7789

24 Adamo M., Nappi C., and Sarnelli E. - Low-frequency nondestructive analysis of cracks in multilayer structures using scanning magnetic microscope - SUPERCONDUCTOR SCIENCE & TECHNOLOGY, Vol. 23, Pagg. 095010-

25 Fedele R., Jovanovi´c D., De Nicola S., Eliasson B., and Shukla P.K. - Mathematical and physical aspects of controlling the exact solutions of the 3D Gross–Pitaevskii equation - PHYSICS LETTERS A, Vol. 374, Pagg. 788-795

26 Moreno-Navarrete JM, Manco M, Ibáñez J, García-Fuentes E, Ortega F, Gorostiaga E, Vendrell J, Izquierdo M, Martínez C, Nolfe G., Ricart W, Mingrone G, Tinahones F, and Fernández-Real JM. - Metabolic endotoxemia and saturated fat contribute to circulating NGAL concentrations in subjects with insulin resistance - INTERNATIONAL JOURNAL OF OBESITY, Vol. 34, Pagg. 240-249

27 Granata C., Vettoliere A. , Walke P. , Esposito E. , Nappi C. , Silvestrini P. , Ruggiero B. and Russo M. - Nano-SQUIDs based on niobium Dayem bridge for nanoscale applications - JOURNAL OF PHYSICS D-APPLIED PHYSICS, Vol. 234, Pagg. 042010-

28 Grimaldi G., Leo A., Cirillo C., Casaburi A., Cristiano R., Attanasio C., Nigro A., Pace S., Huebener R.P. - Non Linear Flux Flow Resistance of Type-II Superconducting Films - JOURNAL OF SUPERCONDUCTIVITY AND NOVEL MAGNETISM, Vol. , Pagg. -

29 De Petrocellis L, and Di Marzo V. - Non-CB1, non-CB2 receptors for endocannabinoids, plant cannabinoids, and synthetic cannabimimetics: focus on G-protein-coupled receptors and transient receptor potential channels - JOURNAL OF NEUROIMMUNE PHARMACOLOGY, Vol. 5, Pagg. 103-121

30 Maione S, Piscitelli F, Gatta L, Vita D, De Petrocellis L, Palazzo E, De Novellis V, Di Marzo V. - Non-psychoactive cannabinoids modulate the descending pathway of antinociception in anaesthetised rats through several mechanisms of action. - BRITISH JOURNAL OF PHARMACOLOGY, Vol. , Pagg. -

31 Nolfe G, Milano W, Zontini G, Petrella C, De Rosa M, Rundle-Smith S, Nolfe G. - Obsessive-compulsive symptoms in schizophrenia: their relationship with clinical features and pharmacological treatment - JOURNAL OF PSYCHIATRIC PRACTICE, Vol. 16, Pagg. 235-242

32 Fedele R., De Nicola S., Dusan Jovanovi C., Grecu D., and Visinescu A. - On the mapping connecting the cylindrical nonlinear von Neumann equation with the standard von Neumann equation - JOURNAL OF PLASMA PHYSICS, Vol. 76, Pagg. 645-653

33 Petti L., Rippa M., Fiore A., Manna L. and Mormile P. - Optically induced Light Modulation in an hybrid nanocomposite system of inorganic CdSe/CdS nanorods and nematic liquid crystals - OPTICAL MATERIALS, Vol. 32, Pagg. 1011-1016

34 Chow J. M., DiCarlo L., Gambetta J. M., Motzoi F., Frunzio L., Girvin S. M., and Schoelkopf R.J. - Optimized driving of superconducting artificial atoms for improved single-qubit gates - PHYSICAL REVIEW A, Vol. 82, Pagg. 040305-

35 Grecu D., Visinescu A, Fedele R., De Nicola S. - Periodic and stationary wave solutions of coupled NLS equations - ROMANIAN JOURNAL OF PHYSICS, Vol. 55, Pagg. 585-600

36 Bergeal N, Schackert F., Metcalfe M., Vijay R., Manucharyan V. E., Frunzio L., Prober D. E., Schoelkopf R. J., Girvin S. M. and Devoret M. H. - Phase Preserving Amplification near the Quantum Limit with a Josephson Ring Modulator - NATURE, Vol. 465, Pagg. 64-68

37 Pepe G P, Parlato L, Pagliarulo V, Marrocco N, De Lisio C, Peluso G, Barone A, Taino T, Myoren H, Casaburi A, Ejrnaes M, and Cristiano R. - Photoresponse experiments on NbN proximized nanostructures - JOURNAL OF PHYSICS C-SOLID STATE PHYSICS, Vol. 234, Pagg. 042027-

38 Monaco R. - Planar Josephson tunnel junctions in an asymmetric magnetic field - JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, Vol. 108, Pagg. 033906-033909

39 Di Carlo L., Reed M. D., Sun L., Johnson B. R., Chow J. M., Gambetta J. M., Frunzio L., Girvin S. M., Devoret M. H., Schoelkopf R. J. - Preparation and Measurement of Three-Qubit Entanglement in a Superconducting Circuit - NATURE, Vol. 467, Pagg. 574-578

40 De Gregorio M., França F.M.G., Grieco B.P.A., and Lima P.M.V. - Producing pattern examples from “mental” images - NEUROCOMPUTING, Vol. 73, Pagg. 1057-1064

41 Ejrnaes M., Casaburi A., Cristiano R., Quaranta O., Marchetti S., Martucciello N., Pagano S., Gaggero A., Mattioli F., and Leoni R. - Properties of cascade switch superconducting nanowire single photon detectors - LECTURE NOTES IN COMPUTER SCIENCE, Vol. , Pagg. 153-

42 Petrosino S, Cristino L, Karsak M, Gaffal E, Ueda N, Tüting T, Bisogno T, De Filippis D, D'Amico A, Saturnino C, Orlando P, Zimmer A, Iuvone T, and Di Marzo V. - Protective role of palmitoylethanolamide in contact allergic dermatitis - ALLERGY, Vol. 65, Pagg. 698-711

43 Giaquinto S, Giachetti I, Spiridigliozzi C, Nolfe G. - Quality of life after stroke in a rehabilitation setting - CLINICAL AND EXPERIMENTAL HYPERTENSION, Vol. 32, Pagg. 426-430

44 Johnson B. R., Reed M. D., Houck A. A., Schuster D. I., Bishop L. S., Ginossar E., Gambetta J. M., DiCarlo L., Frunzio L., Girvin S. M., and Schoelkopf R. J. - Quantum Non-demolition Detection of Single Microwave Photons in a Circuit - NATURE, Vol. 6, Pagg. 663-667

45 Piscopo M, Conte M, Di Paola F, Conforti S, Rana G, De Petrocellis L, Fucci L, and Geraci G. - Relevance of Arginines in the Mode of Binding of H1 Histones to DNA - DNA AND CELL BIOLOGY, Vol. 29, Pagg. 339-347

46 Annunziata A. J., Quaranta O., Santavicca D. F., Casaburi A., Frunzio L., Ejrnaes M., Rooks M. J., Cristiano R., Pagano S., Frydman A., and Prober D E. - Reset dynamics and latching in niobium superconducting nanowire single-photon detectors - JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, Vol. 108, Pagg. 084507-

47 Sorrentino F., Bongs K., Cacciapuoti L., de Angelis M., et al. - SAI: a compact atom interefrometer for future space missions - MICROGRAVITY SCIENCE AND TECHNOLOGY, Vol. 22, Pagg. 551-561

48 Nappi C., Goldobin E., Adamo M., and Sarnelli E. - Self-resonant modes in Josephson junctions with a phase discontinuity - LOW TEMPERATURE PHYSICS, Vol. 36, Pagg. 920-

49 Matarazzo V., De Nicola S., Zito G., Mormile P., Rippa M., Abbate G., Zhou J., and Petti L. - Spectral characterization of two-dimensional Thue-Morse quasicrystals realized with high resolution lithography - JOURNAL OF OPTICS A-PURE AND APPLIED OPTICS, Vol. , Pagg. -

50 Petti L., De Nicola S., Matarazzo V., Zito G., Rippa M., Abbate G., Zhou J., and P. Mormile - Spectral characterization of two-dimensional Thue-Morse quasicrystals realized with high resolution lithography - JOURNAL OF OPTICS A-PURE AND APPLIED OPTICS, Vol. , Pagg. -

51 Fedele R., Jovanovi´c D., Eliasson B., De Nicola S. and P.K. Shukla - Stability and collapse of localized solutions of the controlled three-dimensional Gross-Pitaevskii equation - EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL B, Vol. 74, Pagg. 97-116

52 Marrocco N, Pepe G. P., Capretti A., Parlato L., Pagliarulo V., Peluso G., Barone A., Cristiano R., Ejrnaes M., Casaburi A., Kashiwazaki N., Taino T., Myoren H., and Sobolewski R. - Strong critical current density enhancement in NiCu/NbN superconducting nanostripes for optical detection - APPLIED PHYSICS LETTERS, Vol. 97, Pagg. 092504-

53 Appendino G, Ech-Chahad A, Minassi A, De Petrocellis L, and Di Marzo V. - Structure-activity relationships of the ultrapotent vanilloid resiniferatoxin (RTX): The side chain benzylic methylene - BIOORGANIC & MEDICINAL CHEMISTRY LETTERS, Vol. 20, Pagg. 97-99

54 Ejrnaes M., Casaburi A., Mattioli F., Leoni R., Pagano S., and Cristiano R. - Time-resolved observation of fast hotspot dynamics in superconducting nanowires - PHYSICAL REVIEW B, Vol. 81, Pagg. 132503-

55 De Nicola S., Fedele R., Manko M,, Manko V., Meucci R., and Zito G. - Tomography and interferometric tecnicque for characterizing Laguerre-Gaussian beams - JOURNAL OF RUSSIAN LASER RESEARCH, Vol. 31, Pagg. 101-113

56 Annunziata A. J., Santavicca D. F., Frunzio L., Catelani G., Rooks M. J., Frydman A., Prober D. E - Tunable superconducting nanoinductors - NANOTECHNOLOGY, Vol. 21, Pagg. 445202-

57 Del Rio L., Altshuler E., Niratisaraik S., Haugen O., Johansen T.H., Davidson B.A., Testa G., and Sarnelli E. - Two-stage dissipation in a superconducting microbridge:experiment and modeling - SUPERCONDUCTOR SCIENCE & TECHNOLOGY, Vol. 23, Pagg. 085005-

58 Monaco R., Mygind J., Koshelets V.P., and Dmitriev P. - ´-biased Josephson tunnel junctions - PHYSICAL REVIEW B, Vol. 81, Pagg. 054506-


1 Di Napoli C., Giordano M., Pazàt J-L, Wang C. - A Chemical Based Middleware for Workflow Instantiation and Execution - ,

2 Serino L., Arcelli C. and Sanniti di Baja G. - A characterization of centers of maximal balls in the <3,4,5> weighted distance transform of 3d digital objects - International Workshop on Applications of Discrete Geometry and Mathematical Morphology WADGGM, Istanbul (Turkey)

3 Zaccone G. - An implementation of Discrete Exterior Calculus - Mathematica Itali - User groups,

4 Mele F., Sorgente A., Vettigli G. - Designing and Building Multimedia Cutural Stories Using Concepts of Film Theories and Logic Programming - MCES 2010, AAAI Fall Symposium on Cognitive and Metacognitive Educational Systems, Arlington-USA

5 Mele F., Sorgente A., and Vettigli G. - Evoluzioni di Ontologie in Frame Logic - Convegno Italiano di Logica Computazionale, Cosenza

6 Di Napoli C., and Giordano M. - Experimenting Scheduling Policies with Continuation-based Services - Int. Symposium on Advanced Topics on Information Technologies and Applications ITA 2010, Bradford, UK

7 Sorrentino F., Cacciapuoti L., de Angelis M., Giorgini A., Lien Y.-H., Prevedelli M., Rosi G., Tino G.M. - Gravity measurements with atom interferometry - Convegno Nazionale GNGTS -(Gruppo Nazionale di Geofisica della Terra Solida),

8 Camerlingo C., Delfino I., Perna G., Capozzi V., and Lepore M. - Micro-Raman spectroscopy and univariate correlation analysis for medical diagnosis - Proc. of XXII international Conference on Raman Spectroscopy – ICORS 2010, , Boston, USA, Agosto 8-13

9 da Silva J.C.P., De Gregorio M., Dutra M.S., França H.L., Lengerke O., França F.M.G - Movement Persuit Control of an Offshore AutomatedPlatform via a RAM-based Neural Network - ICARCV 2010, 11th International Conference on Control, Automation, Robotics and Vision, Singapore

10 Serino L., Sanniti di Baja G. and Arcelli C. - Object decomposition via curvilinear skeleton partition - 20th International Conference on Pattern Recognition ICPR 2010, Istanbul (Turkey)

11 Arcelli C., Brancati N., Frucci M., Ramella G., Sanniti di Baja G. and Serino L. - Processing and analyzing 2D and 3D Images - 5th National GIRPR Conference – June 10-11, 2010, Proceedings in CD-ROM, Ascea Marina, SA (Italy)

12 Ejrnaes M., Casaburi A., Cristiano R., Quaranta O., Marchetti S., Martucciello N., Pagano S., Gaggero A., Mattioli F., and Leoni R. - Properties of cascade switch superconducting nanowire single photon detectors - Intern. Conf. Quantum Communication and Quantum Networking, Vico Equense (Naples)

13 Di Napoli C., Giordano M., Németh Z., and Tonellotto N. - Using Chemical Reactions to Model Service Composition - Proceedings of the Second Int. Workshop on Self-Organizing Architectures (SOAR 2010), Washington, DC (USA)

14 Cesarano M., Badea C., Veidenbaum A.V., Mango Furnari M., Tsudik G., Nicolau A. - Virtualization Introspection for Improving Cloud Security - Clusterʼ10, IEEE International Conference on Cloud Computing (CloudComp),

Libri

1 Carotenuto G., De Nicola S., Longo A., and Nicolais F. - Advanced thermochromic plastics for optical temperature sensing - , ,

2 Mele F., Sorgente A., and Vettigli G. - Annotazione di mappe e ragionamento morfologico per le strutture urbane - , ARACNE Ed.,

3 André F., Brandic I. , Daubert E., Gauvrit G., Giordano M., Kecskemeti G., Kertész A., Di Napoli C., Németh Z., Pazat J-L, Psaier H., Renz W., Sudeikat J. - Architecture & Infrastructure - , ,

4 Taddei-Ferretti C. - Dalla cognizione visiva alla cognizione sociale. - , , 5 Taddei-Ferretti C. - Dalla tecnica mentale alla ricerca di senso - , C. Taddei-Ferretti and L.

Nave, eds.), Mimesis, 6 Taddei-Ferretti C. - Intersubjectivity in the tought of Bernard Lonergan and in cognitive

science - , C. Taddei-Ferretti, ed., 7 Taddei-Ferretti C. - L'incubazione dell'incubatore: Dal centro di Cibernetica all'Istituto di

Cibernetica - , (P.Greco and S. Termini, eds), Edizioni GEM, 8 Nolfe G., and Buonocore A. - Lezioni di processi stocastici - , , 9 Taddei-Ferretti C. - Lonergan in music - , , 10 Bisogno T, De Petrocellis L, and Di Marzo V. - Methods for measuring endocannabinoid

production and expression and activity of enzymes involved in the endocannabinoid system - , ,

11 Ramella G. and Sanniti di Baja G. - Multiresolution histogram analysis for color reduction - , Bloch I., Roberto M. Cesar-Jr. Eds,

12 Musio C., and Santillo S. - Non-visual photosensitivity and circadian vision - CRC Handbook of Organic Photochemistry and Photobiology, 3rd ed., A. Griesbeck, F. Ghetti & M. Oelgemoeller eds,

13 Petti L. - Optical Characterization of novel PDLC systems - , , 14 Taddei-Ferretti C. - Prefazione, In: Scienza cognitiva: un approccio interdisciplinare - , , 15 Taddei-Ferretti C. - Presentazione - , C. Taddei-Ferretti and L. Nave, eds., 16 Taddei-Ferretti C. - Presentazione, In: Bernard J.F. Lonergan tra filosofia e teologia - , C.

Taddei-Ferretti, ed., 17 Cristiano R. - Rivelatori Superconduttivi - , P. Greco e S. Termini Editori, Edizioni GEM, 18 Vettoliere A. , Granata C. , Walke P. , Esposito E. , Ruggiero B. and Russo M. - SQUID

Sensors for high spatial resolution magnetic imaging and for nanoscale applications - , , Malcovati P., Baschirotto A., d'Amico A., Nat,

19 Mango Furnari M. - Sistemi Informativi Distribuiti e Cooperativi per i Beni Culturali - , , 20 Casaburi A. - Superconducting strip-lines for mass spectrometry - , Lambert Academic

Publishing,

21 Frucci M., Ramella G., Sanniti di Baja G., and Serino L. - Visione artificiale: La ricerca nell'Istituto di Cibernetica "E.Caianiello" - , Edizioni GEM P. Greco e S. Termini Eds.,

Principali risorse strumentali dellʼIstituto- Laboratori per la deposizione ed il processo di film sottili (6 sistemi UHV, ION milling, RIE);- Laboratorio di micro litografia ottica e laser pattern generator;- Laboratorio di nano litografia a fascio elettronico in camera depolverizzata;- Laboratori per misure elettriche a basso rumore in ambiente criogenico (Tmin circa 20mK);- Laboratorio per misure di biomagnetismo: sistema SQUID a 165 canali per misure di magnetoencefalografia, MSR, sistema multicanale SQUID a 7 canali per biosuscettometria magnetica in vitro ed in vivo;- Laboratorio di microscopia magnetica SQUID a scansione;- Laboratorio di diagnostica di materiali: Microscopia Raman, E-SEM, Cryo-EDS, Spettrometro WAX, Spettrometro IR, Set up per: misura indice di rifrazione, analisi dei modi in guide planari; sistema per termografia (3.2 - 4.2 micron); sistema per caratterizzazione termo-ottica ed elettro-ottica;- Laboratorio di Nanotecnologie Biomolecolari;- Laboratorio per il trattamento di Biomateriali e per l'organizzazione su nanoscala di cellule e tessuti;- Infrastrutture di calcolo innovative per sistemi di calcolo ed archiviazione di diversi TeraBytes;- Strumenti, ambienti di test e servizi per l'analisi e l'approfondimento per la realizzazione di sistemi flessibili.

Considerazioni generali ed elementi di autovalutazioneConsiderazioni generaliNell'identificare possibili ulteriori linee strategiche e criteri di sviluppo per le attività dell'Istituto, sono state perseguiti alcuni filoni di ricerca inglobando quelli che sono gli indirizzi guida dell'Ente: la ricerca, l'innovazione, il trasferimento e la promozione dei prodotti scientifici e dei servizi. Su ciascuno degli indirizzi individuati si è ritenuto che compito di un Istituto ed in particolare per quello di Cibernetica sia stato procedere, almeno per grandi linee, all'identificazione ed al perseguimento di strategie di intervento compatibili con quelle individuate dal sistema Dipartimenti-Progetti-risorse finanziarie a disposizione. L'ICIB ha tenuto conto delle opportunità offerte dai Dipartimenti e a fronte di una scarsità di risorse ha cercato di cogliere le opportunità che provenivano da iniziative esterne all'Ente: contratti esterni con il mondo imprenditoriale e contratti derivanti da finanziamenti europei. Un lavoro intenso è stato eseguito per trasformare i punti di debolezza derivanti dal sistema ricerca italiano in punti di forza accettando di collaborare con altri enti di ricerca nazionali e internazionali ed imprese. Se in passato un punto di criticità dell'ICIB era rappresentato dalla insufficienza di coordinamento tra le aree statutarie, il 2010 ha rappresentato un'inversione di tendenza in quanto creando sinergie tra le aree stesse è stato trasformato un punto di debolezza in un punto di forza. Sono state convogliate le risorse umane presenti in Istituto su nuove progettualità che hanno come denominatore comune l'interdisciplinarietà tra le varie competenze e si è arrivati, quindi, alla presentazione di progetti innovativi con integrazione tra tutte le competenze presenti in ICIB.

Elementi di autovalutazioneIl 2010 sotto vari aspetti è da considerarsi un anno di transizione e caratterizzato, per vari motivi anche indipendenti dalla volontà dell'Istituto, da alcuni significativi cambiamenti e criticità. Nato nel 1968 raccogliendo attorno ad un obiettivo comune, la Cibernetica, competenze provenienti da discipline differenti, l'Istituto di Cibernetica "E.Caianiello" si è andato evolvendo negli anni in una direzione di sempre maggior specializzazione dei suoi vari settori.

Statutariamente si articola nelle seguenti aree di ricerca principali: i) Fisica e Tecnologia dei Sistemi Coerenti; ii) Visione naturale ed artificiale, modelli neurali e cognitivi; iii) Sistemi informativi cooperanti; iv) Neurobiologia.Con il loro consolidamento, l'Istituto vede oggi la sua missione nello Sviluppo di tecnologie avanzate attraverso un parallelo sviluppo della ricerca scientifica di base nei campi della Fisica della Materia condensata, della Scienza dell'Informazione, delle Neuroscienze e della Biologia esprimendo la sua specificità in termini di capacità d'interazione fra tali settori. Tale capacità di dialogo può portare ad una naturale propensione ad affrontare problematiche, sia interne che esterne all'Istituto stesso, utilizzando approcci a forte caratterizzazione multidisciplinare ed interdisciplinare.Nel corso del 2010 l'attività è stata parzialmente riorganizzata con una significativa modifica dell'articolazione in commesse. Il loro numero si è ridotto a sei, tre afferenti al Dipartimento "Materiali e Dispositivi" e tre al Dipartimento "ICT"; più precisamente le attività afferenti al Progetto "Biofisica e Soft Matter" sono state accorpate in una commessa unica, le attività afferenti a "Ottica, Fotonica e Plasmi" sono state ricollocate e quelle afferenti a "Materiali, Dispositivi e Sistemi Magnetici e Superconduttivi" articolate in due commesse; le tre del Dipartimento ICT non hanno subito modifiche due afferendo al Progetto "Data Mining, Ontologia e Semantic WEB" e una al Progetto "Multimodal and Multidimensional Content and Media". Sono attivi, inoltre, alcuni moduli presso commesse di altri istituti.Va, in questo contesto, sottolineata la ricollocazione delle attività della commessa "Tecniche di imaging per lo studio e l'analisi di materiali microstrutturati" che, risultando tendenzialmente sottodimensionata, è stata soppressa trasferendo, con decisione del CdA estranea alla nuova Direzione, laboratori e strumentazione ad altro Istituto e causando indirettamente il trasferimento di tre unità di personale.Se questa può essere considerata una criticità contingente tuttavia è andata a sommarsi alla difficile situazione che si è venuta a creare nel corso dell'anno a causa dell'elevato numero di pensionamenti, segnatamente di personale tecnico (9), alla sostanziale assenza di turnover e alla lentezza nell'espletamento dei concorsi relativi a nuove assunzioni che porta il numero degli strutturati ad una tendenziale diminuzione. La perdita di efficienza della struttura è stata in parte attenuata grazie all'acquisizione di quattro nuove unità di personale (due per trasferimento e due per concorso) e che il numero degli addetti è mantenuto su buoni livelli grazie al numeroso personale esterno che si giova di varie tipologie di contratto con il CNR, costituito essenzialmente da giovani ricercatori, tirocinanti, tesisti di Dottorato e di Laurea, personale distaccato da altri Enti e/o imprese che svolgono a vario titolo attività sia legata alla loro formazione che in posizioni anche di responsabilità nell'ambito di progetti esterni; tuttavia il problema del personale è fortemente sentito dall'Istituto che lo considera fattore limitante per la formulazione e lo svolgimento di nuovi progetti e ritiene che una immissione più "regolare" di personale strutturato consentirebbe una migliore programmazione ed una crescita più armonica. Una ulteriore criticità è inoltre legata alle modalità di erogazione dei fondi ordinari per il 2010. Sebbene una razionalizzazione delle spese abbia agevolmente ovviato al taglio rispetto all'anno precedente (ragionevolmente limitato a circa il 7%) lo stato di incertezza ha pesantemente condizionato le possibilità di programmazione. Ciò in un anno in cui l'accertamento di fondi esterni è stato alquanto limitato in conseguenza del ritardo nell'erogazione di finanziamenti anche di rilevante entità.Una tale situazione ha limitatamente influito sulla produttività, in termini di pubblicazioni su riviste internazionali, dell'Istituto con una lieve flessione ascrivibile ad alcune pubblicazioni che saranno datate gennaio 2011. La produzione scientifica che comprende, per il 2010, 56 articoli su riviste internazionali e numerosi articoli su riviste nazionali, libri, atti di conferenze, comunicazioni a congressi. Tali risultati possono essere, in prima istanza, considerati soddisfacenti ove si consideri che l'Istituto ha, nel corso dell'anno, svolto anche un notevole sforzo in direzione del trasferimento tecnologico e nello sviluppo di rilevanti facilities sperimentali. In particolare, sulla scia di quanto realizzato nel corso dell'anno precedente, facilities di notevole rilievo in campi ricerca nei quali sono fortemente favorite collaborazioni interdisciplinari hanno giocato da catalizzatori di nuove attività sia all'interno dell'Istituto che a livello nazionale ed europeo.il quadro quindi appare piuttosto incoraggiante in termini di sviluppo di alcune attività (nanotecnologie, rivelazione di singolo fotone ecc.), disponibilità globale di risorse esterne, di

strumentazione (anche di grossa rilevanza), di competenze scientifiche, di know how tecnologico e di collegamenti sia a livello nazionale che internazionale; in breve in presenza di quelle che possono essere definite buone prospettive di crescita. In particolare l'inizio di attività correlate di fisica della materia (superconduttività), matematica, modellizzazione cognitiva, neurobiologia fisiologia e psichiatria legate alla operatività del magnetoencefalografo a 165 canali SQUID sviluppato dall'Istituto costituisce un segno incoraggiante in linea con quanto affermato dal Consiglio Scientifico Generale dell'Ente che identifica nel trinomio Nano-Bio-Info (Nanotecnologie, Biotecnologie, Scienze dell'Informazione) fondamenti base per la competitività internazionale ed auspica un riorientamento delle attività dell'Ente in direzione di una più spiccata integrazione interdisciplinare, anche a costo dell'introduzione di elementi di forte discontinuità con il passato.

Proposta di interventi organizzativiL'Istituto si propone di potenziare nell'immediato futuro attività di trasferimento tecnologico a favore di istituzioni scientifiche ed imprese.In questo contesto favoriràanche attività di servizio inerenti le tecnologie abilitanti di sua competenza; in particolare nel campo dello- Sviluppo di applicazioni innovative di ICT;- Nanotecnologie;- Imaging funzionale in campo biomedico;sensoristica magnetica ultrasensibile.

Istituto di fisica applicata "Nello Carrara"

Direttore: Dott RENZO SALIMBENISede principale: Via Madonna del Piano, 10 - 50019 Sesto Fiorentino (FI)Articolazione territoriale:Sito web dell'Istituto: www.ifac.cnr.it


Missione"Sulla base delle proprie competenze multidisciplinari in spettroscopia applicata, optoelettronica e fotonica, laser e applicazioni, elettromagnetismo, sensori e metodi di osservazione ottici, elaborazione dell'informazione, IFAC svolge attività di ricerca, di valorizzazione, trasferimento tecnologico e di formazione, nei settori prioritari della biomedica, dell'ambiente, del patrimonio culturale, delle produzioni industriali"


Commesse

• Sistemi, tecniche e metodi di acquisizione, trattamento ed analisi di dati di telerilevamento multidimensionali multirisoluzione

• Metodi di elaborazione di dati multidimensionali di telerilevamento• Biofotonica ed Optoelettronica per l'innovazione industriale• Sistemi Ottici Aerospaziali• Tecniche laser, optoelettroniche e neutroniche per lo studio e la conservazione di beni

culturali• Strumentazione avanzata per diagnostica e monitoraggio di beni culturali e ambientali• Offerta di metodologie e tecnologie fisiche per la diagnostica e il monitoraggio• Materiali e dispositivi attivi per le telecomunicazioni e la sensoristica• Dispositivi e materiali laser innovativi e metodi spettroscopici avanzati• Sensori e metodologie optoelettroniche per la salute, l'ambiente e i beni culturali• Tecniche spettroscopiche integrate per la diagnostica non invasiva, la conservazione e la

fruizione del patrimonio culturale• Metodologie Laser per la Conservazione di Beni Culturali• Tecnologie e processi laser• Sviluppo ed integrazione di tecnologie attive e passive per il sondaggio dell'atmosfera• Sviluppo di tecnologie per la generazione, il trattamento e l'interpretazione di immagini e dati

telerilevati della superficie terrestre

Moduli

• modulo gestionale-CdS032-AG• Sviluppo ed applicazione di metodologie per l'impiego di dati aero-satellitari nell'ambito del

monitoraggio del territorio agro-forestale e dei processi e delle dinamiche interni agli ecosistemi naturali

• modulo gestionale-CdS032-ICT• Sicurezza e Compatibilità Elettromagnetica

• Sistemi, tecniche e metodi di acquisizione, trattamento ed analisi di dati di telerilevamento multidimensionali multirisoluzione

• Codifica, elaborazione e restituzione della conoscenza legata a media multidimensionali• sicurezza e compatibilità elettromagnetica• Metodi di elaborazione di dati multidimensionali di telerilevamento• Biofotonica ed Optoelettronica per l'innovazione industriale• Sistemi Ottici Aerospaziali• Tecniche laser, optoelettroniche e neutroniche per lo studio e la conservazione di beni

culturali• Strumentazione avanzata per diagnostica e monitoraggio di beni culturali e ambientali• Tecniche spettroscopiche e laser per diagnostica, monitoraggio e conservazione• modulo gestionale-CdS032-MD• Materiali e dispositivi attivi per le telecomunicazioni e la sensoristica• Applicazioni di frequenze TeraHertz• Dispositivi e materiali laser innovativi e metodi spettroscopici avanzati• Sensori e metodologie optoelettroniche per la salute e l'ambiente• Sensori a fibra ottica e microottici per applicazioni agroalimentari• Diagnostica biofotonica• Sensori e metodologie di fluorescenza per lʼAmbiente e i Beni Culturali• modulo gestionale-CdS032-PC• Tecniche e metodi di telerilevamento per lʼindividuazione e la conoscenza del Patrimonio

Archeologico• Tecniche spettroscopiche integrate per la diagnostica non invasiva, la conservazione e la

fruizione del patrimonio culturale• Sviluppo di nuovi materiali e tecniche per il restauro e la conservazione dei Beni Culturali• Sviluppo di nuovi materiali e tecniche per il restauro e la conservazione dei Beni Culturali • Metodologie Laser per la Conservazione• modulo gestionale-CdS032-SP• Tecnologie e processi laser nel manufacturing• modulo gestionale-CdS032-TA• Sviluppo ed integrazione di tecnologie attive e passive per il sondaggio dell'atmosfera• Telerilevamento a microonde con sensori attivi e passivi• Telerilevamento a microonde con sensori attivi e passivi

RSTL

• Nuovo metodo non distruttivo per il controllo della qualita di alimenti mediante spettroscopia di fluorescenza.

• Fluorescenza ad alta risoluzione nelle bande di Fraunhofer per il monitoraggio della fotosintesi clorofilliana

• Esperienze e Modelli interpretativi di processi superluminali• Nuovi promettenti mezzi attivi drogati ad Ytterbio per laser tunabili nel vicino infrarosso

Attività Commesse

Sistemi, tecniche e metodi di acquisizione, trattamento ed analisi di dati di telerilevamento multidimensionali multirisoluzione

Progetto: Multimodal and Multidimensional content and MediaDipartimento: ICTResponsabile: BARONTI STEFANO

Risultati conseguiti Con l'approvazione delle proposte relative alla call for proposal di ASI su COSMO-Skymed si è lavorato alla validazione e al perfezionamento della procedura per l'identificazione di cambiamenti su dati multitemporali e per il riconoscimento di aree tessiturate su dati SAR telerilevati. Si è iniziato a sviluppare ed adattare alle caratteristiche dei dati SAR di Cosmo-Skymed alcuni algoritmi e procedure di valutazione della qualità dei dati, secondo quanto previsto nel progetto.

Essendo terminata la fase B del payload ALISEO (Aerospace Leap-frog Imaging Stationary interferometer for Earth Observation) sulla piccola missione MIOsat dell'Agenzia Spaziale Italiana col parere favorevole di ASI potranno iniziare le successive fasi C e D che riguardano la realizzazione dello strumento.

Si è completato il Progetto MORFEO che prevedeva le seguenti attività:

- sperimentazione e valutazione delle tecniche di telerilevamento per la stima dello stato di umidità superficiale del suolo mediante immagini multispettrali, multitemporali e multisensore unitamente a informazioni ausiliarie;

- valutazione delle potenzialità delle immagini da satellite ad alta ed altissima risoluzione spaziale ai fini della caratterizzazione dei fenomeni di frana e la generazione delle mappe di inventario;

- completamento della fusione delle immagini ad altissima risoluzione spaziale con i metodi sviluppati da IFAC sull'area test di Collazzone (Umbria).

Si è svolto il primo anno delle attività relative al al progetto POR CREO FESR 2007 - 2013 CTOTUS tra Regione Toscana e CNR, Istituto di Fisica Applicata "Nello Carrara" (IFAC-CNR) dal titolo "Progetto Integrato per lo sviluppo della Capacità Tecnologica e Operativa della Toscana per l'Utilizzo dello Spazio (CTOTUS)". Tale progetto ha durata biennale e ha messo a disposizione della commessa circa 220 KEuro che sono stati utilizzati essenzialmente per attivare 2 contratti TD e 2 assegni di ricerca. Nell'ambito del contratto vengono svolte due macroattività:

a) Studio e valutazione di metodologie per analisi e l'elaborazione di dati multispettrali e iperspettrali applicabili a classi di problemi d'interesse generale;

b) Spettrometria ad immagine IR (IFAC).

Le due macroattività si articolano nelle seguenti attività:

- compressione di dati iperspettrali;- studio e valutazione di parametri relativi alla qualità delle immagini;- pansharpening di dati multispettrali e iperspettrali;- estrazione di feature informative mediante fusione dati multispettrali e iperspettrali;- definizione di criteri di scelta di sottoinsiemi di dati iperspettrali;- trattamento di dati iperspettrali in banda termica;- definizione delle applicazioni IR di interesse;- partecipazione alla definizione delle caratteristiche strumentali;- verifica dei metodi di estrazione delle mappe di emissività e temperatura dai dati di radianza acquisiti, attraverso l'utilizzo di procedure sviluppate presso IFAC e comprendenti la correzione degli effetti atmosferici;

- definizione e verifica del miglioramento della qualità delle informazioni estratte dai dati acquisiti nelle bande MIR e TIR rispetto al solo impiego delle bande VIS, NIR e SWIR.

A completamento e complementarietà delle attività si è operato per la divulgazione dei risultati progettuali conseguiti in particolare relativamente allo sviluppo di metodi avanzati per la compressione di sequenze iperspettrali, alle tecniche di pansharpening e alle tecniche di stima di qualità e informazione dei dati iperspettrali.


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2010 0 0 0 7 0 0 4 0 1 0

Principali collaborazioniCollaborazioni

Enti PubbliciRegione Toscana; Istituto Geografico Militare (Firenze); Ente Parco S. Rossore - Regione Toscana; Servizio Ecologia e Tutela Ambiente della Regione Abruzzo.

EPR italianiISAC-CNR; IRPI-CNR; IBIMET-CNR, IMAA-CNR.

EPR stranieriESTEC-ESA; ESRIN-ESA; Joint Research Centre – Ispra; Istituto di Fisica – Belgrado; SCERT Tomsk (Russia); INTAS - International Association fo the promotion and cooperation with scientists from the new indipendent States of the former Soviet Union - Bruxelles; ISF - Ireland Science Foundation – Dublin.

PrivatiSElex Galileo; FlyBy s.r.l. (Livorno); Etruria Innovazione - Siena; CGS - Carlo Gavazzi Space SpA Milano; Planetek Italia srl; Telespazio S.p.A.; CeSIA, Firenze.

UniversitàDip. di Ingegneria Elettronica e Telecomunicazioni-Univ. di Firenze; Dip. di Fisica-Univ. di Firenze; Dip. Scienze e Tecnologie Ambientali Forestali-Univ. Firenze; Dip. Colture Arboree-Univ. Di Bologna; Dip. Scienze della Terra-Univ. di Parma; Dip. di Ingegneria dell'Informazione-Univ. di Siena; Univ. di Sassari; Dip. di Ingegneria dell'Ambiente-Università di Prato; Dipartimento di Automazione, Elettromagnetismo, Ingegneria dell'Informazione e Matematica Industriale–Univ. di Cassino.




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Principali risorse strumentali utilizzateI gruppi che operano nella commessa si avvalgono di personal computer, work-station e periferiche di tipo informatico.

Alcune attività sperimentali si avvalgono di strumentazione specifica disponibile presso i laboratori che fanno capo alla commessa (sistemi di acquisizione dati, oscilloscopi, stazioni di ricezione dati satellitari,...)

Oltre al software sviluppato nell'attività di ricerca nel susseguirsi dei vari progetti vengono utilizzati pacchetti specializzati per il trattamento di dati e immagini quali ENVI-IDL, MATLAB, Khoros-Cantata, ERDAS. Nella fase di progetto vengono normalmente utilizzati CAD ottici ed elettronici.

Sono disponibili infrastrutture e laboratori presso il Parco di S. Rossore che consentono la conduzione di campagne di telerilevamento per la calibrazione e validazione di strumentazione aerospaziale.

La Commessa dispone inoltre dello Spettrometro ad Immagine da Aereo VIRS-200 operante nel VIS-NIR, di spettrometri e telecamere da campo, e di una stazione Meteo, comprendente anche irradiometri solari.

Tra gli strumenti sviluppati all'interno della Commessa vi sono:

- sistemi di acquisizione dei dati meteorologici da satellite (Meteosat e NOAA), che sono stati progettati, realizzati e resi attivi da oltre venti anni e che ancora costituiscono una grossa potenzialità della commessa in quanto fonti di dati interessanti a basso costo;

- strumentazione iperspettrale avanzata in forma prototipale, realizzata con fondi di ricerca esterni, con la quale si possono acquisire dati particolarmente interessanti anche per le attività di altri gruppi di ricerca.

Nel 2010 sono state potenziate tre stazioni di lavoro con i fondi messi a disposizione del progetto MORFEO.

Si sta inoltre allestendo una nuova stazione di lavoro in prevista per il progetto CTOTUS.

Metodi di elaborazione di dati multidimensionali di telerilevamento

Progetto: Gestione integrata e interoperativa dei dati ambientaliDipartimento: Terra e AmbienteResponsabile: BARONTI STEFANO


La scarsità delle risorse messe a disposizione del progetto GIIDA (nessun finanziamento se non un assegno di ricerca per la sede coordinatrice - IRPI nel nostro caso) e le scadenze relative ad altri progetti che hanno invece fornito un supporto economico ha indotto i partecipanti ad armonizzare quanto più possibile l'attività prevista nella commessa con quella degli altri progetti di ricerca.

Nonostante questo, si è partecipato al workshop del progetto GIIDA che si è tenuto in settembre e si è cercato di delineare un programma di minima per cercare di inserire il contributo di IFAC nel progetto.

L'attività che si poponeva di svolgere (e che si è sviluppata in armonia con gli altri progetti) era di rendere disponibili alcune componenti e servizi software che potessero risultare utili nel contesto dei Pilot proposti dalla call for proposal del progetto GIIDA.

Tali componenti software sono il frutto delle attività di ricerca del gruppo proponente e che, pur essendo state sviluppate in contesti diversificati nell'ambito di vari progetti e contratti, sono adattabili alle esigenze di GIIDA rivolgendo uno sforzo di integrazione con l'architettura proposta dal progetto.

Il primo componente/servizio riguarda la procedura BAD (Burnt Area Detection) che si rivolge alla rivelazione di aree che siano state interessate da incendi; i dati di partenza sono due immagini multispettrali da satellite (dati coverage) che siano state acquisite prima e dopo la stagione degli incendi. Il metodo si basa su di un insieme di regole euristiche che sono applicate attraverso un classificatore binario ad albero di tipo gerarchico. In modo particolare vengono inizialmente identificati come core points (punti certi) quei pixel che soddisfano tutte le regole del classificatore; dai core points può iniziare una procedura di accrescimento e di perimetrazione delle aree incendiate volta alla stima dell'estensione ed alla caratterizzazione delle conseguenze dell'incendio. In questa ultima fase può essere vantaggioso utilizzare immagini di più alta risoluzione spaziale come quelle che si originano nella procedura nota in letteratura come Pansharpening.

Il modulo di Pansharpening è infatti il secondo componente/servizio che viene proposto e si rivolge a dati di tipo coverage. Disponendo di due osservazioni (meglio se contemporanee) della stessa scena (tipicamente un'immagine pancromatica ad alta risoluzione spaziale ed un set di immagini multispettrali) l'obiettivo è di estrarre l'informazione di dettaglio spaziale dall'immagine pancromatica e di iniettarla nelle immagini multispettrali, preservando quanto più possibile la qualità radiometrica dei dati multispettrali. Le immagini fuse risultano di buona qualità e sono utili sia per la fotointerpretazione che per procedure di analisi e studio di feature ambientali.

Il terzo componente/servizio riguarda la procedura della fusione di misure di profili verticali di componenti atmosferici effettuate da strumenti differenti ed è estendibile a tutti i casi in cui si ottenga con tecniche di inversione una mappatura mono o multidimensionale di un parametro. Generalmente i profili verticali di componenti atmosferici sono ottenuti a seguito di un'operazione di retrieval da misure di radianza. Se si hanno due spettri dell'atmosfera contenenti informazione sullo stesso profilo la retrieval con il massimo contenuto di informazione la si ottiene effettuando l'analisi simultanea delle due misure. Nella pratica però si hanno a disposizione i risultati dei due retrievals separati e l'unione dei due profili è fatta attraverso operazioni di interpolazione che comportano inevitabilmente perdite di informazione. Utilizzando in modo opportuno le funzioni risposta dei retrievals delle singole misure (rappresentate dalle funzioni degli Averaging Kernels) è possibile effettuare l'integrazione a posteriori (API) delle due misure senza perdita di informazione rispetto all'analisi simultanea.

L'attività svolta nel progetto riguarda quindi l'adattamento delle procedure BAD, Pansharpening e API al contesto applicativo del progetto GIIDA fornendo un'opportuna interfaccia che le renda fruiibili nell'architettura del progetto, anche secondo gli attuali criteri dell'interfacciamento uomo-macchina.

In modo particolare si è lavorato a realizzare una base dati consistente per il progetto API con i dati

acquisiti dal sensore MIPAS.


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2010 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniLe collaborazioni riguardano le altre unità operative CNR coinvolte nel progetto e cioè, in particolare:

- IMAA- IRPI




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Principali risorse strumentali utilizzateI gruppi che operano nella commessa si avvalgono di personal computer, work-station e periferiche di tipo informatico.

Oltre al software sviluppato nell'attività di ricerca nel susseguirsi dei vari progetti vengono utilizzati pacchetti specializzati per il trattamento di dati e immagini quali ENVI-IDL, MATLAB, Khoros-Cantata, ERDAS. Nella fase di progetto vengono normalmente utilizzati CAD ottici ed elettronici.

Si utilizzano inoltre programmo open source quali POSTGIS, Phyton, Giava.

Biofotonica ed Optoelettronica per l'innovazione industriale

Progetto: Fotonica 2015Dipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: PINI ROBERTO

Risultati conseguiti 1) ATTIVITA' DI RICERCA:- Sviluppo e sperimentazione di nuove metodologie diagnostiche e terapeutiche basate su nanoparticelle laser-attivabili: a) sintesi e caratterizzazione di gold nanorods; b) funzionalizzazione con biopolimeri ed anticorpi; c) test su colture cellulari per terapie laser antitumorali. - Studi sui processi di interazione laser-tessuto biologico per applicazioni mediche e laser-materiale per lavorazioni laser: a) modellazione con analisi FEM della dinamica dei processi fototermici indotti dai laser nei tessuti; b) modellazione dei processi di saldatura laser di lamiere.- Sperimentazione preclinica e clinica di terapie laser e LED mini-invasive in oculistica, neurochirurgia, dermatologia e chirurgia plastica: a) trial clinici e preclinici di laser welding corneale in chirurgia oculistica; b) trial preclinici di sutura microvascolare laser-indotta in neurochirurgia; c) LED-emostasi di vasi cutanei in dermatologia.- Tecniche di microfluorimetria per la localizzazione di biomolecole: evidenze sul ruolo antiossidante dei flavonoidi mediante la loro localizzazione con microscopia di fluorescenza multispettrale in tessuti vegetali.- Tecniche fluorimetriche nondistruttive per il controllo qualità in campo agro-alimentare: determinazione di indici di qualità di frutti mediante metodi ottici non-invasivi di fluorescenza.

2) PROGETTI IN CORSO:- RETE EUROPEA NOE "PHOTONICS4LIFE" (R.Pini Resp. WG2: Minimally and non invasivediagnostics and therapy)- PROGETTO EUROPEO STREP "LIGHT+TER-device based on LED technology for non-invasive selective haemostasis" (Capofila Light4Tech srl, R.Pini Resp Unità IFAC)- Progetto "ONLAY-LTB-Tecniche di laser bonding corneale" (contratto con Adventus Technology, USA, R.Pini P.I.)- RETE REGIONALE "OPTONET2- Studio di fattibilità per un Polo di Innovazione Toscano di Optoelettronica per Applicazioni Industriali, Biomedicali ed Ambientali" (R.Pini Resp, IFAC Coord. di 4 partner regionali)- Progetto Regionale "NANO TREAT-Nanoparticelle d'oro funzionalizzate per diagnostica e terapia dei tumori" (POR CREO Linea 1.1, R.Pini Resp Unità IFAC)- PROGETTO "NANOCELLAS-Nanoparticelle laser-attivabili per applicazioni mediche" della Fondazione UNIFI (capofila Dip.Fisiopat.Clinica UNIFI, R.Pini Resp Unità IFAC)- Coll. con PIN Srl, Prato: "metodi ottici per il controllo di qualità di matrici ad uso alimentare e fitoterapico" (G.Agati Resp.)- Coll. con FORCE-A, Orsay, France: "optical sensors in agriculture and food quality control" (G.Agati Resp.)

3) ATTIVITA' PUBBLICATIVA:N. 8 articoli ISI, n. 10 articoli in atti di convegno, n. 3 capitoli di libri, n. 2 rapporti tecnici, n. 21 abstract. Fra gli articoli ISI, quello pubblicato su Advanced Materials (IF 8.4) dal titolo "Chitosan Films Doped with Gold Nanorods as Laser-Activatable Hybrid Bioadhesives", ha ottenuto la Front Cover della rivista ed inoltre un Highlight su Nature Photonics di Novembre 2010 dal titolo "Biophotonics: Make it stick".

4) BREVETTI:Brevetto Italiano N. RM2010A000461 del 2010 dal titolo "METODO PER L'INDIVIDUAZIONE DI DIFETTOSITÀ NEL PROCESSO DI SALDATURA LASER CONTINUA DI PARTI METALLICHE", Inventori G.Toci e R.Pini.

5) ATTIVITA' DI DOCENZA UNIVERSITARIA:R.Pini: a) Incarico di docenza presso UNIFI per il corso di Ottica presso la Scuola di Specializzazione in Fisica Medica della Facoltà di Medicina e Chirurgia (2000-oggi); b) Incarico di docenza presso UNIFI per il corso di Ottica Biomedica presso la Facoltà di Ottica e Optometria (2010-oggi); c) docente incaricato presso UNICATT-Roma per il corso di Saldatura Laser presso il

Master Universitario di Chirurgia Rifrattiva e dei Trapianti di Cornea; d) attività seminariale per il corso di Laser e Applicazioni di UNIFI, e) Correlatore di tesi della Facoltà di Fisica-UNIFI "MODIFICAZIONI DELLA RISPOSTA OTTICA DI NANOCILINDRI D'ORO SOTTOPOSTI A ECCITAZIONE LASER" (Candidato A.Cini); f) Correlatore di tesi della Facoltà di Ottica-UNIFI "UN NUOVO SISTEMA DI ILLUMINAZIONE A LED PER LAMPADE A FESSURA" (Candidata M.Alderotti); g) Correlatore di PhD Thesis: University of Twente "Interactions of light with gold nanorods and cells" (C.Ungureanu candidate); h) Correlatore di PhD Thesis: University of Bern " Multiphoton excited luminescence of gold nanoparticles" (M.Ruosch candidate); i) Correlatore di Tesi di Specializzazione in Neurochirurgia-UNICATT " Applicazione di nanocromofori e biomateriali sintetici di nuova generazione alle tecniche laser-assistite di anastomosi e riparazioni microvascolare: studio sperimentale" (Candidato G.Esposito).


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2010 1 7 1 9 3 2 0 3 24 0

Principali collaborazioniUNIVERSITA', CENTRI DI RICERCA ED ENTI LOCALI:- Regione Toscana, Dipartimento allo sviluppo economico- Dip. di Elettronica e Telecomunicazioni, UNIFI- Facoltà di Fisica, UNIFI- Facoltà di Chimica, UNIFI- Facoltà di Medicina, Di. Fisiopatoligia Clinica, UNIFI- Dipartimento di Ortofluorofrutticoltura, UNIFI- Dipartimento di Coltivazione e Difesa delle Specie Legnose, UNIPI- Dip. di Scienze Veterinarie, UNICAM- Ist. Neurochirurgia UNICATT- LENS, Sesto Fiorentino (FI)- IVALSA-CNR- INOA-CNR

OSPEDALI E CLINICHE:- Azienda USL 10 Firenze- Unità Oculistica USL 4 Prato- Clinica Oculistica II , UNIFI- Bascom Palmer Eye Institute, Miami, USA

PARTNER DEL PROGETTO NANOCELLAS DELLA FONDAZIONE UNIFI- Dip. Fisiopatologia Clinica, UNIFI- COLOROBBIA Italia Spa, Vinci (FI)

PARTNER DELLA VIRTUAL ORGANIZATION TP4L- ISC, Istituto Sistemi Complessi, CNR, Sesto Fiorentino(FI)- LENS, Sesto Fiorentino (FI)- DFC, Dipartimento di Fisiopatologia Clinica, UNIFI- Clinica Oculistica UNIFI- DET, Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni, UNIFI- Firenze Tecnologia- U.O. Oculistica, Azienda USL 4 Prato- TK Consultant srl, Calenzano (FI)- C.S.O. Costruzione Strumenti Oftalmici srl, Scandicci (FI)- ACTIS Active Sensors srl, Calenzano (FI)

- L4T Light4Tech srl, Scandicci (FI)- BSI Biomedical System International srl, Arezzo- General Project srl, Montespertoli (FI)- Histocenter, S.Giuliano Terme (PI)- Cecchi srl, Firenze- El.En. spa, Calenzano (FI)- Colorobbia Italia spa - CERICOL, Vinci (FI)

CON I PARTNER DELLA NOE PHOTONICS4LIFE DEL VII PQ- IPHT, Jena, Germania- University of Muenster, Germania- MESA+, Twente, Paesi Bassi- CNRS - Institut d'Optique graduate school, Francia- Vrije Universiteit Brussel, Belgio- University of St. Andrews, Inghilterra- Imperial College, London, Inghilterra- ICFO-Barcelona, Spagna- VTT, Finland- FZK, Germania- Lund University, Svezia- Saratov State Univ.




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Principali risorse strumentali utilizzateNikon inverse microscope for multispectral and analysis and microspectrometryNikon stereomicroscopeLeika Polarized Light MicroscopeAtomic Force Microscope QUESANT EIU with scan modules QSCOPE 250 and USPMFTIR Shimadzu 8300 Spectrometer + FTIR Shimadzu AIM 8000R MicroscopePhoto Research spectroradiometerFLIR ThermocameraJobin-Yvon SpectrofluorimeterUV-VIS Jasco Spectrophotometer

Laminar flow hoodUltrapure water refiner2 Cell IncubatorsSurgical Er:YAG laser by El.En. Mod. Smart 2940 PlusSurgical Nd:YAG laser by El.En. Mod. Smart 1064Surgical CO2 lasers by El.En3 Surgical Diode lasers by El.En.Surgical microscope TakagiPortable Florescence Sensor "Multiplex"

Sistemi Ottici Aerospaziali

Progetto: Fotonica 2015Dipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: PIPPI IVAN

Risultati conseguiti Realizzazione di prototipo da laboratorio e prototipo da aereo per la realizzazione del payload da installare a bordo del piccolo satellite MIOSAT.


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2010 0 9 0 5 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniSono state stabilite diverse collaborazioni con università italiane ed estere e con Enti di Ricerca anche internazionali sia al fine di condurre ricerche di base che applicative nel campo della definizione, progettazione e realizzazione di singoli componenti e di sistemi ottici aerospaziali.




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Principali risorse strumentali utilizzateSono state utilizzate le risorse del laboratorio di montaggio e calibrazione ottica e del laboratorio di elettronica.

Tecniche laser, optoelettroniche e neutroniche per lo studio e la conservazione di beni culturali

Progetto: Fotonica 2015Dipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: SIANO SALVATORE

Risultati conseguiti I seguenti risultati sono stati ottenuti nel corso del 2010, principalmente nell'ambito dei progetti regionali STArT e TEMART (coordinato dalla commesa).

Pulitura laser

- Progettazione e sviluppo di un nuovo sistema laser a impulso di durata variabile attraverso controllo elettronico. L'apparato, testato su banco ottico, è costituito da un allestimento innovativo oscillatore-amplificatore in cui la modulazione della durata di impulso è basato su Q-switch passivo/cavity dumping attivo. Il sistema emette impulsi di circa 250 mJ con durata settabile da 90 a 680 ns.

- Progettazione di sistemi laser (solo oscillatore e oscillatore amplificatore) a regime combinato short free running/long Q-switching/Q-switching, in collaborazione con El.En. S.p.A. nell'ambito del progetto TEMART.

- Progettazione e primi test per la realizzazione di un manipolo equipaggiato con sensori di processo.

- Di particolare rilievo per la disseminazione delle tecniche di pulitura laser, la pubblicazione del lavoro di review: Advances in laser cleaning of artworks and objects of historical interest: the optimized pulse duration approach, di S. Siano e R. Salimbeni, Accounts of Chemical Research, 2010, 43 (6), pp 739–750. Si tratta del lavoro a più alto impact factor ad oggi pubblicato sull'argomento (i.f. 2009: 18.2).

Questa pubblicazione ha suscitato l'interesse dei media. Ne sono scaturite due interviste della BBC e diverse altre, come pure pubblicazioni su riviste divulgative nazionali e internazionali.

Strumenti analitici

- Progettazione e realizzazione di due apparati di microscopia 3D portatili basati sull'approccio shape from focus. Si tratta di un sistema a tre assi ed uno a singolo asse ultraportatile (palmare). Il campo di vista è di ca. 5X5 mm e la risoluzione in profondità fino ad circa 10 micron.

- Sono stati svolti numerosi test applicativi della microscopia 3D per la verifica di trattamenti di pulitura e in studi di autenticazione di monete.

- Affinamento e applicazione della tecnica LIPS in varie campagne diagnostiche su numerosi manufatti metallici di interesse storico-artistico, tra cui: la Chimera di Arezzo, i grandi bronzi della Fontana del Nettuno di Firenze, reperti da Kaulonia e altri.

- Progettazione di un nuovo software LIPS user friendly, sviluppato in collaborazione con l'impresa NET7 di Pisa, nell'ambito del Progetto TEMART.

Diffrattometria neutronica

- Condotti studi sistematici su varie leghe di rame per l'estensione dell'approccio TOF-ND all'archeometallurgia.- Eseguite misure di tessitura nell'ambito della messa a punto di metodologie di autenticazione di monete di interesse storico.

Disseminazione- Le attività svolte sono state presentate a congressi nazionali e internazionali esono state oggetto di pubblicazioni a stampa.

- Tecnologie e metodi sviluppati sono stati esibiti in occasione dei seguenti eventi: Festival della Creatività (Firenze), Festival della Scienza (Genova), Salone dell'Arte e del Restauro (Firenze).


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2010 0 4 1 4 2 0 0 1 0 1

Principali collaborazioniCi limitiamo a segnalare qui le nuove collaborazioni attivate lo scorso anno nell'ambito del progetto TEMART, che si aggiungono a quelle già citate altrove: Opificio delle Pietre Dure, Firenze; Dipartimento di Scienze Ambientali, Università di Siena; Laboratorio di Tecniche Nucleari per i Beni Culturali, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sesto F.no.; Dipartimento di Chimica dell'Università di Firenze, unita del CSGI; El.En. S.p.A, Calenzano; Liberologico, Pisa; Net7, Pisa; ELAB Scientific; Firenze; Microconsult, Sesto F.no; ScanSystems, Pisa; Adarte, Firenze; XRD-Tools, Pisa.




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Principali risorse strumentali utilizzateLa prototipazione di nuovi dispositivi è stata condotta utilizzato strumentatazione tipica da laboratorio optoelettronico. In test di definizione metodologica e applicazioni tematiche sono stati utilizzati prototipi e strumenti commerciali. Tra questi ultimi: 1) sistemi laser Nd:YAG, Er:YAG, ad eccimeri; 2) microscopi ottici; 3) ESEM-EDX, ICP-OES, XRD e altro. Le misure di diffrattometria neutronica sono state eseguite sul diffrattometro INES presso ISIS, presso il RAL, UK.

Strumentazione avanzata per diagnostica e monitoraggio di beni culturali e ambientali

Progetto: Fotonica 2015Dipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: OLMI ROBERTO

Risultati conseguiti Sono state svolte attività di ricerca principalmente nell'ambito di cinque progetti: START (Scienze e Tecnologie per il patrimonio Artistico architettonico ed archeologico Toscano), SICEO (Sicurezza e Compatibilità Elettromagnetica in ambiente ospedaliero), TDT-BioArt (Tecniche innovative per la Diagnosi ed il Trattamento di BIOdeteriogeni in ambito ARTistico e Archeologico), RiMiDiA (Riflettometria a Microonde per la Diagnostica di beni Artistici) e TEMART (Tecniche avanzate per la conoscenza materica e la conservazione del patrimonio culturale).E' proseguita anche l'attività teorica relativa allo studio della propagazione di onde ad energia localizzata, in particolare di fasci gaussiani, valutatando la possibilità di utilizzare questo tipo di onde per la rivelazione di oggetti sepolti di natura non metallica.Le attività di START sono terminate, con la messa a punto del sistema MF-SUSI, come da obiettivo del WP1.1.E' proseguita l'attività di ricerca nell'ambito del progetto SICEO, con lo sviluppo e la messa a punto di procedure di misura in ambito ambientale ed ospedaliero per la valutazione della radiazione elettromagnetica emessa da sorgenti interne ed esterne ai complessi ospedalieri. Lo scopo è la valutazione dell'impatto di tali sorgenti sulla compatibilità elettromagnetica degli apparati e sulla sicurezza degli operatori.E' stata condotta a termine l'attività nel progetto TDT-BioArt, finanziato dalla Regione Toscana nell'ambito dei programmi POR. Il progetto aveva l'obiettivo di individuare metodologie innovative di diagnosi ed intervento da applicare al settore della "conservazione dei beni culturali", aventi le due principali prerogative richieste in questo settore: la non invasività/aggressività e nel contempo l'efficacia di trattamento. Nell'ambito dell'ob.1 del progetto TDT-bioart è stata studiata la fattibilità del trasferimento della tecnica lidar a fluorescenza alla diagnostica di pitture murali. La tecnica lidar a fluorescenza è una tecnica di telerilevamento che consente di effettuare misure di spettroscopia di fluorescenza a distanza dalla superficie e anche in presenza di luce solare. Essa è quindi particolarmente adatta allo studio di superfici estese direttamente in situ. In particolare sono stati studiati gli effetti dell'irraggiamento, con un laser UV a bassa fluenza, su vari set di campioni realizzati sia con tecnica a fresco che con tecnica a secco. E' stata inoltre fatta una prima valutazione della soglia di sensibilità della tecnica per la rivelazione di biodeteriogeni fotoautotrofi effettuando delle misure lidar a fluorescenza su campioni di affresco inoculati con diverse concentrazioni di alghe verdi e cianobatteri. I risultati ottenuti offrono buone prospettive per il telerilevamento di biodeteriogeni su pareti affrescate ad uno stadio molto precoce (previsuale) di sviluppo. E' stata poi verificata l'efficacia biocida dell'irraggiamento a microonde, mediante sperimentazione su provini infestati da licheni, successivamente sottoposti ad analisi di fluorescenza per definire la dose letale (tempo x temperatura) di tali biodeteriogeni. Questa attività – che ha richiesto lo studio e sviluppo di modelli elettromagnetici e termici – è stata svolta in stretta collaborazione con ICVBC-CNR, che ha curato la ricerca di tipo biologico, ed ELab Scientific, che ha realizzato il sistema di trattamento a microonde. Nell'ambito del Task 3.3 sono state acquisite

misure FORS (dall'inglese Fiber Optic Reflectance Spectroscopy, spettroscopia in riflettanza mediante l'uso di fibre ottiche) sia per la caratterizzazione dei materiali studiati nell'ambito dell'obiettivo 1 (cfr. Task 1.2) sia su provini inoculati con biodeteriogeni al fine di valutare l'efficacia di questa tecnica, applicabile in situ, per una rivelazione precoce di una eventuale colonizzazione di biodeteriogeni su pitture murali (cfr. Task 1.3). Dall'analisi degli spettri FORS ottenuti sui campioni inoculati è stato possibile rilevare la presenza evidente delle bande di assorbimento caratteristiche della clorofilla nella regione del visibile solamente nei campioni di bianco di San Giovanni.Sono iniziate le attività di ricerca relative ai progetti RIMIDIA e TEMART. Nel primo progetto, l'obiettivo è lo studio della riflettometria in onda continua come metodo per la diagnostica di pareti e di strutture lignee. E' iniziato lo studio elettromagnetico del problema e lo sviluppo di un sistema di misura basato su un analizzatore di reti vettoriale. L'attività di ricerca nell'ambito del progetto TEMART è in buona parte una prosecuzione di quella del TDT-BioArt. Si metteranno a frutto le conoscenze ottenute in quest'ultimo progetto per ottimizzare il trasferimento di energia elettromagnetica ai materiali da trattare, e sarà sviluppato, in stretta collaborazione con lo spin-off ELab Scientific, un prototipo di apparecchiatura biocida a microonde.


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2010 0 4 4 2 0 0 0 6 1 0

Principali collaborazioniI progetti START e TEMART vedono la collaborazione tra un grande numero di istituti di ricerca pubblici (CNR, università, Opificio delle Pietre Dure).Il progetto SICEO viene svolto in collaborazione con le Aziende Ospedaliere di Brescia e di Desenzano.Il progetto TDT-BioArt vede la collaborazione di Laboratori Archa, ICVBC-CNR, Opificio delle Pietre Dure (Laboratorio Scientifico), Università di Pisa, ELab Scientific srl, Faberestauro snc.Il progetto RIMIDIA viene svolto in collaborazione con l'Università degli Studi di Firenze (Dip. di Elettronica e Telecomunicazioni), con OPD, IVALSA-CNR e con le imprese Faberestauro snc, ELab Scientific srl, LegnoDoc srl.




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Principali risorse strumentali utilizzateLaboratorio di Spettroscopia Dielettrica di IFAC.Sistemi per spettroscopia di fluorescenza (LIF).Analizzatori di reti vettoriali.Codici di calcolo per simulazione elettromagnetica.Strumentazione di misura per compatibilità elettromagnetica.Laboratorio di Sicurezza e Compatibilità Elettromagnetica di IFAC.

Offerta di metodologie e tecnologie fisiche per la diagnostica e il monitoraggio

Progetto: Cultura e TerritorioDipartimento: Patrimonio CulturaleResponsabile: BACCI MAURO

Risultati conseguiti L'obiettivo generale è stato finalizzato a rendere noto nell'ambiente della conservazione e della valorizzazione del patrimonio culturale nazionale dell'ampia offerta per la diagnostica, la conservazione e il restauro dei Beni Culturali che può essere fornita dagli Istituti del CNR con le strumentazioni, spesso prototipali, tipiche della fisica e della chimico-fisica.


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2010 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniSoprintendenza speciale per il Patrimonio storico, artistico ed etnoantropologico e per il Polo museale della città di Firenze. Soprintendenza Beni Architettonici di Arezzo. Soprintendenza per i Beni Storico Artistici della Provincia Autonoma di Trento. Opificio delle Pietre Dure, FI. Istituto Superiore per la Conservazione e il Restauro, RM. Comune FI. Vari dipartimenti afferenti alle Università degli Studi di FI, FE, PI, CT, MI, RM e Piemonte Orientale. INFN sezione FI. ICVBC-CNR. ISC-CNR. IVALSA-CNR. ICCOM-CNR. Fondazione Rinascimento Digitale, FI. Centro Scavi TO. SIAV S.p.A, PD. National Institute of Information and Communications Technology, Tokyo. University of Kanazawa (Giappone).Collaborazione con il Centro Regionale di Competenza della Regione Campania INNOVA, costituitosi in consorzio SCARL nel 2011




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Principali risorse strumentali utilizzateStrumentazioni spettroscopiche (XPS, ESCA, UV-visibile-NIR, FT-IR, THz, imaging 2D iperspettrale, Raman, fluorescenza, NMR, EPR, LIBS, Lidar); laser per conservazione e restauro; laser per scansioni 3D; vibrometria laser; cromatografi; calorimetri; termogravimetri; strumentazione per voltammetria; strumentazione per microscopia ottica e elettronica; possibilità di accesso alle sorgenti di Luce di Sincrotrone e neutroniche per indagini diffrattometriche e tomografiche; sensori a fibra ottica; georadar; laser per interferometria e olografia; magnetometro SQUID.

Materiali e dispositivi attivi per le telecomunicazioni e la sensoristica

Progetto: Ottica, Fotonica e PlasmiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: PELLI STEFANO

Risultati conseguiti Le attività della Commessa comprendono un arco di attività molto diversificato, la cui qualità è dimostrata dalle pubblicazioni riportate più sotto. Queste a loro volta interessano tutte le attività in cui è coinvolta la Commessa.Fra i risultati più significativi, sono da evidenziare:- l'applicazione della emissione supercontinua da fibra microstrutturata alla microscopia biologica, che ha permesso misure FLIM e FRET in cellule epiteliale dell'arteria polmonare bovina (1).- l'accoppiamento di luce da guida in niobato di litio a un microrisonatore a disco in niobato di litio, dimostrando così la possibilità di ottenere una modalità di accoppiamento della luce ai microrisonatori stabile (articolo in stampa su Opt.Expr.)- la misura di alti coefficienti di guadagno Raman rispetto ai vetri silicati in vetri niobio-fosfati, che rende possibile la realizzazione di amplificatori Raman in questi substrati (9).

Riviste ISI1) R. Mercatelli, S. Soria, G. Molesini, F. Bianco, G. Righini, F. Quercioli, "Supercontinuum source tuned by an on-axis monochromator for fluorescence lifetime imaging", Opt.Expr., vol.18, pp. 20505 20511 (2010). Selected for publication in Virtual Journal of Biomedical Optics,volume 5, issue 13 (2010).2) A. Chiasera, Y. Dumeige, P. Féron, M. Ferrari, Y. Jestin, G. Nunzi Conti, S. Pelli, S. Soria, G.C. Righini, "Spherical whispering-gallery-mode microresonators", Laser & Photonics Reviews, vol. 4, pp. 457 482 (2010).3) G. Alombert-Goget, C. Armellini, S. Berneschi, A. Chiappini, A. Chiasera, M. Ferrari, S. Guddala, E. Moser, S. Pelli, D.N. Rao, G.C. Righini, "Tb3+/Yb3+ co-activated Silica-Hafnia glass ceramic waveguides", Opt.Mat., vol. 33, pp. 227 230 (2010).4) I. Bányász, S. Berneschi, N.Q. Khanh, T. Lohner, M. Fried, P. Petrik, Z. Zolnai, K. Lengyel, Á. Péter, A. Watterich, G. Nunzi-Conti, S. Pelli, G.C. Righini, "Structural and functional characterisation

of slab waveguides written in Er3+ - doped tellurite glass, CaF2, Bi4(GeO4)3 and Bi12GeO20 crystals via implantation of MeV N+ ions", Materials Science and Engineering, vol. 15, p. 2027 (2010).5) L. Mescia, F. Prudenzano, M. De Sario, T. Palmisano, M. Ferrari, G.C: Righini, "Design of Rare-Earth-Doped Microspheres", IEEE Phot.Tech.Lett., vol. 22, pp. 422 424 (2010).6) R.A. Vázquez-Sánchez, E.A. Kuzin, C.M. García-Lara, M. May-Alarcón, J.L. Camas-Anzueto, G.C. Righini, "Radio-frequency interrogation of a fiber Bragg grating sensor in the configuration of a fiber laser with external cavities", vol. 121, pp. 2040 2043 (2010).7) S. Berneschi, S. Soria, G.C. Righini, G. Alombert-Goget, A. Chiappini, A. Chiasera, Y. Jestin, M. Ferrari, S. Guddala, E. Moser, S.N.B. Bhaktha, B. Boulard, C. Duverger Arfuso, S. Turrell, "Rare-earth-activated glass–ceramic waveguides", Opt.Mat., vol. 32. pp. 1644 1647 (2010).8) T. Van Tran, S. Turrell, M. Eddafi, B. Capoen, M. Bouazaoui, P. Roussel, S. Berneschi, G.C. Righini, M. Ferrari, S.N.B. Bhaktha, O. Cristini, C. Kinowski, "investigations of the effects of the growth of SnO2 nanoparticles on the structural properties of glass–ceramic planar waveguides using Raman and FTIR spectroscopies", J.Mol.Struct., vol. 976, pp. 314 319 (2010).9) M.G. Donato, M. Gagliardi, L. Sirleto, G. Messina, A.A. Lipovskii, D.K. Tagantsev, G.C. Righini, "Raman optical amplification properties of sodium–niobium–phosphate glasses", APL, vol. 97, pp. 231111 (2010).

Capitoli di libri1) A. Quandt, M. Ferrari, G.C. Righini, "Towards Integrated Nanoelectronic and Photonic Devices", chapter in "New Trends in Nanotechnology and Fractional Calculus Applications" 2010, Editors: Baleanu, Dumitru; Guvenc, Ziya B.; Machado, J. A. Tenreiro, pp. 25-41, ISBN: 978-90-481-3292-8


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2010 0 8 0 10 1 0 0 0 0 0

Principali collaborazioni-Caratterizzazione spettroscopica di materiali vetrosi e film sottili (CNR-IFN,Trento,CNR-IMM,Napoli)- Materiali vetrosi con nanocristalli (Università di Trento)-Vetri drogati con terre rare (Università di Verona;Politecnico di Torino,Universidad Autonoma Metropolitana,Mexico D.F.,Instituto de Ceramica y Vidrio,CSIC,Madrid)-Laser in fibra ottica (Politecnico di Bari)-Guide in cristalli e vetri mediante irraggiamenti con fascio di ioni (Research Institute for Solid State Physics and Optics,Budapest)-Reticoli di Bragg su guide a canale planari (FZK,Frankfurt)-Microrisonatori ottici (ENSSAT,Lannion; CNR-IFN,Trento)-Sensori biologici per applicazioni spaziali (Politecnico di Bari,FBK,Trento)-Applicazioni dei microrisonatori a modi di galleria alle telecomunicazioni e alla sensoristica (Centro Fermi,Roma)-Effetti di film con nanoparticelle su microrisonatori (Ru?er Boskovic Institute,Zagreb)-Progetto ARAMOS della European Defense Agency:oscillatori optoelettronici basati su microrisonatori a disco a modi di galleria (Thales-Research & Technology-France/Université de Rennes I/Laboratoire de Physique des lasers,IEMN/Univ. Lille,LAAS/CNRS,Selex Sistemi Integrati)-Progetto NAOMI su sensori biologici basati su dispositivi a fluorescenza integrati e label free a microrisonatori (Università di Trento,Fondazione FBK,Trento,CNR-IFN,Trento)-Progetto FIRB ITALNANONET su sensori basati su nanopunte e nanofili (Istituto di Acustica e Sensoristica "Orso Mario Corbino",Sez. Brescia)-INFN sez. di Firenze e ICFO (Barcellona,Spagna),Trasmissione dati per SLHC (CERN)-INO-CNR,Applicazione di sorgenti supercontinue (fibre microstrutturate) a microscopia confocale

su microrganismiPer le tematiche THz,sono stati presi contatti con alcuni gruppi di ricerca pubblica e industriale in vista di future collaborazioni. Tra questi,il Dip. Tecnologie Fisiche e Nuovi Materiali dell'ENEA di Frascati,Thales Research & Technology-Palaiseau,ABCD Technology Sarl-Geneve,Selex Sistemi Integrati




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Principali risorse strumentali utilizzateLe strumentazioni disponibili sono focalizzate alla realizzazione e caratterizzazione di dispositivi ottici basati sul confinamento della luce e dei materiali necessari per il loro sviluppo.In particolare sono degni di nota:-una camera bianca (classi ISO 5 e 6), in cui sono disponibili le apparecchiature per processi fotolitografici, per la deposizione di film sottili (RF-sputtering, evaporatore) e per la loro caratterizzazione (profilometro);-sistemi per la caratterizzazione di guide a canale (misura delle caratteristiche di propagazione, misura delle caratteristiche di guadagno ottico);-sistema per la caratterizzazione di materiali fotorifrattivi e la realizzazione di reticoli di Bragg in fibra ottica;-numerose sorgenti laser nel visibile, UV, vicino infrarosso, alcuni delle quali tunabili;-spettroscopi e rivelatori per la caratterizzazione di materiali;-sistemi per la caratterizzazione di fibre a cristallo fotonico (campo vicino, emissione supercontinua);-sistemi e tecnologie legate alla realizzazione e caratterizzazione di risonatori microsferici (realizzazione dei microrisonatori, fibre rastremate, strumentazione per l'accoppiamento/disaccoppiamento della luce).

Dispositivi e materiali laser innovativi e metodi spettroscopici avanzati

Progetto: Ottica, Fotonica e PlasmiDipartimento: Materiali e Dispositivi

Responsabile: VANNINI MATTEO

Risultati conseguiti E' stata condotta un'intensa attività ricerca sui materiali laser con drogaggio Yb, in particolare sui seguenti argomenti:- caratterizzazione di parametri ottici e spettroscopici, test sulle prestazioni laser dei materiali ceramici, di acquisizione commerciale;- test dei primi prototipi di ceramiche di Yb:YAG di produzione ISTEC-CNR, con feedback positivo con il processo di produzione;- è stato avviato un nuovo programma di collaborazione e scambio l'Accademia delle Scienze della Repubblica Ceca orientato allo studio di materiali cristallini innovativi per applicazioni laser ;

Dopo la fase iniziale nel corso dell'anno cui si riferiscono i presenti consuntivi procedono le attività del progetto denominato "Progetto integrato per lo sviluppo della Capacita' Tecnologica ed Operativa della Toscana per l'Utilizzo dello Spazio" (acronimo CTOTUS), finanziato dalla regione Toscana. L'attività è rivolta all'esecuzione di studi di fattibilità e progettazione preliminare di sorgenti laser innovative per impiego aerospaziale, in collaborazione con il partner Selex Galileo. In particolare sono stati condotti e migliorano gli studi di modellamento delle caratteristiche e prestazioni dei moduli laser disponibili nel know-how del parner industriale. Il progetto viene condotto in collaborazione con le commesse MD.P03.017.004 , ICT.P10.005, TA.P06.002.

Nell'ambito del progetto CTOTUS la commessa ha inoltre contribuito ampiamente all'organizzazione del Corso di Formazione su "Tecniche, tecnologie e applicazioni dell'osservazione della Terra dallo Spazio", della durata di 5 giorni, previsto dagli obbiettivi del progetto. Uno dei membri della commessa (Dr. Toci) ha ricoperto il ruolo di direttore del Corso.

A seguito di un contratto di ricerca e sviluppo stipulato con il Ministero della Difesa, nel 2010 è stato condotto lo studio di fattibilità e progettazione preliminare per un sistema LIDAR, orientato alla rivelazione ed identificazione di oggetti sommersi mediante tecniche di spettroscopia laser per applicazioni di sicurezza e sorveglianza in ambiente marittimo. Tale attività è stata condotta in collaborazione con la commessa MD.P03.017.004 , e con il Dip. di Elettronica e Telecomunicazioni della Facoltà di Ingegneria dell' Università di Pisa.

Sono state portate a termine le attività della commessa sul progetto START (Scienze e Tecnologie per il patrimonio Artistico architettonico ed archeologico Toscano), finanziato dalla Regione Toscana. Il principale risultato ottenuto è lo sviluppo di un prototipo sistema laser innovativo a durata di impulso variabile, basato su tecnologia Nd:YAG pompato a lampade, con trasporto del fascio in fibra, per applicazioni di pulitura laser su materiali lapidei. L'attività in questo progetto è stata condotta in particolare in collaborazione con la commessa PC.P03.013 e con il partner industriale El En.

E' stata portata a a termine l'attività nell'ambito del progetto Smart Reflex (finanziato dal Ministero della Università e ricerca Scientifica) per lo sviluppo di metodi innovativi di diagnostica di processi di saldatura laser per applicazioni industriali ( in collaborazione con la commessa SP.P08.014.001 - Tecnologie e processi laser nel manufacturing), basata su sensori piroelettrici e su metodologie di spettroscopia di emissione del plasma, finalizzata alla individuazione (possibilmente in tempo reale) di anomalie suscettibili di produrre difetti nel processo di saldatura. I metodi e gli algoritmi di diagnostica sviluppati sono stati protetti con brevetto industriale del CNR.

Per quanto riguarda lo sviluppo di sensori per la rilevazione della presenza di mine antiuomo, i risultati della prima fase di sperimentazione sono stati presentati al Ministero degli Esteri


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2010 0 7 1 9 1 0 0 1 1 0

Principali collaborazioniCollaborazione con ISTEC-CNR per lo sviluppo e messa a punto di materiali ceramici trasparenti a base Yb:YAG per applicazioni laser

Collaborazione con Centro ricerche Fiat per la messa a punto di stazione sperimentale di saldatura laser presso IFAC-CNR, definizione dei parametri di processo, e validazione dei risultati ottenuti con il sensore spettroscopico per il monitoraggio della saldatura.Collaborazione con COMAU Spa per la definizione delle specifiche e dei vincoli di progetto per un sistema di monitoraggio saldatura associato a testa robotizzata

Collaborazione con Magneti Marelli Spa per la la definizione delle specifiche e dei vincoli di progetto per un sistema di monitoraggio saldatura ad arco

Collaborazione con ETH Zurich con prof Ursula Keller per mode-locking di laser ad Ytterbio tramite short term mobility project di giovane ricercatore

Collaborazione con AVCR per progetto di scambio: fornitura di campioni di materiali drogati Yb, caratterizzazione spettroscopica e della struttura cristallina

Collaborazione con Selex Galileo Avionica per la conduzione delle attività relative al progetto CTOTUS

Collaborazione con Kayser Italia srl, per la stesura di progettiin risposta a call dell' Agenzia Spaziale Europea per lo sviluppo di strumentazione dedicata all' esplorazione lunare

Collaborazione con NEST di Pisa per lo sviluppo di sorgenti Quantum Cascade con emissione nel THZ

Collaborazione con El.En. group, per la messa a punto del prototipo di laser a durata di impulso variabile realizzato nell'ambito del progetto START




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Principali risorse strumentali utilizzateL'attività di ricerca è stata condotta essenzialmente impiegando le attrezzature disponibili in laboratorio, in particolare:-Strumentazione spettroscopica di base (ANALIZZATORE OTTICO MULTICANALE OMA 2000, ANALIZZATORE OTTICO MULTICANALE OMA III , DOPPIO MONOCROMATORE VIS-NIR ) per applicazioni di spettroscopia UV-VIS-NIR, sSpettroscopia di fluorescenza su materiali laser a stato solido, su campioni organici, e diagnostica di sorgenti laser Laser a semiconduttore di varie caratteristiche e potenza, per pompaggio laser a stato solido con drogaggio Yb Apparato per la misura di tempi di decadimento in materiali con drogaggio Yb, autocostruito.Software per simulazione numerica su sistemi laser, basata su analisi ad elementi finiti.

Sensori e metodologie optoelettroniche per la salute, l'ambiente e i beni culturali

Progetto: Ottica, Fotonica e PlasmiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: BALDINI FRANCESCO

Risultati conseguiti Di seguito sono elencati i principali risultati dei tre diversi moduliSensori a fibra ottica e microottici per applicazioni agroalimentari- spettri di assorbimento nella banda UV-VIS-NIR dell'olio extra vergine di oliva- correlazione degli spettri con l'area geografica di provenienza, con la composizione degli acidi grassi ed altri parametri indicatori della qualità- rivelazione di frode in olio extra vergine di oliva causata da olio di oliva di qualità inferioreDiagnostica biofofotonica- prototipo stand alone per l'implementazione di saggi clinici, in particolare proteina C reattiva e procalcitonina- realizzazione e caratterizzazione di nanostrutture per la determinazione del pH intracellulare- progettazione una sonda di pH utilizzante come trasduttore chimico rosso metile covalentemente immobilizzato su vetri a porosità controllata.- rivelazione di diammine- scrittura di reticoli LPG e FBG sulla stessa fibra e progettazione e realizzazione di una cella di flusso miniaturizzata per la loro interrogazioneSensori e metodologie di fluorescenza per l'Ambiente e i Beni Culturali- metodologie optoelettroniche basate su tecniche spettroscopiche per il controllo dellambiente - definizione dei requisiti scientifici e dei vincoli operativi per varie architetture lidar per missioni aerospaziali- definizione dei requisiti i sistema e progetto di massima di un lidar in doppio canale (elastico e anelastico) per la localizzazione e caratterizzazione di oggetti sommersi- messa a punto di metodologie d'analisi per dati iperspettrali di fluorescenza ad alta dimensionalità - messa a punto di un algoritmo, basato su misure della dinanica Kautsky di fluorescenza nella pianta, utile all'interpretazione del segnale di fluorescenza della Chl in relazione all'attività fotosistentica della pianta- caratterizzazione in fluorescenza di frammenti di affresco di epoca romanaQuesti risultati hanno portato alla pubblicazione di lavori su riviste internazionali, relazioni su invito a conferenze internazionali e al deposito di 2 brevetti.

Pubblicazione su riviste internazionali1) A.G.Mignani, L.Ciaccheri, H.Ottevaere, H.Thienpont, L.Conte, M.Marega, A.Cichelli, C.Attilio, A.Cimato,"Visible and near-infrared absorption spectroscopy by an integrating sphere and optical fibers for quantifying and discriminating the adulteration of extra virgin olive oil from Tuscany", Anal Bioanal Chem, 399(3),2011,pp.13152) S.Van Overmeire, H.Ottevaere, A.G.Mignani, L.Ciaccheri, G.Desmet, H.Thienpont,"Tolerance analysis of a micro-optical detection system for on-line monitoring of lubricant oils", J Micromech Microeng, vol.20,2010,pp.105018-1050323) E.Lubian, F.Baldini, A.Giannetti, C.Trono and T.Carofiglio,"Solid-supported Zn(II) porphyrin tweezers as optical sensors for diamines",Chem Comm,10.1039/c000954g,20104) F.Baldini, "Microdialysis-based sensing in clinical applications", Anal Bioanal Chem, 397, pp.909–916,2010Comunicazioni su invito a convegni internazionali1) A.G.Mignani, L.Ciaccheri, A.A.Mencaglia, "Optical spectroscopy for food and beverages control", Proc. Photonics2010 Xth International Conference on Fiber Optics and Photonics, S. Khijwania, A.K. Sharma Eds, Viva Books Private Ltd., New Delhi, 2010, file: 03_mignani_paper2) G.Cecchi, G.Agati, D.Lognoli, L.Palombi, V.Raimondi, G.Toci, "In vivo fluorescence spectra of vegetation: eco-Physiological significance and affecting factors", 13th Congress of European Society for Photobiology, Wroclaw,Poland,5-10 Sept.20093) G.Ghini, G.L.Puleo, C.Trono, A.Giannetti, L.Luconi, C.Bianchini, G.Giambastiani, F.Baldini, "Modified multi-walled carbon nanotubes potentially suitable for intracellular pH measurements" Proc.SPIE 7574, Nanoscale Imaging, Sensing, and Actuation for Biomedical Applications VII (27-28 Gennaio 2010,San Francisco,USA),75740C-75740C-84) G.Cecchi, G.Agati, D.Lognoli, L.Palombi, V.Raimondi, G.Toci, "A Method for the Retrieval of PSI and PSII Photosystems Contribution to in Vivo Fluorescence Spectra of Vegetation", Proc.4th International Workshop on Remote Sensing of Vegetation Fluorescence,Valencia,Spain 15–17 November 20105) G.Cecchi "Fluorescence LIDAR remote sensing of our environment and cultural heritage" in International Symposium Modern Trends in Basic and Applied Spectroscopy 6-7 Aprile 2010,Lund (Svezia)6) G.Cecchi "The imaging Fluorescence lidar technique and its application to cultural heritage",Italian Swedish Bilateral Workshop "Lasers for Cultural Heritage",14-15 dicembre 2010 Stoccolma (Svezia)Brevetti1) F.Baldini, C.Trono,"Sonda a fibra ottica e sensore di misura utilizzante detta sonda", Brevetto it. N. FI2010A000237 depositato il 3 Dicembre 20102) A.G.Mignani, L.Ciaccheri, H.Ottevaere, H.Thienpont, "Device for diffuse light spectroscopy", Domanda di Brevetto Internazionale PCT/IT2010/000371 del 12/08/2010.


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2010 1 4 0 9 0 0 0 1 1 0

Principali collaborazioniNumerose sono le collaborazioni che caratterizzano la commessa, scaturite in gran parte dai numerosi contratti sia a livello nazionale che internazionale ancora attivi o da poco scaduti, elencate qui di seguito.

Collaborazioni Nazionali - Università di BolognaDip. Colture Arboree, Firenze;Dip. Scienze Farmaceutiche

- Università di FirenzeDipartimento Chimica- Università di Milano-BicoccaDip. Biologia- Università di PadovaDip. Scienze Chimiche- Università di PisaDip. Ingegneria dell'InformazioneDip. Psichiatria, Neurobiologia, Farmacologia e Biotecnologie- Università di UdineDipartimento di Scienze degli Alimenti- INFN, Pisa- CNR IBIMET, Firenze- CNR-IVALSA, Firenze- CNR-ICCOM, Firenze- Ministero per i Beni e le Attività Culturali - Sopraintendenza Archeologica di Roma - El-En Engineering, Firenze- FlyBy srl, Livorno- Datamed srl, Milano- Mecoil-Firenze- Istituto Toscana Tumori

Collaborazioni internazionali:- Vrije University of Bruxelles, Physics Dept- Universität Tübingen, Institut für Physikalische und Theoretische Chemie,Germany- University of Lund, Architectural Conservation and Restoration Dept., Svezia- University of Valencia, Spagna- National Arts University of Bucharest, Romania- Lund Institute of Technology, Lund, Svezia- Joanneum Research, Graz;- Helmotz Centre, Institute of Ecological Chemistry, Neuherberg, Germany- Institut für Chemie und Dynamik der Geosphäre (ICG), Forschungszentrum Jülich, Germania- Exbio, Praga, Czech Republic- European Space Agency




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Principali risorse strumentali utilizzatePer il raggiungimento dei risultati conseguiti nel periodo di riferimento sono state utilizzate le seguenti risorse strumentali:- Setup sperimentali per misure di assorbimento su campioni liquidi realizzati con componentistica optoelettronica di costo contenuto (LED e microspettrometri).- Setup sperimentali per misure di assorbimento tramite luce diffusa realizzati con tecnologia a fibra ottica.- Prototipo trasportabile collegato a un computer in grado di permettere l'interrogazione di optical biochip mediante fluorescenza per la implementazione di saggi clinici, toalmente progettato e realizzato in collaborazione con DATAMED nell'ambito del progetto europeo CAREMAN.- Dispositivo ottico utilizzante fibre ottiche in grado in grado di effettuare una scansione automatica di superfici e collegata ad un analizzatore di spettro, per la raccolta della radiazione scatterata/emessa dallo spot illuminato; in modo da poter effettuare, con risoluzioni inferiore al mm, un mapping spaziale di microstrutture.- Laboratorio FLIDAR, in cui sono stati proseguiti gli esperimenti di spettroscopia nel VIS per:a) lo studio della fluorescenza della vegetazione, con particolare riguardo al contributo spettrale dei fotosistemi 1 e 2, che hanno un ruolo chiave nel processo di fotosintesi;b) lo studio della fluorescenza di frammenti di affresco di epoca romana;c) lo studio della fluorescenza di materiali lapidei, con particolare riferimento a varie tipologie di marmi, per applicazioni ai beni culturali.d) lo studio delle proprietà di fluorescenza di inquinanti marini.e) lo studio delle proprietà di fluorescenza di campioni per applicazioni nel settore difesa e sicurezza.- Stazioni PC e uso di software specifico (sviluppato presso il gruppo di ricerca afferente al modulo) per l'analisi di dati iperspettrali raccolti sia in laboratorio che in campagne di misura.- Simulazioni radiometriche dei segnali LIDAR attesi per studi di fattibilità di sensori LIDAR a fluorescenza e in restrodiffusione elastica.

Tecniche spettroscopiche integrate per la diagnostica non invasiva, la conservazione e la fruizione del patrimonio culturale

Progetto: Diagnosi, intervento e conservazione del patrimonio culturaleDipartimento: Patrimonio CulturaleResponsabile: PICOLLO MARCELLO

Risultati conseguiti Per quanto riguarda l'attività della commessa per lo studio di materiali artistici impiegati nell'arte moderna-contemporanea è in fase di chiusura il Progetto Federico Zandomeneghi su dipinti appartenenti alla collezione permanente della Galleria d'arte moderna di Firenze, A letto, Bastimento allo scalo e Riva della Senna. Nel progetto sono stati anche inseriti due dipinti di Camille Pissarro, Nell'orto e Approssimarsi della bufera, sempre appartenenti alla Galleria d'arte moderna di Firenze.Per quanto riguarda l'interazione con altri gruppi di ricerca, sono stati portati a completamento misure spettroscopiche non invasive sulla Tribuna della Galleria degli Uffizi in collaborazione con NICT, ICVBC-CNR; Cassoni del fondo Landau (Comune di Firenze) in collaborazione con Soprindentendenza Firenze, ICVBC-CNR. È in fase di realizzazione una nuova banca dati spettrale di stesure pittoriche nell'intervallo 200-2500 nm di miscele di pigmenti.

In occasione del restauro presso del "Ritratto di Maffeo Barberini" per la mostra "Caravaggio e caravaggeschi a Firenze" del 2010, il dipinto è stato studiato anche con lo scanner iperspettrale, con risultati in accordo con l'uso delle tecniche e dei materiali tipici del pittore lombardo, cui importanti storici dell'arte tendono ora ad attribuire il dipinto. Presso lo stesso Studio Vervat sono state acquisite riprese con lo scanner ipserspettrale di un dipinto d'anonimo toscano del XV secolo, prima e dopo la pulitura. I dati elaborati, forniti ai conservation scientists della National Gallery of Art di Washington, hanno avvalorato il loro modello di pulitura virtuale che affina l'ipotesi correntemente usata di solo effetto assorbente della vernice invecchiata.È stato monitorato il contenuto di umidità e la presenza di sali solubili in affreschi di chiese e palazzi storici, in particolare nella chiesa di Santa Croce e in Palazzo Pitti a Firenze, nella Basilica di San Clemente a Roma e nel tabernacolo di Santa Caterina a Legoli (Pisa), Cappella di Teodolinda nel Duomo di Monza, Oratorio di San Rocco Cornaredo (MI). Nell'ambito del Progetto Popart - in corso di svolgimento- è stata svolta una sperimentazione e relativa attività di monitoraggio ambientale su una serie di polimeri selezionati esposti in ambiente museale, volta a valutare i principali fenomeni di degrado si materiali plastici nelle collezioni e le modalità di analisi non invasiva tramite tecniche spettroscopiche. La sperimentazione - durata 18 mesi e coordinata dal gruppo IFAC-CNR - ha coinvolto una rete di siti museali estesa sul tutto il territorio europeo. I risultati sono in corso di elaborazione e verranno pubblicati alla conclusione del progetto.Tale attività ha inoltre coinsolidato la collaborazione con il Centro per l'Arte Contemporanea Luigi Pecci di Prato, dando luogo ad attività progettuali paralllele, quali ad esempio la campagna di indagini sull'opera in polistorolo "Cartoline" di Stefano Arienti, parte della collezione permanente del museo. I risultati di tali indagini saranno utilizzati dal museo per la progettazione di un nuovo allestimento dell'opera.Sono state inoltre indagate le proprietà dielettriche di bassa frequenza (1 kHz – 13 MHz) di vari materiali polimerici, allo scopo di valutare la sensibilità della spettroscopia dielettrica per rivelare gli effetti dell'invecchiamento e del deterioramento dei polimeri causato da agenti fisici. È iniziato lo studio di una tecnica di misura nel dominio del tempo che dovrebbe permettere di determinare le proprietà dielettriche a bassissima frequenza (inferiore a 100 Hz).


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2010 0 1 2 11 4 0 4 5 2 0

Principali collaborazioniSoprintendenza speciale per il Patrimonio storico, artistico ed etnoantropologico e per il Polo museale della città di Firenze. Soprintendenza Beni Architettonici di Arezzo. Soprintendenza per i Beni Storico Artistici della Provincia Autonoma di Trento. Opificio delle Pietre Dure, FI. Istituto Superiore per la Conservazione e il Restauro, RM. Galleria d'Arte Moderna, MI. Archivi di Stato di FI, PO, VE e FR. ICCU (Istituto Centrale per il Catalogo Unico) di Roma. Opera di Santa Maria del Fiore e Opera di Santa Croce, FI. Comune FI. Vari dipartimenti afferenti alle Università degli Studi di FI, FE, PI, CT, MI, RM e Piemonte Orientale. INFN sezione FI. Scuola Normale Superiore di Pisa. ICVBC-CNR. ISC-CNR. IVALSA-CNR. ICCOM-CNR. Hellenic Institute for Byzantine and Post-Byzantine Studies, VE. Fondazione Rinascimento Digitale, FI. Centro Scavi TO. SIAV S.p.A, PD. Studio Restauro Vervat, FI. Studio Restauro Scarpelli, FI. Studio Fenice, BO. CESMAR7, VR. Infrared and Raman Users Group (IRUG), Filadelfia (USA). Centre de recherche sur la conservation des collections (CRCC-CNRS), Laboratoire du Centre de recherche et de restauration des musées de France (LC2RMF-CNRS), Atelier Régional de Conservation Nucléart - ARC Nucléart (ARC), Francia. National Museum of Denmark (Natmus), Danimarca. Instituut Collectie Nederland (ICN), SolMateS BV, Olanda. Academy of Sciences (PISAS) Polymer Institute, Slovacchia. Morana RTD d.o.o., Slovenia. Centre for Sustainable Heritage University College of London, Victoria & Albert Museum, Regno Unito. Università delle Isole Baleari, Spagna. University

of Joensuu, Finlandia. Russian Academy of Sciences Institute of Radio Engineering and Electronics Mosca, Russia. Pratt Institute, New York. Getty Conservation Institute, Los Angeles. The Art Institute, Chicago. National Gallery of Art, Washington DC. National Research Institute for Cultural Properties, Tokyo. National Institute of Information and Communications Technology, Tokyo. University of Kanazawa (Giappone).




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Principali risorse strumentali utilizzatePer attività di diagnostica e monitoraggio affreschi: analizzatori di reti nelle gamme 300 kHz - 3 GHz, 10 MHz - 6 GHz, 10 MHz - 40 GHz; 5 Hz – 13 MHz; strumento portatile SUSI-2; sonde risonanti sviluppate presso IFAC. Per caratterizzazione e identificazione non invasiva di materiale inorganico (principalmente): spettroanalizzatori portatili equipaggiati con fibre ottiche e sonde per misure in riflettanza nell'intervallo spettrale 200-2200 nm. Per caratterizzazione e identificazione non invasiva di materiale organico e inorganico: spettrometro da banco a trasformata di Fourier (FTIR) equipaggiato con fibre ottiche per misure in riflettanza nell'intervallo spettrale 1.8-11 microns (in aggiunta lo stesso banco ottico è attrezzato per misure in riflettanza totale e diffusa di polveri e film sottili; inoltre, misure FTIR possono essere acquisite anche in trasmittanza con pasticche in KBr. Per studio materiale organico e inorganico: spettrofluorimetro UV-Vis da banco equipaggiato con fibre ottiche per misure da effettuarsi anche su campioni solidi tal quali.

Metodologie Laser per la Conservazione di Beni Culturali

Progetto: Diagnosi, intervento e conservazione del patrimonio culturaleDipartimento: Patrimonio CulturaleResponsabile: SIANO SALVATORE

Risultati conseguiti - Sono state valutate le potenzialità applicative di diversi tipi di laser nella pulitura di dipinti su tela e tavola attraverso uno studio sistematico condotto su provini di laboratorio. Sono stati realizzati 28 provini dipinti (15´15 cm) su supporto di compensato, preparati come segue: 1) stesura di una

preparazione a base di gesso e colla di coniglio, 2) applicazione dello strato pittorico, 3) stesura di dammar e mastice con carico di nero fumo per simulare, o di solo nero fumo per simulare specifiche problematiche di pulitura. Per le stesure pittoriche sono stati utilizzati vari pigmenti in tempera all'uovo, tempera grassa e olio di lino. A valle della caratterizzazione fisica dei provini, è stata eseguita la parametrizzazione delle soglie di alterazione dello strato pittorico e di rimozione degli strati sovrastanti con diversi sistemi laser. Gli effetti di interazione sono stati caratterizzati fenomeno logicamente attraverso misure colorimetriche, osservazioni microscopiche e analisi composizionali. Ne è risultato un primo quadro di fattibilità che ha messo in luce le notevoli potenzialità di sistemi laser Nd:YAG (1064 nm) LQS e QS, come pure situazioni di estrema criticità, come nel caso della biacca e del cinabro. La sperimentazione continua, anche e soprattutto nei casi in cui le soglie di alterazione sono troppo basse per lasciar intravedere margini di discriminazione praticabili in condizioni reali di interesse.

- Nel corso del 2010 è stato finalizzato il contributo della commessa al restauro del cubicolo dipinti delle catacombe di Santa Tecla (Roma), riportato nel volume dedicato curato dalla Pontificia Commissione di Archeologia Sacra. La metodologia laser messa a punto, è stata qui utilizzata con successo nella rimozione delle croste calcaree di precipitazione che coprivano interamente i cicli pittorici. I laser ha permesso un recupero non ottenibile con altre tecniche. La scoperta delle icone degli apostoli ha portato l'attenzione dei media di tutto il mondo su questo intervento. In tutti i casi, il merito della scoperta è stato attribuito alla pulitura laser.

- Iniziata una nuova sperimentazione nelle catacombe di Domitilla (Roma). Qui il problema di pulitura è rappresentato da tenaci croste calcaree nere che insistono soprattutto sugli arcosolii e in alcune zone del cubicolo detto "dei fornai". I primi risultati sono stati presentati al convegno APLAR 3 a Bari (giugno 2010). Il trattamento laser è risultato risolutivo nelle zone fin qui trattate. Questo caso di studio probabilmente non avrà lo stesso impatto mediatico del precedente, ma di fatto è da considerarsi anche più importante, dal momento che la problematica delle croste calcaree nere rappresentano la situazione tipo, mentre le precipitazioni calcaree coprenti di Santa Tecla costituiscono un caso, fin qui, unico.

- Partecipazione al Festiva della Creatività di Firenze (21-24 ottobre, 2010).

- Finalizzata la pubblicazione di un importante lavoro di review sulle metodologie laser per il restauro: Advances in laser cleaning of artworks and objects of historical interest: the optimized pulse duration approach, di S. Siano e R. Salimbeni, Accounts of Chemical Research, 2010, 43 (6), pp 739–750. Si tratta del lavoro a più alto impact factor pubblicato sull'argomento (i.f. 2009: 18.2).

- Partecipazione al Festival della Scienza di Genova (29 ottobre-7 novembre, 2010). Disseminazione delle attività del progetto CHARISMA e simulazione di efficacia della pulitura laser nel restauro di dipinti murali in un box realizzato ad hoc.

- Partecipazione al Salone dell'Arte e del Restauro di Firenze (11-13, novembre 2010).


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2010 0 3 1 4 1 0 0 1 0 1

Principali collaborazioniLe principali collaborazioni nel corso dell'ultimo anno sono le seguenti.- Pontificia Commissione di Archeologia Sacra: pulitura laser dei dipinti murali rinvenuti nella catacombe di Santa Tecla e Domitilla.- Institute of Electronic Structures and Lasers-FORTH, Heraklion, Creta, Opificio delle Pietre Dure,

Firenze, ICVBC-CNR: nell'ambito del Task 9.7 e relativi deliverable del preogetto CHARISMA dedicato a problematiche di pulitura laser ancora aperte.- Soprintendenza per i Beni Archeologici della Toscana: valutazione preliminare delle problematiche di pulitura della Chimera di Arezzo.




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Principali risorse strumentali utilizzateSono stati utilizzati sistemi laser e strumenti di misura per la parametrizzazione dell'irraggiamento e la caratterizzazione ottica delle superfici irraggiate. Accanto a questi, microscopi ottici ed ESEM-EDX e strumenti di analisi composizionale quali: diffrattometro a raggi X, LIPS, Raman (prime misure) e altro.

Tecnologie e processi laser

Progetto: Processi , Sistemi di produzione industriali, Prodotti High tech e materiali avanzati

Dipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: PINI ROBERTO

Risultati conseguiti 1) ATTIVITA' DI RICERCA:- Trasferimento di innovazione industriale nel campo delle lavorazioni industriali a mezzo laser e relativa sensoristica ottica: a) sviluppo di un sensore spettroscopico e di un metodo analitico per rilevazione delle difettosità nei processi di saldatura laser di lamiere; b) sviluppo di un sensore piroelettrico a singolo elemento per la diagnostica nel vicino infrarosso nei processi di lavorazione laser e analisi dei dati tramite algoritmi basati sul metodo alle componenti principali.- Trasferimento di innovazione industriale nel campo delle tecnologie laser per chirurgia, diagnostica e terapia medica: a) sviluppo di sistemi LED per emostasi cutanea; b) sperimentazione preclinica e clinica di nuovi dispositivi laser a diodo per la sutura e la riparazione tissutale.- Sviluppo e sperimentazione di nuove metodologie terapeutiche basate su nanoparticelle

laserattivabili e su laser-terapie mininvasive in oculistica, neurochirurgia, dermatologia e chirurgia plastica.- Studi sui processi di interazione laser-tessuto biologico per applicazioni mediche e laser-materiale per lavorazioni laser.

2) CONTESTO PROGETTUALE:- PROGRAMMA MIUR-FIRB "Smart-Reflex" per lo sviluppo di sensoristica di processo industriale (capofila Centro Ricerche FIAT, R.Pini resp. Unità IFAC).- PIATTAFORMA ITALIANA DI FOTONICA "PHORIT" (R.Pini referente del WG3: Biofotonica)- RETE REGIONALE "OPTONET2- Studio di fattibilità per un Polo di Innovazione Toscano di Optoelettronica per Applicazioni Industriali, Biomedicali ed Ambientali" (R.Pini Resp, IFAC Coord. di 4 partner regionali)- PROGRAMMI REGIONALI DI SVILUPPO E TRASFERIMENTO INDUSTRIALE, nell'ambito del Programma Regionale Azioni Innovative, del DOCUP Toscana e del POR CREO- COLLABORAZIONI CON IMPRESE ED AZIENDE LOCALI nei settori dell'optoelettronica, delle tecnologie laser e dei prodotti biomedicali, tramite convenzioni, progetti comuni, contratti di ricerca.

3) ATTIVITA' PUBBLICATIVA:N. 1 articolo non ISI, n. 2 articoli in atti di convegno, n. 1 capitolo di libro, n. 2 rapporti tecnici.


5) ATTIVITA' DI DOCENZA UNIVERSITARIA:R.Pini: a) Incarico di docenza presso UNIFI per il corso di Ottica presso la Scuola di Specializzazione in Fisica Medica della Facoltà di Medicina e Chirurgia (2000-oggi); b) Incarico di docenza presso UNIFI per il corso di Ottica Biomedica presso la Facoltà di Ottica e Optometria (2010-oggi); c) docente incaricato presso UNICATT-Roma per il corso di Saldatura Laser presso il Master Universitario di Chirurgia Rifrattiva e dei Trapianti di Cornea; d) attività seminariale per il corso di Laser e Applicazioni di UNIFI.


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2010 1 0 1 2 1 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniCON IMPRESE NEL SETTORE DELLE TECNOLOGIE LASER ED OPTOELETTRONICHE:- El.En. spa, tramite il Laboratorio pubblico-privato "IFAC-El.En." per Applicazioni Laser Biomedicali (convenzione bilaterale, resp. R.Pini)- Actis srl, Firenze.- Ligh 4 Tech srl, Scandicci (FI)- CSO (Costruzione Strumenti Oftalmici) srl, Scandicci (FI)

CON ENTI LOCALI E UNIVERSITA':- Regione Toscana, Dipartimento allo sviluppo economico- Università di Firenze, Dip. di Elettronica e Telecomunicazioni, Facoltà di Fisica, Facoltà di Chimica, Facoltà di Medicina.- Università di Pisa, Dip. di Bioorganica- Università di Camerino, Dip. di Scienze Veterinarie- Università Cattolica del Sacro Cuore, Roma°°

CON OSPEDALI E CLINICHE:- Unità Oculistica, Azienda USL 4 Prato- Clinica Oculistica, Univ. Firenze- Fisica Sanitaria, Azienda Usl 10 Firenze- Bascom Palmer Eye Institute, Miami, USA- Policlinico Gemelli, Roma.°°

CON I PARTNER DEL PROGETTO FIRB-MIUR "Smart Reflex"- Centro Ricerche Fiat- COMAU- Magneti Marelli- Fiat Automotive- ITIA-CNR- Dip. Meccanica, Univ. Genova- Dip. Ingegneria Industriale, Univ. Catania

CON I PARTNER DELLA RETE della Regione Toscana "OPTONET 2"- El.En. S.p.A.- Dip. Fisiopatologia Clinica, Univ. Firenze- DE&T (Dip. Elettronica e Telecomunicazioni), Univ. Firenze- Fondazione per il Clima e la Sostenibilità- TINNOVA- LENS- Tikappa Consultant srl, Firenze




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Principali risorse strumentali utilizzateLASER INDUSTRIALI:- Laser a C02 EL.EN. da 2kW per taglio e saldatura laser- Laser a Vapori di Rame Pussvet

LASER BIOMEDICALI PROTOTIPALI E COMMERCIALI:

- N.3 Laser a Diodo WELD 800 EL.EN (810 nm, 10 W CW, fibra ottica).- Laser a Diodo prototipale EL.EN. (810 nm, 3 W CW, fibra ottica).

ALTRA STRUMENTAZIONE DI MISURA- Stereomicroscopio Nikon SMZ 1500 (ingr. 0.75-11.25)- Microscopio a polarizzazione Leika DM2500- Microscopio chirurgico Takagi con doppia visione- Sistema di acquisizione immagini per microscopi chirurgici - Spettrometro portatile StellarNet a fibra ottica con lampada a deuterio (banda 250-1200 nm)- Termocamera infrarossa FLIR M20- Bilancia di precisione Mettler Toledo- Ecografo Esaote Caris- Datalogger Agilent 34790A- Power Meter Ophir Nova- Oscilloscopio Tektronix TDS1012- Multimetri digitali Fluke- Banco ottico con accessori- Microscopio ad epifluorescenza Nikon per analisi multispettrale e microspettrometria- Spettroradiometro Photo Resear

Sviluppo ed integrazione di tecnologie attive e passive per il sondaggio dell'atmosfera

Progetto: Osservazione della TerraDipartimento: Terra e AmbienteResponsabile: PALCHETTI LUCA

Risultati conseguiti Per quanto riguarda l'attività svolta presso IAC, nel 2010 è stata scritta una routine numerica con il nuovo approccio IVS, integrandola nel processore scientifico ORM, che effettua il retrieval e l'inversione dei dati da interferometro MIPAS. E' stato creato un sistema di retrieval per l'indagine delle misure al lembo nel UV/visibile dello strumento SCIAMACHY su ENVISAT per ricavare profili in 1- e 2-D di gas quali O3 e NO2.

Per l'attività svolta nel modulo IFAC, nel 2010 per il progetto delle regione Toscana CTOTUS sono stati svolti studi per l'identificazione di tecnologie e strumentazioni spaziali ottimizzate per affrontare alcune sfide scientifiche del futuro (che hanno portato alla proposta dello strumento FORUM fatta ad ESA in risposta alla Call for Proposals per l'Earth Explorer VIII), e sono stati sviluppati metodi di trattamento ed analisi dati (con lo sviluppo di un software multi-purpose di trasferimento radiativo per la simulazione e l'analisi di misure di telerilevamento passivo). E' stata svolta attività di gestione e coordinamento per il rafforzamento della filiera che va dalle competenze tecnologiche ai prodotti per gli utenti. Il rafforzamento della filiera è stato perseguito anche con iniziative di formazione, quali un corso di Formazione intitolato "Tecniche, tecnologie ed applicazioni dell'osservazione della Terra dallo Spazio", che ha visto la partecipazione di più di cento partecipanti; e si è partecipato al Festival della Creatività tenutosi a Firenze con uno stand divulgativo sull'attività spaziale in Toscana.Nell'ambito del progetto MIPAS, il processamento con ORM del database di validazione ha permesso presso IFAC le prime investigazioni scientifiche sui dati 'operativi' di ESA. Ad es. è stato studiato il trend del vapor d'acqua stratosferico che indica una crescita dell'ordine dell'1% annuo nel periodo 2005-2009.Per il progetto KLIMA-IASI, è stato condotto a termine il lavoro di integrazione del codice sul sistema G-POD. Lo stato di avanzamento e i risultati preliminari ottenuti nell'ambito di collaborazioni con gli enti giapponesi JAXA, MOE e NIES sono stati presentati in occasione dei meeting IWGGMS-6 e "GOSAT 2nd RA PI Meeting".

Per il progetto PACD, risultati preliminari sono stati ottenuti per l'analisi e per la validazione delle misure dei voli del 04.11.2009 e del 10.03.2010. E' stato inoltre realizzato e pubblicato il sito web del progetto PACD accessibile all'indirizzo: http://ga.ifac.cnr.it/ongoing-projects/marschals/pacd.htmlPer quanto riguarda l'attività sperimentale condotta presso IFAC con lo spettrometro REFIR-PAD, si è conclusa l'analisi di livello 1 delle misure acquisite sia nella campagna ECOWAR/COBRA, eseguita dalla stazione CNR di Testa Grigia in marzo 2007, che nella campagna RHUBC-II eseguita in Cile ad agosto-ottobre 2009. Queste misure hanno consentito di mettere a punto una nuova tecnica per il monitoraggio remoto del contenuto totale di acqua precipitabile.Per il progetto TAVERN, è stata eseguita la riparazione del laser precedentemente danneggiato presso Concordia. Per il progetto MARS EXPRESS, è stato implementato il programma per la simulazione delle misure di PFS a nadir e a lembo ed il confronto delle simulazione a nadir con il codice INAF.Per la collaborazione con Dip.Fisica, Univ.Firenze, è stato implementato il programma per l'analisi di misure di riflettanza risolte in tempo, multi-lunghezza d'onda, multi-distanza.

I risultati ottenuti presso IMAA sono:processing e pre-processing di dati lidar;profiling delle proprietà ottiche di aerosol troposferici mediante tecniche lidar;profiling delle proprietà microfisiche degli aerosol a scala Europea usando i dati lidar del rapporto estinzione/backscatter a due lunghezze d'onda.;integrazione dati lidar dal suolo (EARLINET) con dati satellitari (MODIS, OMI, MISR) per lo studio degli aerosol di origine sahariana;integrazione di tecniche ottiche attive (lidar, cloud radar) e passive (fotometro solare) (EARLINET/AERONET) per la caratterizzazione degli aerosol;studio di fenomeni di trasporto e caratterizzazione delle polveri prodotte dall'eruzione del vulcano Eyjafjallajökull mediante l'integrazione di dati lidar e di modelli. Durante tale evento, sono state osservate per la prima volta con un cloud radar in banda Ka particelle ultra-giganti di origine vulcanica;intercomparison tra i sistemi lidar della rete EARLINET (Barcellona, Madrid, Granada, Evora) basato sull'uso del sistema di riferimento dell'IMAA;studio della rappresentatività spaziale e temporale di misure lidar di aerosol e nubi dal suolo rispetto alle misure satellitari di CALIPSO.


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2010 0 25 12 26 1 15 7 4 30 0

Principali collaborazioniLa commessa opera in collaborazione con altri enti di ricerca ed università sia nazionali che internazionali, e con altre commesse di altri dipartimenti: Dip. M&D e ICT.

In particolare si ricordano l'agenzia spaziale ASI, il PNRA, Dip. di Fisica e di Chimica-Fisica dell'Univ. di Bologna, il Dip.di Ingegneria e Fisica dell'Ambiente dell'Univ. della Basilicata, il Dip. di Ingegneria della Informazione: Elettronica, Informatica,Telecomunicazioni dell'Univ. di Pisa, Matematica, Agraria (CERM) dell'Univ. di Firenze, Matematica e Informatica dell'Univ. di Udine, Dip. di Fisica dell'Univ. di Lecce, Dip. di Fisica-CETEMPS dell'Univ. de L'Aquila, Dip. Scienze Fisiche dell'Univ. di Salerno, Università di Roma 1 "Sapienza", SELEX Galileo, Campi Bisenzio, Firenze, Flyby Srl Livorno.

Gli Istituti italiani INGV Roma, IMAA-CNR Potenza, ISAC-CNR, INO-CNR Firenze, LENS FIRENZA, IFSI e IASF-INAF, JRC Ispra, INFM.

Le agenzie ARPA (Agenzia Regionale Protezione Ambientale) ARPAT - Firenze, ARPAV - Centro valanghe di Arabba.

All'estero si ricordano:ESAWMO-GAWWMO-GCOSNASA (USA)DLR (Germania)IUP-Institute for Environmental Physics-University of Bremen (Germania) KNMI-Koninklijk Nederlands Meteorologisch Instituut (Olanda)University of Arizona (USA)Instituto de Astrofisica de Andalucia, IAA-CSIC (Spagna)Università di Grenoble (Francia)Università di Groningen (Olanda)AOPP- Universita' di Oxford (UK)LISA-CNRS Parigi (Francia)Central Aerological Observatory (CAO) Dolgoprudny, Mosca, (Russia)Forschungszentrum Karlsruhe – Institut fur Meteorologie und Klimaforschung-IMK (Germania)Laboratoire de Physique Moléculaire pour l'Atmosphère et l'Astrophysique - LPMAA, (Francia).Data Assimilation Research Centre - Readings (UK)Department of Physics, University of Oxford (UK)University of Leicester (UK)University of Leeds (UK)ECMWF (UK)Department of Physical Sciences, University of Helsinki (Fi)Obervatoire de l'Université Bordeaux CNRS/INSU (France) NASA – GSFC e Langley Research Center (USA)Joint Center for Earth Systems Technology – Maryland (USA)MPI fur Meteorologie, Hamburg (Germania)Aristotelio Panepistimio Thessalonikis (Greecia)Univ. Politecnica de Catalunya, Barcelona (Spagna)Meteorologisches Inst. der LMU, Munich (Germania) Leibniz-IfT, Leipzig (Germania)RIVM, Bilthoven (Olanda)Dep. de Fisica Aplicada, Univ. de Granada (Spagna) Zentrum fur Dynamik komplexer Systeme, Univ. Potsdam (Germania) Inst. of Physics National Academy of Sciences, Minsk (Bielorussia)Swedish Defence Research Agency (FOI), Linköping (Svezia) NILU, Tromso (Norvegia)Observatory of Neuchatel (Svizzera) INOE, Bucharest (Romania) Ethnikon Metsovion Polytechnion Athinon, Athens (Grecia) CIEMAT, Madrid (Spagna)JRC Inst. for Environment and Sustainability, Ispra, (Italia) IPSL, Paris (Francia) EPFL, Losanne (Svizzera)Inst. of Geophysics, Polish Academy of Sciences, Belsk (Polonia) Inst. of Electronics, BAS, Sofia (Bulgaria)Barcelona Supercomputing Center (Spagna)Georgian National Astrophysical Observatory, Ilia Chavchavadze State University (Georgia)DWD, (Germania)CNISMUniversità Wisconsin-Madison (USA)

ARM - Atmospheric Radiation Measurement program, Department of Energy (USA)Clough Radiation Associates, LLC (USA)Science & Technology BV, (Olanda)Japan Aerospace Exploration Agency – JAXA (Giappone)Ministry of the Environment - MOE (Giappone)National Institute for the Enveronmental Studies – NIES (Giappone)CNRS - Institut Pierre Simon Laplace, Paris, (Francia)Paul Scherrer Institut, (Svizzera)University of Baltimore County, (USA)University of Lund, (Svezia)Agencia Estatal Consejo Superior De Investigaciones Cientificas, (Spagna)National University of Ireland, Galway (Irlanda)Belgian Institute for Space Aeronomy (Belgio)NASA – Goddard Space Flight Center and Langley Research Center, (USA)




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Principali risorse strumentali utilizzateNella commessa sono stati sviluppati e vengono tuttora utilizzati diversi strumenti di misura sia attivi che passivi.Gli strumenti attivi sono lidar sia a backscattering e telemetrici che RAMAN per il profiling verticale di composti molecolari atmosferici.Gli strumenti passivi sono spettrometri a trasformata di Fourier (SAFIRE-A, REFIR-PAD, HFIR-FTS), spettroradiometri IR, DOAS, interferometri, e spettrometri CRD.I laboratori sono attrezzati sia con strumentazione ottica che informatica per la costruzione e la caratterizzazione di nuova strumentazione facendo uso di sistemi a vuoto e criogenici.Per le analisi numeriche sono stati sviluppati centri di calcolo con diversi computer di ultima generazione: presso IFAC sono installati 11 servers (51 cores), 70 GB RAM, 8 TB storage (mirror).Infine presso IFAC esiste un laboratorio per lo sviluppo di piattaforme stratosferiche multiutente (sistemi di puntamento) ed una camera climatica per prove ambientali.

Sviluppo di tecnologie per la generazione, il trattamento e l'interpretazione di immagini e dati telerilevati della superficie terrestre

Progetto: Osservazione della TerraDipartimento: Terra e AmbienteResponsabile: PALOSCIA SIMONETTA

Risultati conseguiti Nel 2010 si sono conclusi due progetti importanti:- PROSA/Nowcasting di ASI- LEIMON di ESAper entrambi i progetti abbiamo ottenuto risultati importanti sia da un punto di vista sperimentale che applicativo. Per il PROSA abbiamo sviluppato un sistema in uso attualmente dalla Protezione Civile per la difesa e l'allerta da fenomeni di rischio idrogeologico. In particolare abbiamo sviluppato un sistema per la produzione in automatico di mappe di umidita' del terreno, estensione del manto nevoso e suo spessore sia a grande che a piccola scala a partire da immagini satellitari prevalentemente a microonde.Per LEIMON si sono ottenuti dei risultati importanti relativi al possibile utilizzo di sensori GPS per la misura dell'umidita' del terreno.Data la conclusione recente dei progetti per ora non ci sono articoli su rivista gia' stampati


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2010 0 28 6 27 2 24 0 0 27 0





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modulo gestionale-CdS032-AG

Commessa: Commessa gestionale per istituti AGProgetto: Progetto per CDS 503 Dipartimento AgroalimentareDipartimento: AgroalimentareResponsabile: SALIMBENI RENZO



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Sviluppo ed applicazione di metodologie per l'impiego di dati aero-satellitari nell'ambito del monitoraggio del territorio agro-forestale e dei processi e delle dinamiche interni agli ecosistemi naturali

Commessa: Gestione delle risorse del territorio mediante tecnologie informatiche innovative

Progetto: Sviluppo rurale e territorioDipartimento: AgroalimentareResponsabile: CARLA' ROBERTO

Risultati conseguiti In riferimento all'attività svolta, sono sati conseguiti i risultati seguenti:- validazione e caratterizzazione di metodi di elaborazione volti alla individuazione delle aree vegetate interessate da incendio basate su immagini multuispettrali e multitemporali da satellite.- approccio metodologico multi-sensore e multirisolusione volto alla individuazione di aree vegetate interessate da incendio.


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Principali collaborazioni- Centro di Studio per l'Applicazione dell'Informatica in Agricoltura (CeSIA)- IBIMET-CNR- Telespazio S.p.A.- Univ. Di Firenze, Dip. di Scienze della Terra




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Commessa: Commessa gestionale per istituti ICT

Progetto: Progetto per CDS 509 Dipartimento Tecnologie dell'informazione e delle Comunicazioni

Dipartimento: ICTResponsabile: SALIMBENI RENZO



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Sicurezza e Compatibilità Elettromagnetica

Commessa: Sicurezza e Compatibilità ElettromagneticaProgetto: Apparati e Tecnologie per Reti TelematicheDipartimento: ICTResponsabile: ANDREUCCETTI DANIELE



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Sistemi, tecniche e metodi di acquisizione, trattamento ed analisi di dati di telerilevamento multidimensionali multirisoluzione

Commessa: Sistemi, tecniche e metodi di acquisizione, trattamento ed analisi di dati di telerilevamento multidimensionali multirisoluzione

Progetto: Multimodal and Multidimensional content and MediaDipartimento: ICTResponsabile: BARONTI STEFANO

Risultati conseguiti Per quanto riguarda il 2011 ci si aspetta che i risultati applicativi siano coerenti con l'attività progettuale che si presenta piuttosto impegnativa.

Nell'ambito del progetto MORFEO abbiamo svolto delle valutazioni significative sulle tecniche di telerilevamento in banda ottica per la stima dello stato di umidità superficiale del suolo mediante immagini multispettrali, multitemporali e multisensore unitamente a informazioni ausiliarie; il progetto ha fornito delle valutazioni definitive (e positive) sulle delle potenzialità delle immagini ottiche da satellite ad alta ed altissima risoluzione spaziale ai fini della caratterizzazione dei fenomeni di frana e la generazione delle mappe di inventario. Il progetto ha confermato la validità delle immagini pansharpened ai fini dell'interpretazione delle aree di frana.

Per quanto riguarda la fusione di immagini si è caratterizzato gli algoritmi di pansharpening di dati ottici satellitari pancromatici e multispettrali a medio/alta risoluzione sulla base della loro capacità di operare operare una compensazione dell'aliasing eventualmente presente nelle bande multispettrali e di correggere un eventuale errore di registrazione fra immagini multispettrali e pancromatiche.

Si è sviluppato un metodo avanzato efficiente per la compressione di sequenze iperspettrali, con riferimento all'allocazione ottimale della distorsione nel caso con perdita e allo sviluppo di un metodo innovativo di compressione per dati calibrati nel caso senza perdita. Si è sviluppato un metodo computazionalmente efficiente e di alte prestazioni in grado di operare sui dati acquisiti dal sensore satellitare.

Sono stati sviluppati algoritmi per la caratterizzazione della qualità delle immagini SAR messe a disposizione dal sistema COSMO-Skymed e su tali immagini sono stati sviluppati algoritmi adatti alla rivelazione di cambiamenti.

Per il progetto CTOTUS tra Regione Toscana IFAC-CNR abbiamo ottenuto risultati significativi relativamente a:

- compressione di dati iperspettrali;- studio e valutazione di parametri relativi alla qualità delle immagini;- pansharpening di dati multispettrali e iperspettrali;- trattamento di dati iperspettrali in banda termica;- definizione delle applicazioni IR di interesse;- partecipazione alla definizione delle caratteristiche strumentali.


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2010 0 0 0 7 0 0 4 0 1 0

Principali collaborazioniEnti PubbliciRegione Toscana; Istituto Geografico Militare (Firenze); Ente Parco S. Rossore - Regione Toscana; Servizio Ecologia e Tutela Ambiente della Regione Abruzzo.

EPR italianiISAC-CNR; IRPI-CNR; IBIMET-CNR, IMAA-CNR.

EPR stranieriESTEC-ESA; ESRIN-ESA; Joint Research Centre – Ispra; Istituto di Fisica – Belgrado; SCERT Tomsk (Russia); INTAS - International Association fo the promotion and cooperation with scientists from the new indipendent States of the former Soviet Union - Bruxelles; ISF - Ireland Science Foundation – Dublin.

PrivatiSElex Galileo; FlyBy s.r.l. (Livorno); Etruria Innovazione - Siena; CGS - Carlo Gavazzi Space SpA Milano; Planetek Italia srl; Telespazio S.p.A.; CeSIA, Firenze.

UniversitàDip. di Ingegneria Elettronica e Telecomunicazioni-Univ. di Firenze; Dip. di Fisica-Univ. di Firenze; Dip. Scienze e Tecnologie Ambientali Forestali-Univ. Firenze; Dip. Colture Arboree-Univ. Di

Bologna; Dip. Scienze della Terra-Univ. di Parma; Dip. di Ingegneria dell'Informazione-Univ. di Siena; Univ. di Sassari; Dip. di Ingegneria dell'Ambiente-Università di Prato; Dipartimento di Automazione, Elettromagnetismo, Ingegneria dell'Informazione e Matematica Industriale–Univ. di Cassino.Dip. di Ingegneria Elettronica e Telecomunicazioni-Univ. di Firenze; Dip. di Fisica-Univ. di Firenze; Dip. Scienze e Tecnologie Ambientali Forestali-Univ. Firenze; Dip. Colture Arboree-Univ. Di Bologna; Dip. Scienze della Terra-Univ. di Parma; Dip. di Ingegneria dell'Informazione-Univ. di Siena; Univ. di Sassari; Dip. di Ingegneria dell'Ambiente-Università di Prato; Dipartimento di Automazione, Elettromagnetismo, Ingegneria dell'Informazione e Matematica Industriale–Univ. di Cassino.




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3 1 0 2 0 0 0 6

Codifica, elaborazione e restituzione della conoscenza legata a media multidimensionali

Commessa: Codifica, elaborazione e restituzione della conoscenza legata a media multidimensionali

Progetto: Multimodal and Multidimensional content and MediaDipartimento: ICTResponsabile: BURZAGLI LAURA

Risultati conseguiti 1 articolo su rivista internazionale1 capitolo di libro2 deliverable di progetto1 contributo a conferenza internazionale con atti2 interventi conferenze internazionale senza atti 1 organizzazione sessione a conferenza nazionale1 intervento conferenza nazionale con atti 1 intervento conferenza nazionale senza atti1 tesi di Laurea

4 partecipazione a Board Convegni internazionali2 partecipazioni a board di riviste internazionaliPartecipazione a GdL per l'aggiornamento dei decreti attuativi della legge 4/20041 partecipazione a commissioni di Dottorato Sono state inoltre presentate 3 proposte di progetti internazionali. Sono stati inoltre sottomessi l'insieme dei documenti finali richiesti alla conclusione del Progetto Dfa@eInclusion.


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2010 0 0 1 2 2 1 1 1 3 0

Principali collaborazioniNell'ambito dell'iniziativà EDeAN (European Design for all eAccessibility Network) sono attive collaborazioni con tutti i National Contact Centre della rete europea Edean (22 centri in Europa) e con 6 enti pubblici e privati italiani che fanno parte della rete EdEAN italiana ( Fondazione Don Gnocchi, SIE, IDD, CATTID,ITD,ISTI).Inoltre con le seguenti industrie:

Autostrade per l'Italia (Progetto SIMob)Engineering Sanità Enti Locali (Progetto SIMob)Elsag Datamat (Progetto SiMob)Geoin (Progetto SIMob)NEGENTIS (Progetto SIMob)Powersoft (Progetto SIMob)




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sicurezza e compatibilità elettromagnetica

Commessa: Sicurezza e compatibilità elettromagneticaProgetto: SicurezzaDipartimento: ICTResponsabile: ANDREUCCETTI DANIELE

Risultati conseguiti Pubblicazioni: 2 articoli in atti di convegni, 8 tra poster e comunicazioni orali a convegni, 6 rapporti di ricerca e/o interni IFAC.Avanzamento del popolamento del Catasto degli Elettrodotti della Regione Toscana (CERT); completamento dello sviluppo di procedure per la verifica della qualità formale dei dati in archivio.Perfezionamento delle applicazioni del pacchetto PLEIA (Power Line Electromagnetic Impact Assessment) per la valutazione del campo magnetico ELF generato dagli elettrodotti e dell'esposizione subita dalla popolazione.Nuovi strumenti per l'interfacciamento tra archivio CERT, pacchetto PLEIA e strumenti cartografici numerici liberamente disponibili su Internet (Google Earth / Google Maps).Protocollo, validato con campagne di misura in siti tipici, per la misura delle emissioni delle sorgenti radar, finalizzato alla valutazione dell'esposizione umana e basato sull'utilizzo di strumentazione facilmente reperibile sul mercato in grado di fornire, per le più diffuse tipologie di radar, tutti i parametri necessari.Metodica per la valutazione dell'emissione di sorgenti di campo magnetico ELF con forma d'onda complessa, in grado di fornire indicazioni sull'errore che si può compiere valutando l'intensità di campo (ai fini della verifica del rispetto dei livelli di riferimento ICNIRP) per mezzo di uno strumento a banda larga con risposta piatta in frequenza. Raffronti quantitativi con i risultati ottenuti applicando la procedura suggerita dallo statement ICNIRP 2003 e dalle norme Cenelec.Sviluppo delle applicazioni per la dosimetria numerica in regime quasistatico, in particolare per quanto riguarda l'aspetto relativo alla verifica del rispetto delle restrizioni di base ICNIRP nel caso di esposizione a sorgenti di campi elettromagnetici con forma d'onda complessa.Valutazioni dosimetriche finalizzate alla caratterizzazione dell'esposizione ai campi magnetici di bassa frequenza degli operatori addetti agli apparati di risonanza magnetica (MRI) in ambiente ospedaliero.Campagne di misura dell'emissione di sorgenti occupazionali di campi elettromagnetici in aziende pubbliche e private della Toscana.Metodica per la ricostruzione ottimizzata della distribuzione di campo magnetico a partire da un ridotto numero di punti di misura, finalizzata all'utilizzo di metodi dosimetrici per la valutazione dell'esposizione, anche in presenza di segnali con forma d'onda complessa.Indicazioni preliminari in merito all'esposizione subita dai lavoratori Trenitalia a bordo di un particolare modello di automotrice elettrica, nell'ipotesi di campo magnetico non omogeneo.Individuazione di parametri statistici riepilogativi adatti a descrivere le caratteristiche di anecoicità di una camera anecoica.Campagne di misura dell'esposizione occupazionale a campi elettromagnetici in ambienti ospedalieri.


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2010 0 0 6 2 0 1 4 5 8 0

Principali collaborazioniARPAT (Agenzia Regionale Protezione Ambiente Toscana) su CERT (Catasto Elettrodotti Regione Toscana) e PLEIA (software per la valutazione dell'impatto ambientale degli elettrodotti).

INAIL (Istituto Nazionale Assicurazione contro gli Infortuni sul Lavoro) [ex ISPESL (Istituto Superiore per la Prevenzione e la Sicurezza del Lavoro)] ed ENEA (Agenzia Nazionale per le

Nuove tecnologie, l'Energia e lo Sviluppo economico sostenibile) sulla dosimetria numerica dei campi elettromagnetici in ambito occupazionale, con particolare riferimento alle esposizioni da apparati per risonanza magnetica in ambito sanitario.

INAIL (Istituto Nazionale Assicurazione contro gli Infortuni sul Lavoro) [ex ISPESL (Istituto Superiore per la Prevenzione e la Sicurezza del Lavoro)], ENEA (Agenzia Nazionale per le Nuove tecnologie, l'Energia e lo Sviluppo economico sostenibile) e ISS (Istituto Superiore di Sanità) sul tema della sicurezza in ambiente sanitario, in riferimento all'esposizione a campi elettromagnetici.

ISPRA (Istituto Superiore per la Protezione e la Ricerca Ambientale) su (1) la messa a punto di metodiche per la caratterizzazione delle emissioni elettromagnetiche delle sorgenti radar e (2) la valutazione dell'esposizione della popolazione a sorgenti ELF con forma d'onda complessa.

Azienda USL-7 Siena per la realizzazione di un portale Web sull'esposizione agli agenti fisici nei luoghi di lavoro, contenente informazioni sintetiche inerenti il rispetto dei valori limite di esposizione per varie tipologie di sorgenti occupazionali di campi elettromagnetici.

Trenitalia SpA sulla dosimetria numerica delle esposizioni del personale viaggiante a bordo di alcuni tipi di automotrici elettriche dell'azienda.

Università di Firenze - DET (Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni) sulla valutazione delle prestazioni della camera anecoica del Laboratorio di Sicurezza e Compatibilità Elettromagnetica.

Azienda Ospedaliera Spedali Civili di Brescia e Azienda Ospedaliera Desenzano del Garda sul tema della Sicurezza e Compatibilità elettromagnetica in ambiente ospedaliero, nell'ambito degli adempimenti previsti dal D.Lgs. n.81 del 09.04.2008 in merito ai rischi da esposizione a campi elettromagnetici non ionizzanti negli ambienti di lavoro.

OAC (Osservatorio Astronomico di Cagliari) sulle misure per la caratterizzazione di antenne ad elevate prestazioni necessarie al monitoraggio elettromagnetico dell'ambiente di siti destinati alla ricerca astronomica.




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Metodi di elaborazione di dati multidimensionali di telerilevamento

Commessa: Metodi di elaborazione di dati multidimensionali di telerilevamentoProgetto: Gestione integrata e interoperativa dei dati ambientaliDipartimento: Terra e AmbienteResponsabile: BARONTI STEFANO

Risultati conseguiti Sono stati ottenuti risultati preliminari per l'adattamento delle procedure BAD, Pansharpening e API al contesto applicativo del progetto GIIDA fornendo un'opportuna interfaccia che le renda fruiibili nell'architettura del progetto, anche secondo gli attuali criteri dell'interfacciamento uomo-macchina.

Si è in particolar modo lavorato alla costituzione della banca dati relativa al sensore MIPAS da mettere a disposizione cdella procedura API.


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2010 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniLe collaborazioni riguardano le altre unità operative CNR coinvolte nel progetto e cioè:

- IMAA- IRPI




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Biofotonica ed Optoelettronica per l'innovazione industriale

Commessa: Biofotonica ed Optoelettronica per l'innovazione industrialeProgetto: Fotonica 2015Dipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: PINI ROBERTO

Risultati conseguiti 1) ATTIVITA' DI RICERCA:- Sviluppo e sperimentazione di nuove metodologie diagnostiche e terapeutiche basate su nanoparticelle laser-attivabili: a) sintesi e caratterizzazione di gold nanorods; b) funzionalizzazione con biopolimeri ed anticorpi; c) test su colture cellulari per terapie laser antitumorali. - Studi sui processi di interazione laser-tessuto biologico per applicazioni mediche e laser-materiale per lavorazioni laser: a) modellazione con analisi FEM della dinamica dei processi fototermici indotti dai laser nei tessuti; b) modellazione dei processi di saldatura laser di lamiere.- Sperimentazione preclinica e clinica di terapie laser e LED mini-invasive in oculistica, neurochirurgia, dermatologia e chirurgia plastica: a) trial clinici e preclinici di laser welding corneale in chirurgia oculistica; b) trial preclinici di sutura microvascolare laser-indotta in neurochirurgia; c) LED-emostasi di vasi cutanei in dermatologia.- Tecniche di microfluorimetria per la localizzazione di biomolecole: evidenze sul ruolo antiossidante dei flavonoidi mediante la loro localizzazione con microscopia di fluorescenza multispettrale in tessuti vegetali.- Tecniche fluorimetriche nondistruttive per il controllo qualità in campo agro-alimentare: determinazione di indici di qualità di frutti mediante metodi ottici non-invasivi di fluorescenza.

2) PROGETTI IN CORSO:- RETE EUROPEA NOE "PHOTONICS4LIFE" (R.Pini Resp. WG2: Minimally and non invasivediagnostics and therapy)- PROGETTO EUROPEO STREP "LIGHT+TER-device based on LED technology for non-invasive selective haemostasis" (Capofila Light4Tech srl, R.Pini Resp Unità IFAC)- Progetto "ONLAY-LTB-Tecniche di laser bonding corneale" (contratto con Adventus Technology, USA, R.Pini P.I.)- RETE REGIONALE "OPTONET2- Studio di fattibilità per un Polo di Innovazione Toscano di Optoelettronica per Applicazioni Industriali, Biomedicali ed Ambientali" (R.Pini Resp, IFAC Coord. di 4 partner regionali)- Progetto Regionale "NANO TREAT-Nanoparticelle d'oro funzionalizzate per diagnostica e terapia dei tumori" (POR CREO Linea 1.1, R.Pini Resp Unità IFAC)- PROGETTO "NANOCELLAS-Nanoparticelle laser-attivabili per applicazioni mediche" della Fondazione UNIFI (capofila Dip.Fisiopat.Clinica UNIFI, R.Pini Resp Unità IFAC)- Coll. con PIN Srl, Prato: "metodi ottici per il controllo di qualità di matrici ad uso alimentare e fitoterapico" (G.Agati Resp.)- Coll. con FORCE-A, Orsay, France: "optical sensors in agriculture and food quality control" (G.Agati Resp.)

3) ATTIVITA' PUBBLICATIVA:N. 8 articoli ISI, n. 10 articoli in atti di convegno, n. 3 capitoli di libri, n. 2 rapporti tecnici, n. 21 abstract. Fra gli articoli ISI, quello pubblicato su Advanced Materials (IF 8.4) dal titolo "Chitosan Films Doped with Gold Nanorods as Laser-Activatable Hybrid Bioadhesives", ha ottenuto la Front Cover della rivista ed inoltre un Highlight su Nature Photonics di Novembre 2010 dal titolo "Biophotonics: Make it stick".

4) BREVETTI:Brevetto Italiano N. RM2010A000461 del 2010 dal titolo "METODO PER L'INDIVIDUAZIONE DI DIFETTOSITÀ NEL PROCESSO DI SALDATURA LASER CONTINUA DI PARTI METALLICHE",

Inventori G.Toci e R.Pini.

5) ATTIVITA' DI DOCENZA UNIVERSITARIA:R.Pini: a) Incarico di docenza presso UNIFI per il corso di Ottica presso la Scuola di Specializzazione in Fisica Medica della Facoltà di Medicina e Chirurgia (2000-oggi); b) Incarico di docenza presso UNIFI per il corso di Ottica Biomedica presso la Facoltà di Ottica e Optometria (2010-oggi); c) docente incaricato presso UNICATT-Roma per il corso di Saldatura Laser presso il Master Universitario di Chirurgia Rifrattiva e dei Trapianti di Cornea; d) attività seminariale per il corso di Laser e Applicazioni di UNIFI, e) Correlatore di tesi della Facoltà di Fisica-UNIFI "MODIFICAZIONI DELLA RISPOSTA OTTICA DI NANOCILINDRI D'ORO SOTTOPOSTI A ECCITAZIONE LASER" (Candidato A.Cini); f) Correlatore di tesi della Facoltà di Ottica-UNIFI "UN NUOVO SISTEMA DI ILLUMINAZIONE A LED PER LAMPADE A FESSURA" (Candidata M.Alderotti); g) Correlatore di PhD Thesis: University of Twente "Interactions of light with gold nanorods and cells" (C.Ungureanu candidate); h) Correlatore di PhD Thesis: University of Bern " Multiphoton excited luminescence of gold nanoparticles" (M.Ruosch candidate); i) Correlatore di Tesi di Specializzazione in Neurochirurgia-UNICATT " Applicazione di nanocromofori e biomateriali sintetici di nuova generazione alle tecniche laser-assistite di anastomosi e riparazioni microvascolare: studio sperimentale" (Candidato G.Esposito).


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2010 1 7 1 9 3 2 0 3 24 0

Principali collaborazioniUNIVERSITA', CENTRI DI RICERCA ED ENTI LOCALI:- Regione Toscana, Dipartimento allo sviluppo economico- Dip. di Elettronica e Telecomunicazioni, UNIFI- Facoltà di Fisica, UNIFI- Facoltà di Chimica, UNIFI- Facoltà di Medicina, Di. Fisiopatoligia Clinica, UNIFI- Dipartimento di Ortofluorofrutticoltura, UNIFI- Dipartimento di Coltivazione e Difesa delle Specie Legnose, UNIPI- Dip. di Scienze Veterinarie, UNICAM- Ist. Neurochirurgia UNICATT- LENS, Sesto Fiorentino (FI)- IVALSA-CNR- INOA-CNR

OSPEDALI E CLINICHE:- Azienda USL 10 Firenze- Unità Oculistica USL 4 Prato- Clinica Oculistica II , UNIFI- Bascom Palmer Eye Institute, Miami, USA

PARTNER DEL PROGETTO NANOCELLAS DELLA FONDAZIONE UNIFI- Dip. Fisiopatologia Clinica, UNIFI- COLOROBBIA Italia Spa, Vinci (FI)

PARTNER DELLA VIRTUAL ORGANIZATION TP4L- ISC, Istituto Sistemi Complessi, CNR, Sesto Fiorentino(FI)- LENS, Sesto Fiorentino (FI)- DFC, Dipartimento di Fisiopatologia Clinica, UNIFI

- Clinica Oculistica UNIFI- DET, Dipartimento di Elettronica e Telecomunicazioni, UNIFI- Firenze Tecnologia- U.O. Oculistica, Azienda USL 4 Prato- TK Consultant srl, Calenzano (FI)- C.S.O. Costruzione Strumenti Oftalmici srl, Scandicci (FI)- ACTIS Active Sensors srl, Calenzano (FI)- L4T Light4Tech srl, Scandicci (FI)- BSI Biomedical System International srl, Arezzo- General Project srl, Montespertoli (FI)- Histocenter, S.Giuliano Terme (PI)- Cecchi srl, Firenze- El.En. spa, Calenzano (FI)- Colorobbia Italia spa - CERICOL, Vinci (FI)

CON I PARTNER DELLA NOE PHOTONICS4LIFE DEL VII PQ- IPHT, Jena, Germania- University of Muenster, Germania- MESA+, Twente, Paesi Bassi- CNRS - Institut d'Optique graduate school, Francia- Vrije Universiteit Brussel, Belgio- University of St. Andrews, Inghilterra- Imperial College, London, Inghilterra- ICFO-Barcelona, Spagna- VTT, Finland- FZK, Germania- Lund University, Svezia- Saratov State Univ.




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Sistemi Ottici Aerospaziali

Commessa: Sistemi Ottici AerospazialiProgetto: Fotonica 2015Dipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: PIPPI IVAN



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2010 0 9 0 5 0 0 0 0 0 0





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Tecniche laser, optoelettroniche e neutroniche per lo studio e la conservazione di beni culturali

Commessa: Tecniche laser, optoelettroniche e neutroniche per lo studio e la conservazione di beni culturali

Progetto: Fotonica 2015Dipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: SIANO SALVATORE

Risultati conseguiti I seguenti risultati sono stati ottenuti nel corso del 2010, principalmente nell'ambito dei progetti

regionali STArT e TEMART (coordinato dalla commesa).

Pulitura laser

- Progettazione e sviluppo di un nuovo sistema laser a impulso di durata variabile attraverso controllo elettronico. L'apparato, testato su banco ottico, è costituito da un allestimento innovativo oscillatore-amplificatore in cui la modulazione della durata di impulso è basato su Q-switch passivo/cavity dumping attivo. Il sistema emette impulsi di circa 250 mJ con durata settabile da 90 a 680 ns.

- Progettazione di sistemi laser (solo oscillatore e oscillatore amplificatore) a regime combinato short free running/long Q-switching/Q-switching, in collaborazione con El.En. S.p.A. nell'ambito del progetto TEMART.

- Progettazione e primi test per la realizzazione di un manipolo equipaggiato con sensori di processo.

- Di particolare rilievo per la disseminazione delle tecniche di pulitura laser, la pubblicazione del lavoro di review: Advances in laser cleaning of artworks and objects of historical interest: the optimized pulse duration approach, di S. Siano e R. Salimbeni, Accounts of Chemical Research, 2010, 43 (6), pp 739–750. Si tratta del lavoro a più alto impact factor ad oggi pubblicato sull'argomento (i.f. 2009: 18.2).

Questa pubblicazione ha suscitato l'interesse dei media. Ne sono scaturite due interviste della BBC e diverse altre, come pure pubblicazioni su riviste divulgative.

Strumenti analitici

- Progettazione e realizzazione di due apparati di microscopia 3D portatili basati sull'approccio shape from focus. Si tratta di un sistema a tre assi ed uno a singolo asse ultraportatile (palmare). Il campo di vista è di ca. 5X5 mm e la risoluzione in profondità è di circa 10 micron.

- Sono stati svolti numerosi test applicativi della microscopia 3D per la verifica di trattamenti di pulitura e in studi di autenticazione di monete.

- Affinamento e applicazione della tecnica LIPS in varie campagne diagnostiche su numerosi manufatti metallici di interesse storico-artistico, tra cui: la Chimera di Arezzo, i grandi bronzi della Fontana del Nettuno di Firenze, i reperti di Kaulonia e altri.

- Progettazione di un nuovo software LIPS user friendly, sviluppato in collaborazione con l'imprasa NET7 di Pisa, nell'ambito del Progetto TEMART.

Diffrattometria neutronica

- Condotti studi sistematici su varie leghe di rame per l'estensione dell'approccio TOF-ND all'archeometallurgia.- Eseguite misure di tessitura nell'ambito della messa a punto di metodologie di autenticazione di monete di interesse storico.

Disseminazione- Le attività svolte sono state presentate a congressi nazionali e internazionali esono state oggetto di pubblicazioni a stampa.

- Tecnologie e metodi sviluppati sono stati esibiti in occasione dei seguenti eventi: Festival della Creatività (Firenze), Festival della Scienza (Genova), Salone dell'Arte e del Restauro (Firenze).


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2010 0 4 1 4 2 0 0 1 0 1

Principali collaborazioniCi limitiamo a segnalare qui le nuove collaborazioni attivate lo scorso anno nell'ambito del progetto TEMART, che si aggiungono a quelle già citate altrove: Opificio delle Pietre Dure, Firenze; Dipartimento di Scienze Ambientali, Università di Siena; Laboratorio di Tecniche Nucleari per i Beni Culturali, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sesto F.no.; Dipartimento di Chimica dell'Università di Firenze, unita del CSGI; El.En. S.p.A, Calenzano; Liberologico, Pisa; Net7, Pisa; ELAB Scientific; Firenze; Microconsult, Sesto F.no; ScanSystems, Pisa; Adarte, Firenze; XRD-Tools, Pisa.




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2 0 0 1 0 0 1 4

Strumentazione avanzata per diagnostica e monitoraggio di beni culturali e ambientali

Commessa: Strumentazione avanzata per diagnostica e monitoraggio di beni culturali e ambientali

Progetto: Fotonica 2015Dipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: OLMI ROBERTO

Risultati conseguiti Nell'ambito del progetto TDT-BioArt è stata verificata la fattibilità del trattamento a microonde di pareti di interesse artistico infestate da licheni, funghi ed alghe, valutando in laboratorio le dosi letali per i suddetti organismi. Nello stesso progetto è stata valutata la sensibilità della tecnica LIDAR per la diagnostica precoce della presenza di organismi fotoautotrofi su pareti affrescate, e quella della spettroscopia FORS per la rilevazione prococe della presenza di biodeteriogeni basandosi sulle bande di assorbimento caratteristiche della clorofilla.

Nell'ambito del progetto TEMART sono stati sviluppati modelli di calcolo elettromagnetico/termico per la pianificazione di trattamenti a microonde di materiali lapidei e murari. E' stato sviluppato, in collaborazione con ELab Scientific, un primo prototipo di strumento biocida a microonde.Nell'ambito del progetto START è stata completata la messa a punto dello strumento SUSI-MF.Nell'ambito del progetto RIMIDIA è stata iniziata la progettazione di un sistema reflettometrico a microonde.Nell'ambito del progetto SICEO sono state messe a punto procedure e modelli di calcolo per la caratterizzazione di sistemi di magneto-stimolazione.


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2010 0 4 4 2 0 0 0 6 1 0

Principali collaborazioniI progetti START e TEMART vedono la collaborazione tra un grande numero di istituti di ricerca pubblici (CNR, università, Opificio delle Pietre Dure).Il progetto SICEO viene svolto in collaborazione con le Aziende Ospedaliere di Brescia e di Desenzano.Il progetto TDT-BioArt vede la collaborazione di Laboratori Archa, ICVBC-CNR, Opificio delle Pietre Dure (Laboratorio Scientifico), Università di Pisa, ELab Scientific srl, Faberestauro snc.Il progetto RIMIDIA viene svolto in collaborazione con l'Università degli Studi di Firenze (Dip. di Elettronica e Telecomunicazioni), con OPD, IVALSA-CNR e con le imprese Faberestauro snc, ELab Scientific srl, LegnoDoc srl.




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3 0 0 3 0 0 0 6

Tecniche spettroscopiche e laser per diagnostica, monitoraggio e conservazione


Progetto: Cultura e TerritorioDipartimento: Patrimonio CulturaleResponsabile: BACCI MAURO

Risultati conseguiti Nell'ambito dell'attività prevista nella commessa il modulo presso IFAC ha preso in considerazione una serie di strumentazioni atte alla diagnostica, sopra tutto non invasiva, e al monitoraggio dello stato di conservazione dei manufatti artistici. Ampio spazio è stato dato alle indagini spettroscopiche sia non invasive che micro invasive da effettuarsi con strumentazione a fibra ottica, con laser e con spettrometri a immagine. L'utilizzo del laser ha riguardato anche le tecniche di pulitura e restauro dei manufatti. Infine, il modulo ha messo a disposizione della commessa i propri sistemi di archiviazione e banche dati.


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2010 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniSoprintendenza speciale per il Patrimonio storico, artistico ed etnoantropologico e per il Polo museale della città di Firenze. Soprintendenza Beni Architettonici di Arezzo. Soprintendenza per i Beni Storico Artistici della Provincia Autonoma di Trento. Opificio delle Pietre Dure, FI. Istituto Superiore per la Conservazione e il Restauro, RM. Comune FI. Vari dipartimenti afferenti alle Università degli Studi di FI, FE, PI, CT, MI, RM e Piemonte Orientale. INFN sezione FI. ICVBC-CNR. ISC-CNR. IVALSA-CNR. ICCOM-CNR. Fondazione Rinascimento Digitale, FI. Centro Scavi TO. SIAV S.p.A, PD. National Institute of Information and Communications Technology, Tokyo. University of Kanazawa (Giappone).




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Commessa: Commessa gestionale per istituti MDProgetto: Progetto per CDS 507 Dipartimento Materiali e DispositiviDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: SALIMBENI RENZO



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2010 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0





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Materiali e dispositivi attivi per le telecomunicazioni e la sensoristica

Commessa: Materiali e dispositivi attivi per le telecomunicazioni e la sensoristicaProgetto: Ottica, Fotonica e PlasmiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: PELLI STEFANO


Le attività del Modulo comprendono un arco di attività molto diversificato, la cui qualità è dimostrata dalle pubblicazioni riportate più sotto. Queste a loro volta interessano tutte le attività in cui è coinvolta la Commessa.Fra i risultati più significativi, sono da evidenziare:- l'applicazione della emissione supercontinua da fibra microstrutturata alla microscopia biologica, che ha permesso misure FLIM e FRET in cellule epiteliale dell'arteria polmonare bovina (1).- l'accoppiamento di luce da guida in niobato di litio a un microrisonatore a disco in niobato di litio, dimostrando così la possibilità di ottenere una modalità di accoppiamento della luce ai microrisonatori stabile (articolo in stampa su Opt.Expr.)- la misura di alti coefficienti di guadagno Raman rispetto ai vetri silicati in vetri niobio-fosfati, che rende possibile la realizzazione di amplificatori Raman in questi substrati (9).

Riviste ISI1) R. Mercatelli, S. Soria, G. Molesini, F. Bianco, G. Righini, F. Quercioli, "Supercontinuum source tuned by an on-axis monochromator for fluorescence lifetime imaging", Opt.Expr., vol.18, pp. 20505 20511 (2010). Selected for publication in Virtual Journal of Biomedical Optics,volume 5, issue 13 (2010).2) A. Chiasera, Y. Dumeige, P. Féron, M. Ferrari, Y. Jestin, G. Nunzi Conti, S. Pelli, S. Soria, G.C. Righini, "Spherical whispering-gallery-mode microresonators", Laser & Photonics Reviews, vol. 4, pp. 457 482 (2010).3) G. Alombert-Goget, C. Armellini, S. Berneschi, A. Chiappini, A. Chiasera, M. Ferrari, S. Guddala, E. Moser, S. Pelli, D.N. Rao, G.C. Righini, "Tb3+/Yb3+ co-activated Silica-Hafnia glass ceramic waveguides", Opt.Mat., vol. 33, pp. 227 230 (2010).4) I. Bányász, S. Berneschi, N.Q. Khanh, T. Lohner, M. Fried, P. Petrik, Z. Zolnai, K. Lengyel, Á. Péter, A. Watterich, G. Nunzi-Conti, S. Pelli, G.C. Righini, "Structural and functional characterisation of slab waveguides written in Er3+ - doped tellurite glass, CaF2, Bi4(GeO4)3 and Bi12GeO20 crystals via implantation of MeV N+ ions", Materials Science and Engineering, vol. 15, p. 2027 (2010).5) L. Mescia, F. Prudenzano, M. De Sario, T. Palmisano, M. Ferrari, G.C: Righini, "Design of Rare-Earth-Doped Microspheres", IEEE Phot.Tech.Lett., vol. 22, pp. 422 424 (2010).6) R.A. Vázquez-Sánchez, E.A. Kuzin, C.M. García-Lara, M. May-Alarcón, J.L. Camas-Anzueto, G.C. Righini, "Radio-frequency interrogation of a fiber Bragg grating sensor in the configuration of a fiber laser with external cavities", vol. 121, pp. 2040 2043 (2010).7) S. Berneschi, S. Soria, G.C. Righini, G. Alombert-Goget, A. Chiappini, A. Chiasera, Y. Jestin, M. Ferrari, S. Guddala, E. Moser, S.N.B. Bhaktha, B. Boulard, C. Duverger Arfuso, S. Turrell, "Rare-earth-activated glass–ceramic waveguides", Opt.Mat., vol. 32. pp. 1644 1647 (2010).8) T. Van Tran, S. Turrell, M. Eddafi, B. Capoen, M. Bouazaoui, P. Roussel, S. Berneschi, G.C. Righini, M. Ferrari, S.N.B. Bhaktha, O. Cristini, C. Kinowski, "investigations of the effects of the growth of SnO2 nanoparticles on the structural properties of glass–ceramic planar waveguides using Raman and FTIR spectroscopies", J.Mol.Struct., vol. 976, pp. 314 319 (2010).9) M.G. Donato, M. Gagliardi, L. Sirleto, G. Messina, A.A. Lipovskii, D.K. Tagantsev, G.C. Righini, "Raman optical amplification properties of sodium–niobium–phosphate glasses", APL, vol. 97, pp. 231111 (2010).

Capitoli di libri1) A. Quandt, M. Ferrari, G.C. Righini, "Towards Integrated Nanoelectronic and Photonic Devices", chapter in "New Trends in Nanotechnology and Fractional Calculus Applications" 2010, Editors: Baleanu, Dumitru; Guvenc, Ziya B.; Machado, J. A. Tenreiro, pp. 25-41, ISBN: 978-90-481-3292-8


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2010 0 8 0 10 1 0 0 0 0 0

Principali collaborazioni-Caratterizzazione spettroscopica di materiali vetrosi e film sottili (CNR-IFN,Trento,CNR-IMM,Napoli)- Materiali vetrosi con nanocristalli (Università di Trento)-Vetri drogati con terre rare (Università di Verona;Politecnico di Torino,Universidad Autonoma Metropolitana,Mexico D.F.,Instituto de Ceramica y Vidrio,CSIC,Madrid)-Laser in fibra ottica (Politecnico di Bari)-Guide in cristalli e vetri mediante irraggiamenti con fascio di ioni (Research Institute for Solid State Physics and Optics,Budapest)-Reticoli di Bragg su guide a canale planari (FZK,Frankfurt)-Microrisonatori ottici (ENSSAT,Lannion; CNR-IFN,Trento)-Sensori biologici per applicazioni spaziali (Politecnico di Bari,FBK,Trento)-Applicazioni dei microrisonatori a modi di galleria alle telecomunicazioni e alla sensoristica (Centro Fermi,Roma)-Effetti di film con nanoparticelle su microrisonatori (Ru?er Boskovic Institute,Zagreb)-Progetto ARAMOS della European Defense Agency:oscillatori optoelettronici basati su microrisonatori a disco a modi di galleria (Thales-Research & Technology-France/Université de Rennes I/Laboratoire de Physique des lasers,IEMN/Univ. Lille,LAAS/CNRS,Selex Sistemi Integrati)-Progetto NAOMI su sensori biologici basati su dispositivi a fluorescenza integrati e label free a microrisonatori (Università di Trento,Fondazione FBK,Trento,CNR-IFN,Trento)-Progetto FIRB ITALNANONET su sensori basati su nanopunte e nanofili (Istituto di Acustica e Sensoristica "Orso Mario Corbino",Sez. Brescia)-INFN sez. di Firenze e ICFO (Barcellona,Spagna),Trasmissione dati per SLHC (CERN)-INO-CNR,Applicazione di sorgenti supercontinue (fibre microstrutturate) a microscopia confocale su microrganismiPer le tematiche THz,sono stati presi contatti con alcuni gruppi di ricerca pubblica e industriale in vista di future collaborazioni. Tra questi,il Dip. Tecnologie Fisiche e Nuovi Materiali dell'ENEA di Frascati,Thales Research & Technology-Palaiseau,ABCD Technology Sarl-Geneve,Selex Sistemi Integrati




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Applicazioni di frequenze TeraHertz

Commessa: Materiali e dispositivi attivi per le telecomunicazioni e la sensoristicaProgetto: Ottica, Fotonica e PlasmiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: BRENCI MASSIMO

Risultati conseguiti Primo prototipo di fibra ottica microstrutturata in polimero (PMMA) per la trasmissione di radiazione THz.Prototipo di torre di filatura per la realizzazione di fibre ottiche polimeriche per la trasmissione di radiazione THz.


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2010 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioni-ITC-IRST di Trento-SELEX




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Dispositivi e materiali laser innovativi e metodi spettroscopici avanzati

Commessa: Dispositivi e materiali laser innovativi e metodi spettroscopici avanzatiProgetto: Ottica, Fotonica e PlasmiDipartimento: Materiali e Dispositivi


Risultati conseguiti Pubblicazioni su riviste internazionali (JCR) sulle tematiche:- materiali e dispositivi innovativi per laser nell'infrarosso- sviluppo di dispositivi a THZ- tecniche di misura passiva di fluorescenza della vegetazione

Comunicazioni a congressi internazioniali su:- materiali e dispositivi innovativi per laser nell'infrarosso- sviluppo di sorgenti laser per applicazioni aerospaziali- monitoraggio di processi di lavorazione laser di interesse industriale

Brevetto nazionali su:- monitoraggio di processi di lavorazione laser di interese industriale

Sviluppo di prototipi di:- laser in continua con emissione nel NIR basati su materiali a Yb- laser impulsati con durata di impuslo regolabile basati su Nd:YAG- Sistemi di monitoraggio spettroscopico e radiometrico di processo industriale di saldatura laser di lamiere metalliche

Sviluppo di materiali ceramici innovativi per applicazioni laser

Sviluppo di modelli di simulazione per sorgenti laser a stato solido, per supporto alla progettazione preliminare di laser per applicazioni aerospaziali

Attività di outreach e disseminazione:- Contributo all'organizzaione di corso di formazione su "Tecniche, tecnologie ed applicazioni dell'osservazione della terra dallo spazio" nell'ambito del progetto CTOTUS- Partecipazione a fiere divulgative e dimostrative- sviluppo di sito web per la disseminazione e le attività di gestione del progetto CTOTUS


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2010 0 7 1 9 1 0 0 1 1 0

Principali collaborazioniCollaborazione con ISTEC-CNR per lo sviluppo e messa a punto di materiali ceramici trasparenti a base Yb:YAG per applicazioni laser

Collaborazione con Centro ricerche Fiat per la messa a punto di stazione sperimentale di saldatura laser presso IFAC-CNR, definizione dei parametri di processo, e validazione dei risultati ottenuti con il sensore spettroscopico per il monitoraggio della saldatura.Collaborazione con COMAU Spa per la definizione delle specifiche e dei vincoli di progetto per un sistema di monitoraggio saldatura associato a testa robotizzata

Collaborazione con Magneti Marelli Spa per la la definizione delle specifiche e dei vincoli di progetto per un sistema di monitoraggio saldatura ad arco

Collaborazione con AVCR per progetto di scambio: fornitura di campioni di materiali drogati Yb, caratterizzazione spettroscopica e della struttura cristallina

Collaborazione con Selex Galileo Avionica per la conduzione delle attività relative al progetto CTOTUS

Collaborazione con Kayser Italia srl, per la stesura di progettiin risposta a call dell' Agenzia Spaziale Europea per lo sviluppo di strumentazione dedicata all' esplorazione lunare

Collaborazione con NEST di Pisa per lo sviluppo di sorgenti Quantum Cascade con emissione nel THZ

Collaborazione con El.En. group, per la messa a punto del prototipo di laser a durata di impulso variabile realizzato nell'ambito del progetto START




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Sensori e metodologie optoelettroniche per la salute e l'ambiente

Commessa: Sensori e metodologie optoelettroniche per la salute, l'ambiente e i beni culturali

Progetto: Ottica, Fotonica e PlasmiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: FALCIAI RICCARDO



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Sensori a fibra ottica e microottici per applicazioni agroalimentari


Progetto: Ottica, Fotonica e PlasmiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: MIGNANI ANNA GRAZIA

Risultati conseguiti Tramite la misura di spettri di assorbimento nella regione UV-VIS-NIR e successiva analisi multivariata dei dati spettroscopici:- Rivelazione della frode dell'olio extra vergine di oliva ad opera di oli di oliva di qualità inferiore: rivelazione adell'agente frodante e della sua concentrazione

Collaborazioni (Max 5000 caratteri)CNR IVALSA, Università di Udine, Vrije Universiteit Brussel, Università G. D'Annunzio (Pescara)


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2010 0 2 0 6 0 0 0 1 0 0

Principali collaborazioniCNR IVALSA, Università di Udine, Vrije Universiteit Brussel, Università G. D'Annunzio (Pescara)

per la fornitura di campionature alimentari certificate.




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Diagnostica biofotonica


Progetto: Ottica, Fotonica e PlasmiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: GIANNETTI AMBRA

Risultati conseguiti - è proseguita l'attività nell'ambito del progetto europeo CAREMAN per la realizzazione e caratterizzazione della piattaforma ottica quale dispositivo point of care per l'analisi della sepsi. Si è proceduto alla caratterizzazione del nuovo biochip ottico, realizzato nell'anno precedente e costituito da tredici microcanali (altezza 0.05 mm; larghezza 0.6 mm, lunghezza 9.4 mm). Sono stati effettuati saggi di tipo sandwich per la proteina C reattiva e per la procalcitonina nonchè saggi per competizione per la neopterina utilizzando anticorpi sviluppati da altri partner operanti nel progetto europeo. E' stata sviluppata una procedura di calibrazione ed un protocollo in grado di trasferire tutti i dati delle misure su una piattaforma software del progetto europeo;- alla luce dei risultati sperimentali ottenuti nell'ambito del progetto PRIN, secondo i quali è possibile determinare l'avvenuta immobilizzazione di elementi di riconoscimento molecolare su superfici di silicio sia planari che a cristallo fotonico, sono state eseguite prove di saggi immunologici sul dispositivo a cristallo fotonico realizzato dall'università di Pisa. In particolare, è stato effettuato il saggio a sandwich per la eseguendo l'interrogazione del dispositivo mediante il sistema a fibre ottiche messo a punto dal partner di progetto dell'Università di Pavia. I risultati sono stati soddisfacenti, mostrando la capacità di misurare cambiamenti dello spettro in seguito alle varie fasi di reazione, di immobilizzazione dell'anticorpo di cattura sulla parete di silicio prima, di interazione di questo con l'analita CRP poi, di interazione, infine, dell'anticorpo secondario con l'analita che ha interagito con l'anticorpo immobilizzato;

- si è proceduto alla caratterizzazione di nanotubi al carbonio con immobilizzati sulla loro superficie derivati della fluoresceina; si è anche effettuato l'immobilizzazione e una prima caratterizzazione di derivati della fluoresceina su nanoparticlle di PMMA sviluppate presso l'ISOF-CNR di Bologna sempre al fine della realizzazione di nanosensori per la determinazione del pH intracellulare;- è stata brevettata una sonda di pH utilizzante come trasduttore chimico rosso metile covalentemente immobilizzato su vetri a porosità controllata.- sono stati realizzati reticoli a passo lungo (LPG) e reticoli di Bragg a passo corto sulla stessa fibra ottica, utilizzando una fibra ottica fotosensibile drogata con Boro e Germanio. In tal modo è stato possibile effettuare misure rifrattometriche dell'indice di rifrazione esterno tramite il reticolo LPG eliminando o riducendo al massimo le interferenze dovute a stress o variazioni di temperatura utilizzando come feedback la risposta del reticolo FBG. E' stata realizzata una celladi flusso miniaturizzata, con un volume di 50 microlitri, controllata in temperatura in grado di effettuare misure stabili di variazione dell'indice di rifrazione in fluidi con una risouzione dell'ordine di 0.00002 unità.


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2010 1 2 0 2 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniLe collaborazioni attive nel presente modulo derivano principalmente da progetti in corso o appena terminati:1) Progetto integrato Europeo CAREMAN - HealthCARE by biosensor Measurement And Networking (scadenza Aprile 2011) EXBIO, Dipartimento di Chimica dell'Universita' di Firenze, Institute of Ecological Chemistry del Helmholtz Zentrum München (HMGU), DATAMED, Institute of Physical and Theoretical Chemistry dell'Università di Tubingen, Istituto di Fisiologia Clinica di Pisa del CNRSviluppo di biosensori utilizzanti anticorpi e aptameri come elementi di riconoscimento biologico e collaborazione nello sviluppo di una piattaforma ottica per fluorescenza per applicazioni "point of care"

2) Progetto Regione Toscana Nanocell - Nanosensori ottici all'interno delle cellule (avvio Febbraio 2011)Istituto Toscano Tumori (ITT), Istituto di Chimica dei Composti Organometallici (ICCOM-CNR), Istituto nazionale di Ottica, Dipartimento di Psichiatria, Neurobiologia, Farmacologia e Biotecnologie dell'Università di Pisa-progettazione, realizzazione e caratterizzazione di fari molecolari veicolati all'interno di cellule mediante materiali nanostrutturati

3) Progetto PRIN Microsistemi Optofluidici a Cristalli Fotonici per Biosensori (scadenza Settembre 2010)Dipartimento di Ingegneria della Informazione: Elettronica, Informatica, Telecomunicazioni dell'Università di Pisa ; Dipartimento di Elettronica dell'Università di Pavia- progettazione, realizzazione e caratterizzazione di biosensori integrati in microsistemi optofluidici a cristallo fotonico, in particolare in strutture quali microspecchi e microcavità risonanti

Sono presenti altre collaborazioni, al momento svincolate da progetti esterni: - Institute of Chemical Process, Development and Control, Joanneum Research, Graz progettazione e sviluppo di sensori di pH e anidride carbonica funzionanti per assorbimento in circolazione di sangue extracorporea

- Dipartimento di Scienze Chimiche dell'Università di Padovabiosensori per la determinazione di cadaverina

- Dipartimento di Scienze Farmaceutiche dell'Università di Bolognaprogettazione e realizzazione di dispositivi microfluidici e optoelettronici per sensori biochemiluminescenti

- Istituto per la Sintesi Organica e la Fotoreattivita' del CNRprogettazione e caratterizzazione di nanoparticelle di PMMA per realizzazione di nanosensori e di nanoparticelle fluorescenti per marcatura in saggi biologici




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Sensori e metodologie di fluorescenza per lʼAmbiente e i Beni Culturali


Progetto: Ottica, Fotonica e PlasmiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: CECCHI GIOVANNA

Risultati conseguiti • Definizione dei requisiti scientifici e dei vincoli operativi per varie architetture lidar; valutazione di architetture lidar avanzate, valutazione delle sinergie, payload concettuale, scenari possibili di missioni aerospaziali (Progetto CTOTUS, Task 3.1)• Studio di cinetiche di fluorescenza a livello fogliare, finalizzate allo studio dei contributi del fotosistema I (PSI) e fotosistema II (PSII) al segnale di fluorescenza della clorofilla (Chl) (Progetto CTOTUS, Task 3.3).• Messa a punto di un metodo – basato sull'impiego di tecniche statistiche multivariate – per ricavare il contributo del PSI e del PSII all'emissione di fluorescenza della clorofilla nella foglia in vivo (Progetto CTOTUS, Task 3.3).

• Studio di fattibilità di un lidar in doppio canale (elastico e anelastico) per la localizzazione e caratterizzazione di oggetti sommersi (progetto SULA).• Preparazioni di articoli relativi al lavoro svolto (in fase di valutazione).• Approvazione di una proposta di progetto, ancora in fase di contrattazione, relativa alle applicazioni del lidar a fluorescenza in ambiente marino. Il progetto inizierà nel 2011.• Pubblicazioni, relazioni su invito a conferenze e eventi nazionali e internazionali.


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2010 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0

Principali collaborazioniDato il carattere fortemente interdisciplinare e applicativo delle ricerche in cui è impegnato, il modulo ha promosso e portato avanti negli anni collaborazioni con varie università italiane ed europee, con Soprintendenze per i Beni Culturali, con enti di ricerca europei e con piccole e grandi imprese nazionali.




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modulo gestionale-CdS032-PC

Commessa: Commessa gestionale per istituti PCProgetto: Progetto per CDS 511 Dipartimento Patrimonio CulturaleDipartimento: Patrimonio CulturaleResponsabile: SALIMBENI RENZO



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Tecniche e metodi di telerilevamento per lʼindividuazione e la conoscenza del Patrimonio Archeologico

Commessa: Integrazione di tecniche avanzate di rilevamento, metodologie geofisiche, GIS e modelli numerici per la conoscenza dei siti archeologici e la caratterizzazione dei manufatti storici

Progetto: Il territorio e gli insediamenti in Europa e nel MediterraneoDipartimento: Patrimonio CulturaleResponsabile: CARLA' ROBERTO

Risultati conseguiti · Individuazione preliminare di possibili strutture archeologiche sconosciute nella zona archeologica di Usini mediante l'impiego delle immagini multi-temporali da satellite QuickBird. · Approvazione ed inizio di un progetto di ricerca PRIN in collaborazione con ITABC-CNR e l'Univ. Sapienza di Roma.


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2010 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioni· Istituto dele Tecnologie Applicate ai Beni Culturali, ITABC-CNR· Dip. di Scienze Storiche, Archeologiche e Antropologiche, Sapienza, Università di Roma.· Dip. di Studi Storico-Artistici, Archeologici e sulla conservazione, Università degli Studi Roma Tre.· Dip. di Storia, Università degli Studi di Tor Vergata.· Dipartimento di Ingegneria Civile ed Ambientale, Univ. Degli Studi di Firenze· Dip. Scienze della Terra, Università degli Studi di Firenze· CNR-IBIMET, Firenze· IMAA-CNR, Potenza· Dip. Scienze Umanistiche e dell'Antichità, Univ. di Sassari




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Tecniche spettroscopiche integrate per la diagnostica non invasiva, la conservazione e la fruizione del patrimonio culturale

Commessa: Tecniche spettroscopiche integrate per la diagnostica non invasiva, la conservazione e la fruizione del patrimonio culturale

Progetto: Diagnosi, intervento e conservazione del patrimonio culturaleDipartimento: Patrimonio CulturaleResponsabile: PICOLLO MARCELLO

Risultati conseguiti Per quanto riguarda l'attività della commessa per lo studio di materiali artistici impiegati nell'arte moderna-contemporanea è in fase di chiusura il Progetto Federico Zandomeneghi su dipinti appartenenti alla collezione permanente della Galleria d'arte moderna di Firenze, A letto, Bastimento

allo scalo e Riva della Senna. Nel progetto sono stati anche inseriti due dipinti di Camille Pissarro, Nell'orto e Approssimarsi della bufera, sempre appartenenti alla Galleria d'arte moderna di Firenze.Per quanto riguarda l'interazione con altri gruppi di ricerca, sono stati portati a completamento misure spettroscopiche non invasive sulla Tribuna della Galleria degli Uffizi in collaborazione con NICT, ICVBC-CNR; Cassoni del fondo Landau (Comune di Firenze) in collaborazione con Soprindentendenza Firenze, ICVBC-CNR. È in fase di realizzazione una nuova banca dati spettrale di stesure pittoriche nell'intervallo 200-2500 nm di miscele di pigmenti.In occasione del restauro presso del "Ritratto di Maffeo Barberini" per la mostra "Caravaggio e caravaggeschi a Firenze" del 2010, il dipinto è stato studiato anche con lo scanner iperspettrale, con risultati in accordo con l'uso delle tecniche e dei materiali tipici del pittore lombardo, cui importanti storici dell'arte tendono ora ad attribuire il dipinto. Presso lo stesso Studio Vervat sono state acquisite riprese con lo scanner ipserspettrale di un dipinto d'anonimo toscano del XV secolo, prima e dopo la pulitura. I dati elaborati, forniti ai conservation scientists della National Gallery of Art di Washington, hanno avvalorato il loro modello di pulitura virtuale che affina l'ipotesi correntemente usata di solo effetto assorbente della vernice invecchiata.È stato monitorato il contenuto di umidità e la presenza di sali solubili in affreschi di chiese e palazzi storici, in particolare nella chiesa di Santa Croce e in Palazzo Pitti a Firenze, nella Basilica di San Clemente a Roma e nel tabernacolo di Santa Caterina a Legoli (Pisa), Cappella di Teodolinda nel Duomo di Monza, Oratorio di San Rocco Cornaredo (MI). Nell'ambito del Progetto Popart - in corso di svolgimento- è stata svolta una sperimentazione e relativa attività di monitoraggio ambientale su una serie di polimeri selezionati esposti in ambiente museale, volta a valutare i principali fenomeni di degrado si materiali plastici nelle collezioni e le modalità di analisi non invasiva tramite tecniche spettroscopiche. La sperimentazione - durata 18 mesi e coordinata dal gruppo IFAC-CNR - ha coinvolto una rete di siti museali estesa sul tutto il territorio europeo. I risultati sono in corso di elaborazione e verranno pubblicati alla conclusione del progetto.Tale attività ha inoltre coinsolidato la collaborazione con il Centro per l'Arte Contemporanea Luigi Pecci di Prato, dando luogo ad attività progettuali paralllele, quali ad esempio la campagna di indagini sull'opera in polistorolo "Cartoline" di Stefano Arienti, parte della collezione permanente del museo. I risultati di tali indagini saranno utilizzati dal museo per la progettazione di un nuovo allestimento dell'opera.Sono state inoltre indagate le proprietà dielettriche di bassa frequenza (1 kHz – 13 MHz) di vari materiali polimerici, allo scopo di valutare la sensibilità della spettroscopia dielettrica per rivelare gli effetti dell'invecchiamento e del deterioramento dei polimeri causato da agenti fisici. È iniziato lo studio di una tecnica di misura nel dominio del tempo che dovrebbe permettere di determinare le proprietà dielettriche a bassissima frequenza (inferiore a 100 Hz).


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Principali collaborazioniSoprintendenza speciale per il Patrimonio storico, artistico ed etnoantropologico e per il Polo museale della città di Firenze. Soprintendenza Beni Architettonici di Arezzo. Soprintendenza per i Beni Storico Artistici della Provincia Autonoma di Trento. Opificio delle Pietre Dure, FI. Istituto Superiore per la Conservazione e il Restauro, RM. Galleria d'Arte Moderna, MI. Archivi di Stato di FI, PO, VE e FR. ICCU (Istituto Centrale per il Catalogo Unico) di Roma. Opera di Santa Maria del Fiore e Opera di Santa Croce, FI. Centro per l'Arte Contemporanea Luigi Pecci di Prato. Comune FI. Vari dipartimenti afferenti alle Università degli Studi di FI, FE, PI, CT, MI, RM e Piemonte Orientale. INFN sezione FI. ICVBC-CNR. ISC-CNR. IVALSA-CNR. ICCOM-CNR. Hellenic Institute for Byzantine and Post-Byzantine Studies, VE. Fondazione Rinascimento Digitale, FI. Centro Scavi

TO. SIAV S.p.A, PD. Studio Restauro Vervat, FI. Studio Restauro Scarpelli, FI. Studio Fenice, BO. CESMAR7, VR. Infrared and Raman Users Group (IRUG), Filadelfia (USA). Centre de recherche sur la conservation des collections (CRCC-CNRS), Laboratoire du Centre de recherche et de restauration des musées de France (LC2RMF-CNRS), Atelier Régional de Conservation Nucléart - ARC Nucléart (ARC), Francia. National Museum of Denmark (Natmus), Danimarca. Instituut Collectie Nederland (ICN), SolMateS BV, Olanda. Academy of Sciences (PISAS) Polymer Institute, Slovacchia. Morana RTD d.o.o., Slovenia. Centre for Sustainable Heritage University College of London, Victoria & Albert Museum, Regno Unito. Università delle Isole Baleari, Spagna. University of Joensuu, Finlandia. Russian Academy of Sciences Institute of Radio Engineering and Electronics Mosca, Russia. Pratt Institute, New York. Getty Conservation Institute, Los Angeles. The Art Institute, Chicago. National Gallery of Art, Washington DC. National Research Institute for Cultural Properties, Tokyo. National Institute of Information and Communications Technology, Tokyo. University of Kanazawa (Giappone).




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Sviluppo di nuovi materiali e tecniche per il restauro e la conservazione dei Beni Culturali

Commessa: Sviluppo di nuovi materiali e tecniche per il restauro e la conservazione dei Beni Culturali




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Sviluppo di nuovi materiali e tecniche per il restauro e la conservazione dei Beni Culturali

Commessa: Sviluppo di nuovi materiali e tecniche per il restauro e la conservazione dei Beni Culturali




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Metodologie Laser per la Conservazione

Commessa: Metodologie Laser per la Conservazione di Beni CulturaliProgetto: Diagnosi, intervento e conservazione del patrimonio culturaleDipartimento: Patrimonio CulturaleResponsabile: SIANO SALVATORE

Risultati conseguiti - Sono state valutate le potenzialità applicative di diversi tipi di laser nella pulitura di dipinti su tela e tavola attraverso uno studio sistematico condotto su provini di laboratorio. Sono stati realizzati 28 provini dipinti (15´15 cm) su supporto di compensato, preparati come segue: 1) stesura di una preparazione a base di gesso e colla di coniglio, 2) applicazione dello strato pittorico, 3) stesura di dammar e mastice con carico di nero fumo per simulare, o di solo nero fumo per simulare specifiche problematiche di pulitura. Per le stesure pittoriche sono stati utilizzati vari pigmenti in tempera all'uovo, tempera grassa e olio di lino. A valle della caratterizzazione fisica dei provini, è stata eseguita la parametrizzazione delle soglie di alterazione dello strato pittorico e di rimozione degli strati sovrastanti con diversi sistemi laser. Gli effetti di interazione sono stati caratterizzati fenomeno logicamente attraverso misure colorimetriche, osservazioni microscopiche e analisi composizionali. Ne è risultato un primo quadro di fattibilità che ha messo in luce le notevoli potenzialità di sistemi laser Nd:YAG (1064 nm) LQS e QS, come pure situazioni di estrema criticità, come nel caso della biacca e del cinabro. La sperimentazione continua, anche e soprattutto nei casi in cui le soglie di alterazione sono troppo basse per lasciar intravedere margini di discriminazione praticabili in condizioni reali di interesse.

- Nel corso del 2010 è stato finalizzato il contributo della commessa al restauro del cubicolo dipinti delle catacombe di Santa Tecla (Roma), riportato nel volume dedicato curato dalla Pontificia Commissione di Archeologia Sacra. La metodologia laser messa a punto, è stata qui utilizzata con successo nella rimozione delle croste calcaree di precipitazione che coprivano interamente i cicli pittorici. I laser ha permesso un recupero non ottenibile con altre tecniche. La scoperta delle icone degli apostoli ha portato l'attenzione dei media di tutto il mondo su questo intervento. In tutti i casi, il merito della scoperta è stato attribuito alla pulitura laser.

- Iniziata una nuova sperimentazione nelle catacombe di Domitilla (Roma). Qui il problema di pulitura

è rappresentato da tenaci croste calcaree nere che insistono soprattutto sugli arcosolii e in alcune zone del cubicolo detto "dei fornai". I primi risultati sono stati presentati al convegno APLAR 3 a Bari (giugno 2010). Il trattamento laser è risultato risolutivo nelle zone fin qui trattate. Questo caso di studio probabilmente non avrà lo stesso impatto mediatico del precedente, ma di fatto è da considerarsi anche più importante, dal momento che la problematica delle croste calcaree nere rappresentano la situazione tipo, mentre le precipitazioni calcaree coprenti di Santa Tecla costituiscono un caso, fin qui, unico.

- Partecipazione al Festiva della Creatività di Firenze (21-24 ottobre, 2010).

- Finalizzata la pubblicazione di un importante lavoro di review sulle metodologie laser per il restauro: Advances in laser cleaning of artworks and objects of historical interest: the optimized pulse duration approach, di S. Siano e R. Salimbeni, Accounts of Chemical Research, 2010, 43 (6), pp 739–750. Si tratta del lavoro a più alto impact factor pubblicato sull'argomento (i.f. 2009: 18.2).

- Partecipazione al Festival della Scienza di Genova (29 ottobre-7 novembre, 2010). Disseminazione delle attività del progetto CHARISMA e simulazione di efficacia della pulitura laser nel restauro di dipinti murali in un box realizzato ad hoc.

- Partecipazione al Salone dell'Arte e del Restauro di Firenze (11-13, novembre 2010).


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2010 0 3 1 4 1 0 0 1 0 1

Principali collaborazioniLe principali collaborazioni nel corso dell'ultimo anno sono le seguenti.- Pontificia Commissione di Archeologia Sacra: pulitura laser dei dipinti murali rinvenuti nella catacombe di Santa Tecla e Domitilla.- Institute of Electronic Structures and Lasers-FORTH, Heraklion, Creta, Opificio delle Pietre Dure, Firenze, ICVBC-CNR: nell'ambito del Task 9.7 e relativi deliverable del preogetto CHARISMA dedicato a problematiche di pulitura laser ancora aperte.- Soprintendenza per i Beni Archeologici della Toscana: valutazione preliminare delle problematiche di pulitura della Chimera di Arezzo.




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modulo gestionale-CdS032-SP

Commessa: Commessa gestionale per istituti SPProgetto: Progetto per CDS 508 Dipartimento Sistemi di ProduzioneDipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: SALIMBENI RENZO



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Tecnologie e processi laser nel manufacturing

Commessa: Tecnologie e processi laserProgetto: Processi , Sistemi di produzione industriali, Prodotti High tech e materiali

avanzatiDipartimento: Sistemi di ProduzioneResponsabile: PINI ROBERTO

Risultati conseguiti 1) ATTIVITA' DI RICERCA:- Trasferimento di innovazione industriale nel campo delle lavorazioni industriali a mezzo laser e relativa sensoristica ottica: a) sviluppo di un sensore spettroscopico e di un metodo analitico per rilevazione delle difettosità nei processi di saldatura laser di lamiere; b) sviluppo di un sensore piroelettrico a singolo elemento per la diagnostica nel vicino infrarosso nei processi di lavorazione laser e analisi dei dati tramite algoritmi basati sul metodo alle componenti principali.- Trasferimento di innovazione industriale nel campo delle tecnologie laser per chirurgia, diagnostica e terapia medica: a) sviluppo di sistemi LED per emostasi cutanea; b) sperimentazione preclinica e clinica di nuovi dispositivi laser a diodo per la sutura e la riparazione tissutale.- Sviluppo e sperimentazione di nuove metodologie terapeutiche basate su nanoparticelle laserattivabili e su laser-terapie mininvasive in oculistica, neurochirurgia, dermatologia e chirurgia plastica.- Studi sui processi di interazione laser-tessuto biologico per applicazioni mediche e laser-materiale per lavorazioni laser.

2) CONTESTO PROGETTUALE:- PROGRAMMA MIUR-FIRB "Smart-Reflex" per lo sviluppo di sensoristica di processo industriale (capofila Centro Ricerche FIAT, R.Pini resp. Unità IFAC).- PIATTAFORMA ITALIANA DI FOTONICA "PHORIT" (R.Pini referente del WG3: Biofotonica)- RETE REGIONALE "OPTONET2- Studio di fattibilità per un Polo di Innovazione Toscano di Optoelettronica per Applicazioni Industriali, Biomedicali ed Ambientali" (R.Pini Resp, IFAC Coord. di 4 partner regionali)- PROGRAMMI REGIONALI DI SVILUPPO E TRASFERIMENTO INDUSTRIALE, nell'ambito del Programma Regionale Azioni Innovative, del DOCUP Toscana e del POR CREO- COLLABORAZIONI CON IMPRESE ED AZIENDE LOCALI nei settori dell'optoelettronica, delle tecnologie laser e dei prodotti biomedicali, tramite convenzioni, progetti comuni, contratti di ricerca.

3) ATTIVITA' PUBBLICATIVA:N. 1 articolo non ISI, n. 2 articoli in atti di convegno, n. 1 capitolo di libro, n. 2 rapporti tecnici.


5) ATTIVITA' DI DOCENZA UNIVERSITARIA:R.Pini: a) Incarico di docenza presso UNIFI per il corso di Ottica presso la Scuola di Specializzazione in Fisica Medica della Facoltà di Medicina e Chirurgia (2000-oggi); b) Incarico di docenza presso UNIFI per il corso di Ottica Biomedica presso la Facoltà di Ottica e Optometria (2010-oggi); c) docente incaricato presso UNICATT-Roma per il corso di Saldatura Laser presso il Master Universitario di Chirurgia Rifrattiva e dei Trapianti di Cornea; d) attività seminariale per il corso di Laser e Applicazioni di UNIFI.


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Principali collaborazioniCON IMPRESE NEL SETTORE DELLE TECNOLOGIE LASER ED OPTOELETTRONICHE:- El.En. spa, tramite il Laboratorio pubblico-privato "IFAC-El.En." per Applicazioni Laser Biomedicali (convenzione bilaterale, resp. R.Pini)- Actis srl, Firenze.- Ligh 4 Tech srl, Scandicci (FI)- CSO (Costruzione Strumenti Oftalmici) srl, Scandicci (FI)

CON ENTI LOCALI E UNIVERSITA':- Regione Toscana, Dipartimento allo sviluppo economico- Università di Firenze, Dip. di Elettronica e Telecomunicazioni, Facoltà di Fisica, Facoltà di Chimica, Facoltà di Medicina.- Università di Pisa, Dip. di Bioorganica- Università di Camerino, Dip. di Scienze Veterinarie- Università Cattolica del Sacro Cuore, Roma°°

CON OSPEDALI E CLINICHE:- Unità Oculistica, Azienda USL 4 Prato- Clinica Oculistica, Univ. Firenze- Fisica Sanitaria, Azienda Usl 10 Firenze- Bascom Palmer Eye Institute, Miami, USA- Policlinico Gemelli, Roma.°°

CON I PARTNER DEL PROGETTO FIRB-MIUR "Smart Reflex"- Centro Ricerche Fiat- COMAU- Magneti Marelli- Fiat Automotive- ITIA-CNR- Dip. Meccanica, Univ. Genova- Dip. Ingegneria Industriale, Univ. Catania

CON I PARTNER DELLA RETE della Regione Toscana "OPTONET 2"- El.En. S.p.A.- Dip. Fisiopatologia Clinica, Univ. Firenze- DE&T (Dip. Elettronica e Telecomunicazioni), Univ. Firenze- Fondazione per il Clima e la Sostenibilità- TINNOVA- LENS- Tikappa Consultant srl, Firenze




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Commessa: Commessa gestionale per istituti TAProgetto: Progetto per CDS 501 Dipartimento Terra e AmbienteDipartimento: Terra e AmbienteResponsabile: SALIMBENI RENZO



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Sviluppo ed integrazione di tecnologie attive e passive per il sondaggio dell'atmosfera

Commessa: Sviluppo ed integrazione di tecnologie attive e passive per il sondaggio dell'atmosfera

Progetto: Osservazione della TerraDipartimento: Terra e AmbienteResponsabile: PALCHETTI LUCA

Risultati conseguiti Per il progetto delle regione Toscana CTOTUS è stato organizzato un Corso di Formazione su "Tecniche, tecnologie ed applicazioni dell'osservazione della Terra dallo Spazio", che si è tenuto presso l'area di Ricerca di Firenze dal 11 al 15 ottobre 2010; e si è partecipato al Festival della Creatività tenutosi a Firenze dal 21 al 24 ottobre 20010 con uno stand divulgativo sull'attività spaziale in Toscana.Per quanto riguarda l'attività di ricerca condotta dal presente modulo nei pacchetti di lavoro di CTOTUS, i principali risultati sono:- per l'obiettivo operativo n. 3 task 2, il progetto di uno strumento FTS ad immagine di nuova generazione in grado di effettuare misure risolte spettralmente nell'infrarosso termico per il monitoraggio del bilancio radiativo terrestre per applicazioni spaziali e il coordinamento della proposta FORUM per una missione spaziale ESA;- per l'obiettivo operativo n. 4 task 2, lo sviluppo di un modello di trasferimento radiativo multi-purpose, per la simulazione e l'analisi di misure di telerilevamento passivo di parametri fisici e chimici dell'atmosfera da sensori operanti con diverse geometrie di osservazione in bande spettrali dal millimetrico al medio infrarosso con possibili estensioni al vicino infrarosso e al visibile;- per l'obiettivo operativo n. 4 task 3, lo sviluppo del software di gestione e analisi dei dati LIDAR implementando un algoritmo in grado di rilevare automaticamente le nubi, individuandone base e top, e di caratterizzarle otticamente (spessore ottico e l'integrated backscatter).

Nell'ambito del progetto MIPAS, il processamento con ORM del database di validazione ha permesso le prime investigazioni scientifiche sui dati 'operativi' di ESA. E' stato identificato un bias nei profili di pressione e temperatura ricavati tra le 2 parti della missione principalmente dovuto all'interferenza dell'N2O5 negli intervalli spettrali selezionati nella seconda parte della missione per il retrieval di temperatura e pressione. Le prime analisi del trend del vapor d'acqua stratosferico indicano una crescita dell'ordine dell'1% annuo nel periodo 2005-2009, ma il risultato deve essere confermato da ulteriori analisi.

Per KLIMA-IASI, sono stati elaborate ed approvate le versioni definitive dei documenti preparatori "Notes on KLIMA-IASI integration on G-POD" e "Application Design for G-POD Project" ed è stato condotto a termine il lavoro di integrazione del codice sul sistema G-POD.Sono proseguite, in parallelo, le attività previste dai contratti di collaborazione stipulati da IFAC-CNR con gli enti giapponesi JAXA, MOE e NIES in risposta al "Second GOSAT Research Announcement" ("Application of KLIMA algorithm to CO2 retrieval from IASI/METOP-A observations and comparison with GOSAT/TANSO-FTS products", PI U. Cortesi; "Atmospheric corrections for fluorescence signal retrieval using GOSAT/TANSO-FTS products", PI S. Del Bianco ). Lo stato di avanzamento e i risultati preliminari ottenuti nell'ambito di queste collaborazioni sono stati presentati in occasione dei meeting IWGGMS-6 e "GOSAT 2nd RA PI Meeting".

Per il progetto PACD, risultati preliminari sono stati ottenuti per l'analisi e per la validazione delle misure dei voli del 04.11.2009 e del 10.03.2010. Un rapporto dello stato di avanzamento delle attività (PACD Project - Final Report of Phase 1 Activities, 9 September 2010) è stato consegnato ad ESA

in occasione del Progress Meeting 1 del progetto.E' stato inoltre realizzato e pubblicato il sito web del progetto PACD accessibile all'indirizzo:http://ga.ifac.cnr.it/ongoing-projects/marschals/pacd.html

Per quanto riguarda l'attività sperimentale condotta con lo spettrometro REFIR-PAD, si è conclusa l'analisi di livello 1 delle misure acquisite sia nella campagna ECOWAR/COBRA, eseguita dalla stazione CNR di Testa Grigia in marzo 2007, che nella campagna RHUBC-II eseguita in Cile ad agosto-ottobre 2009. Queste misure, eseguite per la prima volta in modo sistematico nel lontano infrarosso, hanno consentito di mettere a punto una nuova tecnica per il monitoraggio remoto del contenuto totale di acqua precipitabile in condizioni di cielo sereno e in presenza di nubi sottili.

Per il progetto TAVERN, è stata eseguita la riparazione a costo zero del laser precedentemente danneggiato presso Concordia. Tale laser rappresenterà parte di ricambio essenziale per la strumentazione LIDAR antartica di Concordia.

Per il progetto MARS EXPRESS, è stato implementato il programma per la simulazione delle misure di PFS a nadir e a lembo ed il confronto delle simulazione a nadir con il codice di trasferimento radiativo utilizzato ad INAF per l'analisi dei dati di PFS.Per la collaborazione con Dip.Fisica, Univ.Firenze, è stato implementato il programma per l'analisi di misure di riflettanza risolte in tempo, multi-lunghezza d'onda, multi-distanza e eseguita l'analisi di misure simulate su mezzi omogenei e stratificati con l'utilizzo dell'informazione a-priori.


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2010 0 3 1 12 1 10 7 3 14 0

Principali collaborazioniEPR italiane- ISAC-CNR- IMAA-CNR- INGV-Roma- PNRA - ENEA- ARPAT (Agenzia Regionale Protezione Ambientale Toscana) - Firenze- ARPAV (Agenzia Regionale Protezione Ambientale Veneto) - Centro valanghe di Arabba - INAF

EPR straniere- ESTEC-ESA- ESRIN-ESA- Deutsches Zentrum fuer Luft– und Raumfahrt - DLR (Germania)- Istituto de Astrofisica de Andalucia - IAA-CSIC (Spagna)- Forschungszentrum Karlsruhe – Institut fur Meteorologie und Klimaforschung-IMK (Germania)- Laboratoire de Physique Moléculaire pour l'Atmosphère et l'Astrophysique - LPMAA, (Francia)- Data Assimilation Research Centre - Readings (UK)- IUP - Institute for Environmental Physics, (Germania)- KNMI - Koninklijk Nederlands Meteorologisch Instituut (Germania)- ARM - Atmospheric Radiation Measurement program, Department of Energy (USA)- Japan Aerospace Exploration Agency – JAXA (Giappone)- Ministry of the Environment - MOE (Giappone)- National Institute for the Enveronmental Studies – NIES (Giappone)

Università

- Università di Firenze - Dipartimento di Fisica- Università di Pisa, Dipartimento di Ingegneria della Informazione: Elettronica, Informatica Telecomunicazioni- Università di Bologna, Dipartimento di Fisica e Dipartimento di Chimica Fisica e Inorganica- Università della Basilicata, Dipartimento di Ingegneria e Fisica dell'Ambiente- Department of Physics, University of Oxford (UK)- University of Leicester (UK)- University of Leeds (UK)- Department of Physical Sciences, University of Helsinki (Fi)- Obervatoire de l'Université Bordeaux CNRS/INSU (France)- University of Bremen, (Germania)- Università Wisconsin-Madison (USA)

Nuove collaborazioni- Clough Radiation Associates, LLC (USA) per la presentazione della proposta ESA FORUM- INO-CNR, Firenze, per le attività di CTOTUS- SELEX - Galileo, (Campi Bisenzio) per le attività di CTOTUS- European Laboratory for Non-linear Spectroscopy - LENS, (Firenze) per le attività di CTOTUS- Flyby Srl, (Livorno) per le attività di CTOTUS- Collaborazione con TA.P06.016.001 (Sviluppo di tecnologie per la generazione, il trattamento e l'interpretazione di immagini e dati telerilevati della superficie terrestre) alle attività dello workpackage WP-500 (Performance Analysis of Retrieval Algorithm) del progetto "Development of snow retrieval algorithms for CoreH2O" finanziato dall'Agenzia Spaziale Europea (contratto ESA-ESTEC 22830/09/NL/JC)




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Telerilevamento a microonde con sensori attivi e passivi





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Telerilevamento a microonde con sensori attivi e passivi





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Nuovo metodo non distruttivo per il controllo della qualita di alimenti mediante spettroscopia di fluorescenza.

Responsabile: AGATI GIOVANNI

Risultati conseguiti Validazione del sensore a fluorescenza Multiplex per il monitoraggio della maturazione dell'uva da vino direttamente in campo.L'attività svolta ha prodotto una pubblicazione sull'Australian Journal of Grape and Wine Research, in stampa nel 2011, su misure effettuate sulla varietà Aleatico.Numerosi contributi sull'argomento sono stati presentati ai congressi: 25th International Conference on Polyphenols, Montpellier agosto 2010; 28th International Horticultural Congress, Lisboa, agosto 2010; MACROWINE 2010 Torino giugno 2010; e CONAVI 2010 San Michele all'Adige luglio 2010.Determinazione di indici di qualità della frutta con sensore a fluorescenza Multiplex su mele e kiwi. L'attività sulle mele è stata svolta in Pelotas, RS, Brasile nell'ambito di un Progetto gestito dall'Università di Pisa.Il lavoro sul kiwi è stato presentato al 7th International Symposium on Kiwifruit, Faenza settembre 2010.


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Fluorescenza ad alta risoluzione nelle bande di Fraunhofer per il monitoraggio della fotosintesi clorofilliana

Responsabile: MAZZONI MARINA

Risultati conseguiti Elaborazione di un algoritmo di inversione della fluorescenza della clorofilla da simulazioni di trasmissione atmosferica in grado di supportare diverse tipologie di vegetazione, differenti risoluzioni spaziali e spettrali, diverse condizioni del suolo e climatiche. Tale algoritmo si è dimostrato particolarmente utile per applicazioni dallo spazio in quanto non richiede una calibrazione aggiuntiva dello strumento.


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2010 0 1 0 3 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniProf.Dr.Ing. Wouter Verhoef della facolta' di Geo-Information Science and Earth Observation (ITC) NL.




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Esperienze e Modelli interpretativi di processi superluminali

Responsabile: RANFAGNI ANEDIO

Risultati conseguiti Nell'ambito di questo progetto, finanziato a partire dal 2008, sono stati svolti studi, sia teorici che sperimentali, nel campo delle microonde con particolare riferimento agli aspetti di superluminalita' in esperienze di propagazione. Un altro argomento trattato e' stato quello del tunnling quantistico macroscopico che, in qualche misura, puo' essere messo in relazione col primo dato che aspetti di superluminalita' possono essere evidenziati anche nei processi di tunneling. Relativamente agli aspetti puramente superluminali sono da menzionare alcuni lavorirelativi alla propagazione elettromagnetica con diversi set-up sperimentali.Al secondo tema, quello del tunneling quantistico macroscopico, e' dedicato un lavoro che ha per oggetto la valutazione degli effetti dissipativi nelle giunzioni Josephson. A questo scopo, si prevede di riattivare la strumentazione impiegante un criostato a 10 mK.


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Principali risorse strumentali utilizzateStrumentazione per esperienze a microonde a circa 10 GHz.Criogeneratori per basse e bassisime temperature.

Nuovi promettenti mezzi attivi drogati ad Ytterbio per laser tunabili nel vicino infrarosso


Risultati conseguiti Durante il 2010 si è ottenuta una uscita laser con i materiali ceramici sviluppati presso l'ISTEC-CNR di Faenza. Questi mezzi attivi seppur ancora non all'altezza dei corrispettivi giapponesi hanno tuttavia fornito indizi di notevole miglioramento facendoci sperare di poter colmare nel futuro il divario industriale che li separa dai migliori in commercio


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2010 0 7 0 0 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniLe principali collaborazioni sono state ovviamente con l'ISTEC-CNR di Faenza per quanto riguarda la produzione di prototipi di materiali ceramici drogati ad Ytterbio.Inoltre si è instaurata una collaborazione con l'istituto universitario LPCML - Laboratoire de Physico

Chimie des Matériaux Luminescents Université de Lyon, Université Claude Bernard Lyon1 nella persona del prof Georges Boulon che ha dato un contributo significativo alla comprensione dei possibili difetti che limitano le performances dei materiali ceramici sviluppati a Faenza fornendoci così dei possibili indirizzi di miglioramento.E' durante l'anno proseguita la collaborazione con l'ETH di Zurigo nella persona della prof.ssa Ursula Keller nell'ambito di una collaborazione sugli effetti non lineari nei mezzi attivi drogati ad Ytterbio per il raggiungimento del regime mode-locking passivo.




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1 G. Toci, R. Pini - METODO PER L'INDIVIDUAZIONE DI DIFETTOSITÀ NEL PROCESSO DI SALDATURA LASER CONTINUA DI PARTI METALLICHE

2 F.Baldini, C. Trono - Sonda a fibra ottica e sensore di misura utilizzante detta sonda

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1 V.V. Meriakri, R. Olmi, I.P. Nikitin, E.E. Chigryai, N.A. Fedoseev - A Method for Determination of Alcohol Content in Dielectric Liquids by a Longitudinal-Slot Waveguide - JOURNAL OF INFRARED MILLIMETER AND TERAHERTZ WAVES, Vol. 31, Pagg. 608-613

2 A. Pirri, D. Alderighi, G. Toci, M. Vannini - A ceramic based Yb3+:YAG - LASER PHYSICS, Vol. 20, Pagg. -

3 O. Adriani, G. C. Barbarino, G. A. Bazilevskaya, R. Bellotti, M. Boezio, E. A. Bogomolov, L. Bonechi, M. Bongi, V. Bonvicini, S. Borisov, S. Bottai, A. Bruno, F. Cafagna, D. Campana, R. Carbone, P. Carlson, M. Casolino, G. Castellini, et al. - A statistical procedure for the identification of positrons in the PAMELA experiment - ASTROPARTICLE PHYSICS, Vol. 34, Pagg. 1-11

4 Esposito G , Rossi F, Puca A , Albanese A, Sabatino G, Matteini P , Lofrese G , Maira G, Pini R - AN EXPERIMENTAL STUDY ON MINIMALLY OCCLUSIVE LASER-ASSISTED VASCULAR ANASTOMOSIS IN BYPASS SURGERY: THE IMPORTANCE OF TEMPERATURE MONITORING DURING LASER WELDING PROCEDURES - JOURNAL OF BIOLOGICAL REGULATORS AND HOMEOSTATIC AGENTS, Vol. 24, Pagg. 307-315

5 A. Bulletti, G. Borgioli, M. Calzolai, L. Capineri, M. Mazzoni - Acoustoseismic method for buried-object detection by means of surface-acceleration measurements and audio facilities - IEEE TRANSACTIONS ON GEOSCIENCE AND REMOTE SENSING, Vol. 48, Pagg. 3134-3138

6 Salvatore Siano, Renzo Salimbeni - Advances in Laser Cleaning of Artworks and Objects of Historical Interest: The Optimized Pulse Duration Approach - ACCOUNTS OF CHEMICAL RESEARCH, Vol. 43-6, Pagg. 739-750

7 S. Bottai, G. Castellini, P. Papini, G. Sguazzoni, E. Vannuccini, O. Adriani, L. Bonechi, M. Bongi, R. DʼAlessandro, S. Ricciarini, G. Sorichetti, P. Sona, P. Spillantini and A. Viciani - An innovative approach to compact calorimetry in space, NEUCAL - NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION A-ACCELERATORS SPECTROMETERS DETECTORS AND ASSOCIATED EQUIPMENT, Vol. 617, Pagg. 464-466

8 Vitiello MS, Scamarcio G - Anisotropic heat propagation velocity in quantum cascade lasers - APPLIED PHYSICS LETTERS, Vol. 96, Pagg. -

9 M. Bongi, O. Adriani, L. Bonechi, G. Castellini, R. D'Alessandro, et al. - Astroparticle physics at LHC: The LHCf experiment ready for data taking - NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION A-ACCELERATORS SPECTROMETERS DETECTORS AND ASSOCIATED EQUIPMENT, Vol. 612, Pagg. 451-455

10 D. Alderighi, A. Pirri, G. Toci, M. Vannini, L. Esposito, A. L. Costa, A. Piancastelli, M. Serantoni - Characterization of Yb:YAG ceramics as laser media - OPTICAL MATERIALS, Vol. 33, Pagg. 205-2010

11 D.Alderighi, A.Pirri, G.Toci, M.Vannini, L.Esposito, A.Costa, M.Serantoni, A.Piancastelli - Characterization of Yb:YAG ceramics as laser media - OPTICAL MATERIALS, Vol. 33, Pagg. 205-210

12 F. Grazzi, L. Bartoli, S. Siano, M. Zoppi - Characterization of copper alloys of archaeometallurgical interest using neutron diffraction: a systematic calibration study - ANALYTICAL AND BIOANALYTICAL CHEMISTRY, Vol. 397, Pagg. 2501-

13 Paolo Matteini, Fulvio Ratto, Francesca Rossi, Sonia Centi, Luigi Dei, Roberto Pini - Chitosan films doped with gold nanorods as laser-activatable hybrid bioadhesives - ADVANCED MATERIALS, Vol. 22, Pagg. 4313-4316

14 L.. Mescia, F. Prudenzano, M. De Sario, T. Palmisano, M. Ferrari, G.C: Righini - Design of Rare-Earth-Doped Microspheres - IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, Vol. 22, Pagg. 422-424

15 I. Cacciari, P. Moretti and A. Ranfagni - Dissipation and traversal-time in Josephson junctions - PHYSICAL REVIEW B, Vol. 81, Pagg. -

16 Desotgiu, F. Bussotti, F. Faoro, M. Iriti, G. Agati, R. Marzuoli, G. Gerosa, C. Tani - Early events in Populus hybrid and Fagus sylvatica leaves exposed to ozone - THESCIENTIFICWORLDJOURNAL, Vol. 10, Pagg. 512-527

17 A. Pirri, G. Toci, D. Alderighi, and M. Vannini - Effects of the excitation density on the laser output of two differently doped Yb:YAG ceramics - OPTICS EXPRESS, Vol. 18, Pagg. -

18 S. Paloscia, P. Pampaloni, S. Pettinato, E. Santi - Generation of soil moisture maps from ENVISAT/ASAR images in mountainous areas: a case study - IEEE TRANSACTIONS ON GEOSCIENCE AND REMOTE SENSING, Vol. 31, Pagg. 2265-2276

19 Scamarcio G, Vitiello MS - Heat transport in terahertz quantum cascade lasers - OPTICAL ENGINEERING, Vol. 49, Pagg. -

20 1. M. Mazzoni, P. Falorni, W.Verhoef - High resolution methods for fluorecence retrieval from space - OPTICS EXPRESS, Vol. 18, Pagg. 15649-15663

21 Ceccherini S., U. Cortesi, S. Del Bianco, P. Raspollini, and B. Carli - IASI-METOP and MIPAS-ENVISAT data fusion - ATMOSPHERIC CHEMISTRY AND PHYSICS, Vol. 10, Pagg. 4689-4698

22 Iotti RC , Rossi F , Vitiello MS , Scamarcio G, Mahler L, Tredicucci A - Impact of nonequilibrium phonons on the electron dynamics in terahertz quantum cascade lasers - APPLIED PHYSICS LETTERS, Vol. 97, Pagg. -

23 Matteini P , Ratto F , Rossi F , Rossi G, Esposito G, Puca A, Albanese A, Maira G , Pini R - In vivo carotid artery closure by laser activation of hyaluronan-embedded gold nanorods - JOURNAL OF BIOMEDICAL OPTICS, Vol. 15, Pagg. 041508-

24 T. Van Tran, S. Turrell, M. Eddafi, B. Capoen, M. Bouazaoui, P. Roussel, S. Berneschi, G. Righini, M. Ferrari, S.N.B. Bhaktha, O. Cristini, C. Kinowski - Investigations of the effects of the growth of SnO2 nanoparticles on the structural properties of glass–ceramic planar waveguides using Raman and FTIR spectroscopies - JOURNAL OF MOLECULAR STRUCTURE, Vol. 976, Pagg. 314-319

25 M B Sai Prasad and S. Siano - Laser yellowing - PRAMANA-JOURNAL OF PHYSICS, Vol. 75, Pagg. 1249-1252

26 F. Baldini - Microdialysis-based sensing in clinical applications - ANALYTICAL AND BIOANALYTICAL CHEMISTRY, Vol. 397, Pagg. 909-916

27 Della Vecchia A., Ferrazzoli P., Guerriero L., Rahmoune R., Paloscia S., Pettinato S., Santi E - Modeling the Multifrequency Emission of Broadleaf Forests and Their Components - IEEE TRANSACTIONS ON GEOSCIENCE AND REMOTE SENSING, Vol. 48, Pagg. 260-272

28 G. Agati, M. Tattini - Multiple functional roles of flavonoids in photoprotection - NEW PHYTOLOGIST, Vol. 186, Pagg. 786-793

29 F. Grazzi, L. Bartoli, F. Civita, A. M. Paradowska - Non Destructive Characterization of Phase Distribution and Residual Strain/Stress Map - MATERIALS SCIENCE FORUM, Vol. 652, Pagg. 167-173

30 V. Di Tullio, N. Proietti, M. Gobbino, D. Capitani, R. Olmi, S. Priori, C. Riminesi, E. Giani - Non-destructive mapping of dampness and salts in degraded wall paintings in hypogeous buildings: the case of St. Clement at mass fresco in St. Clement Basilica, Rome - ANALYTICAL AND BIOANALYTICAL CHEMISTRY, Vol. 396, Pagg. 1885-1896

31 O. Adriani, G. C. Barbarino, G. A. Bazilevskaya, R. Bellotti, M. Boezio, E. A. Bogomolov, L. Bonechi, M. Bongi, V. Bonvicini, S. Borisov, S. Bottai, A. Bruno, F. Cafagna, D. Campana, R. Carbone, P. Carlson, M. Casolino, G. Castellini, et al. - PAMELA Results on the Cosmic-Ray Antiproton Flux from 60 MeV to 180 GeV in Kinetic Energy - PHYSICAL REVIEW LETTERS, Vol. 105, Pagg. -

32 A. Pirri, E. Sali, C. Corsi, M. Bellini, S. Cavalieri, R. Eramo - Perspectives of Ramsey schemes based on high-order harmonics for high-resolution XUV spectroscopy - LASER PHYSICS, Vol. 20, Pagg. -

33 D. Mugnai, A. Ranfagni - Propagation inpedance of surface waves - JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, Vol. 107, Pagg. 861031-861033

34 A. Ranfagni, D. Mugnai - Pulse delay in wave propagation with composed pupils - JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, Vol. 108, Pagg. 861111-861113

35 R.A. Vázquez-Sánchez, E.A. Kuzin, C.M. García-Lara, M. May-Alarcón, J.L. Camas-Anzueto, Giancarlo C. Righini - Radio-frequency interrogation of a fiber Bragg grating sensor in the configuration of a fiber laser with external cavities - OPTIK, Vol. 121, Pagg. 2040-2043

36 A. Barducci, D. Guzzi, C .Lastri, P. Marcoionni, V. Nardino, I. Pippi - Radiometric and Signal-to-Noise Ratio Properties of Multiplex Dispersive Spectrometry - APPLIED OPTICS, Vol. 49/28, Pagg. 5366-5373

37 M. G. Donato, M. Gagliardi, L. Sirleto, G. Messina, A. A. Lipovskii, D. K. Tagantsev, and G. C. Righini - Raman optical amplification properties of sodium–niobium–phosphate glasses - APPLIED PHYSICS LETTERS, Vol. 97, Pagg. 231111-

38 I. Liontos, S. Cavalieri, C. Corsi, R. Eramo, S. Kaziannis, A. Pirri, E. Sali and M. Bellini - Ramsey spectroscopy of bound states with extreme ultraviolet laser harmonics - OPTICS LETTERS, Vol. 35, Pagg. -

39 S. Berneschi, S. Soria, G.C. Righini, G. Alombert-Goget, A. Chiappini, A. Chiasera, Y. Jestin, M. Ferrari, S. Guddala, E. Moser, S.N.B. Bhaktha, B. Boulard, C. Duverger Arfuso, S. TurrelL - Rare-earth-activated glass–ceramic waveguides - OPTICAL MATERIALS, Vol. 32, Pagg. 1644-1647

40 Aguilar M, Alcaraz J, Allaby J, G. Castellini, et al. - Relative composition and energy spectra of light nuclei in cosmic rays: results from AMS-01 - ASTROPHYSICAL JOURNAL, Vol. 724, Pagg. 329-340

41 Ceccherini S., B. Carli, U. Cortesi, S. Del Bianco, and P. Raspollini - Retrieval of the vertical column of an atmospheric constituent from data fusion of remote sensing measurements - JOURNAL OF QUANTITATIVE SPECTROSCOPY & RADIATIVE TRANSFER, Vol. 111, Pagg. 507-514

42 M.Brogioni, S.Pettinato, G.Macelloni, S.Paloscia, P.Pampaloni, N.Pierdicca and F.Ticconi - Sensitivity of Bistatic Scattering to Soil Moisture and Surface Roughness of Bare Soils - INTERNATIONAL JOURNAL OF REMOTE SENSING, Vol. 31-15, Pagg. 4227-4255

43 Ratto F, Matteini P, Rossi F, Pini R - Size and shape control in the overgrowth of gold nanorods - JOURNAL OF NANOPARTICLE RESEARCH, Vol. 12, Pagg. 2029-2036

44 E. Lubian, F. Baldini, A. Giannetti, C. Trono, T. Carofiglio - Solid-supported Zn(II) porphyrin tweezers as optical sensors for diamines - CHEMICAL COMMUNICATIONS, Vol. 46, Pagg. 3678-3680

45 A. Chiasera, Y. Dumeige, P. Féron, M. Ferrari, Y. Jestin, G. Nunzi Conti, S. Pelli, S. Soria, G.C. Righini - Spherical whispering-gallery-mode microresonators - LASER & PHOTONICS REVIEWS, Vol. 4, Pagg. 457-482

46 Raffaella Mercatelli, Silvia Soria, Giuseppe Molesini, Federica Bianco, Giancarlo Righini, Franco Quercioli - Supercontinuum source tuned by an on-axis monochromator for fluorescence lifetime imaging - OPTICS EXPRESS, Vol. 18, Pagg. 20505-20511

47 G. Alombert-Goget, C. Armellini, S. Berneschi, A. Chiappini, A. Chiasera, M. Ferrari, S. Guddala, E. Moser, S. Pelli, D.N. Rao, G.C. Righini - Tb3+/Yb3+ co-activated Silica-Hafnia glass ceramic waveguides - OPTICAL MATERIALS, Vol. 33, Pagg. 227-230

48 Ceccherini S. and M. Ridolfi - Technical Note: Variance-covariance matrix and averaging kernels for the Levenberg-Marquardt solution of the retrieval of atmospheric vertical profiles - ATMOSPHERIC CHEMISTRY AND PHYSICS, Vol. 10, Pagg. 3131-3139

49 K. Fukunaga, M. Picollo - Terahertz spectroscopy applied to the analysis of artistsʼ materials - APPLIED PHYSICS A-MATERIALS SCIENCE & PROCESSING, Vol. 100, Pagg. 591-597

50 O. Adriani, L. Bonechi, M. Bongi, G. Castellini, R. Ciaranfi, R. D'Alessandro, M. Grandi, P. Papini, S. Ricciarini, A. Tricomi and A. Viciani - The construction and testing of the silicon position sensitive modules for the LHCf experiment at CERN - JOURNAL OF INSTRUMENTATION, Vol. 5, Pagg. -

51 V. Bindi, D. Casadei, G. Castellini, F. Cindolo, A. Contin, F. Giovacchini, C. Guandalini, G. Laurenti, G. Levi, M. Lolli, L. Quadrani, F. Palmonari, C. Sbarra and A. Zichichi - The scintillator detector for the fast trigger and time-of-flight (TOF) measurement of the space experiment AMS-02 - NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION A-ACCELERATORS SPECTROMETERS DETECTORS AND ASSOCIATED EQUIPMENT, Vol. 623, Pagg. 968-981

52 A.Barducci, D.Guzzi, C.Lastri, P.Marcoionni, V.Nardino, I.Pippi - Theoretical Aspects of Fourier Transform Spectrometry and Common Path Triangular Interferometers - OPTICS EXPRESS, Vol. 18/11, Pagg. 11622-11649

53 Paolo Matteini, Andrea Goti & Giovanni Agati - Theoretical conformational analysis of rutin - MONATSHEFTE FUR CHEMIE, Vol. 141, Pagg. 793-800

54 S. Van Overmeire, H. Ottevaere, A.G. Mignani, L. Ciaccheri, G. Desmet, H. Thienpont - Tolerance analysis of a micro-optical detection system for on-line monitoring of lubricant oils - JOURNAL OF MICROMECHANICS AND MICROENGINEERING, Vol. 20, Pagg. 105018-105032

55 D. Alderighi, A. Pirri, G. Toci, M. Vannini - Tunability enhancement of Yb:YLF based laser - OPTICS EXPRESS, Vol. 18, Pagg. -

56 M. Nikl, A. Vedda, G.P. Pazzi, E. Mihokova, M. Fasoli, J. Pejchal, P. Bohacek, A. Yoshikawa, G. Ren, K. Nejezchleb - Tunnelling Processes-Driven Radiative Recombination in Complex Oxide Scintillators - JOURNAL OF PHYSICS C-SOLID STATE PHYSICS, Vol. , Pagg. -

57 A.G. Mignani, L. Ciaccheri, H. Ottevaere, H. Thienpont, L. Conte, M. Marega, A. Cichelli, C. Attilio, A.Cimato - Visible and near-infrared absorption spectroscopy by an integrating sphere and optical fibers for quantifying and discriminating the adulteration of extra virgin olive oil from Tuscany - ANALYTICAL AND BIOANALYTICAL CHEMISTRY, Vol. 399, Pagg. 1315-1326

58 A. Pirri, G. Toci, D. Alderighi, M. Vannini - Yb-doped YLF and CaF2 crystal laser at room temperature - OPTICAL MATERIALS, Vol. 33, Pagg. 200-204

59 A.Pirri, G.Toci, D.Alderighi, M.Vannini - Yb-doped YLF and CaF2 crystal laser at room temperature - OPTICAL MATERIALS, Vol. 33, Pagg. 200-2004

Articoli non ISI

1 M. Billi, L. Burzagli, T. Catarci, G. Santucci, E. Bertini, F. Gabbanini, E.Palchetti - A unified methodology for the evaluation of accessibility and usability of mobile applications - UAIS, Vol. 9, Pagg. 337-356

2 C. Cucci, M. Picollo - Caratterizzazione UV-Vis-NIR di plastiche nellʼarte contemporanea: problematiche - Tutto Misure, Vol. 2, Pagg. 113-117

3 A. Andreotti, G. Cecchi, M.P. Colombini, C. Cucci, O. Cuzman, M. Galeotti, F. Gambineri, D. Lognoli, R. Olmi, L. Palombi, S. Penoni, M. Picollo, D. Pinna, V. Raimondi, M. Rizzi, P. Tiano, C. Todaro - Definizione di scenari tipici per la diagnostica di biodeteriogeni su pareti d'interesse artistico con tecnica LIF - Technical Report TDT-BioArt #1, Vol. , Pagg. -

4 A. Andreotti, G. Cecchi, M.P. Colombini, C. Cucci, O. Cuzman, C. Fornacelli, M. Galeotti, F. Gambineri, D. Lognoli, L. Palombi, M. Picollo, D. Pinna, V. Raimondi, M. Rizzi, P. Tiano - Effetti da radiazione laser a bassa fluenza su pitture murali - Technical Report TDT-BioArt #2, Vol. , Pagg. -

5 Andreuccetti D., Priori S. e Zoppetti N. - Esposizione della popolazione a sorgenti ELF con forma d'onda complessa: valutazione del campo magnetico e della densità di corrente indotta - IFAC-CNR Technical, Scientific and Research Reports (ISSN 2035-5831), Vol. 2, Pagg. -

6 S. Pieri - INQUADRAMENTO E CARATTERIZZAZIONE DELLA SPETTROSCOPIA DIELETTRICA NEL DOMINIO DEL TEMPO E DELLA FREQUENZA - Technical Report CNR-IFAC-TR-12/010, Vol. , Pagg. -

7 K. Christiansen, M. Vervat, S. Bracci, M. Realini, M. Picollo, A. Casini - Il ritratto di Maffeo Barberini. La tecnica esecutiva, il restauro, l'attribuzione a Caravaggio - Kermes, Vol. 78, Pagg. 21-31

8 Luca Menabuoni, Ivo Lenzetti, Letiza Cortesini, Annalisa Canovetti, Francesca Rossi, Paolo Matteini, Roberto Pini - La saldatura corneale laser-assistita - La Voce Aiccer, Vol. 3, Pagg. 36-39

9 Carli B., U. Cortesi and G. De Rossi - Lo studio dell'atmosfera antartica con un aereo stratosferico - Bollettino Geofisico, Vol. , Pagg. -

10 Guido Toci - Marcatura laser per tracciabilità nel settore orafo e argentiero: il progetto T2MP.net - T-Gold Yearbook 2010, Vol. 114, Pagg. 18-19

11 Bini M., Ignesti A. e Riminesi C. - Misura del campo EM emesso dal Radar Primario ATCR-33S installato presso l'Aeroporto di Firenze-Peretola - IFAC-CNR Technical, Scientific and Research Reports (ISSN 2035-5831), Vol. 2, Pagg. -

12 G. Cecchi, C. Cucci, O. Cuzman, C. Fornacelli, D. Lognoli, L. Palombi, M. Picollo, V. Raimondi, P. Tiano - Misure in fluorescenza su biodeteriogeni - Technical Report TDT-BioArt #3, Vol. , Pagg. -

13 Bini M., Ignesti A. e Riminesi C. - Misure sul Radar Meteorologico di Gattatico (Reggio Emilia) - IFAC-CNR Technical, Scientific and Research Reports (ISSN 2035-5831), Vol. 2, Pagg. -

14 Bini M., Ignesti A. e Riminesi C. - Misure sul Radar di Maccarese (Fiumicino -Roma) - IFAC-CNR Technical, Scientific and Research Reports (ISSN 2035-5831), Vol. 2, Pagg. -

15 Cosimo Fortunato, Marina Mazzoni - Monitoraggio con sensore piroelettrico del processo di saldatura laser a CO2 - Technical, Scientific and Research Report, Vol. 2, Pagg. 6510-6526

16 S. Siano, R. Salimbeni - Nuova luce sugli antichi splendori - Sapere, Vol. , Pagg. 48-5717 Andreuccetti D., Bogi A. e Zoppetti N. - Procedura di verifica del rispetto dei livelli di

riferimento dellʼinduzione magnetica in presenza di forme dʼonda complesse con frequenze fino a 100 kHz - Parte I: aspetti generali - IFAC-CNR Technical, Scientific and Research Reports (ISSN 2035-5831), Vol. 2, Pagg. -

18 Bini M., Ignesti A. e Riminesi C. - Procedura per la misura di Campi EM emessi da impianti Radar utilizzabile in campagne di Sorveglianza Fisica Ambientale - IFAC-CNR Technical, Scientific and Research Reports (ISSN 2035-5831), Vol. 2, Pagg. -


1 M. Mazzoni, P. Falorni, C. Fortunato, W.Verhoef - A HYPERSPECTRAL ALGORITHM FOR CHLOROPHYLL FLUORESCENCE AND REFLECTANCE RETRIEVAL FROM SPACE AND GROUND - 4th International Workshop on Remote Sensing of Vegetation Fluorescence, Valencia

2 V. Meriakri, I. Nikitin, R. Olmi, E. Chigrai - A Method For Determination Of Water Content In Liquids By A Longitudinal Slot Waveguide - TEMPMEKO & ISHM Symposia, Portoroz

3 GIOVANNI AGATI;GIOVANNA CECCHI;DAVID LOGNOLI;LORENZO PALOMBI;VALENTINA RAIMONDI;GUIDO TOCI - A Method for the Retrieval of PSI and PSII Photosystems Contribution to in Vivo Fluorescence Spectra - 4th Int. Ws. on Remote Sensing of Vegetation Fluorescence, Valencia, Spain

4 Rossi F, Pini R , De Siena G, Massi D, Pavone FS, Alfieri D, Cannarozzo G - A blue-LED-based device for selective photocoagulation of superficial abrasions: theoretical modeling and in vivo validation - PHOTONIC THERAPEUTICS AND DIAGNOSTICS VI, San Francisco (CA, USA)

5 M.Mazzoni, P. Falorni, W. Verhoef - A hyperspectral multispectral algorithm for fluorescence and reflectance retrieval from space - ESA Living Planet Symposium 28. June – 02 July, Bergen, Norway

6 M. Mazzoni, P. Falorni, W.Verhoef - A multispectral/hyperspectral algorithm for chlorophyll fluorescence retrieval from space - International Symposium on Optronics in Defense and Security, Paris

7 M. Picollo, C. Cucci, K. Fukunaga, M. Mizuno, K. Yamamoto, H. Sotobayashi - A new artistsʼ materials spectroscopic archive in the THz region - IEEE IRMMW-THz 2010 35th International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves, Roma

8 F.Baldini, L.Bolzoni, A.Giannetti, G.Porro, C.Trono - A portable instrument for the optical interrogation of a novel biochip - Proc. SPIE 7653, Fourth European Workshop on Optical Fibre Sensors, Porto, Portugal

9 Aiazzi B., Alparone L., Baronti S., Garzelli A., Selva M. - A theoretical evaluation of aliasing and misregistration effects on pansharpening methods - SPIE Remote Sensing 2010, Tolosa, Francia

10 A. Barducci, D. Guzzi, C. Lastri, P. Marcoionni, V. Nardino, I. Pippi - Advanced imaging interferometers and spectrometers: new perspectives in earth observation, - Hyperspectral Workshop 2010 from CHRIS/Proba to PRISMA & EnMAP and beyond, Frascati - Italia

11 Del Guasta M., Francesco Castagnoli, Vito Vitale - An Automated LIDAR for the Monitoring of Tropospheric Clouds and Aerosols at Concordia Station (ANTARCTICA) - 25th International Laser Radar Conference (ILRC), St. Petersburg, Russia

12 K. Fukunaga, I. Hosako, M. Picollo, Y. Kohdzuma - Application of THz sensing to analysis of works of art for conservation - 2010 IEEE International Topical Meeting on Microwave Photonics, Montreal (Canada)

13 Santurri L., Carlà R., Fiorucci F., Aiazzi B., Baronti S., Cardinali M., Mondini A. - Assessment of very high resolution satellite data fusion techniques for landslide recognition - VII ISPRS Technical Commission Symposium, Vienna, Austria

14 M. Aceto, A. Agostino, M. Picollo, M. Bacci, S. Castronovo - Autenticazione di opere di oreficeria limosina mediante analisi FORS e analisi multivariata - Riflessioni e trasparenze diagnosi e conservazione di opere e manufatti vetrosi dellʼAssociazione Italiana di Archeometria, Ravenna (Italy)

15 Matteini P, Ratto F, Rossi F, Pini R - Biofilms of chitosan-gold nanorods as a novel composite for the laser welding of biological tissue - Conference on Nanoscale Imaging, Sensing, and Actuation for Biomedical Applications VII, San Francisco (CA, USA)

16 A. Barducci, D. Guzzi, C. Lastri, V. Nardino, I. Pippi, F. Magnani, M. Pieri, F. Maselli - CHRIS/PROBA-1 Acquisitions on San Rossore test site for the ESA SEN3EXP campaign - Hyperspectral Workshop 2010 from CHRIS/Proba to PRISMA & EnMAP and beyond, Frascati - Italia

17 Cortesi U., S. Del Bianco, M. Gai, and B. Carli - Carbon Dioxide Retrieval from IASI Measurements using the KLIMA Inversion Algorithm - ESA Living Planet Symposium, ESA SP-686, Bergen, Norway

18 I. Bányász, S. Berneschi, T. Lohner, M. Fried, P. Petrik, N. Q. Khanh, Z. Zolnai, A. Watterich, M. Bettinelli, M. Brenci, G. Nunzi Conti, S. Pelli, G. C. Righini, A. Speghini - Characterisation of slab waveguides, fabricated in CaF2 and Er-doped tungsten-tellurite glass by MeV energy N+ ion implantation, using spectroscopic ellipsometry and m-line spectroscopy - ,

19 L.G. Angelini, S. Tozzi, S. Bracci, F. Quercioli, B. Radicati, M. Picollo - Cheracterization of traditional dyes of the Mediterranean area by non-invasive UV-Vis-NIR reflectance spectroscopy - Conservation and the Eastern Mediterranean Proceedings of the IIC Istanbul Congress, Istanbul (Turkey)

20 Ceccherini S.and M. Ridolfi - Covariance Matrix and Averaging Kernels for the Levenberg-Marquardt Solution of the Retrieval of Atmospheric Profiles - ESA Living Planet Symposium, ESA SP-686, Bergen, Norway

21 Ceccherini S., U. Cortesi, S. Del Bianco, P. Raspollini, and B. Carli - Data Fusion of Vertical Profiles of an Atmospheric Constituent Retrieved from Remote Sensing Measurements - ESA Living Planet Symposium, ESA SP-686, Bergen, Norway

22 L.Burzagli - Design for All in ICT per il turismo: la nuova prospettiva operativa - IX Congresso Nazionale Ergonomia: valore sociale e sostenibilità, Roma

23 V. Nardino, D. Guzzi, I. Pippi - Developing of the ALISEO Sagnac interferometer optical configuration - 2010 IEEE Gold Remote Sensing Conference, Livorno - Italia

24 A.G. Mignani, L. Ciaccheri, H. Ottevaere, H. Thienpont, L. Conte, M. Marega, A. Cichelli, C. Attilio, A. Cimato - Diffuse-light absorption spectroscopy and chemometrics for discrimination and quantification of extra virgin olive oil adulterants - IEEE Sensors Conference 2010, Waikoloa, Hawaii

25 A.G. Mignani, L. Ciaccheri, H. Ottevaere, H. Thienpont, L. Conte, M. Marega, A. Cichelli, C. Attilio, A. Cimato - Diffuse-light absorption spectroscopy by fiber optics for detecting and quantifying the adulteration of extra virgin olive oil - IV European Workshop on Optical Fiber Sensors, Porto, Portugal

26 A.G. Mignani, L. Ciaccheri, I. Cacciari, H. Ottevaere, H. Thiempont, O. Parriaux, M. Johnson - Diffuse-light absorption spectroscopy by means of a fiber optic supercontinuum source – an innovative technique – - AISEM 2009, Pavia, Italia

27 A. Pirri, D. Alderighi, G. Toci, M. Vannini, M. Nikt, H. Sato, M. Tonelli - Diode-Pumped Yb3+:YLF and Yb3+:CaF2 Laser Performance - ,

28 A. Barducci, D. Guzzi, C. Lastri, V. Nardino, I. Pippi, F. Magnani, M. Pieri - ESA Sen3Exp campaign: San Rossore coastal zone monitoring by CHRIS/Proba-1” - ESA Living Planet Symposium 2010, Bergen - Norvegia

29 Raspollini P., B. Carli , S. Ceccherini, G. Forzieri, L. Sgheri, M. Ridolfi , M. Carlotti, B. E. Papandrea, E. Arnone, M. Dinelli, E. Castelli, J. Remedios, H. Sembhi, A. Dudhia, M. L. Puertas, B. Funke, J. M. Flaud, T. von Clarmann, M. Hoepfner, ecc. - Eight years of MIPAS measurements - ESA Living Planet Symposium, ESA SP-686, Bergen, Norway

30 L. Tuccio, E. Fierini, D. Remorini, P. Tonutti, G. Scalabrelli, P. Pangrazzi, M. Varner, P. Pinelli, G. Agati - Evaluation of winegrape anthocyanins in the vineyard using a portable fluorimetric sensor: seasonal and water regime effects - Third International Symposium Macrowine 2010 on macromolecules and secondary metabolites of grapevine and wines, Torino

31 R.Olmi, M.Bini, A.Ignesti, S.Priori, C.Riminesi - Evanescent-Field Microwave Applicators for the Treatment of Biodeteriogens on Stone Materials of Archaelogical Interest - XVIII RiNEM2010, Benevento

32 K. Yamamoto, K. Fukunaga, M. Mizuno, I. Hosako, M. Picollo, H. Sotobayashi - Examination of pigments by using FT-THz - 35th International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz Waves IRMMW-THz, Roma (Italy)

33 Mauro Bacci - Exploitation of the whole electromagnetic spectrum in art conservation studies - International Conference on Infrared, Millimiter, and Terahertz Waves, Rome - Italy

34 A. Chiappini, S. Guddala, C. Armellini, S. Berneschi, I. Cacciari, C. Duverger-Arfuso, M. Ferrari, G.C. Righini - Fabrication and Characterization of colloidal crystals infiltrated with metallic nanoparticles - ,

35 G. Alombert Goget, C. Armellini, A. Chiappini, A. Chiasera, M. Ferrari, S. Berneschi, M. Brenci, S. Pelli, G.C. Righini, M. Bregoli, A. Maglione, G. Pucker, G. Speranza - Frequency converter layers based on terbium and ytterbium activated HfO2 glass-ceramics - ,

36 S. Guddala, G. Alombert-Goget, C. Armellini, A. Chiappini, A. Chiasera, M. Ferrari, M. Mazzola, S. Berneschi, G.C. Righini, E. Moser, B. Boulard, C. Duverger Arfuso, S.N.B. Bhaktha, S. Turrell, D. Narayana Rao, G. Speranza - Glass-ceramic waveguides: Fabrication and properties - ,

37 S.Berneschi, S.N.B. Bhaktha, A. Chiappini, A. Chiasera, M. Ferrari, C. Kinowski, S. Turrell, C. Trono, M. Brenci, I. Cacciari, G. Nunzi Conti, S. Pelli, G. C. Righini - Highly photorefractive Eu3+ activated sol-gel SiO2 – SnO2 thin film waveguides - ,

38 Garzelli A., Aiazzi B., Baronti S., Selva M., Alparone L. - Hyperspectral image fusion - ESA Hyperspectral Workshop 2010, from CHRIS/Proba to PRISMA & EnMAP and beyond, Frascati (RM)

39 Aiazzi B., Alparone L., Baronti S., Butera F., Capobianco L., Charantini L., Selva M. - Hyperspectral noise modelling and estimation - ESA Hyperspectral Workshop 2010, from CHRIS/Proba to PRISMA & EnMAP and beyond, Frascati (RM)

40 Garzelli A., Capobianco L., Alparone L., Aiazzi B., Baronti S., Selva M. - Hyperspectral pansharpening based on modulation of pixel spectra - IEEE WHISPERS 2010, Reykjavik, Islanda

41 Baglioni A., M. Del Guasta - Image processing for automatic cloud detection from lidar data - 25th International Laser Radar Conference (ILRC), St. Petersburg, Russia

42 Pini R , Ratto F, Matteini P , Centi S , Rossi F - In vitro and in vivo studies on laser-activated gold nanorods for applications in photothermal therapies - Conference on Biophotonics - Photonic Solutions for Better Health Care II, Brussels, BELGIUM

43 V. Jary, M. Nikl, G. Ren, P. Horodysky, G. P. Pazzi, R. Kucerkova - Influence of yttrium content on the CeLu1 and CeLu2 luminescence characteristics in (Lu1-xYx)2SiO5:Ce single crystals. - 7th European-Israeli Workshop on “Materials for and by Optics”, Claude-Bernard-Lyon 1 Universi

44 Rossi F, Matteini P, Pini R, Menabuoni L , Lenzetti I - Long term observation of low power diode laser welding after penetrating keratoplasty in human patients - OPHTHALMIC TECHNOLOGIES XX, San Francisco (CA, USA)

45 Andrea Chiappini, Cristina Armellini, Lorenzo Battisti, Matteo Benedetti, Massimo Brenci, Ilaria Cacciari, Maurizio Ferrari, Matteo Pozzi, Giancarlo C. Righini, Daniele Zonta - Mechanocromic photonic crystals as strain sensors - ,

46 Bini M., Ignesti A., Olmi R., Andreuccetti D., Riminesi C. - Methods for measuring the EM field emitted by an ATCR-33S Radar - XVIII Riunione Nazionale di Elettromagnetismo, Benevento

47 M. Picollo, C.Cucci, S. Bracci, D. Magrini - Misure di colore con strumentazione portatile a fibre ottiche : studio di alcune variabili - Colore e colorimetria: contributi multidisciplinari Vol.VI – Atti della VI Conferenza Nazionale del Gruppo del Colore, Lecce

48 G. Ghini, G.L. Puleo, C. Trono, A. Giannetti, L. Luconi, C. Bianchini, G. Giambastiani, F. Baldini - Modified multi-walled carbon nanotubes potentially suitable for intracellular pH measurements - Proc.SPIE 7574, Nanoscale Imaging, Sensing, and Actuation for Biomedical Applications VII, San Francisco

49 A. Cisi, G. Pasquettaz, M. Lai, G.Toci, M. Mazzoni, A. Bulletti, R. Pini - Monitoring of CO2 laser welding of metal sheets - Fotonica 2010 - 12° Convegno Nazionale delle Tecnologie Fotoniche, Pisa

50 Miriam Serena Vitiello, Gaetano Scamarcio, Rita Claudia Iotti, Fausto Rossi, Lukas Mahler, Alessandro Tredicucci - Non-equilibrium LO and TO phonon generation by electron transport in Terahertz quantum cascade lasers - Proceeding of the International Conference on lasers and Electro Optics, 2010,

51 Aiazzi B., Alparone L., Baronti S. - On-board DPCM compression of hyperspectral data - ESA OBPDC 2010, Tolosa. Francia

52 Andrea Chiappini, Guillaume Alombert-Goget, Cristina Armellini, Simone Berneschi, Brigitte Boulard, Massimo Brenci, Ilaria Cacciari, Claire Duverger-Arfuso, Sriram Guddala, Maurizio Ferrari, Enrico Moser, D. Narayana Rao, Giancarlo C. Righini - Opal-type photonic crystals: fabrication and application - ,

53 A. Barducci, , D. Guzzi, C. Lastri, V. Nardino, I. Pippi - Optical design constrains in triangular sagnac imaging interferometers for earth observation - ICSO 2010, Rodi (Grecia)

54 A.G. Mignani, L. Ciaccheri, A.A. Mencaglia - Optical spectroscopy for food and beverages control - Photonics 2010: X International Conference on Fiber Optics and Photonics, Guwahati, India

55 Carli B., S. Ceccherini and P. Raspollini - Optimal Representation of Level 2 Products of Atmospheric Measurements, in View of Subsequent Applications - ESA Living Planet Symposium, ESA SP-686, Bergen, Norway

56 G. Agati, E. Fierini, P. Pinelli, A. Romani - Optimization of non-invasive optical methods for quality control of wine grapes - XXVth International Conference on Polyphenols, Montpellier

57 S. Soria, F. Baldini, S. Berneschi, M. Brenci, F. Cosi, A. Giannetti, G. Nunzi Conti, S. Pelli, G.C. Righini, B. Tiribilli - Polymer-functionalised microspheres for immunosensing applications - ,

58 S. Siano, J. Agresti - Pulitura laser di beni culturali: principi di ottimizzazione di processo - Fotonica 2010, Pisa

59 Matteini P, Rossi F , Ratto F , Cicchi R, Kapsokalyvas D, Pavone FS, Pini R - Quantitative analysis of thermally-induced alterations of corneal stroma by second-harmonic generation imaging - Conference on Opthalmic Technologies XX, San Francisco (CA, USA)

60 A. Pirri, E. Sali, C. Corsi, M. Bellini, S. Cavalieri, R. Eramo - Ramsey-type spectroscopy in the XUV spectral region - ,

61 S. Berneschi, G. Alombert-Goget, C. Armellini, B.N.S. Bhaktha, M. Brenci, A. Chiappini, A. Chiasera, M. Ferrari, S. Guddala, E. Moser, G. Nunzi Conti, S. Pelli, G.C. Righini - Rare-earth-doped silicate glass-ceramic thin films for integrated optical devices - ,

62 Aiazzi B., Alparone L., Baronti S., Garzelli A. - Recent achievements in lossless compression of hyperspectral data - SPIE Optics and Photonics 2010, San Diego, CA

63 Del Guasta M., Alessio Baglioni, Paolo Cristofanelli, Angela Marinoni, Paolo Bonasoni - Saharan dust backscatter as measured by LIDAR and calculated from in-situ aerosol size distributions - 25th International Laser Radar Conference (ILRC), St. Petersburg, Russia

64 L. Boselli, A.Casini, C. Cucci, M. Picollo, M. Poggesi, L. Stefani - Scanner iperspettrale ad alta risoluzione spaziale: casi di studio e applicazioni su superfici dipinte - Lo stato dellʼArte - Atti della VIII Conferenza Nazionale IGIIC, Venezia

65 B.N. Shivakiran Bhaktha, Simone Berneschi, Gualtiero Nunzi Conti, Giancarlo C. Righini, Andrea Chiappini, Alessandro Chiasera, Maurizio Ferrari, Sylvia Turrell - Spatially localized UV-induced crystallization of SnO2 in photorefractive SiO2-SnO2 thin film - ,

66 L. Ciaccheri, A.G. Mignani, H. Ottevaere, H. Thienpont, L. Conte, M. Marega, A. Cichelli, C. Attilio, A. Cimato - Spettroscopia di assorbimento con luce diffusa per rivelare la frode nellʼolio extra vergine di oliva - Fotonica 2010, Pisa

67 M. Nikl, P. Bohacek, B. Trunda, V. Jary, P.Fabeni, R.Kucerkova, A. Beitlerova - SrHfO3-based phosphors and scintillators. - 7th European-Israeli Workshop on “Materials for and by Optics, Claude-Bernard-Lyon 1 Universi

68 Ratto F, Matteini P, Centi S, Rossi F, Pini R - Stability of cetrimonium and silica modified gold nanorods/polyvinyl alcohol nano-composites upon near infrared laser excitation - Photonics West - Biomedical Optics - PLASMONICS IN BIOLOGY AND MEDICINE VII, San Francisco (CA, USA)

69 Fehr T., A. Dehn, L. Saavedra de Miguel, F. Niro, H. Laur, M. Canela and the ESA PLSO Team , R. Gessner, G. Perron, P. Raspollini and the MIPAS QWG, G. Barrot and the GOMOS QWG, H. Bovensmann and SCIAMACHY QWG, M. Gottwald and SOST - Status of the ENVISAT Atmospheric Chemistry Mission - ESA Living Planet Symposium, ESA SP-686, Bergen, Norway

70 Ratto F, Centi S, Matteini P, Rossi F, Pini R - Synthesis, optical and microscopical characterization of albumin/porous silica/gold nanorods - Phohonics west - Biomedical Optics - PLASMONICS IN BIOLOGY AND MEDICINE VII, San Francisco (CA, USA)

71 L. Lazzeretti, F. Capone, T. Cinti - Technological innovation in creative clusters. The case of laser in conservation of artworks in Florence - Regional Studies Association Annual International Conference 2010, Pécs, Southern Hungary

72 K. Fukunaga, I. Hosako, M. Picollo - Terahertz spectroscopy and imaging for material analysis in conservation science - International Conference on Solid Dielectrics Proceedings, Posdam (Germany)

73 L. Boselli, L. Burgio, E.V. Griseta, M. Picollo - The V&A Moltefeltro-Gonzaga cassone: unvealing and treating the surface - 1st International Congress Chemistry for Cultural Heritage (ChemCH), Ravenna (Italy)

74 Del Guasta M., A. Baglioni, et al. - The co-presence of wildfire and Saharan aerosols observed by means of lidar, in-situ instruments and satellite imagery - 25th International Laser Radar Conference (ILRC), St. Petersburg, Russia

75 L.Burzagli, A.Como, F.Gabbanini - Towards the Convergence of Web 2.0 and Semantic Web for E-Inclusion - ICCHP 2010, Vienna

76 C. Cucci, L. Boselli, A. Casini, M. Picollo, M. Poggesi, L. Stefani - Uno scanner ad altissima risoluzione spaziale e spettrale per applicazioni di spettroscopia di immagine su beni culturali - Fotonica 2010 – 12° Convegno Nazionale delle Tecnologie Fotoniche, Pisa

77 Del Bianco S., U. Cortesi, and B. Carli - Utilization of All Spectral Channels of IASI for the Retrieval of the Atmospheric State - ESA Living Planet Symposium, ESA SP-686, Bergen, Norway

78 Oelhaf H., G. Wetzel, A. Kleinert, F. Friedl-Vallon; G. Maucher, P. Raspollini, S. Ceccherini; G. Forzieri; B. Carli; M. Ridolfi; M. Carlotti; T. Fehr - Validation of MIPAS Optimized Resolution Products based on Balloon Measurements - ESA Living Planet Symposium, ESA SP-686, Bergen, Norway

79 S. Goidanich, B. Salvadori, S. Porcinai, A. Cagnini, A.M. Giusti, R. Boddi, S. Siano, D. Camuffo, L. Toniolo, D. Matera, R. Mazzeo, S. Prati, A. Addis, D. Prandstraller, M. Matteini, D. Pinna - Valutazione dei fenomeni di corrosione di bronzi dorati in diverse condizioni espositive: il caso della Porta del Paradiso di Lorenzo Ghiberti - VII Congresso Nazionale dellʼIGIIC, Lo Stato dellʼArte 7,

80 Feroldi P., Ferri C., Spiazzi L., Bini M., Ignesti A., Olmi R., Priori S. e Riminesi C. - Valutazione, prevenzione e protezione dal rischio elettromagnetico in ambiente ospedaliero - Rischi fisici: valutazione, prevenzione e protezione sui luoghi di lavoro - A che punto siamo, Modena

81 A.G. Mignani, L. Ciaccheri, H. Ottevaere, H. Thienpont, L. Conte, M. Marega, A. Cichelli, C. Attilio, A. Cimato - Visible and near-infrared spectral signatures for adulteration assessment of extra virgin olive oil - SPIE Photonics Europe 2010 - Optical Sensing and Detection, Bruxelles, Belgium

82 G. Toci, D. Alderighi, A. Pirri, M. Mazzoni, M. Vannini - Widely tunable solid state lasers in the UV and near infrared for aerospace applications - ,

83 J. Agresti, A.A. Mencaglia, S. Siano - new portable LIPS System with application in authentication studies of copper alloy artefacs - Fotonica 2010, Pisa

84 G. Scamarcio and M. S. Viltiello - orale - ,

Libri

1 L.Burzagli, P.L.Emiliani - Accessibilità - INDEX Un percorso di specializzazione in Interaction Design Experience, Franco Angeli, Milano

2 G. Casari, M. Picollo, B. Radicati - Analisi FORS condotte dallʼIFAC-CNR sulla Croce di Ognissanti di Giotto - Lʼofficina di Giotto. Il restauro della Croce di Ognissanti. A cura di M. Ciatti, EDIFIR, Firenze

3 F. Rossi, R. Pini, M. Monici - Direct and indirect photomechanical effects in cells and tissues. Perspectives of application in biotechnology and medicine - Cell Mechanochemistry. Biological Systems and Factors Inducing Mechanical Stress, Such as Light, Pressure and Gravity, Transworld Research Network, Fort P.O. Kerala India

4 C. Giannini, R. Roani, M. Picollo, G. Lanterna, D. Tapete - Dizionario del restauro e della Diagnostica - , Nardini Editore, Firenze (Italy)

5 S. Siano, M. Mascalchi, F. Fratini - I dipinti murali delle catacombe di Santa Tecla:caratterizzazione materica e messa a punto della tecnica di pulitura laser - , ,

6 P.L.Emiliani, I.T. Steffan - Il Design for All nel settore turistico - Atti IX Congresso Nazionale, Edizione Nuova Cultura, Roma

7 Salvatore Siano, Renzo Salimbeni - Il Laser nella Conservazione dei Beni Culturali - Il LASER Cinquant'anni di idee luminose, Consiglio Nazionale delle Ricerche, Roma

8 Lorenzo Capineri, Marina Mazzoni - Laser Pulses Characterization with Pyroelectric Sensors - , F. J. Duarte,

9 P. Matteini, F. Rossi, F. Ratto, R. Pini - Laser welding of biological tissue: mechanisms, applications and perspectives - Laser Imaging & Manipulation in Cell Biology, Wiley-VCH Verlag &Co, Weinheim, Germania

10 Palchetti L., G. Bianchini, B. Carli, U. Cortesi, e S. Del Bianco - Lo spettro della radiazione terrestre emessa verso lo spazio - Cnr.it Highlights 2008-2009, CNR, Roma

11 Pini R, Pavone FS - Presente e futuro dei laser in medicina: dal macro al micro al nano - Il laser cinquant'anni di idee luminose, CNR, Roma

12 S. Bracci, D. Magrini, M. Bacci, L. Boselli, M. Picollo - Studio dei materiali pittorici mediante tecniche spettroscopiche non invasive e studio stratigrafico di microprelievi - Giovanni da Milano e il polittico dʼOgnissanti. Le tavole degli Uffizi restaurate. A cura di A. Tartuferi, Silvana Editoriale,

13 C. Cucci, M. Bacci - The role of Light – Chapter 5 - Basic environmental mechanisms affecting cultural heritage, Nardini, Firenze

14 A. Quandt, M. Ferrari, G.C. Righini - Towards Integrated Nanoelectronic and Photonic Devices - New Trends in Nanotechnology and Fractional Calculus Applications, Springer Netherlands,

15 F. Rossi, P. Matteini, F. Ratto, L. Menabuoni, I. Lenzetti, R. Pini - “All Laser” Corneal Surgery by Combination of Femtosecond Laser Ablation and Laser Tissue Welding - Handbook of Photonics for Biomedical Science, CRC Press, Taylor and Francis Group, Boca Raton (FL USA)

Rapporti

1 L. BURZAGLI;P. L. EMILIANI;F. GABBANINI;E. PALCHETTI - Analisi di FOT di sistemi di infomobilità a livello europeo e modalità di validazione dei dimostratori applicativi SIMOB in temini di usabilità e accessiilità

2 Cortesi U., S. Del Bianco, M. Gai, B. Carli - Application of KLIMA algorithm to CO2 retrieval from IASI/METOP-A observations and comparison with GOSAT/TANSO-FTS products

3 Del Bianco S., B. Carli, U. Cortesi, M. Mazzoni, F. Miglietta - Atmospheric Corrections for Fluorescence Signal Retrieval using GOSAT/TANSO-FTS products

4 Bini M., Ignesti A. e Riminesi C. - Caratterizzazione delle emissioni elettromagnetiche delle sorgenti radar, confronto con i limiti di esposizione per la popolazione, individuazione delle metodiche di misura e delle specifiche tecniche degli apparati di misura

5 G. Agati - Monitoraggio del contenuto in antociani in varietà di uve e prugne mediante un sensore ottico non-distruttivo

6 G. Agati - Monitoraggio in campo del contenuto in antociani nelle varietà Shiraz, Merlot, Petit Verdot mediante un sensore ottico non- distruttivo

7 Cortesi U., S. Del Bianco and M. Gai - Notes on KLIMA-IASI integration on G-POD

8 Cortesi U., S. Del Bianco, M. Gai, B.M. Dinelli, E. Castelli, H. Oelhaf, W. Woiwode, D. Gerber - PremierEx Analysis of Campaign Data

9 Baglioni A. - Procedure per l'analisi automatica di misure LIDAR e per l'individuazione di nubi

10 Ridolfi Marco, Piera Raspollini and Sander Niemeijer - Technical Note: Differences between ORM_PDS and ML2PP/IPF processors: algorithms, auxiliary data and output files

11 Ceccherini S., Piera Raspollini, Marco Ridolfi - Technical Note: Modifications in MIPAS Level 2 processor after validation activity (year 2009-2010)

12 Ridolfi M., Piera Raspollini and Sander Niemeijer - Technical Note: Quality of the MIPAS Level 2 validation datasets generated with the ORM_PDS scientific processors V1.0 and V2.0

13 Ridolfi M., S. Ceccherini, P. Raspollini and S. Niemeijer - Technical Note: Use of MIPAS vertical Averaging Kernels in validation activities

14 Raspollini P. and S. Ceccherini - Technical Note: Configuration Management of MIPAS L2 Auxiliary Data Files


1 Vari - CARDIAC2 F.Baldini, A.Giannetti, C.Trono, G.Porro, L.Bolzoni - CAREMAN3 S. Siano, D. Ciofini, A. A. Mencaglia, R. Salimbeni - CHARISMA4 Bianchini G., Carli B. Liserani C., Palchetti L., Paloscia S., Toci, G. - CTOTUS al Festival

della Creatività5 M. Picollo, C.Cucci, R.Olmi - DNA Italia- Salone delle Tecnologie per la valorizzazione del

patrimonio culturale - Torino: “Nuove prospettive per la conservazione preventiva di opere d'arte contemporanea: tecniche analitiche non distruttive

6 Vari - EXPO Shanghai: TDT-BioArt - Innovative operational protocols in the field of the cultural heritage for the diagnostics and treatment of biodeteriogens

7 Andreuccetti D. e Zoppetti N. - Insieme di procedure per la verifica del rispetto dei livelli di riferimento e delle restrizioni di base ICNIRP in presenza di segnali con forma d'onda complessa

8 Santurri L., Carlà R., Baronti S., Aiazzi B. - Metodi e procedure per la stima dello stato e delle variazioni di umidità superficiale mediante immagini multispettrali e multitemporali e multisatellite da sensori MR e HR

9 Santurri L., Carlà R., Baronti S., Aiazzi B. - Metodi e tecniche per il trattamento dei dati EO ottici VHR ad altissima risoluzione ed HR ad alta risoluzione ai fini del loro impiego per lʼindividuazione, la caratterizzazione e la mappatura delle frane.

10 Palchetti Luca - Misura del vapore acqueo e delle nubi da spettri di emissione atmosferica nel lontano infrarosso

11 Zoppetti N., Andreuccetti D. - Modulo di calcolo per applicazioni di dosimetria numerica12 Zoppetti N., Andreuccetti D. - Modulo di visualizzazione per applicazioni di dosimetria

numerica13 Zoppetti N., Andreuccetti D. - PLEIA - Applicazione avanzata per il calcolo del campo

magnetico disperso da un sistema di elettrodotti con accesso al catasto CERT e modellazione tridimensionale delle linee elettriche e del territorio

14 C. Cucci, M. Bacci, R. Olmi; M.Picollo - POPART: Studio di metodologie non-invasive basate su tecniche di spettroscopia ottica e dielettrica per la valutazione dello stato di degrado di materiali plastici in oggetti d'arte contemporanea

15 CORTESI UGO;SAMUELE DEL BIANCO; BRUNO CARLI;UGO - Premier Analysis of Campaign Data

16 Vari - Progetto POPART - articolo divulgativo su Repubblica.it- Scienze

17 PALCHETTI LUCA; GIOVANNI BIANCHINI;Alessio Baglioni;FRANCESCO CASTAGNOLI - Proprietà radiative del vapore acqueo e delle nubi in Antartide” (PRANA)

18 Cucci C., Picollo M., Bigazzi L. - Salone del Restauro Firenze - Spettroscopia ottica non-invasiva per lʼanalisi di materiali plastici nell'arte contemporanea: il caso del polistirolo nell'opera Cartoline di Stefano Arienti

19 CORTESI UGO; BRUNO CARLI;;SAMUELE DEL BIANCO - Sensitivity Analysis and application of KLIMA algorithms to GOSAT and OCO validation” (KLIMA)

20 Del Guasta M. - Strumento per la misura e classificazione automatica delle precipitazioni nevose in ambiente polare (ICE-CAMERA)

21 BRUNO CARLI;SIMONE CECCHERINI;PIERA RASPOLLINI - Support to MIPAS Level 2 Product Validation

22 S. Siano, R. Olmi, A. A. Mencaglia, J. Agresti, I. Osticioli, I. Cacciari, P. Corsini, F. Fabiani, M. Mascalchi, L. Lazzeretti, M. Miccio, A. Ignesti, R. Salimbeni - TEMART

23 Santurri L., Carlà R., Baronti S., Aiazzi B - Valutazione delle potenzialità e limiti delle immagini EO ottico al fine della stima dello stato di umidità superficiale a livello di versante

24 Santurri L., Carlà R., Baronti S., Aiazzi B. - Valutazione delle potenzialità e limiti delle immagini prodotte da sensori spaziali di nuova generazione nella individuazione di aree ad elevata propensione al dissesto

25 F.Baldini, A.Giannetti, C.Trono - chip ottico26 F.Baldini, C.Trono - sonda di a fibre ottiche


1 A.G. Mignani, L. Ciaccheri, A.A. Mencaglia - Accordo di collaborazione con il Laboratorio Merceologico della camera di Commercio di Firenze

2 S. Siano, D. Ciofini, A. A. Mencaglia - CHARISMA al Festival della Scienza3 Andreuccetti D., Brugaletta V., Burriesci G., Contessa G.M., Falsaperla R., Lodato R.,

Mancini S., Rossi P., Zoppetti N. - Campagna di misura dei campi di gradiente su tomografo a risonanza magnetica Philips Achieva 1.5T presso l'Ospedale Pediatrico Bambino Gesù di Palidoro (Roma)

4 Bini M., Ignesti A. e Riminesi C. - Campagna di misura del campo EM emesso dal Radar Primario ATCR-33S installato presso l'aeroporto di Firenze-Peretola

5 Andreuccetti D., Brugaletta V., Contessa G.M., Falsaperla R., Mancini S., Rossi P. - Campagna di misura del campo statico su tomografo a risonanza magnetica Philips Achieva 1.5T presso l'Ospedale pediatrico Bambino Gesù di Palidoro (Roma)

6 M. Picollo, C. Cucci, S. Bracci, K. Fukunaga - Campagna di misura presso Galleria degli Uffizi- Firenze - restauro della Tribuna

7 R.Olmi, S. Priori, E. Rosina - Campagna di misura presso la chiesa di S.Ignazio a Ponte in Valtellina

8 C. Cucci, L. Bigazzi, M. Picollo - Campagna di misure Spettroscopia ottica presso Centro per Arte Contemporanea L. Pecci Prato

9 G. Agati, E. Fierini - Campagna di misure con sensore a fluorescenza presso l'Azienda Agricola Banfi, Montalcini (SI)

10 G. Agati, E. Fierini - Campagna di misure con sensore a fluorescenza presso l'Azienda Agricola Casale del Giglio, Latina

11 G. Agati - Campagna di misure con sensore a fluorescenza presso l'Universidade Federal de Pelotas, RS, Brasil

12 A. Ignesti, M. Bini, R. Olmi, S. Priori - Campagna di misure di compatibilità elettromagnetica in ambito ospedaliero

13 Bini M., Ignesti A. e Riminesi C. - Campagna di misure sul Radar di Maccarese (Fiumicino -Roma)

14 Andreuccetti D. - Lʼinquinamento elettromagnetico

15 Del Bianco S. - Mars Express Fase E216 A. Casini, L. Stefani, M. Picollo, M. Vervat - Misure iperspettrali sul dipinto "Ritratto di

Maffeo Barberini"17 Vari - Misure sugli affreschi di Giotto- basilica S. Croce Firenze18 Vari - Progetto RIMIDIA19 Vari - Progetto SICEO20 Vari - Progetto SIMOB21 Vari - Progetto TDT-BioArt22 Bianchini G. - Realizzazione e fornitura dei modelli: Video simulazioni fluidodinamiche,

Video volo ascendente in termica, Bicicletta, Video palombaro23 Del Bianco S. - Sviluppo di software per la risoluzione del problema inverso da misure in

continua di irradianza e riflettenza24 S. Siano, J. Agresti, I. Cacciari, I. Osticioli, A. A. Mencaglia, A. Ignesti, R. Olmi, P. A.

Mandò, R. Giorgi, et al - TEMART al Salone dell'Arte e del Restauro di Firenze25 A.Pirri - a new source of Coherent radiation: Harmonic generation process26 M. Picollo, C.Cucci - campagna di misure FORS sul dipinto di Andrea del Sarto presso SS.

Annunziata - Firenze


1 AA. VV. - Le tecnologie del CNR per i beni culturali/Technologies for cultural heritage by CNR

Principali risorse strumentali dellʼIstituto

Considerazioni generali ed elementi di autovalutazioneConsiderazioni generaliConsiderazioni generaliGli aspetti di carattere generale che questa direzione intende sottolineare riguardo alle attività dell'Istituto implicano necessariamente un inquadramento nella attuale situazione della ricerca pubblica, nella attuale strutturazione dell'ente, nonché il superamento dell'anno contingente 2010, per includere anche considerazioni sulla dinamica di evoluzione dell'istituto che abbiamo promosso negli ultimi anni.Gli aspetti relativi ai risultati scientifici conseguiti dal personale dell'Istituto saranno invece discussi nel documento Elementi di autovalutazione.L'Istituto di Fisica Applicata "Nello Carrara" compie nel 2010 otto anni di esperienza avendo come è noto un ben più lungo periodo di attività alle spalle, con la fondazione del Centro Microonde nel 1956, la sua modifica in Istituto di Ricerca sulle Onde Elettromagnetiche (IROE)del 1970, contemporanea alla fondazione dell'istituto di Elettronica Quantistica (IEQ), l'aggregazione nell'IROE di importanti competenze di fisica dell'atmosfera dalla sez. FI del TESRE nel 1973, e circa 30 anni dopo nel 2002 la sintesi in un solo istituto, IFAC appunto, di tutte queste competenze. La ragione istituzionale di fisica applicata fù nel 2002 un vero e proprio manifesto del programma che l'insieme di fisici teorici, fisici sperimentali, fisici dell'atmosfera, fisici ed ingegneri informatici, con alcuni chimici, biologi ed altre componenti di IROE ed IEQ, tenevano a precisare: l'opportunità di aggregazione voluta dalla riforma Berlinguer voleva essere spesa per realizzare un istituto in grado di affrontare le problematiche tipiche di alcuni settori di specifica competenza, con la padronanza di metodologie fisiche ed informatiche, la capacità di sviluppare studi e modelli, di sviluppare prototipi di strumenti originali, lo sviluppo di tecnologie appartenenti a spettroscopia, laser, sensori, fibre ottiche, microttiche, rivelatori ad immagini.

Le ricerche che IFAC intendeva svolgere non avrebbero però dovuto fermarsi alla attività pubblicistica tipica del confronto di idee svolto competitivamente sulle riviste scientifiche. Attività molto gratificante in termini di promozione a livello internazionale degli autori e delle loro istituzioni, ma assai poco di supporto ad un possibile interesse di trarre dall'idea, dal prototipo, dal dimostratore uno sviluppo economico-produttivo. Perché questo intento ? Perché la ricerca che conosciamo noi, nei paesi industriali principali, prevede sempre che i sistemi pubblici di ricerca svolgano contemporaneamente un avanzamento della conoscenza ed un traino tecnologico verso l'innovazione del loro mondo economico-produttivo. Tutti i titolari di ricerche negli US, in GB, in D hanno ben chiara la differenza fra risultati che si possono pubblicare e risultati che è meglio proteggere, tenere riservati, in qualche caso con accesso ristretto. Accanto a ricerche che costituiscono tasselli del sapere che possono essere scambiati nella comunità scientifica internazionale perché comunque lontani dal costituire un promettente sfruttamento economico-produttivo, altri risultati più tecnologici che risolvono problemi interessanti possono e devono essere destinati a forme di comunicazione differenti, che coinvolgono progetti di trasferimento tecnologico, il rapporto con reti di utilizzatori, l'attivazione di forme di partecipazione a mostre e fiere dove la competizione diventa quella fra prototipi o prodotti ad alta tecnologia. Ecco questa è stata la scommessa che noi, decidendo nel 2002 l'aggregazione IFAC, abbiamo voluto ed è su questo intento che svolgerò adesso le mie considerazioni. Porsi come obiettivo lo svolgimento di ricerca di frontiera e contemporaneamente mettere in atto progetti condivisi con imprese e istituzioni per tradurre gli avanzamenti di conoscenza ottenuti in un contributo significativo verso l'innovazione è stato nel 2002 un atto di grande coraggio e responsabilità, considerando l'arretratezza tutta Italiana nel rapporto ricerca pubblica-innovazione industriale. In una Italia che dal periodo di boom industriale del dopoguerra, era riuscita negli anni '60 a costruire una forte impresa petrolifera (ENI), una forte impresa informatica (OLIVETTI), una forte impresa chimica (MONTEDISON), una forte impresa alimentare (PARMALAT) oltre alla siderurgia, alle costruzioni etc. oggi dopo 50 anni queste grandi imprese sono quasi del tutto scomparse. Al loro posto molta finanza e soprattutto la polverizzazione del milione di partite IVA, flessibili e diversificate però del tutto impreparate ad occuparsi di ricerca e di innovazione. In questa Italia che per i problemi di rientro nei parametri di Maastricht prima, i problemi di contenimento della spesa pubblica poi, sono 20 anni che opera tagli al sistema pubblico di ricerca, riducendo oggi l'investimento in ricerca sotto all'1% del PIL.In questo scenario nazionale sono comunque ancora prevalenti i criteri di valutazione che si basano sulla pubblicistica, variamente considerata dalle commissioni che hanno selezionato gli avanzamenti di qualifica, una volta in base al numero, poi in base al peso della rivista, poi in base al fattore di impatto, poi ancora in base al numero di citazioni, infine addirittura in base a quanto sono recenti. Tutto questo nonostante che ormai dal riordino del 2000 all'art.1 dello statuto del CNR, sia stato sempre più sottolineato il compito esplicito per l'ente di svolgere ricerca di eccellenza, ricerca applicata, trasferimento a imprese e servizi, formazione etc. Sotto questo aspetto negli ultimi anni la istituzione del Technology Transfer Officer del CNR, dr.ssa Manuela Arata , ha rappresentato un coordinamento centralizzato prima pressoché inesistente, che abbiamo grandemente apprezzato. La dr.ssa Arata conosce benissimo cosa facciamo per le molteplici occasioni di collaborazione che ci sono state su iniziative in questa specifica direzione. Non temo quindi alcun frainteso se considero che il compito più difficile e più importante che aspetta il TTO è formare nella testa dei dirigenti, dei direttori, dei ricercatori dell'ente la sensibilità necessaria per disporre le risorse, le competenze, le strategie dei vari livelli di organizzazione (commesse, istituti, dipartimenti) in modo che si sviluppino ricerche di successo, si traggano dai risultati occasioni di valorizzazione, si inneschi con una opportuna comunicazione mediatica anche verso la pubblica opinione il circuito virtuoso che rende la ricerca un motore irrinunciabile dell'economia e dello sviluppo di un paese.Affermato questo diventa scontato il cahier de doléances sulla dinamica decrescente dei finanziamenti provenienti dal FFO, la difficoltà crescente di reperire progetti a livello dei bandi comunitari competitivi, l'assenza di progetti ministeriali, l'uscita per quiescenza di popolosi strati di personale, l'assenza perdurante di certezze su nuovi posti finalmente pianificati sul medio termine, il propagarsi sull'amministrazione degli istituti restrizioni alla spesa pensate per la Pubblica Amministrazione, ma questo non ci evita di prendere in seria considerazione come uscire da un avvitamento che rischia altrimenti di produrre danni irreparabili.

La posizione del CNR nel ranking Schimago è molto soddisfacente, visto il quadro complessivo di handicap in cui deve lavorare il ricercatore CNR, e dimostra quanto il personale sia preparato e qualificato. Ma il CNR primo ente pubblico di ricerca per importanza e qualità deve e sicuramente può svolgere il ruolo motore che altre organizzazioni come le università non hanno saputo svolgere per molti motivi che non posso discutere qui, ma che costituiscono una delle componenti della carenza del rapporto ricerca pubblica-innovazione industriale.IFAC ha interpretato questo compito impegnandosi in progetti Europei, dove sviluppa ricerca di frontiera insieme ad altri organismi di ricerca internazionali, in progetti nazionali dove mantiene collaborazioni scientifiche con altri istituti e università, ed in progetti regionali, dove nella maggioranza dei casi l'Istituto si propone in progetti e reti insieme con imprese e istituzioni, allo scopo di interagire non episodicamente ma continuativamente con esse. Inoltre la condivisione di contratti e convenzioni con imprese e istituzioni Italiane completa l'impegno anche fuori dei confini regionali. Lo schema a lato descrive sinteticamente questo intento duplice, dove il progetto di ricerca, che di per sé si limiterebbe a far circolare l'avanzamento di conoscenza all'interno del circuito informativo della comunità scientifica internazionale, viene proseguito da un progetto di trasferimento, organizzato e partecipato in maniera del tutto diversa. Nel caso di IFAC, istituto monosede collocato a Firenze, è evidentemente importante l'interazione con le politiche regionali sulla ricerca e l'innovazione della Regione Toscana.Nella valutazione dell'istituto del 2008, ottenuta monitorando il quinquennio 2003-2007 con tre panels (Scienze fisiche, scienze della Terra, scienze e tecnologie per i beni culturali) sono emerse le ottime prestazioni ottenute nei due settori applicativi, con la 2° posizione nei ranking di scienze della Terra e di scienze e tecnologie per i beni culturali, ed una posizione intermedia nel ranking di scienze fisiche. E' emerso inoltre il numero notevole di imprese (circa 200) con le quali IFAC ha sottoscritto nel quinquiennio Associazioni Temporanee di Scopo, con atto notarile, documentando così il cospicuo impegno sul fronte della collaborazione e del trasferimento tecnologico alle imprese. Nel settore dell'Optoelettronica IFAC è risultato, da un recente studio statistico svolto dalla Facoltà di Economia di UNIFI, il centro di animazione delle attività a livello regionale, con il massimo numero di progetti condivisi con privati e istituzioni, in particolare per la produzione di Laser con il Gruppo EL.EN., e con molte altre imprese della biofotonica, e delle produzioni manifatturiere. Nel settore delle tecnologie per i beni culturali IFAC ha coordinato molti progetti che hanno organizzato l'innovazione nel settore, riportando successi riconosciuti internazionalmente con le tecniche Laser applicate al restauro, sensori di degrado innovativi, tecniche e dispositivi diagnostici sviluppati da Elab Scientific, spin-off dell'istituto. Nel settore delle tecnologie per lo Spazio, la collaborazione con Selex Galileo, per lo sviluppo di apparati di rilevazione immagini iperspettrali per l'osservazione della Terra, si è consolidata con importanti progetti.Nel 2009 e 2010 questa strategia di IFAC ha permesso di aggiungere ai molti progetti FP6 ed FP7, ESA, ASI, MIUR, nonché contratti e convenzioni, anche un notevole numero di progetti regionali. Rispetto al finanziamento ordinario all'istituto che nel 2009 e 2010 è stato dell'ordine di 200.000 euro, l'insieme di progetti in corso nel 2010 ha procurato all'istituto un finanziamento complessivo di circa 9,5 MEuro, dei quali 4,5 MEuro sono relativi a progetti 2010. Il grafico a lato mostra la suddivisione per committenti di questa progettualità. Come si vede è una distribuzione diversificata e sostanzialmente equilibrata. Questa situazione si proietta naturalmente all'interno dell'organizzazione dell'ente per Dipartimenti. Come è noto IFAC afferisce storicamente al Dipartimento Materiali e Dispositivi con circa il 45% del personale, ma partecipa anche ai Dipartimenti Terra e Ambiente, ICT, Patrimonio Culturale e Sistemi di Produzione, con contributi in termini di personale di circa il 20%, 15%, 15% e 5%. Le attività sono condotte su 4 Ricerche a Tema Libero con tematiche DMD, 7 moduli/commesse DMD, 4 moduli/commesse DTA, 4 moduli/commesse DICT, 2 moduli/commesse DPC, ed 1 commessa DSP. La capacità di autofinanziamento è distribuita in tutti i settori, con una ripetuta sovrapposizione di progetti internazionali, nazionali e regionali che coinvolgono i vari gruppi di ricerca. Nel 2010 erano attivi 6 progetti ASI, 8 progetti CE, 11 progetti ESA, 6 progetti MIUR, 7 progetti PNRA, 13 progetti Regione Toscana, e inoltre 31 Contratti e Convenzioni. Le risorse complessive disponibili per l'istituto su ricerche di frontiera provengono evidentemente dai programmi ASI, ESA, CE, MIUR, PNRA. Mentre le risorse provenienti da Regione Toscana e da Contratti e Convenzioni sostengono prevalentemente programmi di trasferimento o rapporti diretti di collaborazione istituto-impresa.

Quindi nell'intento duplice di reggere economicamente questi due obbiettivi il grafico dimostra un equilibrio delle risorse spendibili : 4,1 Meuro per ricerca di frontiera e 4,9 Meuro per ricerca applicativa/industriale. Questa capacità di autofinanziamento differenziato per tema e diversificato per committenza è certamente un elemento di forza dell'Istituto.L'istituto si è accreditato conseguentemente a livello internazionale nei settori della Fotonica, dell'Osservazione della Terra, del Patrimonio Culturale e dell'ICT, così come è risultato efficace anche sul piano dei progetti della Regione Toscana. Uno studio effettuato dalla Facoltà di Economia dell'UNIFI (prof. Mauro Lombardi) documenta per esempio il ruolo leader che IFAC ha avuto nel settore dell'Optoelettronica e Laser. Alcune considerazioni devono essere svolte sul personale. IFAC è passato in pochi anni da una distribuzione equilibrata del personale nelle varie qualifiche, a quella attuale, che presenta invece aspetti preoccupanti ed una marcata inadeguatezza. Mentre fino al 2008 la distribuzione fra dirigente di ricerca, primo ricercatore e ricercatore era equilibrata per tutti i settori nei quali IFAC svolge una ricerca organica (fotonica, osservazione Terra, patrimonio culturale, ICT), l'uscita in quiescenza di quasi tutti i dirigenti di ricerca ha responsabilizzato la generazione dei primi ricercatori ad assumere totalmente la responsabilità progettuale e la guida delle ricerche a tutti i livelli. Questa responsabilità esige però che venga riconosciuta, apprezzata e formalizzata con un avanzamento di qualifica a dirigente di ricerca, la realtà di fatto che le funzioni già da essi svolte meriterebbe. Nel corso del triennio 2008-2010 sono comunque usciti in quiescenza 3 Dirigenti su 7 e nel 2011 altri 2. Sono usciti 2 primi ricercatori su 16, mentre sono entrati 8 ricercatori rispetto ai 20 del 2008. I tecnici (STER, CTER, OTR) sono diminuiti soltanto di 2 unità da 20 a 18 per via di concorsi per categorie protette. Il personale amministrativo è rimasto invariato. I fondi disponibili hanno permesso di assumere a Tempo Determinato 15 Ricercatori e 2 Collaboratori di amministrazione, rispetto agli 8 del 2008.

Elementi di autovalutazioneL'Istituto svolge ricerche nell'ambito di 5 Dipartimenti:Materiali e Dispositivi, Terra e Ambiente, ICT, Patrimonio Culturale e Sistemi di Produzione.Nel 2010 sono stati ottenuti risultati numerosi e qualificati sotto molti aspetti: 2 Brevetti, 54 articoli ISI, 78 articoli su proceedings, 15 fra libri e capitoli, 24 risultati di valorizzazione, 24 risultati progettuali e altro. Nel corso del 2010 sono stati inoltre accertati più di 4,5 MEuro di nuovi progetti.

Le attività 2010 nel Dipartimento Materiali e Dispositivi sono distribuite in 4 Ricerche a Tema Libero 1. Nuovo metodo non distruttivo controllo qualita' alimenti mediante spettroscopia di fluorescenza, GIOVANNI AGATI;2. Fluorescenza ad alta risoluzione bande Fraunhofer monitoraggio fotosintesi clorofilliana, MARINA MAZZONI; 3. Esperienze e Modelli interpretativi di processi superluminali, ANEDIO RANFAGNI;4. Nuovi promettenti mezzi attivi drogati ad Ytterbio per laser tunabili nel vicino infrarosso, MATTEO VANNINI e 7 Commesse:1. Biofotonica ed Optoelettronica per l'innovazione industriale, ROBERTO PINI 2. Sistemi Ottici Aerospaziali, IVAN PIPPI 3. Tecniche laser, optoelettroniche e neutroniche per lo studio e la conservazione di beni culturali, SALVATORE SIANO 4. Strumentazione avanzata per diagnostica e monitoraggio di beni culturali e ambientali, ROBERTO OLMI5. Materiali e dispositivi attivi per le telecomunicazioni e la sensoristica, STEFANO PELLI 6. Dispositivi e materiali laser innovativi e metodi spettroscopici avanzati, GUIDO TOCI 7. Sensori e metodologie optoelettroniche per la salute, l'ambiente e i beni culturali, ANNA GRAZIA MIGNANI

I gruppi di ricerca DMD hanno avuto RSTL e progetti a vari livelli mantenendo così attività di ricerca

fondamentale, applicata e di sviluppo tecnologico. I risultati sono molti e molto qualificati su questi differenti fronti.

Con la tecniche di spettroscopia VIS/NIR e di fluorescenza della RSTL n.1) sono state ottenute metodiche per il settore Agro-Alimentare che valutano la maturazione e la qualità dei frutti, nelle colture vitivinicole. Questi risultati della RSTL sono stati inseriti nell'ambito di un progetto di ricerca per AZIONI DI SOSTEGNO ALLA COOPERAZIONE ACCADEMICA INTERNAZIONALE 2009-2010, con Dipartimento di Coltivazione e Difesa delle Specie Legnose Facoltà di Agraria, Università di Pisa, Italia, e Departamento de Fitotecnia, Faculdade de Agronomia Eliseu Maciel, Universidade Federal de Pelotas, RS, Brasil.

Nella RSTL n.2) l'attività svolta nel 2010 si è rivolta prevalentamente secondo gli orientamenti di ESA per l'osservazione dallo spazio della funzione clorofilliana, ed ha avuto come finalità ultima l'inserimento dei parametri di funzionalità nel ciclo stagionale del clima e della produzione del CO2.Un lavoro "High-resolution methods for fluorescence retrieval from space", Mazzoni, M; Falorni, PL; Verhoef, W, su Optics Express 2010, collega in un unico modello , comprensivo di quelli strutturali, tutti i parametri legati alla vegetazione a quelli atmosferici che determinano l'irraggiamento solare per cui è stato possibile ricavare i parametri ottici (riflettanza) e di emimissione (fluorescenza) da misure di radianza da misure di radianza alle quale tanti altri contributi si sommano a quelli d'interesse.

Nell'ambito della RSTL n.3 Esperienze e Modelli interpretativi di processi superluminali, sono stati svolti studi, sia teorici che sperimentali, nel campo delle microonde con particolare riferimento agli aspetti di superluminalità in esperienze di propagazione. Unitamente a questo argomento è stato trattato anche il tunneling quantistico macroscopico che, in qualche misura, può essere messo in relazione col primo poiché aspetti di superluminalità possono essere evidenziati anche nei processi di tunneling. Per la RSTL n.4) nel 2010, con una collaborazione tra gli istituti CNR IFAC (Firenze) e ISTEC (Faenza) sono stati messi a punto i primi prototipi di materiale YAG ceramico con drogaggio Ytterbio, con elevato rendimento di emissione laser nel vicino infrarosso. Questo risultato (che si inquadra nell'ambito di una più ampia attività di studio sulle ceramiche laser) pone la ricerca italiana in questo settore al livello delle migliori esperienze europee ed americane, e riduce significativamente il divario industriale rispetto al "competitor" giapponese. Questi risultati sono riportati negli articoli "Characterization of Yb:YAG ceramics as laser media" di D. Alderighi , A. Pirri, G. Toci, M. Vannini, L. Esposito, A. L. Costa, A. Piancastelli , M. Serantoni, Optical Materials 33 (2010) 205–210, e " Laser performance of Yb:YAG ceramics at different doping levels", A. Pirri, G. Toci, D. Alderighi, and M. Vannini Optics Express, Vol. 18, Issue 16, pp. 17262-17272 (2010).La Commessa DMD Biofotonica ed Optoelettronica per l'innovazione industriale, ha prodotto nel 2010 una ricerca originale su materiali nanostrutturati ibridi, che sfruttano polimeri biocompatibili drogati con nanoparticelle plasmoniche e che possono essere attivati con radiazione laser nel NIR per notevoli applicazioni biomedicali, quali la chiusura di ferite (laser welding) e il rilascio controllato di farmaci (drug delivery). Su questo tema è stato pubblicato un articolo con front cover su Advanced Materials (IF 8.4) dal titolo "Chitosan Films Doped with Gold Nanorods as Laser-Activatable Hybrid Bioadhesives", di P.Matteini, F.Ratto, F.Rossi, S.Centi, L.Dei, R.Pini, DOI: 10.1002/adma.201002228, a cui è seguito un Highlight su Nature Photonics di Novembre 2010 dal titolo "Biophotonics: Make it stick".La Commessa DMD Sistemi Ottici Aerospaziali, ha svolto studi sull'interferometriaad immagine applicati al telerilevamento da piattaforme aeree e satellitari. Nel lavoro "Theoretical Aspects of Fourier Trasform Spectrometry and Common Path Triangular Interferometers", A.Barducci, D.Guzzi, C.Lastri, P.Marcoionni, V.Nardino, I.Pippi, su Optics Espress, vol.18, n.11, pp.11622-11649, 24 May 2010, sono riportate e discusse le problematiche relative all'uso della spettrometria a trasformata di Fourier rispetto a quella ad elementi dispersivi.La Commessa DMD Tecniche laser, optoelettroniche e neutroniche per lo studio e la conservazione di beni culturali, ha ottenuto nel 2010 un avanzamento importante nelle ricerche sulle tecniche Laser nella conservazione e nell'archeometria. Dopo il successo della pulitura Laser

messa a punto per I bronzi e lapidei, è stata sviluppata l'ablazione Laser per spallazione, che si è dimostrata una soluzione ottimale per la pulitura di affreschi e dipinti murali degradati da incrostazioni scure o chiare. Con questa tecnica è stata risolta la pulitura della catacomba di Santa Tecla, discoprendo pregiatissime icone paleocristiane. E' stato pubblicato una monografia a cura della Pontificia Commissione di Archeologia Sacra. Un lavoro "Advances in Laser Cleaning of Artworks and Objects of Historical Interest: The Optimized Pulse Duration Approach", Siano S. Salimbeni R., su Accounts of Chemical Research, riporta questi risultati con grande impatto e ritorno di citazioni. La Commessa Strumentazione avanzata per diagnostica e monitoraggio di beni culturali e ambientali, nel 2010 ha condotto e portato a termine il progetto TDT-BioArt sulla diagnostica e trattamento innovativo di biodeteriogeni su pareti di interesse artistico/archeologico. Il progetto ha visto la fattiva collaborazione tra Laboratori Archa (capofila), IFAC-CNR (coinvolto sulla fluorescenza LIDAR, sulla spettroscopia FORS e sullo studio dell'assorbimento di energia a microonde), Opificio delle Pietre Dure, ICVBC-CNR, Università di Pisa, ELab Scientific srl e Faberestauro snc.Durante il progetto e' anche stata svolta una intensa attivita' di disseminazione, culminata con la presentazione delle attivita' di ricerca all'EXPO Shanghai, nella conferenza "Cities & Cultural Heritage", nel giugno 2010.

La Commessa Materiali e dispositivi attivi per le telecomunicazioni e la sensoristica, nel 2010 ha scoperto che con luce supercontinua generata in fibre microstrutturate si ha a disposizione una sorgente impulsata nelle regioni spettrali del visibile e dell'UV meno facilmente raggiungibili dalle sorgenti laser tradizionali. È stato utilizzato un sistema ottico affetto da una forte aberrazione cromatica longitudinale che permette di risolvere e selezionare la lunghezza d'onda variando la messa a fuoco. In questo lavoro si è caratterizzata l'interazione fra due proteine della membrana di cellule embrionali con fluorescence lifetime imaging microscopy (FLIM) e Foerster resonance energy transfer (FRET). Il lavoro Supercontinuum source tuned by an on-axis monochromator for fluorescence lifetime imaging, R. Mercatelli, S. Soria, G. Molesini, F. Bianco, G. Righini, F. Quercioli, su Optics Express, 2010 è stato selezionato per la pubblicazione in Virtual Journal of Biomedical Optics,volume 5, issue 13 (2010).La Commessa Dispositivi e materiali laser innovativi e metodi spettroscopici avanzati, ha proseguito lo sviluppo di laser a base ytterbio, già riportati nella RSTL n.3, con una produzione scientifica molto intensa. La Commessa ha inoltre contribuito al progetto CTOTUS riportato più avanti.Nella Commessa Sensori e metodologie optoelettroniche per la salute, l'ambiente e i beni culturali, e nell'ambito del progetto europeo CAREMAN, è stato realizzato, in collaborazione con la ditta Datamed, un prototipo per applicazioni POCT (Point of Care Testing), funzionante per fluorescenza. E' un dispositivo portatile che interroga otticamente un chip ottico opportunamente progettato per la misura simultanea di più analiti di interesse clinico. In particolare è stato caratterizzato per la rivelazione di biomarcatori della sepsi.

Le attività nel Dipartimento Terra e Ambiente sono organizzate in 2 Commesse:La Commessa Sviluppo ed integrazione di tecnologie attive e passive per il sondaggio dell'atmosfera, lavora sull'analisi dati di sensori passivi che misurano dallo spazio lo spettro emesso dall'atmosfera terrestre ha proposto nel 2010 un nuovo metodo di analisi chiamato MSS (Measurement Space Solution) che consente una rappresentazione della soluzione su una griglia verticale fitta a piacere senza l'utilizzo di informazione a priori. La tecnica è risultata particolarmente utile per la fusione di dati che provengono da sensori diversi.Il lavoro pubblicato sulla rivista Atmospheric Chemistry and Physics descrive la prima applicazione del metodo alla fusione dei dati telerilevati dal sensore MIPAS (a bordo del satellite ENVISAT) e dal sensore IASI (a bordo di METOP) e mostra chiaramente il miglioramento ottenuto nella ricostruzione dei profili verticali di ozono.

La Commessa Sviluppo di tecnologie per la generazione, il trattamento e l'interpretazione di immagini e dati telerilevati della superficie terreste ha concluso nel 2010 tre progetti importanti:- PROSA/Nowcasting di ASI

- LEIMON di ESA- PNRA del MIURper tutti i progetti abbiamo ottenuto risultati importanti sia da un punto di vista teorico che sperimentale ed applicativo. Per PROSA abbiamo sviluppato un sistema in uso attualmente dalla Protezione Civile per la difesa e l'allerta da fenomeni di rischio idrogeologico, con produzione in automatico di mappe di umidita' del terreno, estensione del manto nevoso e suo spessore a partire da immagini satellitari a microonde. Per LEIMON si sono ottenuti dei risultati importanti relativi al possibile utilizzo di sensori GPS per la misura dell'umidita' del terreno da satellite. Il PNRA, che prevede uno studio sull'emissione a microonde dei ghiacci antartici, è correlato anche con altri progetti ESA quali DOMEX, di cui nel 2010 si è conclusa la parte sperimentale in Antartide a sostegno della missione spaziale SMOS.

Prende il via nel 2010 il progetto CTOTUS-Capacità Tecnologica ed Operativa della Toscana per l'Utilizzo dello Spazio, finanziato dalla regione Toscana. Il 1 Marzo 2010 sono iniziate le attività del Progetto CTOTUS, coordinato da IFAC-CNR, con la partnership di Selex Galileo (Gruppo Finmeccanica), dell' Istituto Nazionale di Ottica, del Lab. Europeo di Spettroscopie non lineari (LENS) e di Flyby s.r.l. Obbiettivo del Progetto è di potenziare l'integrazione delle competenze esistenti in Toscana nel campo della realizzazione e utilizzazione di metodi e strumenti per le osservazioni spaziali, rafforzando i legami di collaborazione tra grande industria, PMI e centri di ricerca applicata e di base, in modo da consolidare le capacità d'innovazione dell'industria e della ricerca nel settore aerospaziale in Toscana e rafforzarne la competitività a livello internazionale. Le tematiche affrontate sono lo studio di dispositivi e metodi di rivelazione innovativi, lo studio di strumentazione per nuove missioni, lo sviluppo di dimostratori avionici e la messa a punto di algoritmi avanzati per l'analisi dati. Il Progetto, del valore di circa 4.5 milioni di Euro, è cofinanziato dalla Regione Toscana nell' ambito del "Programma Operativo Regionale – obiettivo "Competitività Regionale e Occupazione" POR-CReO FESR 2007 - 2013". La conclusione del progetto è prevista nell' Agosto 2012.

Le attività nel Dipartimento ICT sono organizzate in 3 Commesse:1. Sicurezza e Compatibilita` Elettromagnetica, DANIELE ANDREUCCETTI 2. Sistemi, tecniche e metodi di acquisizione, trattamento ed analisi di dati di telerilevamento multidimensionale, STEFANO BARONTI3. Codifica, elaborazione e restituzione della conoscenza legata a media multidimensionali, LAURA BURZAGLI

La Commessa Sicurezza e Compatibilita` Elettromagnetica, ha curato un progetto di ricerca con il supporto finanziario dell'ISPRA riguardante due aspetti distinti: (1) la caratterizzazione delle emissioni elettromagnetiche delle sorgenti radar; (2) la valutazione dell'esposizione della popolazione a sorgenti ELF con forma d'onda complessa. Riguardo al primo aspetto, sono state riviste le norme tecniche pertinenti, è stata messa a punto una metodica di misura, è stata individuata la strumentazione più idonea allo scopo e sono state condotte alcune campagne pilota di misura su installazioni radar di vario tipo. Riguardo al secondo aspetto, sono state eseguite misure su un piccolo numero di elettrodomestici di uso comune e dall'analisi dei dati acquisiti si sonotratte indicazioni in merito al trattamento delle forme d'onda non sinusoidali finalizzato ad una corretta implementazione delle prescrizioni normative internazionali.

La Commessa Sistemi, tecniche e metodi di acquisizione, trattamento ed analisi di dati di telerilevamento multidimensionale, con l'approvazione delle proposte relative alla call for proposal di ASI su COSMO-Skymed ha lavorato alla validazione e al perfezionamento della procedura per l'identificazione di cambiamenti su dati multitemporali e per il riconoscimento di aree tessiturate su dati SAR telerilevati. Si è iniziato a sviluppare ed adattare alle caratteristiche dei dati SAR di Cosmo-Skymed alcuni algoritmi e procedure di valutazione della qualità dei dati, secondo quanto previsto nel progetto.

La Commessa Codifica, elaborazione e restituzione della conoscenza legata a media

multidimensionali, ha posto allo studio un sistema che tenta la sintesi tra due forme di intelligenza presenti in ambito web, quale quella relativa al Web 2.0 e al Semantic web. La prima forma si focalizza sul contributo degli utenti come fornitori dell'informazione, la seconda possiede la potenzialità di strutturare l'informazione in modo da incrementarne l'efficienza e l'efficacia dell'elaborazione automatica, senza intervento umano. L'obiettivo è quello di ottenere un sistema capace di rispondere alle esigenze degli utenti in modo personalizzato e ottimizzato, basandosi su profili indicati dall'utente, modi d'uso dell'utente e conoscenza fornita dalla partecipazione in rete di altri utenti. Le prime parziali realizzazioni in questa direzione sono state descritte nel contributo portato alla conferenza ICCHP 2010 dal titolo " Laura Burzagli et alii: Towards the Convergence of Web 2.0 and Semantic Web for E-Inclusion. ICCHP 2010 Proceedings: pp.343-350"

Le attività nel Dipartimento Patrimonio Culturale sono organizzate in 2 Commesse:Tecniche spettroscopiche integrate per la diagnostica non invasiva, la conservazione e la fruizione del patrimonio culturale, MARCELLO PICOLLOMetodologie Laser per la Conservazione, SALVATORE SIANO

La Commessa Tecniche spettroscopiche integrate per la diagnostica non invasiva, la conservazione e la fruizione del patrimonio culturale nell'ambito del Progetto Popart ha svolto una sperimentazione e relativa attività di monitoraggio ambientale su una serie di polimeri selezionati esposti in ambiente museale, volta a valutare i principali fenomeni di degrado si materiali plastici nelle collezioni e le modalità di analisi non invasiva tramite tecniche spettroscopiche. La sperimentazione - durata 18 mesi e coordinata dal gruppo IFAC-CNR - ha coinvolto una rete di siti museali estesa sul tutto il territorio europeo.

La Commessa Metodologie Laser per la Conservazione, nel corso del 2010 ha finalizzato il contributo al restauro del cubicolo dipinti delle catacombe di Santa Tecla (Roma), riportato nel volume dedicato curato dalla Pontificia Commissione di Archeologia Sacra. La metodologia laser messa a punto, è stata qui utilizzata con successo nella rimozione delle croste calcaree di precipitazione che coprivano interamente i cicli pittorici. I laser ha permesso un recupero non ottenibile con altre tecniche. La scoperta delle icone degli apostoli ha portato l'attenzione dei media di tutto il mondo su questo intervento. In tutti i casi, il merito della scoperta è stato attribuito alla pulitura laser. E' iniziata nel 2010 l'Infrastruttura di Ricerca Europea CHARISMA, in cui questa Commessa ha la responsabilità del WP Laser Cleaning.

Le attività nel Dipartimento Sistemi di Produzione sono organizzate in 1 Commessa:Tecnologie e processi laser nel manufacturing, ROBERTO PINI.A conclusione del progetto FIRB-MUIR "Smart Flex" coordinato dal Centro Ricerche Fiat, la commessa INT.P07.001 ha prodotto nel 2010 un brevetto italiano sulla diagnostica dei processi di saldatura laser di lamiere dal titolo: "Metodo per l'individuazione di difettosità nel processo di saldatura laser continua di parti metalliche", che ha come oggetto un sensore spettroscopico e un metodo analitico orginale in grado di individuare i vari tipi di difettosità della lavorazione laser, nonchè di quantificare i parametri fisici che li generano.

Proposta di interventi organizzativi

Istituto di fotonica e nanotecnologie

Direttore: Dott. GIANLUCA GALZERANOSede principale: Piazza Leonardo da Vinci, 32 - 20133 Milano (MI)Articolazione territoriale:

Sezione di Roma, Sezione di Trento, Sede di Padova, Sede di Bari

Sito web dell'Istituto: www.ifn.cnr.it


MissioneSviluppare attività di ricerca avanzata nel campo della fotonica, della nanoelettronica e delle nanotecnologie, con particolare attenzione anche a settori emergenti quali la micromeccenica, la microottica ed i microsistemi.


Commesse

• Generazione di radiazione X ultrabeve "soft e hard" e di impulsi ad attosecondi: sistemi "table-top" per analisi avanzata dei materiali

• Fotonica ultrabreve dall'infrarosso al EUV: applicazioni a materiali e dispositivi per ICT, magnetismo, biomedicina e nanoscienze

• Sviluppo di strumentazione ottica e fotonica (Vis-UV-XUV-X) per impieghi scientifici (spaziali e radiazione di sincrotrone) ed industriali

• Sviluppo e applicazioni di sorgenti laser infrarosse a cascata quantica, a fibra ottica e di potenza

• Fotonica: Materiali Strutture e Diagnostica• Dispositivi e sistemi fotonici per telecomunicazioni, biomedicina, ambiente e beni culturali• Nanodiffrazione e nanoimaging con raggi X• NADIR: Nanostrutture, Dispositivi quantici e Rivelatori• MEMS,NEMS e Dispositivi microelettronici• Nanostrutture e nanodispositivi • Nanoscienze: crescita di materiali, funzionalizzazioni e dispositivi.

Moduli

• Metodologie di imaging a raggi X• modulo gestionale-CdS036-MD• Ottiche per X-FEL• MD.P03.007.001 Generazione di radiazione X ultrabeve• MD.P03.008.001 Fotonica ultrabreve dall'infrarosso al EUV: applicazioni a materiali e

dispositivi per ICT, magnetismo, biomedicina e nanoscienze• MD.P03.010.001 Sviluppo di strumentazione ottica e fotonica (Vis-UV-XUV-X) per impieghi

scientifici (spaziali e radiazione di sincrotrone) ed industriali• MD.P03.011.001 Sviluppo e applicazioni di sorgenti laser infrarosse a cascata quantica, a

fibra ottica e di potenza• MD.P03.011.002 Intesa di Programma MIUR/CNR – Incremento attrezzature scientifiche• Sviluppo e diagnostica ottica e spettroscopica di materiali e strutture per la fotonica• Metodologie avanzate con raggi X e loro applicazioni

• Fotonica a Raggi X: Sviluppo e applicazione di Strumentazione e Metodologie per studi di Fisica dei materiali.

• Sistemi di controllo meccatronico a basso rumore applicati alla rivelazione interferometrica di onde gravitazionali

• Dispositivi e sistemi fotonici• Microscopia e microdiffrazione a raggi X: sviluppo di ottiche, strumentazione, metodologie e

applicazioni biomediche• NADIR: nanostrutture, dispositivi quantici e rivelatori• MEMS,NEMS e Dispositivi microelettronici• Nanodispositivi a semiconduttore• Nanodispositivi Superconduttori• Nanodispositivi spintronici e fotonici• Materiali nanostrutturati• Crescita di materiali, funzionalizzazioni e dispositivi da precursori molecolari, inorganici e

cluster.• Metodi di Spettroscopie Laser e di Spettrometrie di Massa per Applicazioni nellʼAgroindustria,

Ambiente e Scienze della Vita• Rumore termico e dissipazione in sistemi elettromeccanici fuori dall'equilibrio

RSTL

• Dinamica dissipativa di sistemi quantistici: sperimentazione su dispositivi a stato solido• Nano-ottica a femtosecondi

Attività Commesse

Generazione di radiazione X ultrabeve "soft e hard" e di impulsi ad attosecondi: sistemi "table-top" per analisi avanzata dei materiali

Progetto: Ottica, Fotonica e PlasmiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: DE SILVESTRI SANDRO

Risultati conseguiti - E' proseguita l'attività relativa alla generazione e misura degli impulsi ad attosecondi isolati, ottenuti mediante la tecnica del "polarization gating". E' proseguita l'attività relativa all'applicazioni di impulsi ad attosecondi in esperimenti di fisica molecolare. Mediante la sincronizzazione con impulsi IR di pochi cicli ottici e stabilizzati in fase sono proseguite le misure relative al controllo di pacchetti d'onda elettronici nello stato di dissociazione di molecole biatomice (H2 e D2). Sono stati inoltre eseguiti eperimenti di interferometria tra pacchetti elettronici.- Sono proseguiti gli esperimenti con tecniche passive per la stabilizzazione della fase assoluta di impulsi di pochi cicli, basate su effetti ottici non-lineari di tipo parametrici. Utilizzando impulsi a 1.5 micron con energie sino 1.2 mJoule sincronizzati ad impulsi ad 800 nm, sono state effettuate prove di generazione di armoniche di ordine elevato mediante la tecnica a due colori. Tale tecnica si è rivelata particolarmente intereassante per l'ottenimento di spettri di armoniche caratterizzati da un continuo di frequenze. Tali spettri consentirebbero la generazione di impulsi ad attosecondi.- Sono state inoltre effettuate misure perliminari di spettri di armoniche ottenuti in gas molecolari.- Sono stati effeuati studi di effetti non-lineari in filamenti prodotti in gas molecolari, mediante fasci laser intensi e di pochi cicli ottici a 800 nm.


anno Brevetti

Articoli ISI

Articoli non

ISI


o

Libri Rapporti

Risultati progettua

li


ione applicativa

Abstract

Attività editoria

li

2010 0 8 0 2 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioni- IMIP-CNR: tecniche di misura della durata degli impulsi X soft- MISDC of VNIIFTRI, Mendeleevo Moscow Region (Russia), Prof. A. Faenov "Generation of X rays from laser produced plasma"- FOM-Institute AMOLF (Amsterdam, The Netherlands): M. Vrakking- Max-Planck Insitut für Quantenoptik (Garching, Germany): F. Krausz- Université Lyon 1; CNRS (Villeurbanne, France): F. Lépine- Department of Physics, Lund University (Lund, Sweden): A. L'Huillier- Imperial College, Lomdon , UK: J. Marangos

Le predette attivita sono parte del "Centre for Ultrafast Science and Biomedical Optics (CUSBO)", una facility riconosciuta dall'Unione Europea appartenente al network LASERLAB-EUROPE nell'ambito dell'azione "Integrated Initiative Infrastructures" (I3) del VII Programma quadro.




da terzicosti

figurativivalore











Professore

visitatore


9 1 0 0 0 0 0 10

Principali risorse strumentali utilizzate-Sistema laser a femtosecondi (oscillatore + amplificatore e compressore) a Titanio in Zaffiro (durata 25 fs, energia 1 mJ e frequenza di ripetizione 1 kHz) con stabilizzazione attiva della fase-Due linee di amplificazione in parallelo a 30 fs, 2 mJ e 1 KHz-Sistema di compressione degli impulsi mediante fibra cava e chirped mirrors: 5 fs, 250 microjoule, 1 kHz-Camera di generazione di armoniche di ordine elevato e spettrometro XUV a campo piatto.-Sistema laser a femtosecondi (oscillatore+amplificatore e compressore) a Titanio in Zaffiro (durata 45 fs, 2 mJ, 1 kHz)-Sistema laser al terawatt a Titanio in Zaffiro: 60 fs, 120 mJ, 10 Hz-Camera di interazione e spettrometro per raggi X da plasma generato da laser

-Analizzatore ottico di spettro-Spettrometro "Time invariant"

Fotonica ultrabreve dall'infrarosso al EUV: applicazioni a materiali e dispositivi per ICT, magnetismo, biomedicina e nanoscienze

Progetto: Ottica, Fotonica e PlasmiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: CUBEDDU RINALDO

Risultati conseguiti - E' proseguito lo sviluppo di amplificatori ottici parametrici per la generazione di impulsi di pochi cicli ottici nel vicino (1-2 micron) e medio (3-5 micron) infrarosso, per applicazioni alla spettroscopia dei materiali. Sono stato utilizzati specchi deformabili per la compressione ottica degli impulsi.- E' proseguità l'attività relativa alle misure con tecniche megnetoottiche (effetto Kerr magnetoottico) per lo studio dei processi di demagnetizzazione nel ferro. In particolare sono stati misurati i tempi caratteristici di demagnetizzazione anche in funzione della potenza incidente. E' proseguita la messa a punto della tecnica di fotoemissione risolta in tempo.- E' proseguita l'attività sullo studio delle dinamiche di transizione isolante-metallo in materiali fortemente correlati; è proseguita l'attivita di spettroscopia su nanotubi di carbonio e carotenoidi.- E' proseguito lo sviluppo di sistemi in luce bianca a femtosecondi per misure delle proprietà ottiche in vivo: mammografia ottica e monitoraggio delle attività funzionali.- E' proseguito lo sviluppo della tecnica di imaging mediante amplifiocazione parametrica di oggetti in mezzi torbidi


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2010 0 2 2 21 1 0 0 0 0 0

Principali collaborazioni- NANO-CNR (sede di Lecce): laser a polimeri;- Lund Laser Center (Lund: imaging in mezzi diffondenti;- Fordham Univ. (New York) e IBF-CNR (Pisa): microscopia di interesse biologico;- PTB (Berlino): tecniche di ossimetria- Università di Pisa: tecniche di microscopia a scansione in campo prossimo (SNOM);- Università di Oxford (UK): spettroscopia di materiali fortemente correlati- Max-Born Institute (Berlino, Germania): sviluppo di amplificatori parametrici ad alta energia.- University of California (Berkeley): Dinamica ultraveloce di rodopsina.- ESRF e ELETTRA: analisi di materiali magnetici con luce di sincrotrone- Università di Goettingen (Germania): preparazione film di carbonio

Comunità Europea: programma "Integrated Initiative Infrastrcture" (I3), collaborazioni nell'ambito dell'I3 LASERLAB-Europe.




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14 2 0 1 0 0 0 17

Principali risorse strumentali utilizzate- Sistema di "pump-probe" con due amplificatori parametrici accordabili- Oscillatore a femtosecondi a Titanio in Zaffiro a cavità allungata (26 MHz di frequenza di ripetizione) accoppiato ad un sistema SNOM- Sistema ottico a larga banda ad impulsi a femtoseocndi con fibra a "cristalli fotonici"- Sistema laser a Titanio in Zaffiro (Oscillatore+amplificatore): 120 fs, 0.7 mJ, 1kHz- Sistema per Low Energy Electron Diffraction (LEED)- Spettrometro a tempo di volo (TOF)per misure di fotoemissione risolte in tempo- Telecamera CCD gated a picosecondi- Evaporatore in alto vuoto per metallizzazioni- Criostato a ciclo chiuso- Analizzatore ottico di spettro al kHz

Sviluppo di strumentazione ottica e fotonica (Vis-UV-XUV-X) per impieghi scientifici (spaziali e radiazione di sincrotrone) ed industriali

Progetto: Ottica, Fotonica e PlasmiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: POLETTO LUCA

Risultati conseguiti GENERAZIONE DI ARMONICHE LASER DI ORDINE ELEVATO(a) Progetto FIRB-IDEAS SERAPIDE: disegno e realizzazione della linea di luce per impulsi ad attosecondi.(b) Progetto ERC-Advanced Grant: disegno e realizzazione della prima linea di luce per impulsi ad attosecondi.

SVILUPPO DI STRUMENTAZIONE PER UTILIZZO DI ARMONICHE XUV(a) Progetto strategico INTERREG Ita-Slovenia CITIUS: disegno ottico della linea di luce per impulsi ultrabrevi. Realizzazione del monocromatore. Esperimento di generazione di radiazione tunabile nell'ultravioletto mediante laser parametrico nel vicino IR.

SVILUPPO DI STRUMENTAZIONE XUV PER LASER AD ELETTRONI LIBERI FEL1. Collaborazione con ELETTRA (Trieste): disegno delle ottiche a multistrato per la linea di ritardo del fascio FEL di FERMI.

2. Progetto strategico CARIPARO: inizio attività di disegno ottico degli specchi multistrato.3. Collaborazione con ENEA Frascati: caratterizzazione della sorgente FEL SPARC. La sorgente e' stata caratterizzata in regime di saturazione con impulsi di seed da armoniche laser.4. Collaborazione con Sincrotrone DESY (Amburgo): realizzazione e caratterizzazione dello spettrometro di fotoni compatto per il FEL FLASH. Misure delle armoniche FEL.

SVILUPPO DI STRUMENTAZIONE XUV PER IMPIEGHI SPAZIALI1. Missione Bepi Colombo: stipula dei contratti con ASI-INAF per le attività previste. Disegno ottico della Stereo Camera per Bepi Colombo. Attività di calibrazione dei sottocomponenti dello spettrometro ultravioletto Phebus.2. Solar Orbiter: definizione del disegno ottico del coronografo solare METIS.

FILM SOTTILI PER SPECCHI A MULTISTRATO NELL'XUVAttivita' di progettazione e caratterizzazione di film sottili per la realizzazione di specchi multistrato:- realizzazione di coating aperiodici per la compressione di impulsi ultrabrevi XUV- realizzazione di coating aperiodici per la fotolitografia XUV- caratterizzazione delle proprieta' ottiche di film sottili da utilizzarsi come coating per specchi nell'XUV

SVILUPPO DI OTTICHE DEFORMABILI Installazione di tre sistemi con specchi deformabili per la compressione dell'impulso IR presso Dip. di Fisica, Politecnico di Milano; Fritz Haber Institute, Berlino (Germania); Max Planck Research Department for Structural Dynamics, Hamburg (Germania).Realizzazione di un prototipo di specchio deformabile fotocontrollato.Realizzazione di un detector di immagine per medio IR a temperatura ambiente.Stabilizzazione di interferometri quantistici a singolo fotone.Realizzazione di un reticolo deformabile per diffrazione di impulsi ultrabrevi.Controllo del flusso di fotoni in una linea ai femtosecondi mediante specchio deformabile.

SPETTROSCOPIA LASER PER LA RILEVAZIONE DI GASSviluppo di metodologie di spetroscopia con laser accordabili VCSEL per l'analisi del contenuto di gas CO2 e O2 in contenitori sigillati. Realizzazione di un prototipo per l'applicazione ai vetri-camera. Realizzazione di un prototipo per l'applicazione al packaging alimentare.

LAVORAZIONI LASERSviluppo di metodologie laser per il taglio del vetro. Prove su campioni per la realizzazione di flaconi/fiale per il settore farmaceutico.

MISURE SPETTRALI PER I BENI CULTURALIMonitoraggio delle proprieta' spettrali nel visibile applicate ai beni culturali.Acquisizioni di due tele trecentesche del Veneziano presso la Sovrintendenza di Verona e la chiesa di S. Maria Maggiore di Trieste.Acquisizione delle vetrate della Cappella degli Scrovegni a Padova.


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2010 3 24 1 37 2 1 0 3 0 0

Principali collaborazioniUniversità di Padova: Dipartimenti di Ingegneria Meccanica, Ingegneria dell'Informazione, Scienze Chimiche, Astronomia, Scienze medico-diagnostiche e terapie speciali, Scienze cardiologiche toraciche e vascolari, CISAS.

CNR: Istituto di Fotonica e Nanotecnologie, sede di Milano; Istituto dei Materiali per l'Elettronica ed il Magnetismo; Istituto di metodologie inorganiche e dei plasmi; Istituto Nazionale di Ottica.Politecnico di Milano: Dipartimento di FisicaSincrotrone TriesteENEA FrascatiINAF: Osservatori di Torino, Firenze, Napoli, Catania e BreraDipartimento di Elettronica, Univ. PaviaDipartimento di Ingegneria dei materiali e dell'ambiente, Univ. di ModenaStazione ASI, MateraUSA: Naval Research Laboratory, Washington; Goddard Space Flight Centre, Washington; Smithsonian Astrophysical Observatory, Cambridge; Department of Electrical and Computer Engineering, Boston University.UK: Central Laser Facility, Rutherford Appleton LaboratoryGermania: Max Planck Institute for Solar System Research, Lindau; Max Born Institute, Berlin; DESY Synchrotron, Hamburg; Fritz Haber Institute, Berlin; Max Planck Research Department for Structural Dynamics, Hamburg. Spagna: Istituto di Ottica - CSIC, MadridAustria: Facoltà di Fisica, Università di Vienna; Institute of quantum optics and quantum information, Accademia Scienze AustriacaSlovenia: Laboratory for Astroparticle Physics, Univ. of Nova GoricaFrancia: Institute Non-Lineaire, CNRS, NiceCanada: Univeristy of Moncton, Ottawa




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5 0 4 1 0 0 1 11

Principali risorse strumentali utilizzateSono state utilizzate le seguenti risorse strumentali:- camera bianca in classe 10000, con zona in classe 1000, superficie utilizzabile 25 m2- bunker schermato di 6 m2 per prove con sorgenti X fino a 140 kV- laser di potenza in classe 4 (laser CO2, laser Nd:YAG impulsati, laser in fibra)- rivelatori calibrati per raggi X soffici, ultravioletto e visibile- monocromatore in incidenza normale per visibile- monocromatore in incidenza normale in alto vuoto per ultravioletto da vuoto ed estremo- monocromatore in incidenza radente in alto vuoto per ultravioletto estremo e raggi X soffici

- sorgente X a bombardamento elettronico ed anodi intercambiabili con emissione nei raggi X soffici- sorgente di tipo hollow-cathode con emissione nell'estremo ultravioletto- varie lampade spettrali a gas dall'ultravioletto da vuoto al vicino infrarosso - microscopio a forza atomica- spettrofotometro nel visibile e vicino infrarosso

Sviluppo e applicazioni di sorgenti laser infrarosse a cascata quantica, a fibra ottica e di potenza

Progetto: Ottica, Fotonica e PlasmiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: SCAMARCIO GAETANO



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2010 1 10 1 7 1 1 0 0 6 0





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Fotonica: Materiali Strutture e Diagnostica

Progetto: Ottica, Fotonica e PlasmiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: CHIASERA ALESSANDRO

Risultati conseguiti L'attività della Commessa si è sviluppata su tematiche progettuali consolidate e su nuove iniziative attivate nel corso dell'anno 2010. Per quanto riguarda i progetti già operativi la ricerca ha fatto capo ai seguenti progetti di ricerca: i) COST Action MP0702 "Towards functional sub-wavelength photonic structures"; ii) progetto NAoMi "A NAno on MIcro approach to a multispectral analysis system for protein essays"; iii) progetto ITPAR II "Nanophotonics"; iv) progetto OXI-SOLAR "Sviluppo di materiali ossidi a convertitore di fotone per il fotovoltaico". Nel corso dell'anno 2010 si è concluso il progetto progetto FaStFAL - "Fabbricazione di Strutture dielettriche a cristallo Fotonico inverso per Azione Laser nella regione nir" che ha dato luogo ad un buon numero di pubblicazioni e di comunicazioni ad invito sulla tematica dei cristalli fotonici. Da giugno 2010 si è attivata l'attività di ricerca del progetto triennale NSBMO - Novel Silicon Based Materials for Optoelectronics, di durata triennale e finanziato dalla Provincia Autonoma di Trento. I primi risultati sono positivi: due pubblicazioni sottomesse a riviste ISI ed una comunicazione a congresso. Sulla base dell'accordo di collaborazione con l' Institut Universitaire de Tecnologie di Le Mans in Francia, stipulato nel corso del 2009, sono stati accolti quattro studenti di stage nei laboratori della Commessa nel corso del 2010. Nel campo della formazione i risultati sono stati positivi sia per IFN che per IUT Le Mans come risulta dai report periodici e finali riguardanti ciascun studente che ha poi superato un esame finale. E' stata ulteriormente implementata l'attività di "Laser material processing" ponendo attenzione alla sicurezza nell'operazione del laser CO2 impulsato fornito dal CNRS d'Angers in comodato. I ricercatori della Commessa hanno svolto attività di sviluppo tecnologico e diagnostica spettroscopica e strutturale per la realizzazione e l'ottimizzazione di varie strutture quali ad esempio cristalli fotonici diretti ed inversi, vetro ceramiche trasparenti con proprietà di guida, strutture core-shell attive e passive, microcavità 1D, microrisonatori sferici attivi, down-converters, nonché per la valutazione della loro efficienza e definire appropriate figure di merito. Sono state attivate tecniche atte a determinare opportuni protocolli per realizzare sia nanoparticelle di silice che polimeriche mantenendo un'elevata monodispersività. Tali nanoparticelle sono state caratterizzate da un punto di vista morfologico mediante impiego di tecniche SEM, TEM e DLS nonché con tutte le tecniche spettroscopiche disponibili presso la Commessa. E' stata resa operativa la tecnica sperimentale per l'accoppiamento pompa-segnale ai microrisonatori sferici e l'analisi spettroscopica dei whispering gallery modes associati. In questo contesto è in corso l'attivazione di una collaborazione scientifica con CNES – Francia. Nel campo dei microrisonatori sferici si è pubblicato un articolo dal titolo "Spherical whispering-gallery-mode microresonators"sulla prestigiosa rivista Laser & Photonics Reviews [4 (2010) pp. 457-482]. Per quanto riguarda la tematica legata alle vetroceramiche trasparenti le tecniche bottom-up è stata ottimizzate allo scopo d'ottenere sistemi guidanti a bassa perdita e con riduzione dei fenomeni non-radiativi e di quenching della luminescenza. Sono stati esplorati vari sistemi sia a base di fluoruri che di ossidi così come le tecniche di deposizione in fase vapore, sol gel ed rf sputtering. Un forte impulso è stato dato all'attività riguardante cristalli fotonici diretti ed inversi a struttura opale sia per quanto riguarda l'ottimizzazione dei protocolli di fabbricazione e le tecniche di infiltrazione sia per la determinazione della banda proibita e del fattore di qualità. Nel caso di cristalli fotonici attivati con ioni di terre rare e con nanoparticelle metalliche interessanti risultati sono stati ottenuti sia su strutture plasmoniche di possibile utilizzo in biosensoristica SERS che nel campo dei misuratori di strain anche su strutture civili. Grazie all'intensa collaborazione sviluppata con FBK-Trento si è potuto rafforzare la tecnica d'indagine di microanalisi sui materiali nanocompositi per applicazioni fotoniche. In particolare ottimi risultati sono stati ottenuti nel campo del controllo della fotoluminescenza da nanotubi di carbonio funzionalizzati con nanoparticelle di oro.


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2010 0 19 3 15 1 0 0 0 26 0

Principali collaborazioniOltre alle collaborazioni già attive che riguardano vari centri di ricerca nazionali e stranieri e realtà industriali tecnologicamente avanzate sono state rafforzate le e sinergie con gli Istituti di Ricerca ed Università locali sviluppando progetti comuni nell'area Materiali e Dispositivi. In particolare si sono rafforzate le collaborazioni nell'ambito del Programma pluriennale della Ricerca della Provincia Autonoma di Trento con FBK e Università, tramite accordi di programma specifici che, nel caso di FBK, hanno visto l'associatura all'Istituto IFN-CNR di alcuni ricercatori. A questo proposito va menzionato la convenzione quadro tra CNR ed FBK e CNR – Univ. Trento, firmati nel 2009. Non si tratta qui di una semplice formalizzazione dell'esistente ma di un esplicito e forte aiuto allo sviluppo di collaborazioni ad alto livello tra tutti i soggetti coinvolti come anche auspicato dal governo locale. Nel corso dell'anno si è anche reso operativo un accordo di collaborazione con l'Institut Universitaire de Tecnologie di Le Mans in Francia con lo scopo d'accogliere studenti di stage nei laboratori della commessa. Le collaborazioni con realtà industriali hanno permesso d'attivare progetti comuni su obiettivi specifici, quali ad esempio la ricerca sul fotovoltaico con OPTOI Srl anche partner di un progetto europeo la cui fase A era stata sottomessa in data 8 dicembre 2009. La mancanza di un esito positivo alla chiamata non ha però impedito che la collaborazione con gli istituti coinvolti ed in particolare il laboratorio di materiali per la fotonica di Nottingham continuasse in modo produttivo. La partecipazione alla piattaforma Photonic21, nel WP6 è un'ottima base collaborativa che sta permettendo l'applicazione a varie azioni di finanziamento nell'area in cui opera la Commessa, benché i risultati più immediati si siano ottenuti tramite i partner coinvolti nell'azione europea COST MP0702. Molteplici sono le collaborazioni internazionali, molte di lunga data e sempre efficaci in termini di idee innovative e pubblicazioni prodotte. Tra le altre vanno ricordate le collaborazioni con Hyderabad facente capo ad un progetto ITPAR co-finanziato India, MAE e Provincia autonoma di Trento. Benchè il relativo progetto MAE fosse scaduto la collaborazione con L'Università di Hanoi e l'istituto ISTM in particolare è stata attiva tramite il programma Bridging the gap 2010 avvalendosi della collaborazione con l'Università di Trento. Nell'ambito dell'azione COST MP0702, attivata nel 2008 e di durata quinquennale, riguardante metamateriali, plasmonica e tecniche e metodologie correlate si è potuto accrescere le collaborazione con istituti stranieri che svolgono attività di ricerca complementari a quelle sviluppate dai ricercatori afferenti alla Commessa. Questo ha portato ad un arricchimento dal punto di vista della conoscenza ed alla possibilità di attivare programmi comuni ed in particolare è iniziata una collaborazione con l'Università di Kielce su materiali nanostrutturati a base di nanoparticelle metalliche per applicazioni in catalisi. L'attività di analisi teorica sui sistemi a bassa dimensionalità condotta grazie alla collaborazione con l'Istituto di Fisica dell'Università di Greifswald partita all'inizio 2008 e sviluppata nel 2010 con l'obiettivo di utilizzare le ricerche sperimentali condotte all'interno della commessa anche per promuovere aspetti importanti della fisica di base su quest'area tematica inclusa la trasmissione nel THz tramite strutture a cristallo fotonico. Le collaborazioni all'interno dell'istituto hanno ricevuto un ulteriore impulso sia dal coinvolgimento di ricercatori delle unità di Roma e Milano su tematiche d'interesse comuni che nel coinvolgimento di ricercatori della Commessa in progetti regionali presentati dal ricercatori IFN in altre regioni. La stessa sinergia si è vista a livello interistituto all'interno del DMD con lo svolgersi d'attività di ricerca e progettuali comuni con laboratori d'altri istituti ed in particolare con il laboratorio MDF dell'IFAC. Particolare menzione va data al progetto interdipartimentale Fotonica2015 che ha visto nel suo gruppo di lavoro ricercatori afferenti a vari dipartimenti e mossi dall'interesse comune nello stimolare progetti specifici che coinvolgano giovani ricercatori d'alto livello e sinergie industriali. All'interno di questo gruppo di lavoro sono stati attivi ricercatori afferenti alla Commessa. Riferendosi alla progettualità a livello europeo sono state rafforzate le collaborazioni con Novel Photonic Glasses School of Mechanical Materials, Manufacturing Engineering and Management dell'University of Nottingham

per quanto riguarda le sorgenti nel medio infrarosso e con Laboratoire de Chimie de l'ENS Lyon per quanto concerne strutture plasmoniche ibride per il controllo della luce e la conversione d'energia. Fondamentale l'apporto tecnico e scientifico acquisito nel campo dello sfruttamento dei microrisonatori con ENSSAT Lannion e CNES di Tolosa.




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Principali risorse strumentali utilizzateLe attività di cui sopra hanno coinvolto risorse strumentali patrimonio della commessa ma anche importanti apparati di misura e fabbricazione in dotazione ad altri enti ed istituti. Questa opportunità è stata possibile senza dubbio grazie alle numerose collaborazioni nazionali ed internazionali ma anche grazie alle sinergie in atto all'interno del CNR-IFN e del Dipartimento Materiali e Dispositivi. Nello specifico lo studio della struttura, della nanocristallizzazione controllata, delle proprietà ottiche e spettroscopiche di vetri, guide di luce planari e strutture confinate di vario interesse è stato condotto con strumentazione propria alla commessa così come la fabbricazione dei sistemi tramite tecniche rf sputtering e sol-gel. A complemento della strumentazione interna le risorse utilizzare vedono in molti casi una stretta interconnessione con la strumentazione disponibile presso il locale dipartimento di fisica e l'istituto FBK. Nel caso dell'analisi con luce di sincrotrone si è utilizzata l'apparecchiatura presente presso la linea GILDA ad ESRF in Grenoble grazie alla competenza ed alla presenza di ricercatori della commessa attivi su questa linea. Le strumentazioni riguardanti vuoto, criogenia e ultracriogenia, materiali e dispositivi superconduttori, misure di spostamento ad elevata sensibilità, sistemi a bassa dissipazione meccanica ed elettrica, analisi statistica dei dati sono presenti grazie ai ricercatori operanti nel Modulo "Sistemi di controllo meccatronico a basso rumore applicati alla rivelazione interferometrica di onde gravitazionali". Nello specifico della strumentazione riguardante la preparativa e fabbricazione di materiali e sistemi sono stati utilizzati forni, camera pulita, macchine da taglio e pulitura ed apparati di deposizione dip-coating, spin-coating ed rf sputtering a doppio target. L'apparato dip-coating è stato interamente realizzato in loco. Per la diagnostica spettroscopica si sono utilizzate le seguenti apparecchiature:- Luminescenza risolta in tempo Vis e NIR: Monocromatori NIR e UV-Vis con acquisizione in conteggio fotoni ed apparato per misure di fotoluminescenza risolta in tempo. Varie sorgenti laser in regime impulsato e CW quali ad esempio laser Ti-Sapphire CW, Argon laser, diodi laser, Nd:YAG con II e III armonica e laser a colorante.- Apparato per analisi strutturale:spettrometro Raman U 1000 Jobin Yvon e microRaman con acquisizione in conteggio fotoni ed eccitazione laser in CW nel visibile ad Argon e He-Ne.

Spettrometro Brillouin con laser ad Argon operante in singolo modo. Accoppiamento tramite prisma per misure con eccitazione in guida d'onda.- Strumentazione per spettroscopia modale: Apparato per misura Mline Metricon 2010 con sorgenti interne a 632.8 nm 543.5 nm, 1330 nm e 1540 nm, completo di PC per acquisizione misure e con sorgente esterna Argon laser Melles Griot MG 43, con righe a 457, 477, 488, 496 e 514 nm.- Apparato di misura per i parametri ottici dei microrisonatori: OSA Anritsu MS9710B, sorgenti laser a 980, 1480 e 1540 nm complete di driver multiplo Lightwave, 2 nanocube Physick instruments e drivers piezoelettrici.- Assorbimento e riflettanza: Spettrometro per misure di assorbimento e trasmissione da 0.2 a 3,2 um, riflettanza ad angolo variabile e sfera integrante.- Microanalisi e morfologia: SEM, TEM ed XPS.- Diffrazione X e assorbimento X presso Beamlines di LdS (in particolare, ma non solo, la linea italiana BM08-GILDA a ESRF, che i ricercatori del Modulo "Fotonica a Raggi X: Sviluppo e applicazione di Strumentazione e Metodologie per studi di Fisica dei materiali" hanno contribuito a fondare, costruire e sviluppare dalle origini fino ad oggi). - Microscopia SNOM in eccitazione a raggi X ,XAFS-XEOL- EXAFS è fatta con i più moderni approcci, anche con software dedicato sviluppato a Trento (ExTrA) che permette di studiare ed interpretare molto accuratamente gli effetti del disordine termico e statico sulle funzioni di distribuzione di coppia attorno all'atomo assorbitore.

Dispositivi e sistemi fotonici per telecomunicazioni, biomedicina, ambiente e beni culturali

Progetto: Ottica, Fotonica e PlasmiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: OSELLAME ROBERTO

Risultati conseguiti I risultati più significativi sono: integrazione di guide d'onda con canali microfluidici (lab-on-chip) e realizzazione di canali microfluidici mediante laser a femtosecondi; realizzazione di dispositivi fotonici (reticoli e guide) mediante laser a femtosecondi; sintesi di impulsi al picosecondo mediante l'effetto della compressione spettrale di impulsi al femtosecondo in mezzi non-lineari quadratici; dimostrazione sperimentale del fenomeno del Photon Bouncing Ball; realizzazione di laser a stato solido con ampia banda di emissione nel vicino infrarosso; modellizzazione di strutture plasmoniche; realizzazione di fotorivelatori organici; dimostrazione di azione laser in polirotassani; impiego della spettroscopia a fluorescenza risolta in tempo per i beni culturali; applicazione della spettroscopia di riflettanza risolta nel in tempo per determinare la maturità delle nettarine; uso della spettroscopia multispettrale a diffusione risolta in tempo per indagini mediche; realizzazione di rivelatori SPAD a basso rumore ed di array monolitici di SPAD; studio di memorie flash basate su materiali innovativi.


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2010 0 39 3 55 1 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniUniversidad Autonoma de Madrid (ES), J. Aracil "Nonlinear dynamics in optically gain-stabilized amplifiers"; University of Cambridge (UK) A. C. Ferrari "Near-infrared mode-locked lasers"; University of Hannover, (D), U. Morgner "High-energy pulse generation in the near infrared spectral region"; Heriot Watt University (UK) K. Ajoy "Femtosecond laser inscription"; Agrotechnology & Food Science Group, Wageningen (NL): L.M.M. Tijskens, "Assessing harvest maturity in

nectarines"; Princeton Lightwave Inc (USA) M. A. Itzler, "Single photon avalanche diodes for 1.5 ¼m"; MPD Micro-Photon-Devices (USA), A. Giudice "High-rate photon counting and picosecond timing with Si-SPAD based compact detector modules"; Imperial College London (UK), D. D. C. Bradley "Organic LEDs and lasers"; University of Sheffield (UK), D. G. L. Lidzey "Organic microcavities"; INOA-CNR, Firenze, P. De Natale "Sensori in fibra ottica"; Università di Pisa, M. Tonelli "Laser a stato solido nel vicino infrarosso"; Seconda Università di Napoli, L. Gianfrani "Spettroscopia ad elevata risoluzione"; Università di Brescia e Padova, F. Baronio e A. Capobianco "Controllo spettrale e temporale di impulsi ultra-brevi"




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Principali risorse strumentali utilizzateSistema di scrittura continua di reticoli di Bragg con laser ad Argon duplicato in frequenza (244 nm) a controllo interferometrico. Sistema Laser a Ti:zaffiro amplificato a 780 nm, 140 fs, 1 mJ, 1 kHz.Sistema di litografia elettronica Leica, EBPG 5HR.Sistemi di litografia ottica Karl Suss contact mask-aligner MA150 e EV-420 contact mask-aligner (per esposizioni si doppia faccia).

In convenzione con il Dipartimento di Fisica del Politecnico di MilanoSistema Laser a Yb cavità-dumped a 1030 nm, 300 fs, 1µJ, 0.1-1MHzSistema di fabbricazione di guide d'onda per scambio ionico/protonicoSistema di caratterizzazione lineare e non lineare di guide d'ondaSistema di pig-tailing di guide d'onda dielettriche.

Nanodiffrazione e nanoimaging con raggi X

Progetto: Ottica, Fotonica e PlasmiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: CEDOLA ALESSIA

Risultati conseguiti L'attività ha riguardato:i) fabbricazione e caratterizzazione di guide d'onda X con metodologie innovative tali da creare un canale in vuoto (o aria), utilizzando tecniche di microfabbricazione;ii) lo studio teorico della propagazione del campo elettromagnetico in guide d'onda per raggi X, studio di guide d'onda strutturate e guide d'onda corte;iii) la realizzazione di misure di imaging RX a contrasto di fase ad altissima risoluzione spaziale (frazioni di microns) con sorgenti da laboratorioiv) Sviluppo di algoritmi innovativi per phase retrieval a partire da misure di olografiav) Sviluppo di metodologie di analisi di dati di microdiffrazione su tessuto osseo rigenerato su scaffolds di bio materialivi) lo studio teorico e l'analisi delle condizioni di imaging a contrasto di fase applicato alla mammografia, utilizzando la sorgente di raggi X Thomson Back-scattering in costruzione presso i Laboratori Nazionali di Frascati dell' INFNvii) Prosecuzione del progetto europeo AXIS "Advanced X-Ray source based on field emitting carbon nanotubes cold cathodes".I risultati conseguiti, relativi alle diverse voci del paragrafo "Attività svolte" sono i seguenti:

i) Guide d'onda planari di buona qualità sono state realizzate in Si con canale in vuoto (o aria) di misura variabile tra circa 100 e 400 nm. Le guide sono state caratterizzate sia con sorgenti da laboratorio, sia con sorgenti di radiazione di sincrotrone.

ii)Lo studio teorico e il programma di simulazione hanno permesso di analizzare in dettaglio i risultati dei test sulle guide d'onda, e di determinarne i parametri essenziali (trsmissività, larghezza della gap all'entrat e all'uscita, eventuale angolo di tapering.Inoltre il programma di simulazioni ha permesso di iniziare ad esplorare nuovi sistemi di guide d'onda. In particolare si stanno studiando guide d'onda strutturate con una periodicità laterale che presentano caratteristiche particolarmente interessanti.

iii) le misure di olografia a contrasto di fase utilizzando guide d'onda planari con una sorgente da laboratorio hanno consentito di ottenere una risoluzione spaziale di circa 200 nm su un test pattern pieno/vuoto di film di oro e su materiale biologico (capello).

iv)Si sono sviluppati algoritmi per il phase retrieval a partire da misure di olografia.

v) algoritmi specifici sono stati utilizzati per l'analisi dati di microdiffrazione. Questi hanno consentito di mettere a punto una metodologia innovativa di "diffraction imaging", nella quale si evidenziano le distribuzioni spaziali di specifiche caratteristiche strutturali, quali il grado di cristallinità, la concentrazione di specifiche fasi cristalline, il gradi orientazione dei grani cristallini e delle fibre di collagene, mettendo quindi in relazione la struttura con la morfologia.

vi) lo studio teorico ha consentito di stabilire le condizioni ottimali di visualizzazione di specifiche strutture patologiche (nella fattispecie microcalcificazioni) utilizzando la metodologia di imaging a contrasto di fase. Le simulazioni hanno considerato il fascio prodotto da una sorgente a raggi X innovativa, attualmente in fase di realizzazione nel laboratori INFN, basata sull'interazione tra un fascio relativistico di elettroni ed un fascio laser (Thomson back-scattering).


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2010 0 4 0 2 0 0 0 0 5 0


Istituto Cristallografia CNR - Bari

Dipartimento di Fisica - Universita' Milano

Centro Biotecnologie Universita Genova

Lebedev Institute - Mosca (Russia)

Forshungzentrum Karlsruhe (ANKA) - Karlsruhe (Germany) ARC Centre of Excellence for Coherent X-ray ScienceSchool of Physics - Monash UniversityClayton CampusAustralia




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Principali risorse strumentali utilizzateLitografia ottica ed elettronica.Deposizione di film sottili .Etching.Polishing.Trattamento termico di materiali.

Diffrattometro a raggi X con microfuoco

NADIR: Nanostrutture, Dispositivi quantici e Rivelatori

Progetto: Materiali, sistemi e dispositivi magnetici e superconduttoriDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: CASTELLANO MARIA GABRIELLA

Risultati conseguiti Si riporta qui sotto il resoconto delle varie attività della commessa, ciascuna delle quali è argomento di uno specifico progetto di ricerca con finanziamenti extra-CNR.

Nel corso del 2010 ha avuto ufficialmente inizio il progetto PRIN 2008 "Esperimenti a bassa temperatura su dispositivi Josephson e qubit superconduttori al confine classico/quantistico", coordinato dal prof. M. Cirillo dell'Università di Roma Tor Vergata. L'obiettivo principale del progetto è l'investigazione della frontiera classico/quantistica in sistemi Josephson. Nel 2010, sono stati fatti test a 30 mK su un qubit superconduttore in niobio, basato sul modello doppio SQUID: misure di trasporto, rumore, proprietà di coerenza e caratterizzazione del comportamento quantistico. Si è osservato che alcuni particolari delle caratteristiche di flusso magnetico sperimentali non sono spiegabili altro che con modello quantistico; i nostri partner di progetto stanno ulteriormente investigando il modello classico corrispondente. Sono stati anche misurati alcuni chip contenenti array di giunzioni Josephson usati come sorgente e rivelatore di radiazione on-chip a centinaia di GHz. Inoltre sono stati progettati, realizzati e caratterizzati qubit in alluminio, sempre a doppio SQUID, e si procedera' prossimamente alla misura delle oscillazioni coerenti.

Nell'ambito del tema dei rivelatori di singolo fotone, l'attivita' rientra nel progetto europeo QUANTIP "QUANTum Integrated Photonics", che si propone di sviluppare una piattaforma integrata su chip per esperimenti di ottica quantistica di avanzata complessità. In questo ambito, il CNR sviluppa i rivelatori superconduttori di singolo fotone (SSPD, superconducting single photon detectors) funzionanti nelle frequenze delle telecomunicazioni. Per il primo anno, abbiamo realizzato il patterning di nanofili di NbN e iniziato il lavoro per l'integrazione con guide d'onda tipo ridge su GaAs/AlGaAs. Come risultato, è stato dimostrata la possibilità di crescere NbN su substrato ottico di GaAs di ottima qualità, il che permetterà di realizzare dispositivi integrati a nanofilo.

Nell'ambito dell'attivita' su rivelatori al THz, sono proseguiti i test su bolometri hot-spot accoppiati ad antenna (Superconducting Hotspot Air-bridge Bolometer, SHAB)con irradiazione tramite laser a cascata quantica (QCL), forniti dai nostri partner del NEST e della UOS IFN-Bari (ex LIT3). Il progetto "MELISSA: Microwave Electronic Imaging Security and Safety Access" (bando "Industria 2015, made in Italy", a coordinamento MBDA) è stato approvato ed è partito con un kickoff meeting il 22 settembre 2010. Questo progetto rappresenta il quadro di riferimento entro cui svilupperemo ulteriormente i bolometri SHAB. I rivelatori sono stati provati con successo su un sistema cryogen-free presente presso il gruppo del prof. G. Dall'Oglio a Roma3. Alcuni SHAB, con antenna opportunamente disegnata per il lontano infrarosso, sono in corso di test presso il telescopio OASI, installato alla Stazione Mario Zucchelli [MZS]in Antartide, sempre in collaborazione con il gruppo di G. Dall'Oglio.

Per quanto riguarda i rivelatori di tempo di volo di atomi neutri sviluppati per il progetto Bepi Colombo a Mercurio in collaborazione con INAF, dopo le nanostrutture a griglia sono stati realizzati i filtri per tagliare la radiazione di corpo nero a 750 K emessa da Mercurio. I filtri IR sono ottenuti con tecniche di micro e nanomachining, microlavorando una mesh su membrana self-standing di 1 um di spessore, per un'area totale di 40x10 mm2. I filtri sono stati sottoposti a test acustico-meccanico per verificarne la resistenza alle condizioni del lancio ed hanno risposto in modo positivo superando la qualificazione STM (structural thermal qualification model). E' iniziato lo sviluppo di uno shutter a griglia nanolavorata con area di accettazione 10 volte più grande del precedente prototipo, in accordo con le specifiche di volo.

Relativamente all'attività di consulenza per INAF, sono stati effettuati i test sull'amplificatore a freddo per SQUID sviluppato in precedenza, basato su HEMT operante all'elio liquido, ed e' stato realizzato un prototipo di elettronica di controllo per SQUID con architettura a doppio feedback.


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2010 0 7 0 8 0 0 0 0 7 0

Principali collaborazioniNell'ambito dell'attivita' su qubit superconduttori e dispositivi Josephson, Universita' di Karlsruhe, gruppo prof. A.V. Ustinov (D) e PTB Braunschweig(D) (prof. A. Zorin): scambio di campioni, misure incrociate, sviluppo di tecniche e schemi innovativi, analisi teoriche. Misure a bassissime temperature con segnali a microonde vengono effettuate all'Istituto di Fisica dell'Università La Sapienza di Roma, nel laboratorio e con la collaborazione del prof. C. Cosmelli. Insieme all'Universita' Roma Tor Vergata (M. Cirillo) ci occupiamo di misure su dispositivi al confine tra regime classico e quantistico.

Nell'ambito dell'attivita' su rivelatori di singolo fotone (SSPD): Eindhoven University of Technology, NL, gruppo prof. A. Fiore, ICIB Napoli (Gruppo dr. R. Cristiano), Universita' di Salerno Dipartimento di Matematica e Informatica (prof. S. Pagano): compartecipazione a progetti europei, scambio di campioni, progettazione e realizzazione di nuovi sistemi.

Nell'ambito dell'attivita' su rivelatori al THZ, il NEST di Pisa (A. Tredicucci) e UOS IFN-Bari (ex LIT3) (prof. G. Scamarcio) forniscono quantum cascade lasers per irradiare i rivelatori da noi sviluppati; per contro, noi forniamo una caratterizzazione dei dispositivi fornitici.

Nell'ambito dell'attivita' su rivelatori di atomi neutri: INAF-IFSI (dr. S. Orsini) e ISC (dr. S. Selci), realizzazione di griglie di shuttering per il rivelatore di tempo di volo per la missione spaziale Bepi Colombo attorno a Mercurio.

Nell'ambito dell'attivita' su elettronica di controllo per dispositivi superconduttori: per INAF-IASF (L. Piro) forniamo consulenza per elettronica a freddo relativa al multiplexing di sensori TES.




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Principali risorse strumentali utilizzatePer tutte le attività della commessa, la risorsa strategicamente più importante è la facility di micro-nanofabbricazione della sede di Roma, attorno a cui ruotano i vari progetti della commessa. La facility deve poter garantire un elevato grado di affidabilità, in contrasto con l'invecchiamento subito inevitabilmente dagli impianti e dalle nuove esigenze che emergono al mutare della tecnologia. Per questo motivo, si è cercato nell'ambito del possibile di adeguare gli impianti maggiormente usati a standard di efficienza e modernità. Più in dettaglio, per il sistema ad electron-gun per deposizione ad angoli diversi è stato fatto un upgrade dell'elettronica di controllo e del sistema di alimentazione dell'alta tensione, che era diventato obsoleto. E' stato acquistato un sistema Ferrotec con tensione acceleratrice fino a 10 kV e potenze fino a 6kW. Nel prossimo futuro, la sostituzione del cannone elettronico con uno nuovo compatibile con la nuova elettronica completerà l'upgrade dell'intero impianto.

Una camera da vuoto presente nella facility ed equipaggiata per processi di ion-milling è stata modificata in modo tale da permettere la deposizione di nitruro di niobio per sputtering reattivo. Questo materiale è essenziale per alcuni dei rivelatori in via di sviluppo, e veniva fornito in precedenza dai nostri partner di progetto; ora invece possiamo produrre il materiale in casa e controllarne caratteristiche e parametri di crescita. Il campione è riscaldato fino a 600C ed è stato acquistato un misuratore MKS-Baratron per misurare la pressione assoluta della miscela dei gas. L'intero processo è in via di messa a punto, ma ha già prodotto campioni di qualità adeguata all'utilizzo per rivelatori.

Le attività della commessa necessitano per la maggior parte di un ambiente criogenico, che è garantito da vari sistemi operanti nel range fra pochi mK e 300 K, mancanti però della possibilità di disporre di finestre ottiche e quindi non utilizzabili per la caratterizzazione ottica dei rivelatori di radiazione elettromagnetica al THz e nell'IR. Per questo motivo è stato acquistato un dewar a bagno di elio liquido della QMC Instruments Ltd.,che ci permetterà di testare otticamente sia i bolometri SHAB che i rivelatori di singolo fotone.

MEMS,NEMS e Dispositivi microelettronici

Progetto: Microelettronica, Sensori e MicrosistemiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: GIOVINE ENNIO

Risultati conseguiti - Rivelatori THz basati su GaAs Progettazione di diodi Schottky di GaAs, di area sub-micrometrica, per la rivelazione di radiazione terahertz. Definizione e messa a punto del processo di fabbricazione.Progettazione e disegno dei primi prototipi di rivelatore terahertz a transistor ad effetto di campo su gas bidimensionale (2DEG) su eterostruttura III-V.Sviluppo un opportuno package per i rivelatori a transistor.Messa a punto di un banco ottico per il test dei rivelatori.

- Rivelatori THz basati su SiGeA partire da germanio epitassiale cresciuto su substrati di silicio sono stati realizzati dei dispositivi di tipo diodo Schottky per utilizzo come rivelatori di radiazione nel vicino infrarosso. Con lo scopo di ridurre la capacità parassite ed ottenere alte velocità di risposta si è ottimizzato il processo di fabbricazione di elettrodi di anodo sospesi. Si è effettuata la caratterizzazione elettrica in corrente continua dei dispositivi fabbricati.

- Dispositivi per applicazioni di alta frequenza e potenza

Sono stati ottimizzati i processi di fabbricazione dell'elettrodo di gate mediante singola o doppia litografia a fascio elettronico su GaAs e GaN, per ridurre la larghezza di gate da 250nm a 150nm, e ridurre allo stesso tempo la resistenza dell'elettrodo di contatto modificando la sezione realizzata a forma di T o simile (ad esempio a forma di Y).

- Fotocatodi basati su silicio e germanioSi è ottimizzato il setup sperimentale in modo da poter applicare campi di 200 V/um e intrapreso uno studio sulla crescita epitassiale di germanio p-type. Il materiale cresciuto è stato caratterizzato dal punto di vista elettrico, come fotoconduttore e come emettitore per effetto di campo. Il materiale esaminato ha superficie flat.

- Celle microfluidicheE' proseguita l'attività di ottimizzazione di micro-celle elettrolitiche a flusso continuo.

- Reticoli per spettroscopiaSono stati prodotti e studiati reticoli microfabbricati in trasmissione per spettroscopia astronomica. In particolare si è verificata la stabilità nel tempo dei componenti costruiti ed in particolare la tenuta della saldatura tra il reticolo, costruito su un wafer di silicio planare, ed il prisma. Le misure sono state effettuate a bassa temperatura con risultati estremamente positivi.

- Dispositivi su diamanteE' in corso un'attività di sviluppo di dispositivi su diamante policristallino e monocristallino. Il processo fabbricativo di questi dispositivi viene realizzato interamente nella camera pulita di IFN e utilizza la litografia a fascio elettronico per i vari passi litografici del processo in particolare per la realizzazione di elettrodi di controllo nanometrici dei transistor per applicazioni ad alta frequenza.


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2010 0 10 0 11 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazionia) Dipartimento di Fisica, Università Roma TRE.b) Dipartimento di Ingegneria Elettronica, Università Roma TRE.c) Selex Sistemi Integrati S.p.Ad) Dipartimento di Fisica, Politecnico di Milano.e) Dipartimento di Ingegneria Elettronica, Università di Roma Tor Vergata.f) IFN, sezione di Milanog) IFN, sezione di Trentoh) Enea Casaccia di Roma.i) Université Montpellier 2, Francej) Chalmers University of Technology, Swedenk) Enea Frascati, Romal) INFN Frascati, Roma




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Principali risorse strumentali utilizzatea) Litografia a fascio elettronico.b) Sistemi di deposizione "PECVD" per dielettrici.c) Sistemi di deposizione per vapori fisici, evaporatori e "sputtering".d) Litografia ottica con allineatore fronte-retro.e) Sorgente nello spettro del Terahertz, Laser ad elettroni liberi.f) Etching in plasma con accoppiamento induttivo ( ICP-RIE)g) RIE con cloroh) RIE con fluoro

Nanostrutture e nanodispositivi

Progetto: Nanoscienze e nanotecnologieDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: GERARDINO ANNAMARIA

Risultati conseguiti La commessa ha conseguito molteplici risultati, che vengono dettagliati nei singoli moduli. Tra questi di particolare evidenza:per il modulo MD.P06.001.001 l'evidenza del valley splitting in silicio a campo magnetico nullo in dispositvi confinati per etchingper il modulo MD.P06.001.004 la realizzazione dei primi dispositivi microfluidici e la dimostrazione, in collaborazione con i laboratori LENS di Firenze, della misura della componente magnetica del campo elettromagnetico vicino emesso da quantum dots inclusi in una cavità a cristalli fotonici (Vignolini et al., Phys. Rev. Lett. 105, 123902 (2010), DOI: 10.1103/PhysRevLett.105.123902, citato su 2. Physical Review Focus, Vol.26, July-December 2010, Measuring the Magnetism of Light 24 September 2010 (story 13);L'attività di ricerca svolta nell'ambito del modulo "materiali nano strutturati" (MD.P06.001.007) è stata in parte centrata sulle metodologie innovative di sintesi e di caratterizzazione per lo studio di strati grafenici. Combinando la preparazione di sospensioni colloidali di grafite e l'esfoliazione termica con la separazione degli strati mediante trattamento in ultrasuoni, si è riusciti a superare alcuni limiti, noti in letteratura, della sintesi per via chimica: variando alcuni parametri sperimentali della preparativa, sono state sintetizzate nano-strutture nastriformi di grafene lunghe alcuni micron, con basso grado di ossidazione, con una trascurabile quantità di polimero rimasto adsorbito e soprattutto abbassando notevolmente la temperatura di esfoliazione della grafite di partenza: da 1000°C a 450°C (S. Foglia, E-MRS 2010 Spring Meeting, presentazione orale; S..Foglia et al, Biomaterials, in preparazione). Questi risultati possono avere una rilevanza nel campo della ricerca, poiché da un lato forniscono un materiale che più si avvicina a quello disegnato idealmente e dall'altro prevedono condizioni sperimentali più competitive

economicamente per la sua sintesi.


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2010 0 10 0 0 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniEPFL- Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, Losanna, SvizzeraTUe, Technical University of Eindhoven, Eindhoven, OlandaIstituto Demokritos, Atene, GreciaUniversità di Bar-Ilan, IsraeleMax Plank Institute

Collaborazioni Nazionali:Università di RomaTRE, Roma - Dip. di FisicaUniversità "La Sapienza", Roma - Dip.di FisicaUniversità dell'Aquila, Dipartimento di Ingegneria ElettricaUniversità di Perugia, Dipartimento di FisicaISMN-CNR (Bologna),ISM-CNR (Montelibretti, Roma)IFSI-INAF, Tor Vergata, RomaIst. Sistemi Complessi del CNR, Tor Vegata, RomaNEST-CNR (Pisa)Ist. di Cibernetica-CNR (Pozzuoli,Napoli)Università di Perugia, Dipartimento di FisicaIOM-CNR, Trieste.ELETTRA, Trieste.LENS, FirenzeIstituto Superiore di Sanità Università La Sapienza di Roma, Dipartimento di FisiologiaCNISM-Consorzio Nazionale Interuniversitario per le Scienze fisiche della MateriaLaboratori Nazionali di Frascati-INFNIstituto di Neurobiologia e Medicina Molecolare




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Principali risorse strumentali utilizzateNell'ambito della commessa vengono ampiamente utilizzate tutte le risorse strumentali presenti nella facility di micro e nanofabbricazione dell'Istituto di Fotonica e Nanotecnologie, sede di Roma. Inoltre viene utilizzato il FIB Dual Beam presso l'Università di Roma Tre, la strumentazione di spettroscopia REED ed Auger del CNR istallata presso il Dipartmento di Fisica dell'Università di Roma TRE e Micro-spettroscopie ottiche, Raman e SERS.

Nanoscienze: crescita di materiali, funzionalizzazioni e dispositivi.

Progetto: Nanoscienze e nanotecnologieDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: VERUCCHI ROBERTO

Risultati conseguiti Questa Commessa rappresenta ha terminato la sua attività formale in IFN al 9/11/2010, con il passaggio di tutto il personale, le attrezzature e l'intera attività di ricerca della Commessa stessa dall'Istituto di Fotonica e Nanotecnologie IFN all'Istituto IMEM, Istituto dei Materiali per l'Elettronica ed il Magnetismo. Per questa ragione il personale e le attività qui descritte corrispondono sostanzialmente a quelle descritte nell'ambito della Commessa MD.P06.037, con una suddivisione delle percentuali in base al periodo effettivo di appartenenza ai due istituti precedente (IFN) ed attuale (IMEM). Di fatto, l'intera attività scientifica è proseguita senza interruzioni con lo stesso personale ed attrezzature in IMEM.Lo studio dei processi di crescita di materiali nanostrutturati, molecolari ed ibridi ha permesso la definizione di protocolli ottimizzati e finalizzati alla fabbricazione di dispositivi e dimostratori: tra questi, in particolare, transistor e sensori. Le attività si sono concentrate su molecole organiche coniugate pi-greco dalle proprietà elettroniche semiconduttrici quali il Pentacene, Ftalocianine e Porfirine, quest'ultime con diverso grado di fluorurazione; fra i materiali inorganici invece sono stati presi in cosiderazione nanoossidi metallici e loro cluster. Sono stati oggetto di studio processi all'interfaccia fra diversi sistemi: tra molecole organiche di diverso tipo; tra molecole organiche a diversi stadi di aggregazione su superfici di inorganici; tra molecole organiche, peptidi e metalli; tra nanoaggregati inorganici e molecole, studiando in dettaglio la formazione di nuovi materiali ibridi, nonché tra nanoaggregati o cluster inorganici e superfici metalliche. Sono sati studiati processi e procedure per ottimizzare all'interfaccia le caratteristiche di iniezione di carica, proprietà elettriche, funzionalità biologica a seconda del tipo di applicazione, per la realizzazione di OFET prototipali e materiali emettitori nelle bande di interesse telecom. Sono state sviluppate nuove classi di sensori che sfruttano al meglio le proprietà funzionali di materiali sintetizzati per co-deposizione di cluster e molecole che producono nano-ibridi innovativi.


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2010 0 19 0 4 2 1 0 0 27 0

Principali collaborazioniSi è proseguito lo sviluppo delle collaborazioni previste con importanti progressi. In particolare

continua con successo la collaborazione scientifica con il Material Research Center dell'Università di Groningen, che è dotato di un'apparecchiatura SuMBE da noi progettata e realizzata: uno studente laureando del laboratorio di Trento è stato ospite a Groningen nell'ambito del progetto ERASMUS e continuerà poi la sua attività di studio con un dottorato in comune fra le due realtà. I rapporti con Università Cornell (USA) hanno portato ad interessanti risultati grazie al progetto della UE Marie-Curie-OIF che vede un nostro ricercatore sviluppare ricerche in piena collaborazione per la realizzazione di nanostrutture molecolari e dispositivi (OFET in particolare). In questo ambito, un dottorando del gruppo è stato ospite presso la struttura di Cornell per l'apprendimento di tecniche di realizzazione e caratterizzazione di sensori elettrochimiciGrazie ai progetti in corso, sono state rafforzate alcune partnership nazionali quali quelle con diversi altri Istituti del CNR (IMM, ISMAC, ISOF, IMEM etc.), diversi dipartimenti universitari di Fisica, Chimica ed Ingegneria a partire da quelli locali e nazionali. Tra questi, quelli di Modena e Torino Politecnico, nell'ambito di un progetto PRIN per la realizzazione di cantilever funzionalizzati. I rapporti con FBK-IRST si sono ulteriormente intensificati con la definizione della piattaforma Nano-on-Micro i cui sviluppi, con fonti diversificate di finanziamento, iniziano a dare buoni frutti. In particolare le nostre realtà sono coinvolte in u grande progetto progetto per la creazione di un lab-ona-chip di nuova concezione. Nuove sviluppi si prevedono inoltre con il VII PQ UE e con la definizione di nuovi progetti FIRB.




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Principali risorse strumentali utilizzateLe apparecchiature e strumentazioni disponibili direttamente sono state utilizzate a pieno e coincidono con quelle descritte nei vari moduli. L'apparato per la co-deposizione SuMBE è stato oggetto di un ulteriore upgrading, con l'introduzione di nuove sorgenti di fascio supersonico. Il sistema di analisi anche ha visto l'implementazione dell'analizzatore in energia di elettroni, con conseguente parziale fermo delle attività di analisi. Il raggiungimento degli obiettivi ha richiesto inoltre l'utilizzo di apparecchiature presso terzi come ad esempio per la caratterizzazione dei sensori e/o per lo studio più dettagliato delle proprietà strutturali e morfologiche dei materiali per la qual cosa ci si è appoggiati principalmente al Centro Materiali e Microsistemi di FBK, anche nell'ambito della valutazione delle prestazioni di alcuni dispositivi in ambito sensoristico e realizzazione di MEMS. L'approfondimento delle proprietà dei materiali sintetizzati ha richiesto anche l'utilizzo di grandi facility. In tal senso, proposte sono state formulate ed accettate al Sincrotrone Elettra. La disponibilità di caratterizzazioni in-situ è stata comunque determinante per il raggiungimento dei

risultati previsti, sia per ottenere risultati di assoluto livello e significato, sia per aprire meglio focalizzare le necessità ci caratterizzazioni più specifiche e non immediatamente accessibili nei nostri laboratori.

Attività Moduli

Metodologie di imaging a raggi X


Progetto: Cultura e TerritorioDipartimento: Patrimonio CulturaleResponsabile: CEDOLA ALESSIA



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Commessa: Commessa gestionale per istituti MDProgetto: Progetto per CDS 507 Dipartimento Materiali e DispositiviDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: EVANGELISTI FLORESTANO



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Ottiche per X-FEL

Commessa: Fotonica a raggi XProgetto: Ottica, Fotonica e PlasmiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: LAGOMARSINO STEFANO

Risultati conseguiti Il modulo si propone di studiare ottiche e metodologie innovative per i laser ad elettroni liberi nella regione dei raggi X (X-FEL). Le installazioni FEL sono le sorgenti di radiazione elettromagnetica più avanzate, con una brillanza 10 ordini di grandezza superiore a quelle tradizionali di radiazione di

sincrotrone, e con impulsi ultra corti nella regione dei fs (10-15 s), e il loro sviluppo porterà a campi di indagine completamente nuovi. E' pero' necessario un contemporaneo sviluppo di ottiche e metodologie capaci di sfruttare pienamente e di preservare le caratteristiche del FEL, in particolare l'alta potenza istantanea, le proprietà di coerenza, e la struttura temporale. Ci proponiamo di contribuire a questa ricerca, in particolare con lo studio di guide d'onda per raggi X e con lo sviluppo di metodologie avanzate di imaging e di diffrazione coerente.


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MD.P03.007.001 Generazione di radiazione X ultrabeve

Commessa: Generazione di radiazione X ultrabeve "soft e hard" e di impulsi ad attosecondi: sistemi "table-top" per analisi avanzata dei materiali

Progetto: Ottica, Fotonica e PlasmiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: DE SILVESTRI SANDRO

Risultati conseguiti - E' proseguita l'attività relativa alla generazione e misura degli impulsi ad attosecondi isolati, ottenuti mediante la tecnica del "polarization gating". E' proseguita l'attività relativa all'applicazioni di impulsi ad attosecondi in esperimenti di fisica molecolare. Mediante la sincronizzazione con impulsi IR di pochi cicli ottici e stabilizzati in fase sono proseguite le misure relative al controllo di pacchetti

d'onda elettronici nello stato di dissociazione di molecole biatomice (H2 e D2). Sono stati inoltre eseguiti eperimenti di interferometria tra pacchetti elettronici.- Sono proseguiti gli esperimenti con tecniche passive per la stabilizzazione della fase assoluta di impulsi di pochi cicli, basate su effetti ottici non-lineari di tipo parametrici. Utilizzando impulsi a 1.5 micron con energie sino 1.2 mJoule sincronizzati ad impulsi ad 800 nm, sono state effettuate prove di generazione di armoniche di ordine elevato mediante la tecnica a due colori. Tale tecnica si è rivelata particolarmente intereassante per l'ottenimento di spettri di armoniche caratterizzati da un continuo di frequenze. Tali spettri consentirebbero la generazione di impulsi ad attosecondi.- Sono state inoltre effettuate misure perliminari di spettri di armoniche ottenuti in gas molecolari.- Sono stati effeuati studi di effetti non-lineari in filamenti prodotti in gas molecolari, mediante fasci laser intensi e di pochi cicli ottici a 800 nm.


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2010 0 8 0 2 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioni- IMIP-CNR: tecniche di misura della durata degli impulsi X soft- MISDC of VNIIFTRI, Mendeleevo Moscow Region (Russia), Prof. A. Faenov "Generation of X rays from laser produced plasma"- FOM-Institute AMOLF (Amsterdam, The Netherlands): M. Vrakking- Max-Planck Insitut für Quantenoptik (Garching, Germany): F. Krausz- Université Lyon 1; CNRS (Villeurbanne, France): F. Lépine- Department of Physics, Lund University (Lund, Sweden): A. L'Huillier- Imperial College, Lomdon , UK: J. Marangos

Le predette attivita sono parte del "Centre for Ultrafast Science and Biomedical Optics (CUSBO)", una facility riconosciuta dall'Unione Europea appartenente al network LASERLAB-EUROPE nell'ambito dell'azione "Integrated Initiative Infrastructures" (I3) del VII Programma quadro.




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MD.P03.008.001 Fotonica ultrabreve dall'infrarosso al EUV: applicazioni a materiali e dispositivi per ICT, magnetismo, biomedicina e nanoscienze

Commessa: Fotonica ultrabreve dall'infrarosso al EUV: applicazioni a materiali e dispositivi per ICT, magnetismo, biomedicina e nanoscienze

Progetto: Ottica, Fotonica e PlasmiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: CUBEDDU RINALDO

Risultati conseguiti - E' proseguito lo sviluppo di amplificatori ottici parametrici per la generazione di impulsi di pochi cicli ottici nel vicino (1-2 micron) e medio (3-5 micron) infrarosso, per applicazioni alla spettroscopia dei materiali. Sono stato utilizzati specchi deformabili per la compressione ottica degli impulsi.- E' proseguità l'attività relativa alle misure con tecniche megnetoottiche (effetto Kerr magnetoottico) per lo studio dei processi di demagnetizzazione nel ferro. In particolare sono stati misurati i tempi caratteristici di demagnetizzazione anche in funzione della potenza incidente. E' proseguita la messa a punto della tecnica di fotoemissione risolta in tempo.- E' proseguita l'attività sullo studio delle dinamiche di transizione isolante-metallo in materiali fortemente correlati; è proseguita l'attivita di spettroscopia su nanotubi di carbonio e carotenoidi.- E' proseguito lo sviluppo di sistemi in luce bianca a femtosecondi per misure delle proprietà ottiche in vivo: mammografia ottica e monitoraggio delle attività funzionali.- E' proseguito lo sviluppo della tecnica di imaging mediante amplifiocazione parametrica di oggetti in mezzi torbidi


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2010 0 2 2 21 1 0 0 0 0 0

Principali collaborazioni- NANO-CNR (sede di Lecce): laser a polimeri;- Lund Laser Center (Lund: imaging in mezzi diffondenti;- Fordham Univ. (New York) e IBF-CNR (Pisa): microscopia di interesse biologico;- PTB (Berlino): tecniche di ossimetria- Università di Pisa: tecniche di microscopia a scansione in campo prossimo (SNOM);- Università di Oxford (UK): spettroscopia di materiali fortemente correlati- Max-Born Institute (Berlino, Germania): sviluppo di amplificatori parametrici ad alta energia.- University of California (Berkeley): Dinamica ultraveloce di rodopsina.- ESRF e ELETTRA: analisi di materiali magnetici con luce di sincrotrone- Università di Goettingen (Germania): preparazione film di carbonio

Comunità Europea: programma "Integrated Initiative Infrastrcture" (I3), collaborazioni nell'ambito dell'I3 LASERLAB-Europe.




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MD.P03.010.001 Sviluppo di strumentazione ottica e fotonica (Vis-UV-XUV-X) per impieghi scientifici (spaziali e radiazione di sincrotrone) ed industriali

Commessa: Sviluppo di strumentazione ottica e fotonica (Vis-UV-XUV-X) per impieghi scientifici (spaziali e radiazione di sincrotrone) ed industriali

Progetto: Ottica, Fotonica e PlasmiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: POLETTO LUCA

Risultati conseguiti GENERAZIONE DI ARMONICHE LASER DI ORDINE ELEVATO(a) Progetto FIRB-IDEAS SERAPIDE: disegno e realizzazione della linea di luce per impulsi ad attosecondi.(b) Progetto ERC-Advanced Grant: disegno e realizzazione della prima linea di luce per impulsi ad attosecondi.

SVILUPPO DI STRUMENTAZIONE PER UTILIZZO DI ARMONICHE XUV(a) Progetto strategico INTERREG Ita-Slovenia CITIUS: disegno ottico della linea di luce per impulsi ultrabrevi. Realizzazione del monocromatore. Esperimento di generazione di radiazione tunabile nell'ultravioletto mediante laser parametrico nel vicino IR.

SVILUPPO DI STRUMENTAZIONE XUV PER LASER AD ELETTRONI LIBERI FEL1. Collaborazione con ELETTRA (Trieste): disegno delle ottiche a multistrato per la linea di ritardo del fascio FEL di FERMI.2. Progetto strategico CARIPARO: inizio attività di disegno ottico degli specchi multistrato.3. Collaborazione con ENEA Frascati: caratterizzazione della sorgente FEL SPARC. La sorgente e' stata caratterizzata in regime di saturazione con impulsi di seed da armoniche laser.4. Collaborazione con Sincrotrone DESY (Amburgo): realizzazione e caratterizzazione dello spettrometro di fotoni compatto per il FEL FLASH. Misure delle armoniche FEL.

SVILUPPO DI STRUMENTAZIONE XUV PER IMPIEGHI SPAZIALI1. Missione Bepi Colombo: stipula dei contratti con ASI-INAF per le attività previste. Disegno ottico della Stereo Camera per Bepi Colombo. Attività di calibrazione dei sottocomponenti dello spettrometro ultravioletto Phebus.2. Solar Orbiter: definizione del disegno ottico del coronografo solare METIS.

FILM SOTTILI PER SPECCHI A MULTISTRATO NELL'XUVAttivita' di progettazione e caratterizzazione di film sottili per la realizzazione di specchi multistrato:- realizzazione di coating aperiodici per la compressione di impulsi ultrabrevi XUV- realizzazione di coating aperiodici per la fotolitografia XUV- caratterizzazione delle proprieta' ottiche di film sottili da utilizzarsi come coating per specchi nell'XUV

SVILUPPO DI OTTICHE DEFORMABILI Installazione di tre sistemi con specchi deformabili per la compressione dell'impulso IR presso Dip. di Fisica, Politecnico di Milano; Fritz Haber Institute, Berlino (Germania); Max Planck Research Department for Structural Dynamics, Hamburg (Germania).Realizzazione di un prototipo di specchio deformabile fotocontrollato.Realizzazione di un detector di immagine per medio IR a temperatura ambiente.Stabilizzazione di interferometri quantistici a singolo fotone.Realizzazione di un reticolo deformabile per diffrazione di impulsi ultrabrevi.Controllo del flusso di fotoni in una linea ai femtosecondi mediante specchio deformabile.

SPETTROSCOPIA LASER PER LA RILEVAZIONE DI GASSviluppo di metodologie di spetroscopia con laser accordabili VCSEL per l'analisi del contenuto di gas CO2 e O2 in contenitori sigillati. Realizzazione di un prototipo per l'applicazione ai vetri-camera. Realizzazione di un prototipo per l'applicazione al packaging alimentare.

LAVORAZIONI LASERSviluppo di metodologie laser per il taglio del vetro. Prove su campioni per la realizzazione di flaconi/fiale per il settore farmaceutico.

MISURE SPETTRALI PER I BENI CULTURALIMonitoraggio delle proprieta' spettrali nel visibile applicate ai beni culturali.Acquisizioni di due tele trecentesche del Veneziano presso la Sovrintendenza di Verona e la chiesa di S. Maria Maggiore di Trieste.Acquisizione delle vetrate della Cappella degli Scrovegni a Padova.


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2010 3 24 1 37 2 1 0 3 0 0

Principali collaborazioniUniversità di Padova: Dipartimenti di Ingegneria Meccanica, Ingegneria dell'Informazione, Scienze Chimiche, Astronomia, Scienze medico-diagnostiche e terapie speciali, Scienze cardiologiche toraciche e vascolari, CISAS.CNR: Istituto di Fotonica e Nanotecnologie, sede di Milano; Istituto dei Materiali per l'Elettronica ed il Magnetismo; Istituto di metodologie inorganiche e dei plasmi; Istituto Nazionale di Ottica.Politecnico di Milano: Dipartimento di FisicaSincrotrone TriesteENEA FrascatiINAF: Osservatori di Torino, Firenze, Napoli, Catania e BreraDipartimento di Elettronica, Univ. PaviaDipartimento di Ingegneria dei materiali e dell'ambiente, Univ. di ModenaStazione ASI, MateraUSA: Naval Research Laboratory, Washington; Goddard Space Flight Centre, Washington; Smithsonian Astrophysical Observatory, Cambridge; Department of Electrical and Computer

Engineering, Boston University.UK: Central Laser Facility, Rutherford Appleton LaboratoryGermania: Max Planck Institute for Solar System Research, Lindau; Max Born Institute, Berlin; DESY Synchrotron, Hamburg; Fritz Haber Institute, Berlin; Max Planck Research Department for Structural Dynamics, Hamburg. Spagna: Istituto di Ottica - CSIC, MadridAustria: Facoltà di Fisica, Università di Vienna; Institute of quantum optics and quantum information, Accademia Scienze AustriacaSlovenia: Laboratory for Astroparticle Physics, Univ. of Nova GoricaFrancia: Institute Non-Lineaire, CNRS, NiceCanada: Univeristy of Moncton, Ottawa




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5 0 4 1 0 0 1 11

MD.P03.011.001 Sviluppo e applicazioni di sorgenti laser infrarosse a cascata quantica, a fibra ottica e di potenza

Commessa: Sviluppo e applicazioni di sorgenti laser infrarosse a cascata quantica, a fibra ottica e di potenza




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MD.P03.011.002 Intesa di Programma MIUR/CNR – Incremento attrezzature scientifiche

Commessa: Sviluppo e applicazioni di sorgenti laser infrarosse a cascata quantica, a fibra ottica e di potenza




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Sviluppo e diagnostica ottica e spettroscopica di materiali e strutture per la fotonica

Commessa: Fotonica: Materiali Strutture e DiagnosticaProgetto: Ottica, Fotonica e PlasmiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: CHIASERA ALESSANDRO

Risultati conseguiti I risultati conseguiti sono validati da 28 pubblicazioni apparse nel corso del 2010. Di queste, 10 pubblicazioni sono ISI-JCR, 2 NON-ISI, 15 sono in atti di congresso e 1 riguarda un capitolo su libro. Sono state presentate 21 comunicazioni a congresso, 6 delle quali su invito.Nell'ambito dell'attività sui cristalli fotonici si sono sviluppate strutture ad opale diretto ed inverso con lo scopo d'ottenere un controllo delle proprietà d'emissione da terre rare e coloranti ed eventualmente azione laser. I sistemi sono stati attivati con ioni Yb3+ e Er3+ ed è stato sviluppato un protocollo di fabbricazione partendo dalla deposizione di sfere di polystyrene del diametro di 235 nm e 460 nm. I campioni hanno mostrato emissione dagli ioni Er3+ a 1530 nm e si sono eseguite preliminari misure per verificare l'effettivo trasferimento di energia dagli ioni Yb3+ verso gli ioni Er3+. In collaborazione con il Dip. di Ingegneria dell'Università di Trento è stato sviluppato un sistema basato su cristalli fotonici 3D, realizzato da una struttura ordinata di sfere di polystyrene inglobate in un matrice di elastomero (poly-dimethylsiloxane), in grado di cambiare colore se sottoposto a stress meccanico. Il dispositivo presenta potenziali applicazioni del campo della sensoristica per costruzioni civili. Le misure ottiche hanno dimostrato come il picco di diffrazione subisca uno spostamento verso piccole lunghezze d'onda quando è applicato uno stress. Sono stati fabbricati e caratterizzati sistemi metallo-dielectrici, basati su opali artificiali inversi in silica dove nanoparticelle di oro sono state agganciate alla matrice di silica. Risultati spettroscopici preliminari ottenuti impiegando questi sistemi come substrati SERS, hanno dimostrato un aumento del segnale Raman rispetto a quello ottenuto da altre strutture metalliche. Questo suggerisce come sistemi metallo-dielectrici, basati su opali artificiali inversi in silica possono essere impiegati per la rilevazione di biomolecole a basse concentrazioni. Nell'ambito dello sviluppo di vetroceramiche ultra trasparenti in format planare sono state fabbricate guide di luce basate su vetri fluoruri nanostrutturati attivati con ioni Er3+, Yb3+ e Ce3+ in collaborazione con I laboratori Lab. des oxydes et Fluorures, di Le Mans tramite processo di co deposizione PVD.Le misure di luminescenza nella regione 1.5 micron indicano la presenza degli ioni Erbio sia nella fase cristallina che in quella amorfa. La banda di emissione in questa regione presenta un FWHM che va da 45 a 71 nm a seconda della concentrazione di ioni Er3+ e

della fase cristallina. Il tempo di vita relativo alla transizione 4I13/2 degli ioni Er3+ è di 8.5 ms nel campione attivato con 1.8mol% di Er3+ in una vetroceramica contenete cristalli La3Zr4F25. I processi di trasferimento di energia che coinvolgono anche gli ioni Yb e Ce sono sotto studio con lo scopo di ottimizzare la concentrazione delle terre rare per massimizzare l'efficienza di emissione a 1.5 micron tramite pompaggio a 980 nm. Sempre nell'ambito della ricerca su sistemi nanocompositi e nanostruturati, abbiamo dimostrato come sia possibile ottenere generazione spazialmente selettiva di nanocristalli di SnO2 all'interno di una struttura amorfa SiO2-SnO2. In collaborazione con i laboratori CRN-IFAC di Firenze guide di luce 75SiO2 – 25SnO2 attivate con 1 mol% di Eu sono stati irraggiati con una sorgente laser UV a 266 nm con una potenza di 1.33W. Le strutture mostrano bassi coefficienti di attenuazione (circa 0.5 dB/cm a 633 nm) ed un elevata modulazione dell'indice di rifrazione (-1.5 x 10^- 3). Questi risultati indicano come il sistema SiO2 – SnO2 prodotto per sol-gel sia un promettente sistema per la realizzazione di efficienti e termicamente stabili riflettori alla Bragg per applicazioni in ottica integrata. Per quanto concerne l'attività sulla conversione d'energia, lo studio e lo sviluppo sui down-converters è stata implementata un protocollo di deposizione per via sol-gel di vetro germaniche basate sul sistema binario 70SiO2 - 30 HfO2 e attivate con ioni Tb3+: Yb3+. Sono state compiute approfondite misure spettroscopiche per di caratterizzare l'efficienza del trasferimento di energia tra Tb3+ e Yb3+ al fine di convertire i fotoni a 488 nm assorbiti dal sistema in fotoni a 980 nm. Il sistema attivato con 1% di terbio e il 4% di itterbio presente un efficienza di transfer tra I due ioni attivi del 38%. Nel campo dei microrisonatori sferici è stata affinata la tecnica sol-gel di ricoprimento di microsfere ottenute fondendo la punta di una fibra per telecomunicazioni standard. Il protocollo permette di ottenere micro risonatori sferici ricoperti con film nonostrutturati attivati con ioni erbio basati sulla matrice 70SiO2 - 30 HfO2. Misure di accoppiamento a 980mn e rivelazione a 1530 nm tramite fibre rastremate hanno permesso di inquadrare una tecnica d'indagine per la misura dei vari termini che concorrono a definire il fattore Q di tali microrisonatori


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2010 0 10 2 15 1 0 0 0 21 0

Principali collaborazioniOltre alle collaborazioni già attive che riguardano vari centri di ricerca nazionali e stranieri e realtà industriali tecnologicamente avanzate sono state rafforzate le e sinergie con gli Istituti di Ricerca ed Università locali sviluppando progetti comuni nell'area Materiali e Dispositivi. In particolare si sono rafforzate le collaborazioni nell'ambito del Programma pluriennale della Ricerca della Provincia Autonoma di Trento con FBK e Università, tramite accordi di programma specifici che, nel caso di FBK, hanno visto l'associatura all'Istituto IFN-CNR di alcuni ricercatori. A questo proposito va menzionato la convenzione quadro tra CNR ed FBK e CNR – Università di Trento, firmati nel 2009. Non si tratta qui di una semplice formalizzazione dell'esistente ma di un esplicito e forte aiuto allo sviluppo di collaborazioni ad alto livello tra tutti i soggetti coinvolti come anche auspicato dal governo locale. Nel corso dell'anno si è anche reso operativo un accordo di collaborazione con l'Institut Universitaire de Tecnologie di Le Mans in Francia con lo scopo d'accogliere studenti di stage nei laboratori del Modulo. Le collaborazioni con realtà industriali hanno permesso d'attivare progetti comuni su obiettivi specifici, quali ad esempio la ricerca sul fotovoltaico con OPTOI Srl anche partner di un progetto europeo la cui fase A era stata sottomessa in data 8 dicembre 2009. La mancanza di un esito positivo alla chiamata non ha però impedito che la collaborazione con gli istituti coinvolti ed in particolare il laboratorio di materiali per la fotonica di Nottingham continuasse in modo produttivo. La partecipazione alla piattaforma Photonic21, nel WP6 è un'ottima base collaborativa che sta permettendo l'applicazione a varie azioni di finanziamento nell'area in cui opera il Modulo, benché i risultati più immediati si siano ottenuti tramite i partner coinvolti nell'azione europea COST MP0702. Molteplici sono le collaborazioni internazionali, molte di lunga data e sempre efficaci in termini di idee innovative e pubblicazioni prodotte. Tra le altre vanno ricordate le

collaborazioni con Hyderabad facente capo ad un progetto ITPAR co-finanziato India, MAE e Provincia autonoma di Trento. Benchè il relativo progetto MAE fosse scaduto la collaborazione con L'Università di Hanoi e l'istituto ISTM in particolare è stata attiva tramite il programma Bridging the gap 2010 avvalendosi della collaborazione con l'Università di Trento. Nell'ambito dell'azione COST MP0702, attivata nel 2008 e di durata quinquennale, riguardante metamateriali, plasmonica e tecniche e metodologie correlate si è potuto accrescere le collaborazione con istituti stranieri che svolgono attività di ricerca complementari a quelle sviluppate dai ricercatori afferenti al modulo. Questo ha portato ad un arricchimento dal punto di vista della conoscenza ed alla possibilità di attivare programmi comuni ed in particolare è iniziata una collaborazione con l'Università di Kielce su materiali nanostrutturati a base di nanoparticelle metalliche per applicazioni in catalisi. L'attività di analisi teorica sui sistemi a bassa dimensionalità condotta grazie alla collaborazione con l'Istituto di Fisica dell'Università di Greifswald partita all'inizio 2008 e sviluppata nel 2010 con l'obiettivo di utilizzare le ricerche sperimentali condotte all'interno della commessa anche per promuovere aspetti importanti della fisica di base su quest'area tematica inclusa la trasmissione nel THz tramite strutture a cristallo fotonico. Le collaborazioni all'interno dell'istituto hanno ricevuto un ulteriore impulso sia dal coinvolgimento di ricercatori delle unità di Roma e Milano su tematiche d'interesse comuni che nel coinvolgimento di ricercatori del modulo in progetti regionali presentati dal ricercatori IFN in altre regioni. La stessa sinergia si è vista a livello interistituto all'interno del DMD con lo svolgersi d'attività di ricerca e progettuali comuni con laboratori d'altri istituti ed in particolare con il laboratorio MDF dell'IFAC. Particolare menzione va data al progetto interdipartimentale Fotonica2015 che ha visto nel suo gruppo di lavoro ricercatori afferenti a vari dipartimenti e mossi dall'interesse comune nello stimolare progetti specifici che coinvolgano giovani ricercatori d'alto livello e sinergie industriali. All'interno di questo gruppo di lavoro sono stati attivi ricercatori afferenti al modulo. Riferendosi alla progettualità a livello europeo sono state rafforzate le collaborazioni con Novel Photonic Glasses School of Mechanical Materials, Manufacturing Engineering and Management dell'University of Nottingham per quanto riguarda le sorgenti nel medio infrarosso e con Laboratoire de Chimie de l'ENS Lyon per quanto concerne strutture plasmoniche ibride per il controllo della luce e la conversione d'energia. Fondamentale l'apporto tecnico e scientifico acquisito nel campo dello sfruttamento dei microrisonatori con ENSSAT Lannion (Francia) e CNES di Tolosa.




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Metodologie avanzate con raggi X e loro applicazioni

Commessa: Fotonica: Materiali Strutture e DiagnosticaProgetto: Ottica, Fotonica e PlasmiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: CEDOLA ALESSIA



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Fotonica a Raggi X: Sviluppo e applicazione di Strumentazione e Metodologie per studi di Fisica dei materiali.

Commessa: Fotonica: Materiali Strutture e DiagnosticaProgetto: Ottica, Fotonica e PlasmiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: ROCCA FRANCESCO


Durante l'anno, sono stati pubblicati due Articoli scientifici, riferiti alle ricerche che contraddistinguono la nostra consolidata attività su sistemi solidi disordinati e sulle applicazioni della Spettroscopia in assorbimento X. Entrambi gli articoli sono frutto di collaborazioni internazionali e si interessano di composti a base di boro: sono stati studiati gli effetti della struttura elettronica del Boro sulle strutture XANES alla soglia K del Boro, ed è stato pubblicato un articolo di rassegna che presenta un accurato confronto delle proprietà fisico-chimiche di vetri borati e silicati.

La partecipazione a Congressi Internazionali, oltre ad alcuni Posters sulle attività più recenti, ci ha permesso di presentare in due contributi orali i risultati ottenuti con molteplici studi EXAFS in funzione della temperatura su vetri superionici a base di Argento: confrontando l'evoluzione dei legami Ag-I al variare della composizione, è stato possibile in primo luogo mettere in correlazione la distanza media misurata dall'EXAFS con l'Energia di attivazione della conduzione ionica; misure in funzione della temperatura hanno confermato la presenza di modifiche strutturali della coordinazione di una parte degli ioni Argento, con l'aumento di una coordinazione mista con Ossigeno e Iodio che ne favorisce la mobilità.

Dal punto di vista quantitativo, le nostre proposte di Esperimento presso i Sincrotroni ESRF (Grenoble) e SOLEIL (Paris) hanno avuto un notevole successo, essendo stati selezionati e finanziati da comitati internazionali anche su Beamlines per noi nuove. Abbiamo di fatto aperto alcune nuove tematiche, soprattutto a seguito delle nostre collaborazioni internazionali. Per questo, siamo ancora in fase di analisi dei dati acquisiti, che sono comunque di buona qualità.

Le tematiche su cui abbiamo svolto con successo studi sperimentali nel 2010 sono state le seguenti:a)Struttura locale di Ioni Erbio in vetroceramiche SiO2-HfO2 di interesse per la fotonica e in Vetri Telluriti di varia composizione.b)Studio delle modificazioni strutturali e composizionali indotte da irraggiamento Laser in vetri vanadati contenenti ossidi di piombo.c)Studio dell'ordine locale attorno a impurezze metalliche e sua correlazione con i fenomeni di nucleazione e di cristallizzazione a bassa temperatura in silicio amorfo (MIC: metal induced crystallization).d)Studio dell'origine delle proprietà ferromagnetiche indotte in ZnO dalla presenza di impurezze, tramite misure di Dicroismo Magnetico Circolare.e)Studio dell'espansione termica locale in sistemi cristallini caratterizzati da Espansione termica negativa o quasi nulla.


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2010 0 2 1 0 0 0 0 0 5 0

Principali collaborazioniCollaborazioni Locali:Con l'Università di Trento collaboriamo sulle seguenti tematiche:+ Struttura Locale e Dinamica in sistemi solidi : studio con spettroscopie in Assorbimento e Diffrazione di Raggi X. + Preparazione e caratterizzazione di vetri e film sottili. + Materiali per la Fotonica. + Nanoscienze

Collaborazioni Nazionali+ Attività di Luce di Sincrotrone: INFN-CNR OGG and GILDA-CRG at ESRF (Grenoble – F).

Dipartimento di Fisica, Università Roma 3.

+ Sistemi Conduttori Ionici e Vetri. Dipartimento di Fisica, Università di Messina Dipartimento di Fisica, Università di Pavia

Collaborazioni Internazionali.+ XANES and EXAFS Studies on glasses and crystals (J.Purans, A. Kuzmins, ISSP – Riga (Latvia))+ Rare-earth doped systems for photonics (Dr. N. Afify , now at IBM-Zurich)+ Structural and spectroscopical studied on Glasses ( M. Affatigato, Coe College – Cedar Rapids, USA) + Modelling of XANES Spectra (O. Sipr, AVCR – Praga (CZ))+ X-ray Microscopies (D. Pailarey and D. Tonneau, CNRS and Université Marseille (F))+ Study of physical properties of new nanocomposite materials (ITPAR Partners, University of Hyderabad – India)+ Experimental Activity at Synchrotron Radiation: development and utilization (various in Europe- Japan)




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Sistemi di controllo meccatronico a basso rumore applicati alla rivelazione interferometrica di onde gravitazionali

Commessa: Fotonica: Materiali Strutture e DiagnosticaProgetto: Ottica, Fotonica e PlasmiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: FALFERI PAOLO

Risultati conseguiti Dalle misure con SQUID del rumore magnetico prodotto da magneti permanenti (SmCo) a 4.2 K si è

potuto valutare che un loro impiego negli attuatori del sistema di controllo degli specchi negli interferometri criogenici (ET) è possibile.Riguardo agli esperimenti su feedback cooling, i risultati attesi (raffreddamento di un risonatore elettrico fino a 30 hbar mediante accoppiamento ad un amplificatore SQUID a basso rumore) sono stati conseguiti e sono in corso di pubblicazione.


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2010 0 7 0 0 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniLocali: Università di Trento e Fondazione Bruno Kessler Nazionali: INFN, ASI, università e impreseInternazionali: progetti LISA e LISA Pathfinder (più di 100 istituzioni coinvolte), progetto ET (8 istituzioni europee coinvolte), progetto VIRGO (più di 20 istituzioni europee coinvolte)




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Dispositivi e sistemi fotonici

Commessa: Dispositivi e sistemi fotonici per telecomunicazioni, biomedicina, ambiente e beni culturali

Progetto: Ottica, Fotonica e PlasmiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: OSELLAME ROBERTO

Risultati conseguiti I risultati più significativi sono: integrazione di guide d'onda con canali microfluidici (lab-on-chip) e realizzazione di canali microfluidici mediante laser a femtosecondi; realizzazione di dispositivi

fotonici (reticoli e guide) mediante laser a femtosecondi; fabbricazione di circuiti ottici per Informazione Quantistica; dimostrazione di microdispositivi optofluidici per analisi di singole cellule; sintesi di impulsi al picosecondo mediante l'effetto della compressione spettrale di impulsi al femtosecondo in mezzi non-lineari quadratici; dimostrazione sperimentale del fenomeno del Photon Bouncing Ball; realizzazione di laser a stato solido con ampia banda di emissione nel vicino infrarosso; modellizzazione di strutture plasmoniche; realizzazione di fotorivelatori organici; dimostrazione di azione laser in polirotassani; impiego della spettroscopia a fluorescenza risolta in tempo per i beni culturali; applicazione della spettroscopia di riflettanza risolta nel in tempo per determinare la maturità delle nettarine; uso della spettroscopia multispettrale a diffusione risolta in tempo per indagini mediche; realizzazione di rivelatori SPAD a basso rumore ed di array monolitici di SPAD; studio di memorie flash basate su materiali innovativi.


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2010 0 39 3 55 1 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniUniversidad Autonoma de Madrid (ES), J. Aracil "Nonlinear dynamics in optically gain-stabilized amplifiers"; University of Cambridge (UK) A. C. Ferrari "Near-infrared mode-locked lasers"; University of Hannover, (D), U. Morgner "High-energy pulse generation in the near infrared spectral region"; Heriot Watt University (UK) K. Ajoy "Femtosecond laser inscription"; Agrotechnology & Food Science Group, Wageningen (NL): L.M.M. Tijskens, "Assessing harvest maturity in nectarines"; Princeton Lightwave Inc (USA) M. A. Itzler, "Single photon avalanche diodes for 1.5 ¼m"; MPD Micro-Photon-Devices (USA), A. Giudice "High-rate photon counting and picosecond timing with Si-SPAD based compact detector modules"; Imperial College London (UK), D. D. C. Bradley "Organic LEDs and lasers"; University of Sheffield (UK), D. G. L. Lidzey "Organic microcavities"; INOA-CNR, Firenze, P. De Natale "Sensori in fibra ottica"; Università di Pisa, M. Tonelli "Laser a stato solido nel vicino infrarosso"; Seconda Università di Napoli, L. Gianfrani "Spettroscopia ad elevata risoluzione"; Università di Brescia e Padova, F. Baronio e A. Capobianco "Controllo spettrale e temporale di impulsi ultra-brevi"




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Microscopia e microdiffrazione a raggi X: sviluppo di ottiche, strumentazione, metodologie e applicazioni biomediche

Commessa: Nanodiffrazione e nanoimaging con raggi XProgetto: Ottica, Fotonica e PlasmiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: CEDOLA ALESSIA

Risultati conseguiti I risultati conseguiti, relativi alle diverse voci del paragrafo "Attività svolte" sono i seguenti:

i) Guide d'onda planari di buona qualità sono state realizzate in Si con canale in vuoto (o aria) di misura variabile tra circa 100 e 400 nm. Le guide sono state caratterizzate sia con sorgenti da laboratorio, sia con sorgenti di radiazione di sincrotrone.

ii)Lo studio teorico e il programma di simulazione hanno permesso di analizzare in dettaglio i risultati dei test sulle guide d'onda, e di determinarne i parametri essenziali (trsmissività, larghezza della gap all'entrat e all'uscita, eventuale angolo di tapering.Inoltre il programma di simulazioni ha permesso di iniziare ad esplorare nuovi sistemi di guide d'onda. In particolare si stanno studiando guide d'onda strutturate con una periodicità laterale che presentano caratteristiche particolarmente interessanti.

iii) le misure di olografia a contrasto di fase utilizzando guide d'onda planari con una sorgente da laboratorio hanno consentito di ottenere una risoluzione spaziale di circa 200 nm su un test pattern pieno/vuoto di film di oro e su materiale biologico (capello).

iv)Si sono sviluppati algoritmi per il phase retrieval a partire da misure di olografia.

v) algoritmi specifici sono stati utilizzati per l'analisi dati di microdiffrazione. Questi hanno consentito di mettere a punto una metodologia innovativa di "diffraction imaging", nella quale si evidenziano le distribuzioni spaziali di specifiche caratteristiche strutturali, quali il grado di cristallinità, la concentrazione di specifiche fasi cristalline, il gradi orientazione dei grani cristallini e delle fibre di collagene, mettendo quindi in relazione la struttura con la morfologia.

vi) lo studio teorico ha consentito di stabilire le condizioni ottimali di visualizzazione di specifiche strutture patologiche (nella fattispecie microcalcificazioni) utilizzando la metodologia di imaging a contrasto di fase. Le simulazioni hanno considerato il fascio prodotto da una sorgente a raggi X innovativa, attualmente in fase di realizzazione nel laboratori INFN, basata sull'interazione tra un fascio relativistico di elettroni ed un fascio laser (Thomson back-scattering).


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2010 0 4 0 2 0 0 0 0 5 0

Principali collaborazioniIstituto Cristallografia CNR - Bari

Dipartimento di Fisica - Universita' Milano

Centro Biotecnologie Universita Genova

Lebedev Institute - Mosca (Russia)

Forshungzentrum Karlsruhe (ANKA) - Karlsruhe (Germany) ARC Centre of Excellence for Coherent X-ray ScienceSchool of Physics - Monash UniversityClayton CampusAustralia




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NADIR: nanostrutture, dispositivi quantici e rivelatori

Commessa: NADIR: Nanostrutture, Dispositivi quantici e RivelatoriProgetto: Materiali, sistemi e dispositivi magnetici e superconduttoriDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: CASTELLANO MARIA GABRIELLA

Risultati conseguiti - Progetto PRIN 2008 "Esperimenti a bassa temperatura su dispositivi Josephson e qubit superconduttori al confine classico/quantistico": nel 2010, sono stati fatti test a 30 mK su un qubit superconduttore in niobio, basato sul modello doppio SQUID: misure di trasporto, rumore, proprietà di coerenza e caratterizzazione del comportamento quantistico. Si è osservato che alcuni particolari delle caratteristiche di flusso magnetico sperimentali non sono spiegabili altro che con modello quantistico; i nostri partner di progetto stanno ulteriormente investigando il modello classico corrispondente. Sono stati anche misurati alcuni chip contenenti array di giunzioni Josephson usati come sorgente e rivelatore di radiazione on-chip a centinaia di GHz.

Inoltre sono stati progettati, realizzati e caratterizzati qubit in alluminio, sempre a doppio SQUID, e si procedera' prossimamente alla misura delle oscillazioni coerenti.

- Progetto europeo QUANTIP "QUANTum Integrated Photonics": per il primo anno, abbiamo realizzato il patterning di nanofili di NbN che costituiscono il cuore dei rivelatori di singolo fotone, e iniziato il lavoro per l'integrazione con guide d'onda tipo ridge su GaAs/AlGaAs. Come risultato, è stato dimostrata la possibilità di crescere NbN su substrato ottico di GaAs di ottima qualità, il che permetterà di realizzare dispositivi integrati a nanofilo.

- Progetto "MELISSA: Microwave Electronic Imaging Security and Safety Access" (bando "Industria 2015, made in Italy"): nel 2010, abbiamo eseguito test su bolometri da noi sviluppati, ovvero bolometri superconduttori hot-spot accoppiati ad antenna (Superconducting Hotspot Air-bridge Bolometer, SHAB). I dispositivi sono stati caratterizzati sotto irradiamento tramite laser a cascata quantica (QCL), forniti dai nostri partner del NEST e della UOS IFN-Bari (ex LIT3).

- Progetto SERENA per la missione ESA/ASI Bepi Colombo a Mercurio: si è proseguito nella realizzazione del sensore di atomi neutri. Dopo le nanostrutture a griglia, sono stati realizzati i filtri per tagliare la radiazione di corpo nero a 750 K emessa da Mercurio. I filtri IR sono ottenuti con tecniche di micro e nanomachining, microlavorando una mesh su membrana self-standing di 1 um di spessore, per un'area totale di 40x10 mm2. I filtri sono stati sottoposti a test acustico-meccanico per verificarne la resistenza alle condizioni del lancio ed hanno risposto in modo positivo superando la qualificazione STM (structural thermal qualification model). E' iniziato lo sviluppo di uno shutter a griglia nanolavorata con area di accettazione 10 volte più grande del precedente prototipo, in accordo con le specifiche di volo.

- attività di consulenza per INAF: sono stati effettuati i test sull'amplificatore a freddo per SQUID sviluppato in precedenza, basato su HEMT operante all'elio liquido, ed e' stato realizzato un prototipo di elettronica di controllo per SQUID con architettura a doppio feedback.


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2010 0 7 0 8 0 0 0 0 7 0

Principali collaborazioniNell'ambito dell'attivita' su qubit superconduttori e dispositivi Josephson, Universita' di Karlsruhe, gruppo prof. A.V. Ustinov (D) e PTB Braunschweig(D) (prof. A. Zorin): scambio di campioni, misure incrociate, sviluppo di tecniche e schemi innovativi, analisi teoriche. Misure a bassissime temperature con segnali a microonde vengono effettuate all'Istituto di Fisica dell'Università La Sapienza di Roma, nel laboratorio e con la collaborazione del prof. C. Cosmelli. Insieme all'Universita' Roma Tor Vergata (M. Cirillo) ci occupiamo di misure su dispositivi al confine tra regime classico e quantistico.

Nell'ambito dell'attivita' su rivelatori di singolo fotone (SSPD): Eindhoven University of Technology, NL, gruppo prof. A. Fiore, ICIB Napoli (Gruppo dr. R. Cristiano), Universita' di Salerno Dipartimento di Matematica e Informatica (prof. S. Pagano): compartecipazione a progetti europei, scambio di campioni, progettazione e realizzazione di nuovi sistemi.

Nell'ambito dell'attivita' su rivelatori al THZ, il NEST di Pisa (A. Tredicucci) e UOS IFN-Bari (ex LIT3) (prof. G. Scamarcio) forniscono quantum cascade lasers per irradiare i rivelatori da noi sviluppati; per contro, noi forniamo una caratterizzazione dei dispositivi fornitici.

Nell'ambito dell'attivita' su rivelatori di atomi neutri: INAF-IFSI (dr. S. Orsini) e ISC (dr. S. Selci),

realizzazione di griglie di shuttering per il rivelatore di tempo di volo per la missione spaziale Bepi Colombo attorno a Mercurio.

Nell'ambito dell'attivita' su elettronica di controllo per dispositivi superconduttori: per INAF-IASF (L. Piro) forniamo consulenza per elettronica a freddo relativa al multiplexing di sensori TES.




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MEMS,NEMS e Dispositivi microelettronici

Commessa: MEMS,NEMS e Dispositivi microelettroniciProgetto: Microelettronica, Sensori e MicrosistemiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: GIOVINE ENNIO

Risultati conseguiti - Dispositivi per applicazioni di alta frequenza e potenzaFabbricazione di dispositivi con lunghezza di gate 150nm sono stati realizzati, in collaborazione con SELEX S.I.. L'ottimizzazione della litografia elettronica e dei processi di fabbricazione dei dispositivi hanno permesso di raggiungere una resa superiore all'80%. Questi dispositivi sono stati caratterizzati e sono stati utilizzati per ricavare i modelli per la progettazione di dispositivi LNA e POW ad alta frequenza su GaAs e GaN in collaborazione l'Università di Roma Tor Vergata, Dip. di Ingegneria Elettronica.. Su GaN sono stati realizzati dispostivi HEMT con frequenze di taglio superiori a 45GHZ e frequenze massime di 110GHz.

- Rivelatori THz (basati su GaAs e SiGe) E' stata portata a termine con successo la fabbricazione di diodi Schottky di GaAs di area sub-micrometrica per la rivelazione di radiazione terahertz. Lo studio delle caratteristiche elettriche ha evidenziato ottime valori dei parametri critici di capacità e resistenza serie. I diodi sono stati montati su un package prodotto in casa e testati con radiazione a 270GHz, dimostrando una figura di

rumore in linea con lo stato dell'arte al livello internazionale.

In parallelo sono stati realizzati dispositivi analoghi su Ge epitassiale cresciuto su silicio. La crescita di film di germanio intrinseco e di tipo n ad alto drogaggio su substrati di silicio è stata ottimizzata in collaborazione con il Dip. di Fisica dell'Università di Roma TRE.Si è messa a punto una procedura innovativa di definizione di anodi metallici sospesi su germanio epitassiale che fa totalmente uso di processi di attacco a secco. I dispositivi realizzati hanno area minima di giunzione di pochi micron quadri. La caratterizzazione elettrica preliminare in corrente continua ha mostrato comportamento rettificante.

E' stato prodotto il disegno dei primi prototipi di rivelatore terahertz a transistor ad effetto di campo su gas bidimensionale su eterostruttura III-V.E' stato sviluppato un opportuno package per i rivelatori a transistor.Si sta ultimando la messa a punto di un banco ottico per il test dei rivelatori, in cui sta per essere installato un generatore a stato solido di radiazione terahertz, funzionante a temperatura ambiente, con frequenza variabile da 500-750GHz.

Contemporaneamente si stanno anche studiando per via spettroscopica sistemi di buca quantica multipla (MQW) in eterostrutture di silicio e germanio drogati, allo scopo di sviluppare rivelatori teraherz basati su gas bidimensionali su substrato di silicio.

- Fotocatodi basati su silicio e germanioSubstrati di silicio di tipo n e di tipo p mostrano comportamenti diversi in funzione del drogaggio. Il substrato tipo p mostra la tipica caratteristica di fotosensibilità. Il germanio cresciuto con diversi drogaggi evidenzia un comportamento debolmente fotosensibile, ma risulta un emettitore in condizioni di buio con campi di soglia di 20 V/um con superficie piatta.

- Dispositivi su diamanteSono stati realizzati dispositivi HEMT su substrati di diamante policristallino e monocristallino mediante litografia a fascio elettronico con diverse lunghezze di canale e di gate fino a 200nm. I dispositivi realizzati sono stati caratterizzati in collaborazione con l'Università Rome TRE, Dip. di Fisica e l'Università Roma Tor Vergata, Dip. di Ingegneria Elettronica.


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2010 0 10 0 11 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazionia) Dipartimento di Fisica, Università Roma TRE.b) Dipartimento di Ingegneria Elettronica, Università Roma TRE.c) Selex Sistemi Integrati S.p.Ad) Dipartimento di Fisica, Politecnico di Milano.e) Dipartimento di Ingegneria Elettronica, Università di Roma Tor Vergata.f) IFN, sezione di Milanog) IFN, sezione di Trentoh) Enea Casaccia di Roma.i) Université Montpellier 2, Francej) Chalmers University of Technology, Swedenk) Enea Frascati, Romal) INFN Frascati, Roma




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Nanodispositivi a semiconduttore

Commessa: Nanostrutture e nanodispositivi Progetto: Nanoscienze e nanotecnologieDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: GIOVINE ENNIO

Risultati conseguiti Lo studio del trasporto in dispositivi di tipo QPC realizzati in sistemi 2DEG ad alta mobilità in eterostrutture di SiGe/Si a bassa temperatura ha mostrato la presenza di strutture a gradino e a picco sovrapposte plateau di conduttanza quantizzata. Lo studio in funzione di alti campi magnetici sia paralleli sia perpendicolari ha mostrato la presenza di un consistente valley splitting (maggiore di 1 meV) anche in assenza di campo magnetico la cui origine è riconducibile al forte confinamento nel piano dovuto alla fabbricazione mediante attacco.Sono state studiate le proprietà elettriche di film di Ge/Si intrinseci e drogati con fosforo mediante misure di conducibilità e di effetto di Hall classico a bassa temperatura (fino a 5K). La caratterizzazione effettuata ha messo in evidenza come le proprietà elettriche siano fortemente affette dalla presenza di difetti elettricamente attivi nel materiale depositato che si comportano da centri accettori e deteriorano la mobilità dei portatori nei film ottenuti. La presenza di questi difetti è da ricondursi all'elevato disaccordo reticolare fra il Si e Ge che in campioni spessi di germanio determina l'introduzione di dislocazioni durante la crescita per il rilassamento dello strain.Si sono studiate le proprietà di magneto-trasporto di sistemi 2DEG di tipo QPC in eterostrutture AlGaN/AlN/GaN. A temperature criogeniche si è ottenuta un'elevata mobilità per questo tipo di sistemi (> 20000 cm2/Vs) e quindi un elevato cammino libero medio permettendo la realizzazione esperimenti di trasporto balistico. La resistività longitudinale misurata in dispositivi di tipo barra di Hall ha mostrato oscillazioni di Shubnikov-de Haas ben sviluppate e con modulazioni dell'ampiezza, con effetti riconducibili alla presenza di valley splitting. In dispositivi di tipo QPC realizzati mediante split-gates le misure di conduttanza lineare a campo magnetico nullo mostrano plateau di conduttanza quantizzata a 2e2/h e 4e2/h. La non perfetta quantizzazione dei plateau successivi indica la presenza di effetti scattering dovuti a impurezze nel materiale.

Sono stati realizzati e caratterizzati, mediante SEM e AFM, patterning nanometrici in ossido di silicio su GaAs, utilizzati per la crescita e lo studio di dot autoaggregati di InAs


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2010 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniDipartimento di Fisica Università Roma TRE: Crescita di etero strutture in Ge e Si/SiGeNEST-INFM, Scuola Normale Superiore, Pisa: Misure criogeniche in campo magnetico Dipartimento di Fisica Università Roma Tor Vergata: Crescita e caratterizzazione di dot autoaggregati di InAs su GaAs




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Nanodispositivi Superconduttori

Commessa: Nanostrutture e nanodispositivi Progetto: Nanoscienze e nanotecnologieDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: TORRIOLI GUIDO

Risultati conseguiti Nel 2010 l'attività di questa RSTL è stata assorbita nella commessa MD.P04.020 NADIR.


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2010 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniNel 2010 l'attività di questa RSTL è stata assorbita nella commessa MD.P04.020 NADIR.




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Nanodispositivi spintronici e fotonici

Commessa: Nanostrutture e nanodispositivi Progetto: Nanoscienze e nanotecnologieDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: GERARDINO ANNAMARIA

Risultati conseguiti Sono continuate, presso l'università di Eindhoven, misure di micro-fotoluminescenza (uPL) e di elettro-fotoluminescenza (ePL) sui dispositivi LED con integrate le cavità a cristallo fotonico. Sono stati realizzati nuovi campioni con cavità a cristalli fotonici accoppiate in collaborazione con i laboratori LENS, Firenze. Gli studi conseguiti su tali campioni hanno dimostrato la possibilità di misurare la componente magnetica del campo elettromagnetico del modo di cavità con una punta SNOM su cui viene realizzata una nano-spira, di controllare i modi delle cavità per via microfluidica, e di studiare l'ibridizzazione dei modi di cavià accoppiate (Vignolini et al., Phys. Rev. Lett. 105, 123902 (2010), DOI: 10.1103/PhysRevLett.105.123902, citato su 2. Physical Review Focus, Vol.26, July-December 2010, Measuring the Magnetism of Light 24 September 2010, story 13). Tali risultati sono stati presentati a congressi internazionali e pubblicati su riviste internazionali. Sono stati realizzati campioni su GaAsN per la per la creazione di punti quantici e guide d'onda tramite idrogenazione con diverse morfologie.E' proseguita la collaborazione con l'Università di Bar-Ilan, Israele sulla progettazione e

realizzazione di modulatori ottici su silicio. Su questa attività è stato proposto ed approvato un progetto nell'ambito degli accordi Bilaterali Italia-Israele.La nuova attività sulla realizzazione di dispositivi microfluidici per applicazioni medico-biologiche ha ottenuto i primi risultati: dispostivi con due camere separate da setto poroso (microcanali di dimensioni di 10 um) sono state realizzate e sono iniziate le prove sperimentali in collaborazione con il Centro Nazionale Malattie Rare dell'Istituto Superiore di Sanità per lo studio dell'attività funzionale dei recettori di aminoacidi eccitatori e dell'azione di farmaci nelle alterazioni delle trasmissioni sinaptiche in colture primarie di cellule neuronali; con la Sezione Immunoterapia sperimentale del Dipartimento di Biologia cellulare e neuroscienze dell'ISS per il monitoraggio e la valutazione dell'attività chemiotattica della chemochina 6Ckine nei riguardi di cellule dendritiche spleniche ed alcuni tipi di cellule tumorali ( EG7-OVA ); con l'Istituto di neurobiologia e medicina molecolare (INMM) del Consiglio Nazionale delle Ricerche per la valutazione della chemiotassi di microglia (linee cellulari e colture primarie) indotta da gradienti di ADP extracellulare.Sono stati anche realizzati dei microelettrodi tipo MEA con pilastri in oro del diametro di 200 nm per favorire l'adesione cellulare.


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2010 0 7 0 0 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniL'attività di fotonica basata su cristalli fotonici si svolge in collaborazione con il politecnico di Eindhoven TUe (Technology University of Eindhoven), l'EPFL (Ecole Politecnique Federale de Lausanne),ed i laboratori LENS di Firenze. Le collaborazioni scientifiche con le Università di Roma "La Sapienza" sono in corso ed anche con il CNR-IOM di Trieste. Inoltre la collaborazione scientifica con l'Università di Bar-Ilan, Israele è rinsaldata dall'approvazione del progetto MBM-SC "Miniaturized Bragg modulator on a silicon chip" per la durata di 2 anni. In tale progetto è stata coinvolta anche la CRISEL Instrument S.R.L. con cui è stata avviata una nuova collaborazione.E' stato presentato un progetto PRIN 2009 prot.2009E2C9RN_003 su "Nanofabbricazione di dispositivi ottici non lineari e studio dei materiali attivi" in collaborazione con Scuola Superiore di Studi Universitari e Perfezionamento S.Anna di PISA, CNIT (Consorzio Nazionale Interuniversitario per le Telecomunicazioni) di Pisa, Università di Genova e Politecnico di Torino.L'attività sui dispostivi microfluidici viene svolta in collaborazione con L'università La Sapienza di Roma, Dipartimento di Fisiologia, il CISB, l'istituto CNR-INMM di Roma e con l'Istituto Superiore di Sanità




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Materiali nanostrutturati

Commessa: Nanostrutture e nanodispositivi Progetto: Nanoscienze e nanotecnologieDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: IACOBUCCI STEFANO

Risultati conseguiti - Strutture a base carbonioSono state ottenute strutture grafeniche nastriformi mediante il processo descritto in dettaglio nelle attività. Come risultato delle varianti introdotte, lo step di riduzione grafite ossidata-grafene mediante trattamento termico in presenza di H2 , è stato realizzato a temperatura inferiore ai 500°C. Si è infatti formato un intermedio di reazione, che ha richiesto una più bassa energia di attivazione della riduzione. Inoltre nelle soluzioni di lavaggio con solventi a diversa densità sono state identificati nastri minori dimensioni [S.Foglia, e-MRS Spring Meeting 2010]Per quanto concerne i tubi di Carbonio, si sono ottenuti dati preliminari sulla misura della distribuzione angolare di corrente elettronica emessa per effetto di campo catodi di disposti in array ordinati.Nanoparticelle magnetiche per drug-deliverySi è messa a punto una procedura di rivestimento di nanoparticelle di carattere generale, che può essere efficace per coordinare su di esse una vasta gamma di farmaci. La sintesi può essere applicata anche per altre particelle inorganiche (metalli, leghe, semiconduttori) e può essere utilizzata per coordinare molecole organiche diverse dai farmaci (sensori).Le dimensioni delle nanoparticelle magnetiche rivestite, al di sotto dei 10 nanometri hanno comportato i seguenti vantaggi: 1) meccanismo di internalizzazione cellulare passivo, che rende questi sistemi particolarmente poco invasivi, riducendo gli effetti collaterali; 2) a causa dell'elevato rapporto superficie/volume, riduzione della quantità di particelle necessarie per trasportare una elevata quantità di farmaco. [S. .Foglia, e-MRS Spring Meeting 2010 presentazione orale]

- Caratterizzazione di materiali fortemente correlati _film di Yb: [F.Offi, S.Iacobucci, et al., J. Phys.: Condens. Matter 22 (2010) 305002]_É stata misurata una profondità d'informazione per energie di fotone inferiori a 10 eV significativamente inferiore (pochi manometri ) a quanto predetto (decine di nanometri) dalla "curva universale" comunemente usata, risultato atteso sulla base della dipendenza dal materiale della lunghezza di attenuazione elettronica già osservata dal nostro gruppo e oggetto di recenti pubblicazioni. [S.Iacobucci, European Conf. on Surf. Sci. ECOSS 27 (2010) presentazione orale]_ I profili della banda di valenza misurati risultano altresì fortemente dipendenti dall'energia del fotone; in particolare è sta rivelata con la tecnica LEPES un'enorme densità degli stati a livello di Fermi, con peso spettrale molto più elevato dei livelli di core leggeri 4f che dominano gli spettri di fotoemissione dell'Yb alle energie comunemente utilizzate (maggiori di 10eV). La dipendenza dall'energia del fotone è stata utilizzata per determinare il carattere orbitale di tali stati, mentre effetti Kondo possono essere esclusi sulla base della dipendenza delle misure dalla temperatura. Per la prima volta è stata rivelata con questa tecnica una struttura spettrale a circa 0.7 eV di energia di legame, più prominente sui film cresciuti sul singolo cristallo, con significativa dispersione angolare, e fortemente dipendente dallo spessore del film. L'origine di questa struttura è ascrivibile al confinamento di funzioni d'onda elettroniche all'interno delle barriera di potenziale del film

interfacciale (stati quantum well), ma una robusta interpretazione dei risultati sperimentali necessita sia di supporto teorico, sia di analisi accurata dei dettagli del manyfold della struttura, osservati nelle misure ad alta risoluzione di energia e di impulso.

- Studio dell'interfaccia tra quantum-dots di semiconduttori e biomolecole mediante spettroscopia SERSEstensione dell'effetto SERS a quantum-dots di semiconduttori II-VI.


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2010 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniDenominazione UNIVERSITà DEGLI STUDI DI ROMA "LA SAPIENZA" - DIPARTIMENTO DI FISICA (ENTE 1800)e Dipartimento di Scienze BiochimicheDescrizioneStudio Raman e SERS di celluleRef. Prof. L. Silvestroni, Prof. A. Congiu Castellano e Prof. Lucia Marcocci

Denominazione CONSORZIO NAZIONALE INTERUNIVERSITARIO PER LE SCIENZE FISICHE DELLA MATERIA - CNISMDescrizioneSviluppo della fotoemissione a bassa energia per la caratterizzazione della struttura elettronica di volume in materiali fortemente correlati (film sottili nanostrutturati di ossidi di metalli di transizione e terre rare).

Denominazione MAX PLANCK INSTITUTEDescrizioneL'indagine mira a stabilire le relazioni tra le proprietà elettroniche e magnetiche di solidi e di loro microstrutture (film sottili, superfici e materiali nano-cristallini) e viene condotta mediante spettroscopie elettroniche e foto-elettroniche innovative facenti uso di tecniche di coincidenza temporale elettrone-elettrone ((e,2e), (g ,2e), APECS).

Denominazione ELETTRA SINCROTRONE TRIESTE S.C.P.A.DescrizioneDeterminazione del libero cammino medio di foto-elettroni in funzione dell'energia cinetica e della sua dipendenza dal materiale. In particolare, presso la beamline BadElph, utilizzando la fotoemissione a bassa energia e sfruttando l'accordabilità della lunghezza d'onda della radiazione di sincrotrone, vengono eseguiti esperimenti per lo studio degli effetti di correlazione elettronica in sistemi multi-strato metallo/metallo e ossido/metallo

Denominazione DIP.TO DI FISICA E. AMALDI . UNIV. DI ROMA "ROMA TRE"DescrizioneStudio di sistemi a bassa dimensionalità (adsorbati interfacciali su superfici metalliche) con particolare attenzione agli effetti di correlazione, mediante spettroscopie elettroniche convenzionali e innovative basate su esperimenti di scattering di elettroni e di fotoemissione e caratterizzazione di proprietà emissive.Ref. Prof. G. Stefani

Caratterizzazione XPS di compositi di nanoparticelle magnetiche perapplicazioni farmacologiche ed agenti di contrasto per la diagnostica per

immagini.Ref. Prof.G.Polzonetti

Denominazione IOM- ISTITUTO OFFICINA DEI MATERIALI - LABORATORIO NAZIONALE TASCDescrizioneCaratterizzazione delle proprietà elettroniche di superfici e interfacce mediante esperimenti di fotoemissione su sistemi modello, utilizzando in particolare tecniche di rivelazione in coincidenza temporale foto-elettrone/elettrone Auger (APECS) con profondità di misura su scala nanometrica e sub-nanometrica.Ref. Dr. R. Gotter

Denominazione ISTITUTO DI NEUROBIOLOGIA E MEDICINA MOLECOLAREDescrizionePreparazione di nanoparticelle magnetiche come vettori di farmaci antitumorali o di agenti di contrasto per la diagnosi per immagini.

Denominazione I.N.F.N. - LABORATORI NAZIONALI DI FRASCATIDescrizionePreparazione di nanostrutture di grafene come materiale innovativo per il coating di acceleratori di particelle

Denominazione CITY COLLEGE OF NEW YORK, UNIVERSITY OF NEW YORKDescrizioneStudio SERS di molecole organiche e biologiche depositate su quantum-dots di materiali semiconduttori II-VI e III-V

Denominazione UNIVERSITY OF ILLINOISDescrizioneStudio dell'interfaccia tra nanoparticelle di Silicio e biosistemiRef. Prof. M. Nayfeh

Denominazione ISTITUTO SUPERIORE DI SANITA'DescrizioneStudio Raman e SERS di cellule Ref. Dr. S. Palleschi

Denominazione INFM - ISTITUTO NAZIONALE PER LA FISICA DELLA MATERIA CRS ULTRASDescrizioneSintesi di nanoparticelle di semiconduttore self-assembled su superficiRef. Prof. S.De Silvestri




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Crescita di materiali, funzionalizzazioni e dispositivi da precursori molecolari, inorganici e cluster.

Commessa: Nanoscienze: crescita di materiali, funzionalizzazioni e dispositivi.Progetto: Nanoscienze e nanotecnologieDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: TOCCOLI TULLIO

Risultati conseguiti E' proseguito lo studio e l'ottimizzazione della tecnica di deposizione di materiali organici sviluppata dal laboratorio e basata sull'uso di fasci supersonici inseminati (SuMBD). La chiave su cui si basa tale tecnica è il controllo dello stato dei precursori molecolari in fascio, in particolare i parametri che possono essere controllati al variare delle condizioni di realizzazione del fascio supersonico (tipo e pressione del gas di trasporto, temperatura e forma geometrica del nozzle) sono l'energia cinetica, lo stato di aggregazione, il momento. Tra i diversi parametri l'energia cinetica è un parametro importante nell'attivare una varietà di differenti processi che vanno dal fisisorbimento e riarrangiamento molecolare alla possibilità di avviare reattività chimica. L'energia raggiungibile dipende dalla massa della molecola e può essere fatta variare dall'energia termica fino a decine di eV. Un intervallo di lavoro all'interno del quale è possibile ottenere: - processi che attivano la formazione di legami o forti interazioni molecola superficie (chemisorbimento, reattività chimica).- controllo dei processi di crescita delle isole per la formazione di strati cristallini e dei processi di diffusività superficiale e di aggregazione delle molecole nella formazione dello strato organico.Studi effettuati su pentacene e su oligotiofeni depositati su ossido di silicio hanno dimostrato come l'energia cinetica della molecola organica influisce la tipologia di crescita del film sottile portando alla realizzazione di strutture ad elevato grado d'ordine. Ciò ha permesso la realizzazione di film sottili con proprietà morfologico-strutturali non riscontrabili con tecniche più convenzionali. Sfruttando tali proprietà abbiamo realizzato transistor molecolari allo stato dell'arte per proprietà elettriche e molto promettenti per possibili diverse applicazioni. Il nostro primario interesse in questo caso ha riguardato la possibilità di realizzare sensori attivi con tali materiali da usarsi sia per la rivelazione di volatili organici sia per applicazioni in ambiente liquido per applicazioni di tipo bio-sensoristico.Lo studio dei processi chimico-fisici alla base dei processi di formazione di film di porfirine fluorurate e non su substrati tecnologici di SiO2 ha dimostrato come sia possibile attivare canali di reattività chimica all'interfaccia ad alte energie cinetiche del precursore organico. Si sono funzionalizzati a tal proposito superfici di SiC planare e nanostrutturato e cantilevers.Si sono studiati inoltre processi di funzionalizzazione di superfici di nitruro di silicio ossidato e non, assieme a superfici di ossido di silicio, con naftalene acido di-carbossilico per applicazioni in ambito sensoristico per la realizzazione di lab-on-a-chip in campo biologico.Abbiamo sviluppato una nuova classe di materiali nano-ibridi per co-deposizione di molecole organiche e cluster inorganici le cui proprietà chimico-fisiche e funzionali non sono semplicemente riconducibili a quelle dei due materiali separatamente. Lo studio ha dimostrato la formazione di legami covalenti che li rendono stabili ma anche dotati di proprietà controllabili con la crescita ed

uniche funzionalmente come dimostrato con la realizzazione di sensori. L'attivazione cinetica di legami chimici alla superficie ha aperto la possibilità di realizzazione di celle fotovolatiche ibride basete o su ossido di titanio nanostrutturato (realizzato con le tecnica PMCS) o su ossido di zinco realizzato in collaborazione con altri gruppi dell'istituto IMEM-CNR, sede di Parma. E' stata ottenuta la sintesi di organo-lantanidi tramite un approccio in codeposizione in vuoto da fasci supersonici del precursore organico (porfirina) e molecolari effusivi del metallo.La ricerca verso la realizzazione di sensori funzionanti anche in ambiente liquido per applicazioni di tipo biologico ha portato alla realizzazione e allo studio di transistor elettrochimici basati su materiali polimerici (PEDOT:PSS) che hanno mostrato interessanti caratteristiche per applicazioni in campo biologico. Si sono sviluppate anche tecnologie per il trattamento di polimeri a base di PDMS per la realizzazione di sistemi microfluidici da usarsi in combinazione con i transistor elettrochimici per usi in sensoristica in ambienti biologici.


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2010 0 15 0 2 2 0 0 0 27 0

Principali collaborazioniUna consistente e qualificata rete di collaborazioni garantisce le competenze complementari necessarie alle diverse attività. Internamente all'Ente, coinvolge in particolare ISMAC-Mi (dr. R. Bolognesi, dr. S. Destri) e ISOF-Bo (dr. M. Melucci, dr. M. L. Navacchia) per la sintesi materiali molecolari, IMM-Le e Roma (dr. P. Siciliano, prof. C. di Natale) per lo sviluppo di dispositivi sensoristici, IMEM-Pr (Dr. A. Catellani, Dr. G. Salviati) modellazione teorica, sintesi e caratterizzazione di materiali, sia con Dipartimenti Universitari: oltre a Fisica ed Ingegneria dei Materiali di Trento (bio-funzionalizzazioni), Scienze dei Materiali Mi-Bicocca (Prof. R. Tubino) e Fisica di Cagliari (fotofisica e fotochimica), Fisica di Milano (Prof. P. Milani) (cluster), Fisica – Brescia (Dr. L.Gavioli) - studi di crescita con STM e SEM ad alta risoluzione, Fisica di Modena e INFM-S3 (Dr. V. de Renzi) (funzionalizzazione di nanocantilever). Molto rilevante e fruttuosa è la collaborazione con IRST-FBK TN per lo sviluppo di dispositivi MEMS, bio-MEMS e processi di funzionalizzazione. Con IMEM-CNR è proseguita e si è ulteiormente sviluppata l'attività sullo sviluppo dell sensoristica (Dr. R. Mosca, Dr. A. Zappettini) sia attiva che passiva in fase liquida e vapore nonchè l'attività ui materiali ibridi e sensitizzati per il fotovoltaico (Dr. M. Mazzer, Dr. E. Gilioli). Una crescente credibilità internazionale è testimoniata da collaborazioni con realtà estere tra cui NSF-Cornell (G. Malliaras) ed UCSB (M. Moskovits)- USA, di Dresda (K. Waltzer) -D, Groningen (P. Rudolf) - NL, Novosibirsk Russia (A. Rebrov), etc.




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Metodi di Spettroscopie Laser e di Spettrometrie di Massa per Applicazioni nellʼAgroindustria, Ambiente e Scienze della Vita

Commessa: Nanoscienze: crescita di materiali, funzionalizzazioni e dispositivi.Progetto: Nanoscienze e nanotecnologieDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: BOSCHETTI ANDREA

Risultati conseguiti L'apparato foto acustico con diodo laser è stato trasportato in ambiente industriale vicino ad un prototipo di pirolisi e gassificazione ed ha perfettamente funzionato per lungo tempo all'aperto monitorando e controllando la produzione di metano ed etilene in modo continuo dimostrando robustezza e la possibilità di controllo in tempo reale del buon funzionamento del prototipo.Con la spettrometria di massa a trasferimento protonico misurando le emissioni dei composti volatili organici emessi da piccoli campioni di legno di una stessa varietà di pino ma di diversa provenienza, si è dimostrata una diversa composizione di terpeni in questi legni, così come con la stessa tecnica ed allo stesso modo il profilo aromatico di olio extravergine di oliva ottenuto con olive di diversa maturazione risulta caratteristico del tempo di raccolta.L'evoluzione delle emissioni di etilene e di composti volatili organici durante la fase di controllo del diradamento chimico con benziladenina e metilciclopropene di mele Golden e Red Delicious è stata seguita durante una campagna di misura di più settimane. Correlazioni significative confermano la reale capacità discriminante delle emissioni; l'elevata sensibilità delle apparecchiature ha permesso di discriminare gli effetti dovuti ai trattamenti chimici effettuati sulle piante per ridurre la loro carica produttiva e la selettività del composto benziladenina nel produrre l'effetto della cascola per i frutticini laterali piuttosto che per quelli centrali.


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Principali collaborazioniLe collaborazioni sono state incentrate sulle principali attività del modulo. In particolare, con: il Dr. Mario Scotoni Dipartimento di Fisica, Università degli Studi di Trento, per la eessa a punto apparato foto acustico basato su laser a diodo e campagna di misura e monitoraggio di un processo pilota di pirolisi e gassificazione; Dr. Benedetto Ruperti, Dr. Alessandro Botton Dipartimento di Agronomia Ambientale e Produzioni Vegetali, Università di Padova, per la selezione campioni e loro trattamenti, caratterizzazione delle qualità agronomiche ed individuazione dei geni espressi; Dr. Martino Negri IVALSA-CNR Istituto per la Valorizzazione del Legno e Specie Arboree, per il campionamento e caratterizzazione di legno di una stessa varietà di pino di diversa provenienza



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figurativivalore

effettivo

A B C D = A + C

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Rumore termico e dissipazione in sistemi elettromeccanici fuori dall'equilibrio

Commessa: Nanoscienze: crescita di materiali, funzionalizzazioni e dispositivi.Progetto: Nanoscienze e nanotecnologieDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: BONALDI MICHELE

Risultati conseguiti Il comportamento dell'oscillatore è stato caratterizzato in termini di funzione di trasferimento meccanico e fattore di qualità dei modi normali di oscillazione. Le misure sono in ottimo accordo con le simulazioni FEM e la teoria della dissipazione termoelastica. L'accoppiamento spurio con il sistema di isolamento sismico si è rivelato significativo solo per i modi di bassa frequenza, dove le dissipazioni del supporto sovrastano la dissipazione termoelastica. I modi antisimmetrici torsionali mostrano un fattore di qualità superiore a 1E5 a temperatura ambiente e 1E7 alla temperatura dell'elio liquido, allo stato dell'arte per questo tipo di devices.


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2010 0 3 0 0 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniCon l'INFN sezione di Padova e l'Università di Trento abbiamo messo a punto un apparato sperimentale per la misura del fattore di qualità, collaudato con degli oscillatori in silicio a sospensione nodale. Il sistema si è rivelato uno dei più sensibili attualmente in uso ed ha permesso la misura della dissipazione termoelastica del silicio fino a temperature criogeniche. L'apparato sperimentale è operativo presso i Laboratori Nazionali di Legnaro dell'INFN ed è in grado di misurare angoli di perdita di campioni a forma di disco fino a 1E-8 rad da temperatura ambiente a 4K nell'intervallo di frequenze da circa 100 Hz a qualche kHz. Le misure sono effettuate eccitando il campione e misurando il tempo di decadimento della vibrazione nei diversi modi di risonanza. Con la Fondazione Bruno Kessler abbiamo lavorato allo sviluppo di un codice FEM a precisione arbitraria per il calcolo su strutture complesse. Si sono acquisite le competenze teoriche necessarie per lo sviluppo del codice, procededo all'individuazione di una formulazione agli elementi

finiti che risolva il problema di dissipazione termoelastica e di quella strutturale. Su tale formulazione abbiamo individuato l'elemento isoparametrico termoelastico che dia risultati affidabili soprattutto in presenza di problemi di singolarità numerica (shear locking, material locking). Si è sviluppato il solo modulo solutore, delegando la generazione della geometria e del reticolo per il dominio di calcolo ad un programma commerciale.




da terzicosti

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Attività RSTL

Dinamica dissipativa di sistemi quantistici: sperimentazione su dispositivi a stato solido

Responsabile: CASTELLANO MARIA GABRIELLA

Risultati conseguiti Nel 2010 l'attività di questa RSTL è stata assorbita nella commessa MD.P04.020 NADIR.


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2010 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniNel 2010 l'attività di questa RSTL è stata riassorbita nella commessa MD.P04.020 NADIR.




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Principali risorse strumentali utilizzateNel 2010 l'attività di questa RSTL è stata riassorbita nella commessa MD.P04.020 NADIR.

Nano-ottica a femtosecondi

Responsabile: VIRGILI TERSILLA

Risultati conseguiti Nel 2010 l'attività di questa RSTL è stata assorbita nella commessa MD.P03.007.


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2010 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniNel 2010 l'attività di questa RSTL è stata assorbita nella commessa MD.P03.007.




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Principali risorse strumentali utilizzateNel 2010 l'attività di questa RSTL è stata assorbita nella commessa MD.P03.007.


Brevetti

1 M.-G. Pelizzo, P. Nicolosi, M. Suman, D.L. Windt - Aperiodic multilayer structures2 L. Cocola, M. Fedel, G. Tondello - Apparecchiatura per la misura della concentrazione di

un gas in un contenitore chiuso3 G. Fanizzi, P.M. Lugarà, R. Tommasi, G. Lacerenza - Metodo e dispositivo di analisi

spettrometria per la misura di concentrazioni4 M.-G. Pelizzo, P. Nicolosi, P. Ceccherini - Radiometer with spectral response equivalent to

the erythema action curve cie, for measuring the total effective irradiance

Articoli ISI

1 C. Snodgrass, C. Tubiana, J.-B. Vincent, H. Sierks, S. Hviid, R. Moissl, H. Boehnhardt, C. Barbieri, D. Koschny, P. Lamy, H. Rickman, R. Rodrigo, B. Carry, S. Lowry, R. Laird, P. Weissman, A. Fitzsimmons, S. Marchi & the OSIRIS team - A collision in 2009 as the origin of the debris trail of asteroid P/2010A2 - NATURE, Vol. 467, Pagg. 814-816

2 R. Re, D. Contini, M. Caffini, R. Cubeddu, L. Spinelli, A. Torricelli - A compact time-resolved system for near infrared spectroscopy based on wavelength space multiplexing - REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS, Vol. 81, Pagg. 113101-113108

3 M. Saraceni, M. Bonaldi, L. Castellani, L. Conti, A.B. Gounda, S. Longo, M. Pegoraro - A compact, passive setup for low vibration noise measurements in the frequency band (300–2000) Hz - REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS, Vol. 81, Pagg. -

4 E. Chassefière, J.-L. Maria, J.-P. Goutail, E. Quémerais, F. Leblanc, S. Okano, I. Yoshikawa, O. Korablev, V. Gnedykh, G. Naletto, P. Nicolosi, M.-G. Pelizzo, J.-J. Correia, S. Gallet, C. Hourtoule, P.-O. Mine, C. Montaron, N. Rouanet, J.-B. Rigal... - A double ultraviolet spectrometer to observe Mercuryʼs exosphere - PLANETARY AND SPACE SCIENCE, Vol. 58, Pagg. 201-223

5 S. Orsini, S. Livi, K. Torkar, S. Barabash, A. Milillo, P. Wurz, A. M. Di Lellis, E. Kallio and the SERENA team - A suite of four instruments (ELENA, STROFIO, PICAM and MIPA) on board BepiColombo-MPO for particle detection in the Hermean environment - PLANETARY AND SPACE SCIENCE, Vol. 58, Pagg. 166-181

6 G. Galzerano, A. Gambetta, E. Fasci, A. Castrillo, M. Marangoni, P. Laporta, L. Gianfrani - Absolute frequency measurement of a water-stabilized diode laser at 1.384 µm by means of a fiber frequency comb - APPLIED PHYSICS B-LASERS AND OPTICS, Vol. , Pagg. -

7 A. Vinante, M. Bonaldi, R. Mezzena, P. Falferi - Active cooling of an audio-frequency electrical resonator to microkelvin temperatures - EUROPHYSICS LETTERS, Vol. 92, Pagg. 34005-34010

8 E. Froner, E. DʼAmato, M. Scarpa, R. Pierobon, M.V. Nardi, L. Aversa, R. Verucchi, S. Iannotta - An effective and viable approach to qualify surface functionalization processes - ANALYTICAL AND BIOANALYTICAL CHEMISTRY, Vol. , Pagg. -

9 I. Bukreeva, D. Pelliccia, A. Cedola, F. Scarinci, M. Ilie, C. Giannini, L. De Caro, S. Lagomarsino - Analysis of tapered front-coupling X-ray Waveguides - JOURNAL OF SYNCHROTRON RADIATION, Vol. 17, Pagg. 61-68

10 M.S. Vitiello, G. Scamarcio - Anisotropic heat propagation velocity in quantum cascade lasers - APPLIED PHYSICS LETTERS, Vol. 96, Pagg. -

11 6 J. Mauritsson, T. Remetter, M. Swoboda, K. Klünder, A. LʼHuillier, K. J. Schafer, O. Ghafur, F. Kelkensberg, W. Siu, P. Johnsson, M. J. J. Vrakking, I. Znakovskaya, T. Uphues, S. Zherebtsov, M. F. Kling, F. Lépine, E. Benedetti, F. Ferrari... - Attosecond Electron Spectroscopy Using a Novel Interferometric Pump-Probe Technique - PHYSICAL REVIEW LETTERS, Vol. 105, Pagg. -

12 A.C. Wright, G. Dalba, F. Rocca, N.M. Vedishcheva - Borate vs. Silicate Glasses: Why are they so Different - PHYSICS AND CHEMISTRY OF GLASSES, Vol. 51, Pagg. 233-265

13 G. Dilecce, P.F. Ambrico, S. De Benedictis - CH spectroscopic observables in He-CH4 and N-2-CH4 atmospheric pressure dielectric barrier discharges - JOURNAL OF PHYSICS D-APPLIED PHYSICS, Vol. 43, Pagg. -

14 G. Galzerano, N. Coluccelli, D. Gatti, A. Di Lieto, M. Tonelli, P. Laporta - CW and femtosecond operation of a diode-pumped Yb:BaY2F8 laser - OPTICS EXPRESS, Vol. 18, Pagg. 6255-6261

15 S. Billotta, M. Belluso, G. Bonanno, S. di Mauro, M.C. Timpanaro, G. Condorelli, P.G. Fallica, M. Mazzillo, D. Sanfilippo, G. Valvo, L. Cosentino, P. Finocchiaro, A. Pappalardo, G. Naletto, T. Occhipinti, C. Pernechele, C. Barbieri - Characterization of detectors for the Italian Astronomical Quantum Photometer Project - JOURNAL OF MODERN OPTICS, Vol. 56, Pagg. 273-283

16 C. Vozzi, F. Calegari, F. Frassetto, L. Poletto, G. Sansone, P. Villoresi, M. Nisoli, S. De Silvestri, S. Stagira - Coherent continuum generation above 100 eV driven by an IR parametric source in a two-color scheme - PHYSICAL REVIEW A, Vol. 79, Pagg. -

17 A. Mauri, C. Monzio Compagnoni, S.M. Amoroso, A. Maconi, A. Ghetti, A. Sottocornola Spinelli, A.L. Lacaita - Comprehensive investigation of statistical effects in nitride memories - Part I: Physics-based modelling - IEEE TRANSACTIONS ON ELECTRON DEVICES, Vol. 57, Pagg. 2116-2123

18 C. Monzio Compagnoni, A. Mauri, S.M. Amoroso, A. Maconi, E. Greco, A. Sottocornola. Spinelli, A.L. Lacaita - Comprehensive investigation of statistical effects in nitride memories - Part II: Scaling analysis and impact on device performance - IEEE TRANSACTIONS ON ELECTRON DEVICES, Vol. 57, Pagg. 2124-2131

19 G. Frucci, L. Di Gaspare, F. Evangelisti, E. Giovine, A. Notargiacomo, V. Piazza, F. Beltram - Conductance and valley splitting in etched Si/SiGe one-dimensional nanostructures - PHYSICAL REVIEW B, Vol. 81, Pagg. -

20 G. Frucci, L. Di Gaspare, F. Evangelisti, E. Giovine, A. Notargiacomo, V. Piazza, F. Beltram - Conductance and valley splitting in etched Si/SiGe one-dimensional nanostructures - PHYSICAL REVIEW B, Vol. , Pagg. -

21 U. Bortolozzo, S. Bonora, J. P. Huignard, S. Residori - Continuous photocontrolled deformable membrane mirror - APPLIED PHYSICS LETTERS, Vol. 96, Pagg. -

22 N. Coppedè, M. Castriota, E. Cazzanelli, S. Forti, G. Tarabella, T. Toccoli, K. Walzer, S. Iannotta - Controlled Polymorphism in Titanyl Phthalocyanine on Mica by Hyperthermal Beams: A Micro-Raman Analysis - JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY C, Vol. 114, Pagg. -

23 A. Simoncig, A. Caretta, B. Ressel, L. Poletto, F. Parmigiani - Damping of the tunneling mechanism in high-order harmonic generation processes induced by fs visible laser pulses - APPLIED PHYSICS LETTERS, Vol. 95, Pagg. -

24 C. Monzio Compagnoni, A. Ghetti, M. Ghidotti, A. Sottocornola Spinelli, A. Visconti - Data retention and program/erase sensitivity to the array background pattern in deca-nanometer NAND Flash memories - IEEE TRANSACTIONS ON ELECTRON DEVICES, Vol. 57, Pagg. 321-327

25 A. Guagliardi, A. Cedola, C. Giannini, M. Ladisa, A. Cervellino, A. Sorrentino, S. Lagomarsino, R. Cancedda, M. Mastrogiacomo - Debye function analysis and 2D imaging of nanoscaled engineered bone - BIOMATERIALS, Vol. , Pagg. -

26 M.G. Castellano, F. Chiarello, P. Carelli, C. Cosmelli, F. Mattioli, G. Torrioli - Deep-well ultrafast manipulation of a SQUID flux qubit - NEW JOURNAL OF PHYSICS, Vol. 12, Pagg. 043-047

27 L. Poletto, F. Frassetto - Design of high-resolution grazing-incidence echelle monochromators - APPLIED OPTICS, Vol. 48, Pagg. -

28 L. Mescia, F. Prudenzano, M. De Sario, T. Palmisano, M. Ferrari, G.C. Righini - Design of rare earth doped microspheres - IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, Vol. 22, Pagg. 422-424

29 G. Conte, G. Ricciotti, P. Calvani, E. Giovine - Diamond FET: a high-speed optical switch - ELECTRONICS LETTERS, Vol. 46, Pagg. -

30 M.G. Pelizzo, M. Suman, D.L. Windt, P. Zuppella, P. Nicolosi - EUV multilayer coated mirrors for atto-physics, photolithography and space experiments: software design procedure - NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH, Vol. 623, Pagg. 782-785

31 A. Spessot, C. Monzio Compagnoni, F. Farina, A. Calderoni, A. Sottocornola Spinelli, P. Fantini - Effect of floating-gate polysilicon depletion on the erase efficiency of NAND Flash memories - IEEE ELECTRON DEVICE LETTERS, Vol. 31, Pagg. 647-649

32 G. Tarabella, C. Santato, S.Y. Yang, S. Iannotta, G.G. Malliaras, F. Cicoira - Effect of the gate electrode on the response of organic electrochemical transistors - APPLIED PHYSICS LETTERS, Vol. 97, Pagg. -

33 F. Calegari, C. Vozzi, M. Negro, G. Sansone, F. Frassetto, L. Poletto, P. Villoresi, M. Nisoli, S. De Silvestri, S. Stagira - Efficient continuum generation exceeding 200 eV driven by an intense ultrashort two-color field - OPTICS LETTERS, Vol. 34, Pagg. 3125-3127

34 S.Y. Yang, F. Cicoira, R. Byrne, F. Benito-Lopez, D. Diamond, R.M. Owens, G.G. Malliaras - Electrochemical transistors with ionic liquids for enzymatic sensing - CHEMICAL COMMUNICATIONS, Vol. , Pagg. -

35 G. Sansone, F. Kelkensberg, J. F. Pérez-Torres, F. Morales, M. F. Kling, W. Siu, O. Ghafur, P. Johnsson, M. Swoboda, E. Benedetti, F. Ferrari, F. Lépine, J. L. Sanz-Vicario, S. Zherebtsov, I. Znakovskaya, A. LʼHuillier, M. Yu. Ivanov, M. Nisoli, F. Martín - Electron localization following attosecond molecular photoionization - NATURE, Vol. 465, Pagg. 763-766

36 C. Santato, L. Favaretto, M. Melucci, A. Zanelli, M. Gazzano, M. Monari, D. Isik, D. Banville, S. Bertolazzi, S. Loranger, F. Cicoira - Electronic and structural properties of novel inner core dithienothiophene-S-oxide and -S,S-dioxide oligomers - JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY, Vol. 20, Pagg. -

37 O. Sipr, F. Rocca - Electronic structure effects on B K-edge XANES of minerals - JOURNAL OF SYNCHROTRON RADIATION, Vol. 17, Pagg. 367-373

38 M. Ilie, R. Dejana, V. Foglietti, R. Renda, L. Nardi, A. Masci, B. Lanza, M.R. Montereali, L. Della Seta, W. Vastarella, R. Pilloton - Engineering a continuous flow electrochemical micro-cell for biosensor applications: new achievements - INTERNATIONAL JOURNAL OF ENVIRONMENTAL ANALYTICAL CHEMISTRY, Vol. 90, Pagg. 31-39

39 M. Ilie, R. Dejana, V. Foglietti, R. Renda, L. Nardi, A. Masci, B. Lanza, M.R. Montereali, L. Della Seta, W. Vastarella, R. Pilloton - Engineering a continuous flow electrochemical micro-cell for biosensor applications: new achievements - INTERNATIONAL JOURNAL, Vol. 90, Pagg. -

40 F. Fabbri, F. Rossi, G. Attolini, G. Salviati, S. Iannotta, L. Aversa, R. Verucchi, M. Nardi, N. Fukata, B. Dierre, T. Sekiguchi - Enhancement of the core near-band-edge emission induced by an amorphous shell in coaxial one-dimensional nanostructure: the case of SiC/SiO2 core/shell self-organized nanowires - NANOTECHNOLOGY, Vol. 21, Pagg. -

41 M. Abbarchi, F. Intonti, F. Riboli, S. Vignolini, M. Zani, A. Vinattieri, L. Balet, L.H. Li, M. Francardi, A. Gerardino, A. Fiore, M. Gurioli - Experimental mapping of the spatial and angular emission patterns in photonic crystal microcavities - PHYSICA E-LOW-DIMENSIONAL SYSTEMS & NANOSTRUCTURES, Vol. 42, Pagg. -

42 M.G. Castellano, F. Chiarello, G. Torrioli - Experiments on a superconducting qubit manipulated by fast flux pulses: the issue of nonadiabaticity - JOURNAL OF SUPERCONDUCTIVITY AND NOVEL MAGNETISM, Vol. , Pagg. -

43 A. Dalla Mora, A. Tosi, F. Zappa, S. Cova, D. Contini, A. Pifferi, L. Spinelli, A. Torricelli, R. Cubeddu - Fast-Gated Single-Photon Avalanche Diode for Wide Dynamic Range NIR Spectroscopy - IEEE JOURNAL OF SELECTED TOPICS IN QUANTUM ELECTRONICS, Vol. 16, Pagg. 1023-1030

44 A. Dalla Mora, A. Tosi, F. Zappa, S. Cova, D. Contini, A. Pifferi, L. Spinelli, A. Torricelli, R. Cubeddu - Fast-gated single photon avalanche diode for wide dynamic range NIR spectroscopy - IEEE JOURNAL OF SELECTED TOPICS IN QUANTUM ELECTRONICS, Vol. 16, Pagg. 1023-1030

45 N. Bellini, K.C. Vishnubhatla, F. Bragheri, L. Ferrara, P. Minzioni, R. Ramponi, I. Cristiani, R. Osellame - Femtosecond laser fabricated monolithic chip for optical trapping and stretching of single cells - OPTICS EXPRESS, Vol. 18, Pagg. 4679-4688

46 T. Toney Fernandez, S. M. Eaton, G. Della Valle, R. Martinez Vazquez, M. Irannejad, G. Jose, A. Jha, G. Cerullo, R. Osellame, P. Laporta - Femtosecond laser written optical waveguide amplifier in phospho-tellurite glass - OPTICS EXPRESS, Vol. 18, Pagg. 20289-20297

47 D. Brida, C. Manzoni, G. Cirmi, M. Marangoni, S. Bonora, P. Villoresi, S. De Silvestri, G. Cerullo - Few-optical-cycle pulses tunable from the visible to the mid-infrared by optical parametric amplifiers - JOURNAL OF OPTICAL TECHNOLOGY, Vol. 12, Pagg. -

48 F. Calegari, C. Vozzi, M. Negro, S. De Silvestri, S. Stagira - Filamentation-assisted time-resolved Raman spectroscopy in molecular gases - JOURNAL OF MODERN OPTICS, Vol. 57, Pagg. 967-976

49 M. Ortolani, U. Schade - Fourier-transform far-infrared spectroscopic ellipsometry for standoff material identification - METHODS IN COMPUTATIONAL PHYSICS-ADVANCES IN RESEARCH AND APPLICATIONS, Vol. 623, Pagg. 791-

50 A. Gambetta, E. Fasci, A. Castrillo, M. Marangoni, G. Galzerano, G. Casa, P. Laporta, L. Gianfrani - Frequency metrology in the near-infrared spectrum of H217O and H218O molecules: Testing a new inversion method for energy levels retrieval - NEW JOURNAL OF PHYSICS, Vol. 12, Pagg. -

51 N. Ducros, C. Dʼandrea, G. Valentini, T. Rudge, S. Arridge, A. Bassi - Full-wavelet approach for fluorescence diffuse optical tomography with structured illumination - OPTICS LETTERS, Vol. 35, Pagg. 3676-3678

52 C. Monzio Compagnoni, L. Chiavarone, M. Calabrese, M. Ghidotti, A. L. Lacaita, A. Sottocornola Spinelli, A. Visconti - Fundamental limitations to the width of the programmed VT distribution of NOR Flash memories - IEEE TRANSACTIONS ON ELECTRON DEVICES, Vol. 57, Pagg. 1761-1767

53 A. Cavalleri, G. Ciani, R. Dolesi, M. Hueller, D. Nicolodi, D. Tombolato, S. Vitale, P.J. Wass, W.J. Weber - Gas damping force noise on a macroscopic test body in an infinite gas reservoir - PHYSICS LETTERS A, Vol. 374, Pagg. 3365-3369

54 A. Cavalleri, G. Ciani, R. Dolesi, M. Hueller, D. Nicolodi, D. Tombolato, S. Vitale, P.J. Wass, W.J. Weber - Gas damping force noise on a macroscopic test body in an infinite gas reservoir - PHYSICS LETTERS A, Vol. 374, Pagg. 3365-3369

55 G. Della Valle, S. Longhi - Graded index surface-plasmon-polariton devices for subwavelength light management - PHYSICAL REVIEW B, Vol. 82, Pagg. -

56 G. Scamarcio, M.S. Vitiello - Heat transport in terahertz quantum cascade lasers - OPTICAL ENGINEERING, Vol. , Pagg. -

57 C. Vozzi, F. Calegari, F. Frassetto, M. Negro, L. Poletto, G. Sansone, P. Villoresi, M. Nisoli, S. De Silvestri, S. Stagira - High order harmonics driven by a self-phase-stabilized IR parametric source - LASER PHYSICS, Vol. 20, Pagg. 1019-1027

58 F. Ferrari, F. Calegari, M. Lucchini, C. Vozzi, S. Stagira, G. Sansone, M. Nisoli - High-energy isolated attosecond pulses generated by above-saturation few-cycle fields - NATURE PHOTONICS, Vol. 4, Pagg. 875-

59 C. Vozzi , F. Calegari, M. Negro, F. Frassetto, L. Poletto, G. Sansone, P. Villoresi, M. Nisoli, S. De Silvestri, S. Stagira - High-order harmonics generated by 1.5 m parametric source - JOURNAL OF MODERN OPTICS, Vol. 57, Pagg. 1008-1013

60 C. Dongre, J. van Weerd, G.A.J. Besselink, R. van Weeghel, R. Martinez Vazquez, R. Osellame, G. Cerullo, M. Cretich, M. Chiari, H.J.W.M. Hoekstra, M. Pollnau - High-resolution electrophoretic separation and integrated-waveguide excitation of fluorescent DNA molecules in a lab on a chip - ELECTROPHORESIS, Vol. 31, Pagg. 2584-2588

61 C. Vozzi, R. Torres, M. Negro, L. Brugnera, T. Siegel, C. Altucci, R. Velotta, L. Poletto, P. Villoresi, S. De Silvestri, S. Stagira, J.P. Marangos - Hight harmonic generation spectroscopy of hydrocarbons - APPLIED PHYSICS LETTERS, Vol. 97, Pagg. 241103-

62 P. Astone, L. Baggio, M. Bassan, M. Bignotto, M. Bonaldi, P. Bonifazi, G. Cavallari, M. Cerdonio, E. Coccia, L. Conti, S. DʼAntonio, M. di Paolo Emilio, M. Drago, V. Fafone, P. Falferi, S. Foffa, P. Fortini, S. Frasca1, G. Giordano, W.O. Hamilton - IGEC2: A 17-month search for gravitational wave bursts in 2005-2007 - PHYSICAL REVIEW D, Vol. 82, Pagg. 022003-022011

63 P. Astone, L. Baggio, M. Bassan, M. Bignotto, M. Bonaldi, P. Bonifazi, G. Cavallari, M. Cerdonio, E. Coccia, L. Conti, S. DʼAntonio, M. di Paolo Emilio, M. Drago, V. Fafone, P. Falferi, S. Foffa, P. Fortini, S. Frasca, G. Giordano, W. O. Hamilton... - IGEC2: A 17-month search for gravitational wave bursts in 2005–2007 - PHYSICAL REVIEW D, Vol. 82, Pagg. -

64 P. Astone, L. Baggio, M. Bassan, M. Bignotto, M. Bonaldi, P. Bonifazi, G. Cavallari, M. Cerdonio, E. Coccia, L. Conti, S. DʼAntonio, M. di Paolo Emilio, M. Drago, V. Fafone, P. Falferi, S. Foffa, P. Fortini, S. Frasca1, G. Giordano, W.O. Hamilton... - IGEC2: A 17-month search for gravitational wave bursts in 2005–2007 - PHYSICAL REVIEW D, Vol. 82, Pagg. 022003-022011

65 C. Monzio Compagnoni, C. Miccoli, A. L. Lacaita, A. Marmiroli, A. Sottocornola Spinelli, A. Visconti - Impact of control-gate and floating-gate design on the electron-injection spread of decananometer NAND Flash memories - IEEE ELECTRON DEVICE LETTERS, Vol. 31, Pagg. 1196-1198

66 C. Miccoli, C. Monzio Compagnoni, S. M. Amoroso, A. Spessot, P. Fantini, A. Visconti, A. Sottocornola Spinelli - Impact of neutral threshold-voltage spread and electron-emission statistics on data retention of nanoscale NAND Flash - IEEE ELECTRON DEVICE LETTERS, Vol. 31, Pagg. 1202-1204

67 R.C. Iotti, F. Rossi, M.S. Vitiello, G. Scamarcio, L. Mahler, A. Tredicucci - Impact of nonequilibrium phonons on the electron dynamics in terahertz quantum cascade lasers - APPLIED PHYSICS LETTERS, Vol. 97, Pagg. -

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2 S. Venugopal Rao, P. Prem Kiran, L. Giribabu, M. Ferrari, G. Kurumurthy, B.M. Krishna, H. Sekhar, D. Narayana Rao - Anomalous Nonlinear Absorption Behavior in an Unsymmetrical Phthalocyanine Studied Near 800 nm using Femtosecond and Picosecond Pulses - Nonlinear Optics and Quantum Optics: Concepts in Modern Optics, Vol. 40, Pagg. 183-191

3 A. Sanson, F. Rocca , C. Armellini, G. Dalba, P. Fornasini, R. Grisenti - Correlation between I-Ag distance and ionic conductivity in AgI-doped fast-ion-conducting glasses - Highights 2009 of ESRF, European Synchrotron Radiation Facility, Vol. , Pagg. 82-

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6 V.Y. Soloviev, C. D'Andrea, P. Surya Mohan, G. Valentini, R. Cubeddu, S.R. Arridge - Fluorescence lifetime optical tomography with discontinuous galerkin discretisation scheme - Biomedical optics express, Vol. 1, Pagg. 998-1013

7 P. Taroni, A. Torricelli, R. Cubeddu, A. Pifferi - Intra-subject spatial changes in the optical properties of the female breast: A preliminary two-subject study - Medical Laser Application, Vol. 25, Pagg. 138-146

8 P. Taroni, A. Torricelli, R. Cubeddu, A. Pifferi - Intra-subject spatial changes in the optical properties of the female breast: a preliminary two-subject study - Medical Laser Application, Vol. 25, Pagg. 138-146

9 G. Alombert-Goget, C. Armellini, S.N.B. Bhaktha, B. Boulard, A. Chiappini,.A. Chiasera, C. Duverger-Arfuso, P. Féron, M. Ferrari, R.R. Gonçalves, Y. Jestin, L. Minati, A.Monteil, E. Moser, G. Nunzi Conti, R. Osellame, S. Pelli, A. Quandt, R. Ramponi, D. N - Silica-hafnia-based photonic systems - The Mediterranean Journal of Electronics and Communications, Vol. 6/1, Pagg. 8-17

10 Cocola, M. Fedel, I. Sirena, G. Tondello - Spettroscopia Ad Assorbimento Per La Misurazione Di Co2: Realizzazione di un afrometro Elettronico - La Chimica e L'Industria, Vol. , Pagg. -


1 C. Vozzi, M. Negro, F. Calegari, F. Frassetto, M. Nisoli, L. Poletto, G. Sansone, P. Villoresi, S. De Silvestri, S. Stagira - , High Order Harmonics Driven by 1.5¼m Parametric Source: A Tool for Attosecond Science - High Order Harmonics Driven by 1.5¼m Parametric Source: A Tool for Attosecond Science, America

2 S.M. Eaton, T. Fernandez, G. Della Valle, M. Irannejad, G. Jose, A. Jha, G. Cerullo, P. Laporta, R. Osellame - 100-nm internal gain bandwidth in Er:Yb-doped phospho-tellurite waveguides written by femtosecond laser - CLEO, San Fancisco, USA

3 S. Lagomarsino, S. Iotti, G. Farruggia, V. Trapani, A. Cedola, M. Fratini, I. Bukreeva , L. Mastrototaro , A. Notargiacomo, I. McNulty, S. Vogt, Sangsoo Kim, D. Legnini , J.A.M. Maier, F. Wolf - 2) Combined X-ray Microfluorescence and Atomic Force Microscopy Studies of Mg Distribution in Whole Cells - ,

4 C. DʼAndrea, A. Farina, P. Taroni, A. Pifferi, K. Obraztsova, C. Sciascia, G. Lanzani - A Method to Assess the Scattering-Free Absorption Properties of Nanostructured Materials - ,

5 D. Contini, L. Spinelli, M. Caffini, L. Zucchelli, A. Tosi, R. Cubeddu, A. Torricelli - A Multichannel Medical Device for Brain Imaging by Time-Domain fNIRS - ,

6 A.M. Bianchi, E. Molteni, D. Contini, R. Re, M. Caffini, A. Torricelli, L. Spinelli, R. Cubeddu, S. Cerutti - A NIRS time-resolved Study of the Correlations between Cardiac Autonomic Oscillations and Cerebral Hemodynamics - 6th ESGCO 2010, Berlin, Germany

7 A.M. Bianchi, E. Molteni, D. Contini, R. Re, M. Caffini, A. Torricelli, L. Spinelli, R. Cubeddu, S. Cerutti - A NIRS time-resolved Study of the Correlations between Cardiac Autonomic Oscillations and Cerebral Hemodynamics - ,

8 E. Segato, V. Da Deppo, S. Debei, G. Cremonese - A method for studying the effects of thermal deformations on optical systems for space application - Space Missions and Technologies,

9 C. D'Andrea. A. Farina, P. Taroni, A. Pifferi, K. Obraztsova, C. Sciascia, G. Lanzani - A method to assess the scattering-free absorption properties of nanostructured materials - ,

10 D. Avi, M. Scotoni, A. Salviati, E.Pieratti, D.Antolini, M. Dimauro, A.Boschetti - A multi technique approach for gas monitoring in biomass thermal conversion processes - International Waste Working Group, III Simposio Internazionale su Energia da Biomasse e Rifiuti, Venezia, Italia

11 D. Contini, L. Spinelli, M. Caffini, L. Zucchelli, A. Tosi, R. Cubeddu, A. Torricelli - A multichannel medical device for brain imaging by time-doamin fNIRS - ,

12 L. Cocola, M. Fedel, G. Tondello - A new device for the measurement of gaseous oxygen in closed containers - 3rd International Multi-Conference on Engineering and Technological Innovation (IMETI 2010), Orlando, USA

13 C. De Marco, S. M. Eaton, S. Turri, M. Levi, R. Ramponi, G. Cerullo, R. Osellame - A soft-lithographic technique for replicating hydrophobic areas patterned by a femtosecond laser on PMMA - European Optical Society Annual Meeting 2010, Paris, France

14 A. Tazzoli, M. Barbato, V. Giliberto, G. Monaco, S. Gerardin, P. Nicolosi, A. Paccagnella, G. Meneghesso - Accelerated testing of rf-mems contact degradation through radiation sources - IEEE International Reliability Physics Symposium, Anaheim, California

15 C. Bonato et al. - Active control of path-entangled biphoton states - Tenth International Conference on Quantum Communication, Measurement and Computation (QCMC), Brisbane, Queensland, Australi

16 I. Capraro et al. - Adaptive Wavefront Stabilization in Free-Space Quantum Links - Tenth International Conference on Quantum Communication, Measurement and Computation (QCMC), Brisbane, Queensland, Australi

17 C. Di Franco, A. Elia, V. Spagnolo, P.M. Lugarà, G. Scamarcio - Advanced optoacoustic sensor designs for environmental applications - International Conference "Infrared remote sensing and instruments XVIII", San Diego (USA)

18 E. Giovine, A. Di Gaspare, M. Ortolani, F. Evangelisti, V. Foglietti, A. Cetronio, D. Dominijanni, C. Lanzieri, M. Peroni, A. Doria, E. Giovenale, I. Spassovsky, G.P. Gallerano - AlGaN/GaN Heterostructure Transistors for the Generation and Detection of THz Radiation - IEEE Proc. of the 35th international conference on infrared millimetre and terahertz waves IRMMW-THz,

19 E. Giovine, A. Di Gaspare, M. Ortolani, F. Evangelisti, V. Foglietti, A. Cetronio, D. Dominijanni, C. Lanzieri, M. Peroni, A. Doria, E. Giovenale, I. Spassovsky, G.P. Gallerano - AlGaN/GaN Heterostructure Transistors for the Generation and Detection of THz Radiation - IEEE Proc. of the 35th international conference on infrared millimetre and terahertz waves IRMMW-THz 2010,

20 R. Osellame - Biophotonic chips fabricated by femtosecond laser micromachining - IEEE Photonics Society Annual Meeting,, Denver, USA

21 D. Gatti, N. Coluccelli, E. Rizzo, G. Galzerano, P. Laporta, A. Di Lieto, M. Tonelli - CW and Femtosecond operation of a diode-pumped Yb:BaY2F8 Laser - Fotonica 2010, Pisa, Italia

22 G. Crescenzio, G. Capobianco, V. Da Deppo, L. Damé, P. Lamy, S. Vives, J. Garcia, C. Guillon - Calibration and alignment of the demonstrator of the PROBA-3/ASPIICS formation flying coronagraph - Optical, Infrared, and Millimeter Wave,

23 P. Taroni, C. D'Andrea, G. Valentini, R. Cubeddu, D.-N. Hu, J.E. Roberts - Characterization of Fullerol Fluorescence Incorporated in Human Lens and Retinal Pigment Epithelial Cells - ,

24 P. Taroni, C. D'Andrea, G. Valentini, R. Cubeddu, D.-N. Hu, J.E. Roberts - Characterization of Fullerol Fluorescence Incorporated in Human Lens and Retinal Pigment Epithelial Cells - ,

25 C. Vozzi, F. Calegari, F. Frassetto, M. Negro, L. Poletto, G. Sansone, P. Villoresi, M. Nisoli, S. De Silvestri, M. Nisoli - Coherent XUV generation by an IR parametric source: a step towards attosecond pulses at 100 e V - AIP Conference Proceedings 1209, "2nd international conference on ultra-intense laser interaction science,

26 F. Frassetto, S. Coraggia, L. Poletto, N. Guerassimova, S. Dziarzhytski, E. Ploenjes, H. Weigelt - Compact spectrometer for the analysis of high-harmonics content of extreme-ultraviolet free-electron-laser radiation - Advances in X-Ray/EUV Optics and Components V,

27 A. Ancona, S. Doring, S. Hadrich, J. Limpert, S. Nolte, A. Tunnermann - Critical performance aspects of ultrashort pulse laser materials processing at high repetition rates and average powers - Proceedings of the 29th international congress on applications of lasers and electron-optics ICALEO, Anaheim, CA (USA)

28 G. Monaco, D. Garoli, M. Natali, M.G. Pelizzo, P. Nicolosi - Crystalline 3C-SiC deposited by PLD using different manufactured targets - Presented at E-MRS 2010 Spring Meeting,

29 M. Suman, G. Monaco, P. Zuppella, M. G. Pelizzo, F. Ferrari, M. Lucchini, M. Nisoli, D. L. Windt, P. Nicolosi - Damage analysis of EUV Mo/Si multilayer coating irradiated by IR femtosecond pulses - PXRMSʼ10: 10th International Conference on the Physics of X-Ray Multilayer Structures, Big Sky, Montana, USA

30 S. Vives, L. Damé, P. Lamy, A. Antonopolus, W. Bon, G. Capobianco, G. Crescenzio, V. Da Deppo, M. Ellouzi, J. Garcia, C. Guillon, A. Mazzoli, T. Soilly, F. Stathopoulos, C. Tsiganos - Demonstrator of the formation flying solar coronagraph ASPIICS/PROBA-3 - Space Telescopes and Instrumentation 2010: Optical, Infrared, and Millimeter Wave,

31 A. Castrillo, G. Galzerano, E. Fasci, G. Casa, F. Moro, A. Merlone, M.D. De Vizia, L. Moretti, P. Laporta, L. Gianfrani - Determination of the Boltzmann constant by means of precision laser spectroscopy at 1.38 µm on H218O samples - New Kelvin Dissemination Workshop, Teddington, UK

32 A. Castrillo, G. Casa, E. Fasci, G. Galzerano, P. Laporta, F. Moro, A. Merlone, L. Gianfrani - Determination of the Boltzmann constant by means of precision laser spectroscopy in the near-IR - TEMPMEKO, Joint International Symposium on Temperature, Humidity, Moisture and Thermal Measurements in Industry and Science, Portorož, Slovenia

33 N. Bellini, F. Bragheri, K. C. Vishnubhatla, L. Ferrara, P. Minzioni, G. Cerullo, R. Ramponi, I. Cristiani, R. Osellame - Dual-beam optical trapping of cells in an optofluidic device fabricated by femtosecond lasers - SPIE Photonics West, San Francisco, USA

34 D. Contini, E. Molteni, R. Re, M. Caffini, A. Bianchi, L. Spinelli, G. Baselli, S. Cerutti, R. Cubeddu, A. Torricelli - EEG and Time-Domain fNIRS Co-Registration during a Divided Attention Task - ,

35 D. Contini, E. Molteni, R. Re, M. Caffini, A. Bianchi, L. Spinelli, G. Baselli, S. Cerutti, R. Cueddu, A. Torricelli - EEG and Time-Domain fNIRS Co-Registration during a divided attention task - ,

36 E. Segato, V. Da Deppo, S. Debei, G. Cremonese, G. Cherubini - Effects of thermal deformations on the sensitivity of optical systems for space application - Modeling, Systems Engineering, and Project Management for Astronomy IV,

37 L. Crema, A. Bozzoli, S. Bartashevic, S. Silvestri, A. Cristoforetti, G. Picchi, A. Boschetti - Efficiency and Environmental Impact on use of Agro-Forestry Wastes for Energy Production - World Renewable Energy Congress XI, Abu Dhabi, UAE

38 Brigitte Boulard, Guillaume Alombert, I. Savelii, C. Duverger-Arfuso, Y. Gao, M. Ferrari, F. Prudenzano - Er3+/Yb3+/Ce3+ co-doped fluoride glass ceramics waveguides for application in the 1.5 µm telecommunication window - CIMTEC 2010, 12th International Ceramics Congress, International Conference “Disclosing Materials at Nanoscale”, Montecatini

39 A.K. Rebrov, P.A. Skovorodko, T. Toccoli, M. Tonezzer, N. Coppedè, S. Iannotta - Experimental and Numerical Study of Pentacene Molecular Beam Seeded in the Free Jet of Helium - 27th International Symposium on Rarefied Gas Dynamics,

40 A. Chiappini, S. Guddala, C. Armellini, S. Berneschi, I. Cacciari, C. Duverger-Arfuso, M. Ferrari, G.C. Righini - Fabrication and Characterization of colloidal crystals infiltrated with metallic nanoparticles - SPIE Photonic West Conference 7598 Optical Components and Materials VII, San Francisco

41 R. Suriano, C. De Marco, S.M. Eaton, G. Cerullo, R. Osellame, C. Ohrt, R. Kiyan, B.N. Chichkov, M. Levi, S. Turri - Fabrication and characterization of microchannels produced in PMMA by femtosecond laser ablation - MACRO2010, Glasgow, UK

42 C. D'Andrea, A. Bassi, G. Valentini, R. Cubeddu, S. Arridge - Fast 3-D Reconstruction in Highly Scattering Media Using Structured Light - ,

43 C. D'Andrea, A. Bassi, G. Valentini, R. Cubeddu, S. Arridge - Fast 3-D Reconstruction in Highly Scattering Media Using Structured Light - ,

44 A. Tosi, A. Dalla Mora, F. Zappa, S. Cova, D. Contini, A. Pifferi, L. Spinelli, A. Torricelli, R. Cubeddu - Fast-gated single-photon detectors boost dynamic range in NIR spectroscopy - ,

45 A. Tosi, A. Dalla Mora, F. Zappa, S. Cova, D. Contini, A. Pifferi, L. Spinelli, A. Torricelli, R. Cubeddu - Fast-gated single-photon detectors boots dynamic range in NIR spectroscopy - ,

46 C. Bonato, A. Tomaello, V. Da Deppo, G. Naletto, P. Villoresi - Feasibility Analysis for Quantum Key Distribution between a LEO Satellite and Earth - ,

47 R. Suriano, C. De Marco, M. Levi, S. Turri, A. Kuzetsov, R. Kiyan, B.N. Chichkov, S.M. Eaton, G. Cerullo, R. Osellame - Femtosecond laser ablation and characterization of microchannels in poly(methyl methacrylate) for fabrication of lab-on-chip microdevices - 2nd European Conference on Microfluidics - Microfluidics 2010, Toulouse, France

48 R. Osellame, G. Cerullo - Femtosecond laser micromachining enables optofluidic sensing in lab-on-a-chip - International Symposium on Laser Precision Microfabrication – LPM, Stuttgart, Germany

49 S.M. Eaton, R. Osellame - Femtosecond laser writing of photonic components in glasses and polymers - International symposium on non-oxide and new optical glasses (ISNOG),, Ningbo, CHINA

50 L. Gianfrani, E. Fasci, A. Castrillo, G. Casa, A. Gambetta, M. Marangoni, G. Galzerano, P. Laporta - Frequency comb assisted spectroscopic investigation of H218O and H217O molecole between 1.38 and 1.42 µm - The 21st International Conference on High Resolution Molecular Spectroscopy, Poznan, Polonia

51 G. Alombert Goget, C. Armellini, A. Chiappini, A. Chiasera, M. Ferrari, S. Berneschi, M. Brenci, S. Pelli, G.C. Righini, M. Bregoli, A. Maglione, G. Pucker, G. Speranza - Frequency converter layers based on terbium and ytterbium activated HfO2 glass-ceramics - SPIE Photonics Europe Conference 7725 Photonics for Solar Energy Systems, Brussels

52 D. Contini, A. Pifferi, L. Spinelli, A. Torricelli, R. Cubeddu, F. Martelli, G. Zaccanti, A. Dalla Mora, A. Tosi, F. Zappa, S. Cova - Functional diffuse reflectance spectroscopy at small source-detector distances based on fast-gated single-photon avalanche diodes - ,

53 D. Contini, A. Pifferi, L.Spinelli, A. Torricelli, R. Cubeddu, F. Martelli, G. Zaccanti, A. Dalla Mora, A. Tosi, F. Zappa, S. Cova - Functional diffuse reflectance spectroscopy at small source-detector distances based on fast-gated single-photon avalanche diodes - ,

54 S. Guddala, G. Alombert-Goget, C. Armellini, A. Chiappini, A. Chiasera, M. Ferrari, M. Mazzola, S. Berneschi, G.C. Righini, E. Moser, B. Boulard, C. Duverger Arfuso, S.N.B. Bhaktha, S. Turrell, D. Narayana Rao, G. Speranza - Glass-ceramic waveguides: Fabrication and properties - ICTON 2010 12th International Conference on Transparent Optical Networks and 2nd Annual Conference of COST Action MP0702, Munich, Germany

55 C. Vozzi, M. Negro, F. Calegari, F. Frassetto, M. Nisoli, L. Poletto, G. Sansone, P. Villoresi, S. De Silvestri, S. Stagira - HOMO Signature in High Order Harmonics Driven in N2O and CO2 by a Few-Cycle 1.5-micron Parametric Source - OSA Conference on Laser and Eletcrooptics CLEO 2010, San Jose , California (USA)

56 G. Scamarcio, M.S. Vitiello - Heat transfer speed and phonon related phenomena in terahertz quantum cascade lasers - International Conference Photonic West, San Francisco (USA)

57 S.Berneschi, S.N.B. Bhaktha, A. Chiappini, A. Chiasera, M. Ferrari, C. Kinowski, S. Turrell, C. Trono, M. Brenci, I. Cacciari, G. Nunzi Conti, S. Pelli, G. C. Righini - Highly photorefractive Eu3+ activated sol-gel SiO2 – SnO2 thin film waveguides - SPIE Photonic West Conference 7604 Integrated Optics: Devices, Materials, and Technologies XIV,, San Francisco

58 P. Calvani, G. Conte, D. Dominijanni, E. Giovine, B. Pasciuto, E. Limiti - Hydrogen terminated diamond MESFETs: new technology for RF power applications - IEEE 5th European Microwave Integrated Circuits Conference,

59 A. Farina, A. Pifferi, A. Torricelli, L. Spinelli, D. Contini, R. Cubeddu, L. Ascari, L. Potì, M. Trivella, A. L'Abbate, S. Puzzoli - In vivo Characterization of Myocardial Tissue by Time-Resolved Diffuse Optical Spectroscopy in Open Chest Pig - ,

60 A. Farina, A. Pifferi, A. Torricelli, L. Spinelli, D. Contini, R. Cubeddu, L. Ascari, L. Poti, M. Trivella, A. L'Abbate, S. Puzzoli - In vivo characerization of myocardial tissue by time-resolved diffuse optical spectroscopy in open chest pig - ,

61 A. Ancona, T. Sibillano, S. Doring, S.J. Hadrich, S. Nolte, A. Tunnermann - Influenza della lunghezza d'onda sull'efficienza di micro foratura di metalli con laser a fibra ad impulsi ultrabrevi ed elevate potenze medie - Convegno nazionale delle tecnologie fotoniche "Fotonica 2010", Pisa

62 K.C. Vishnubhatla, N. Bellini, R. Osellame, G. Lanzani, R. Ramponi, T. Virgili - Integrated optofluidic random laser on femtosecond laser fabricated chip - European Optical Society Annual Meeting, Paris, France

63 C. Altucci, R. Velotta, V. Tosa, F. Frassetto, L. Poletto, P. Villoresi, C. Vozzi, M. Negro, F. Calegari, S. De Silvestri, S. Stagira - Interplay between Gdd-Induced Polarization Gating and Ionization for Isolated Attosecond Pulse Generation from Multi-Cycle Driving Pulses - International Conference on Ultrafast Phenomena, OSA Technical Digest, America

64 G. Grancini, D. Polli, J. Clark, T. Virgili, G. Cerullo, G. Lanzani - Investigation of Local Dynamics on the Sub-micron Scale in Organic Blends Using an Ultrafast Confocal Microscope - MRS Spring Meeting 2010, San Francisco, USA

65 C. Barbieri, G. Naletto, I. Capraro, T. Occhipinti, E. Verroi, P. Zoccarato, S. Gradari, M. Barbieri, C. Germanà, L. Zampieri, E. Giro, V. Da Deppo, A. Di Paola, C. Facchinetti, P. Bolli, C. Pernechele, S. Billotta, G. Bonanno, M. Belluso, F. Messina - Iqueye, a single photon counting very high speed photometer for the ESO 3.5m NTT - Advanced Photon Counting Techniques IV,

66 A. Crespi, Y. Gu, B. Ngamsom, C. Dongre, H.J.W.M. Hoekstra, H.H. van den Vlekkert, P. Watts, M. Pollnau, G. Cerullo, R. Osellame - Label-Free Detection in a Lab-On-a-Chip with a Three-Dimensional Mach-Zehnder Interferometer - CLEO/QELS 2010, San Jose, USA

67 I. Suarez-Lopez, S.K. Rajendran, G. Corbelli, C. Ghisleri, P. Milani, L. Ravagnan, M. Pasini, S. Stagira, T. Virgili - Local nanotailoring of polymeric photophysics by Au nanoparticles implantation - ICGM 2010,, Parma, Italia

68 L. Minati, G. Speranza, I. Bernagozzi, S. Torrengo, M. Ferrari, A. Chiasera - Luminescent functionalized multi-walled carbon nanotubes - FOTONICA 2010 12° Convegno Nazionale delle Tecnologie Fotoniche 25-27 maggio 2010 – Pisa, Pisa

69 P. Calvani, M.C. Rossi, G. Conte, S. Carta, E. Giovine, B. Pasciuto, E. Limiti, F. Cappelluti, V. Ralchenko, A. Bolshakov, G. Sharonov - MESFETs on H-terminated Single Crystal Diamond - Diamond Electronics and Bioelectronics - Fundamentals to Applications III,

70 Andrea Chiappini, Cristina Armellini, Lorenzo Battisti, Matteo Benedetti, Massimo Brenci, Ilaria Cacciari, Maurizio Ferrari, Matteo Pozzi, Giancarlo C. Righini, Daniele Zonta - Mechanocromic photonic crystals as strain sensors - Smart System Integration, European Conference & Exhibition on Integration Issues of Miniaturized Systems - MEMS, MOEMS, ICs and Electronic Components, Como

71 G. Naletto, E. Antonucci, V. Andretta, E. Battistelli, S. Cesare, V. Da Deppo, F. dʼAngelo, S. Fineschi, M. Focardi, P. Lamy, F. Landini, D. Moses, G. Nicolini, P. Nicolosi, M. Pancrazzi, M-G. Pelizzo, L. Poletto, M. Romoli, S. Solanki, D. Spadaro - Metis, the Multi Element Telescope for Imaging and Spectroscopy for the Solar Orbiter mission - Proceedings of the International Conference on Space Optics, Rhodes, Greece

72 R. Casini, D. Dominijanni, E. Giovine, M. Ortolani, F. Gatta, A. D'Amico, V. Foglietti - Micromachined Arrays of Air-bridge GaAs Schottky Diodes for THz Cameras - IEEE Proc. of the 35th international conference on infrared millimetre and terahertz waves IRMMW-THz 2010,

73 R. Casini, D. Dominijanni, E. Giovine, M. Ortolani, F. Gatta, A. D'Amico, V. Foglietti - Micromachined Arrays of Air-bridge GaAs Schottky Diodes for THz Cameras - ,

74 D. Contini, L. Spinelli, A. Torricelli, A. Pifferi, R. Cubeddu, L. Ascari, L. Potì, M. Trivella, A. L'Abbate - Monitoring Myocardial Tissue Hemodynamics during Open Chest Surgery in Pig by Time-Resolved NIRS - ,

75 D. Contini, L. Spinelli, A. Torricelli, A. Pifferi, R. Cubeddu, L. Ascari, L. Poti, M. Trivella, A. L'Abbate - Monitoring myocardial tissue hemodynamics during open chest surgery in pig by time-resolved NIRS - ,

76 L. Spinelli, P. Taroni, A. Pifferi, A. Torricelli, R. Cubeddu, F. Abbate, A. Villa, N. Balestrieri, G. Bonfitto, E. Cassano - Multi-Wavelength Optical Mammography: Breast Density Assessment And Lesion Characterization - ,

77 L. Spinelli, P. Taroni, A. Pifferi, A. Torricelli, R. Cubeddu, F. Abbate, A. Villa, N. Balestrieri, G. Bonfitto, E. Cassano - Multi-Wavelength Optical Mammography: Breast Density Assessment And Lesion Characterization - Fotonica 2010, 12° Convegno Nazionale delle Tecnologie Fotoniche, Pisa, Italia

78 A.J. Corso, P. Zuppella, G. Monaco, M. Suman, P. Nicolosi, D.L. Windt, M.G. Pelizzo - Multilayer coatings for metis instrument - Proceedings of the International Conference on Space Optics, Rhodes, Greece

79 N.Iznie Razaki, U.Sarah Jais , S.N.B.Bhaktha, A. Chiasera, M.Ferrari, M. Kamil Abd-Rahman - Nanocrystal in Er3+-doped SiO2-ZrO2 Planar Waveguide with Yb3+ Sensitizer - AIP Conference Proceedings Volume 1250 (2010) pp. 15-18; Progress of Physics Research in Malaysia: PERFIK2009, Malacca (Malaysia), 7-9 December 2009. ISBN: 978-0-7354-0797-8, Malacca

80 G. Cremonese, V. Da Deppo, G. Naletto, E. Martellato, S. Debei, C. Barbieri, C. Bettanini, M.T. Capria, M. Massironi, M. Zaccariotto - Observing Mercury: from Galileo to the stereo camera on the BepiColombo mission, Galileo's Medicean Moons: their impact on 400 years of discovery - Proceedings of the International Astronomical Union,

81 A. Tomaello et al. - On the Measurement of the Mueller Matrix of a Space Quantum Channel - Tenth International Conference on Quantum Communication, Measurement and Computation (QCMC), Brisbane, Queensland, Australi

82 A. Dall'Arche et al. - On the polarization analysis of optical beams for use in quantum communications between earth and space - 2nd. Personal Satellite Service International Conference - PSAT,

83 Andrea Chiappini, Guillaume Alombert-Goget, Cristina Armellini, Simone Berneschi, Brigitte Boulard, Massimo Brenci, Ilaria Cacciari, Claire Duverger-Arfuso, Sriram Guddala, Maurizio Ferrari, Enrico Moser, D. Narayana Rao, Giancarlo C. Righin - Opal-type photonic crystals: fabrication and application - CIMTEC 2010, 12th International Ceramics Congress, International Conference “Disclosing Materials at Nanoscale”, Montecatini

84 V. Da Deppo, G. Naletto, G. Cremonese, L. Calamai, R. Paolinetti, S. Debei, E. Flamini - Optical Design performance of the stereo channel for SIMBIOSYS onboard the BepiColombo ESA mission - Proceedings of the International Conference on Space Optics, Rhodes, Greece

85 P. Taroni, A. Pifferi, L. Spinelli, A. Torricelli, R. Cubeddu, F. Abbate, A. Villa, N. Balestrieri, G. Bonfitto, E. Cassano - Optical Mammography at 635-1060 nm for Breast Density Assessment and Lesion Characterization - ,

86 S. Cibella, M. Ortolani, F. Chiarello, R. Leoni, G. Torrioli, L. Mahler, Ji-Hua Xu, A. Tredicucci, H.E. Beere, D.A. Ritchie - Optical characterization of a Superconducting Hotspot Air-bridge - ,

87 S.Cibella, M. Ortolani, F. Chiarello, R. Leoni, G. Torrioli, L. Mahler, Ji-Hua Xu, A. Tredicucci, H.E. Beere, D.A. Ritchie - Optical characterization of a Superconducting Hotspot Air-bridge - ,

88 P. Taroni, A. Pifferi, L. Spinelli, A. Torricelli, R. Cubeddu, F. Abbate, A. Villa, N. Balestrieri, G. Bonfitto, E. Cassano - Optical mammography at 635-1060 nm for breast density assessment and lesion characterization - ,

89 S. Coraggia, F. Frassetto, L. Poletto, J.A. Aznarez, J.I. Larruquert, J.A. Mendez, M. Negro, S. Stagira, C. Vozzi - Optical properties of carbon coatings for extreme-ultraviolet high-order laser harmonics - Advances in X-Ray/EUV Optics and Components V,

90 L. Sansoni, F. Sciarrino, P. Mataloni, G. Vallone, A. Crespi, R. Ramponi, R. Osellame - Optical quantum integrated circuits for quantum information - Proceedings of Fotonica 2010, Pisa, Italia

91 K.C. Vishnubhatla, N. Bellini, F. Bragheri, L. Ferrara, P. Minzioni, G. Cerullo, R. Ramponi, I. Cristiani, R. Osellame - Optical stretching of cells in an integrated optofluidic chip fabricated by femtosecond laser micromachining - Photonics India 2010,, Guwahati, India

92 K.C. Vishnubhatla, N. Bellini, R. Osellame, G. Lanzani, R. Ramponi, T. Virgili - Optofluidic random laser on a integrated chip fabricated by femtosecond laser micromachining - Photonics 2010, Guwahati, India

93 T. Virgili, R. Osellame, R. Ramponi, K.C. Vishnubhatla, G. Lanzani - Organic optofluidic devices - FOTONICA 2010, Pisa, Italia

94 K.C. Vishnubhatla, R. Osellame, G. Lanzani, R. Ramponi, T. Virgili - Organic random laser in an optofluidic chip fabricated by femtosecond laser - SPIE Photonics West,, San Francisco, USA

95 K.C. Vishnubhatla, R. Osellame, G. Lanzani, R. Ramponi, T. Virgili - Organic random laser in an optofluidic chip fabricated by femtosecond laser - SPIE Photonics West, San Francisco, USA

96 P. Zuppella, M. Suman, P. Nicolosi, M.G. Pelizzo, J.F. Mariscal, N. Rouanet, P.O. Mine, E. Quémerais, J.L. Maria - PHEBUS spectrometer: characterization of optical subsystems prototype - Proceedings of the International Conference on Space Optics, Rhodes, Greece

97 N. Coluccelli, G. Galzerano, A. Di Lieto, M. Tonelli, P. Laporta - Passive Mode-Locking of Diode-Pumped Tm:GdLiF4Laser - CLEO/QELS 2010, San Jose, California, USA

98 N. Coluccelli, G. Galzerano, D. Gatti, P. Laporta A. di Lieto, M. Tonelli - Passive mode-locking of a diode-pumped Tm:GdLiF4 laser - Fotonica 2010, Pisa, Italia

99 M. Ortolani, E. Giovine, A. Di Gaspare, S. Cibella, R. Leoni, G. Torrioli, F. Evangelisti, V. Foglietti, M.S. Vitiello, G. Scamarcio, A. Cetronio, C. Lanzieri, M. Peroni, A. Doria, E. Giovenale, A. Petralia, G.P. Gallerano - Perspectives in the Design of Monolithic Focal Plane Arrays for Terahertz Active Spectroscopic Imaging - IEEE Proc. of the 35th international conference on infrared millimetre and terahertz waves IRMMW-THz 2010,

100 M. Ortolani, E. Giovine, A. Di Gaspare, S. Cibella, R. Leoni, G. Torrioli, F. Evangelisti, V. Foglietti, M.S. Vitiello, G. Scamarcio, A. Cetronio, C. Lanzieri,M. Peroni, A. Doria, E. Giovenale, A. Petralia, G.P.Gallerano - Perspectives in the Design of Monolithic Focal Plane Arrays for Terahertz Active Spectroscopic Imaging - IEEE Proc. of the 35th international conference on infrared millimetre and terahertz waves IRMMW-THz 2010,

101 M. Ortolani, E. Giovine, A. Di Gaspare, S. Cibella, R. Leoni, G. Torrioli, F. Evangelisti, V. Foglietti, M.S. Vitiello, G. Scamarcio, A. Cetronio, C. Lanzieri, M. Peroni, A. Doria, E. Giovenale, A. Petralia, G.P. Gallerano - Perspectives in the design of monolitich focal plane arrays for terahertz active spectroscopic imaging - 35th International conference on infrared, millimeter and terahertz waves, Roma

102 I. Suarez-Lopez, F. Tassone, B. Vercelli, G. Zotti, G. Angella, T. Virgili - Photoluminescence from higher energetic states in a LBL hybrid structure - European Optical Society Annual Meeting, Paris, France

103 I. Suárez López, F. Tassone, B. Vercelli, G. Zotti, T. Virgili - Photoluminescence from higher energy state in a layer by layer assembled hybrid organic-inorganic film - FUNMARCH 2010, Bologna, Italia

104 A. Castrillo, G. Galzerano, E. Fasci, G. Casa, F. Moro, A. Merlone, M.D. De Vizia, L. Moretti, P. Laporta, L. Gianfrani - Precision laser spectroscopy of H218O molecules and determination of the Boltzmann constant - ECAMP X, 10th European Conference on Atoms, Molecules and Photons, Salamanca, Spagna

105 J. F. Mariscal, N. Rouanet, J.L. Maria, E. Quémerais, P.O. Mine, P. Zuppella, M. Suman, P. Nicolosi, M.G. Pelizzo, I. Yoshikawa, K. Yoshioka, G. Murakami - Probing of Hermean Exosphere By Ultraviolet Spectroscopy: instrument presentation, calibration philosophy and first lights results - Proceedings of the International Conference on Space Optics, Rhodes, Greece

106 I. Capraro, C. Barbieri, G. Naletto, T. Occhipinti, E. Verroi, P. Zoccarato, S. Gradari - Quantum Astronomy with Iqueye - Quantum Information and Computation VIII,

107 A. Elia, V. Spagnolo, C. Di Franco, P.M. Lugarà, G. Scamarcio - Quantum cascade laser based optoacoustic detection: application to nitric oxide and formaldeyde - International Conference Photonic West, San Francisci (USA)

108 M.C. Rossi, P. Calvani, G. Conte, V. Camarchia, F. Cappelluti, G. Ghione, B. Pasciuto, E. Limiti, D. Dominijanni, E. Giovine - RF Power Performance Evaluation of Surface Channel Diamond MESFET - Diamond Electronics and Bioelectronics — Fundamentals to Applications III,

109 M. Ferrari, G. Alombert Goget, C. Armellini, A. Chiappini, A. Chiasera, S. Berneschi, S. Pelli, G.C. Righini, M. Bregoli, A. Maglione, G. Pucker, G. Speranza - Rare earth doped glasses as down-converters to improve Si-based solar cell efficiency - EOS Annual Meeting 2010, Paris

110 S. Berneschi, G. Alombert-Goget, C. Armellini, B. N. S. Bhaktha, M. Brenci, A. Chiappini, A. Chiasera, M. Ferrari, S. Guddala, E. Moser, G. Nunzi Conti, S. Pelli, G. C. Righini - Rare-earth-doped silicate glass-ceramic thin films for integrated optical devices - CIMTEC 2010, 12th International Ceramics Congress, International Conference “Disclosing Materials at Nanoscale”, Montecatini

111 Q. Zhao, L. Spinelli, A. Torricelli, R. Cubeddu, A. Pifferi - Reconstruction in Diffuse Optical Tomography Using Genetic Algorithm - ,

112 Q. Zhao, L. Spinelli, A. Torricelli, R. Cubeddu, A. Pifferi - Reconstruction in diffuse optical tomography using genetic algorithm - ,

113 P. Taroni, A. Bassi, A. Farina, R. Cubeddu, A. Pifferi - Role of Collagen Scattering for in Vivo Tissue Characterization - ,

114 P. Taroni, A. Bassi, A. Farini, R. Cubeddu, A. Pifferi - Role of collagen scattering for in vivo tissue characterization - ,

115 B.N. Shivakiran Bhaktha, Simone Berneschi, Gualtiero Nunzi Conti, Giancarlo C. Righini, Andrea Chiappini, Alessandro Chiasera, Maurizio Ferrari, Sylvia Turrell - Spatially localized UV-induced crystallization of SnO2 in photorefractive SiO2-SnO2 thin film - SPIE Photonics Europe Conference 7719 Silicon Photonics and Photonic Integrated Circuits, Brussels, Belgium

116 A. Farina, A. Bassi, P. Taroni, D. Comelli, L. Spinelli, R. Cubeddu, A. Pifferi - Spectral Distortions Due to a Finite Spectral Bandwidth Light Source in Time-Resolved Diffuse Spectroscopy - ,

117 A. Farina, A. Bassi, P. Taroni, D. Comelli, L. Spinelli, R. Cubeddu, A. Pifferi - Spectral distortions due to a finite spectral bandwidth light source in time-resolved diffuse spectroscopy - ,

118 F. Frassetto, S. Coraggia, L. Poletto - Spectrograph for solar imaging in the XUV domain - Proceedings of the International Conference on Space Optics, Rhodes, Greece

119 L. Cocola, M. Fedel, I. Sirena, G. Tondello - Spettroscopia ad assorbimento per la misurazione di Co2: realizzazione di un afrometro elettronico - Atti del convegno ISA 2010, Rimini, Italia

120 J .A. Lipton-Duffin, J.A. Miwa, M. Kondratenko, F. Cicoira, V. Meunier, D.F. Perepichka, F. Rosei - Step by step growth of epitaxially aligned polythiophene by surface-confined oligomerization - National Academy of Science,

121 C. Vozzi, M. Negro, F. Calegari, F. Frassetto, M. Nisoli, L. Poletto, G. Sansone, P. Villoresi, S. De Silvestri, S. Stagira - Strong HOMO Signature in High Order Harmonics Driven in CO2by a Few-Cycle 1.5 ¼m Parametric Source - International Conference on Ultrafast Phenomena, OSA Technical Digest, America

122 T. Sibillano, A. Ancona, D. Rizzi, S. Saludes Rodil, J. Rodriguez Nieto, A.R. Konuk, R. Aarts, A.J. Huis - Study on the correlation between plasma electron temperature and penetration depth in laser welding processes - Proceedings of the 6th International conference and Exhibition on Photonic Technologies LANE 2010, Erlangen, Germany

123 D. Brida et al. - Sub-two-cycle Pulse Generation from Near to Mid-Infrared by Optical Parametric Amplifiers - OSA Conference on Laser and Electrooptics, CLEO-Europe, Munich (Germany),

124 O. Limaj, F. Mattioli, M. Ortolani, S. Lupi, R. Leoni - Substrateless micrometric metal mesh for mid-infrared plasmonic sensors - ,

125 O. Limaj, F. Mattioli, M. Ortolani, S. Lupi, R. Leoni - Substrateless micrometric metal mesh for mid-infrared plasmonic sensors Infrared, Millimeter and Terahertz Waves - ,

126 S. Cibella, M. Ortolani, R. Leoni, G. Torrioli, A. Tredicucci, L. Mahler, J.-H. Xu, H.E. Beere, D.A. Ritchie - Superconducting Microbolometer with Microsecond Time Constant Coupled to Quantum Cascade Lasers - Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO), San Jose, USA

127 L. Minati, G. Speranza, I. Bernagozzi, S. Torrengo, L. Toniutti, B. Rossi, M. Ferrari, A. Chiasera - Synthesis of Carbon Nanotubes/Gold Nanoparticles Hybrids for environmental applications. - CIMTEC 2010, 12th International Ceramics Congress, Montecatini

128 Joris Lousteau, Daniel Milanese, Silvio Abrate, Nadia Boetti, Mauro Pittarelli, Stefania Barbero, Maurizio Ferrari - Tellurite Glasses Rare-Earth Doped Optical Fibre Devices: Recent Progress and Prospects - ICTON 2010 12th International Conference on Transparent Optical Networks and 2nd Annual Conference of COST Action MP0702, Munich, Germany

129 A.M. Di Lellis, S. Selci, E. De Angelis, R. Leoni, A. Milillo, S. Orsini, I. Dandouras - The BepiColombo SERENA/ELENA unit development: a new technique to detect sputtered neutral atoms escaping from Mercury surface - ,

130 S. Briaudeau, Y. Hermier, C. Lemerchand, C. Daussy, B. Darquié, M. Triki, A. Amy-Klein, Ch.J. Bordé, C. Chardonnet, L. Gianfrani, G. Casa, A. Castrillo, E. Fasci, P. Laporta, G. Galzerano, A. Merlone, F. Moro, J. Petersen, J. Hald, L. Nielsen - The European experiment on the Doppler broadening method for the Boltzmann constant determination - TEMPMEKO, Joint International Symposium on Temperature, Humidity, Moisture and Thermal Measurements in Industry and Science, Portorož, Slovenia

131 V. Da Deppo, G. Cremonese, G. Naletto - The Narrow Angle Camera of the MPCS suite for the MarcoPolo ESA mission: requirements and optical design solutions - Space Telescopes and Instrumentation 2010: Optical, Infrared, and Millimeter Wave,

132 A. Pifferi, D. Contini, L. Spinelli, A. Torricelli, R. Cubeddu, F. Martelli, G. Zaccanti, A. Dalla Mora, A. Tosi, F. Zappa - The Spread Matrix: A Method to Predict the Effect of a Non Time-Invariant Measurement System - ,

133 C. Macculi, L. Colasanti, S. Lotti, L. Natalucci, L. Piro, D. Bagliani, L. Ferrari, F. Gatti, G. Torrioli, P. Bastia, A. Bonati, M. Barbera, G. La Rosa, T. Mineo, E. Perinati - The TES-based cryogenic anticoincidence detector for IXO: results from the high-area breadboard - ,

134 C. Macculi, L. Colasanti, S. Lotti, L. Natalucci, L. Piro, D. Bagliani, L. Ferrari, F. Gatti, G. Torrioli, P. Bastia, A. Bonati, M. Barbera, G. La Rosa, T. Mineo, E. Perinati - The TES-based cryogenic anticoincidence detector for IXO: results from the high-area breadboard - ,

135 A. Pifferi, D. Contini, L. Spinelli, A. Torricelli, R. Cubeddu, F. Martelli, G. Zaccanti, A. Dalla Mora, A. Tosi, F. Zappa - The spread matrix: a method to predict the effect of a non time-invariant measurement system - ,

136 J.A. den Herder, R.L. Kelley, K. Mitsuda, L. Piro, S. R. Bandler, P. Bastia, K.R. Boyce, M. Bruijn, J.A. Chervenak, L. Colasanti, W.B. Doriese, M. J. DiPirro, M.E. Eckart, Y. Ezoe, L. Ferrari, E. Figueroa-Feliciano, R. Fujimoto, F. Gatti... - The x-ray microcalorimeter spectrometer onboard of IXO - ,

137 E. Simioni, F. Ratti, I. Calliari, L. Poletto - Three-dimensional reconstruction with X-ray shape-from-silhouette - Development in X-Ray Tomography VII,

138 A. Bassi, D. Brida, C. D'Andrea, G. Valentini, S. De Silvestri, G. Cerullo, R. Cubeddu - Time Gated Optical Projection Tomography for 3-D Imaging of Highly Scattering Biological Models - ,

139 A. Bassi, D. Brida, C. D'Andrea, G. Valentini, S. De Silvestri, G. Cerullo, R. Cubeddu - Time Gated Optical Projection Tomography for 3-D Imaging of Highly Scattering Biological Models - ,

140 C. Altucci, R. Velotta, V. Tosa, F. Frassetto, L. Poletto, P. Villoresi, C. Vozzi, M. Negro, F. Calegari, S. De Silvestri, S. Stagira - Time Gating of High Order Harmonics for the Generation of Continuous XUV Spectra with Multi-Cycle Driving Pulses - OSA Conference on Laser and Eletcrooptics CLEO 2010, San Jose , California (USA), 2

141 A. Pifferi, A. Bassi, L. Spinelli, R. Cubeddu, P. Taroni - Time-Resolved Broadband Diffuse Spectroscopy Using a Differential Absorption Approach - ,

142 L. Spinelli, A. Farina, A. Pifferi, A. Torricelli, D. Contini, R. Cubeddu, L. Ascari, L. Potì, M.G. Trivella, A. L'Abbate, S. Puzzoli - Time-Resolved Diffuse Optical Spectroscopy For In-Vivo Characterization Of Myocardial Tissue In Open Chest Pig - ,

143 L. Spinelli, A. Farina, A. Pifferi, A. Torricelli, D. Contini, R. Cubeddu, L. Ascari, L. Potì, M.G. Trivella, A. L'Abbate, S. Puzzoli - Time-Resolved Diffuse Optical Spectroscopy For In-Vivo Characterization Of Myocardial Tissue In Open Chest Pig - Fotonica 2010, 12° Convegno Nazionale delle Tecnologie Fotoniche, Pisa, Italia

144 A. Pifferi, A. Bassi, L. Spineli, R. Cubeddu, P. Taroni - Time-resolved broadband diffuse spectroscopy using a differential absorption approach - ,

145 C. Vozzi, G. Sansone, L. Poletto, S. De Silvestri, S. Stagira, M. Nisoli - Towards isolated attosecond pulses by polarization- and two-color-gating - AIP Conference Proceedings 1228 "Light at extreme intensities-opportunities and technological issues of the extreme light infrastructure: lei 2009,

146 L. Spinelli, A. Pifferi, A. Torricelli, R. Cubeddu, P. Di Ninni, F. Martelli, G. Zaccanti, F. Foschum, A. Kienle, M. Mazurenka, H. Wabnitz, M. Kacprzak, N. Zolek, D. Milej, A. Liebert - Towards the Definition of Accurately Calibrated Liquid Phantoms for Photon Migration at NIR Wavelengths: A Multi-Laboratory Study - ,

147 L. Spinelli, A. Pifferi, A. Torricelli, R. Cubeddu, P. Di Ninni, F. Martelli, G. Zaccanti, F. Foschum, A. Kienle, M. Mazurenka, H. Wabnitz, M. Kacprzak, N. Zolek, D. Milej, A. Liebert - Towards the definition of accurately calibrated liquid phantoms for photon migration at NIR wavelengths: a multi-laboratory study - ,

148 F. Bragheri, L. Ferrara, N. Bellini, K.C. Vishnubhatla, P. Minzioni, R. Ramponi, R. Osellame, I. Cristiani - Trapping and stretching of single cells in an optofluidic chip fabricated by a femtosecond laser - European Optical Society Annual Meeting, Paris, France

149 N. Bellini, K.C. Vishnubhatla, R. Ramponi, R. Osellame, F. Bragheri, L. Ferrara, P. Minzioni, I. Cristiani - Trapping and stretching of single cells in an optofluidic chip fabricated by a femtosecond laser - Proceedings of Fotonica 2010, Pisa, Italia

150 N. Bellini, K.C. Vishnubhatla, R. Ramponi, R. Osellame, F. Bragheri, L. Ferrara, P. Minzioni, I. Cristiani - Trapping and stretching of single cells in an optofluidic chip fabricated by a femtosecond laser - CLEO 2010, San Jose, USA

151 D. Dominijanni, R. Casini, V. Foglietti, M. Ortolani, A. Notargiacomo, C. Lanzieri, M. Peroni, P. Romanini, E. Giovine - Trilayer Electron-beam Lithography and Surface Preparation for Sub-micron Schottky Contacts on GaAs Heterostructures - IEEE Proc. of the 35th international conference on infrared millimetre and terahertz waves IRMMW-THz 2010,

152 A. Tosi, A. Dalla Mora, A. Della Frera, F. Zappa, S. Cova, A. Pifferi, L. Spinelli, A. Torricelli, D. Contini, R. Cubeddu - Ultra-Fast Time-Gated SPAD for Multi-Wavelength Wide Dynamic Range Spectroscopy - ,

153 M.M. Mroz, S. Brovelli, T. Virgili, G. Sforazzini, A. Paleari, H.L. Anderson, F. Cacialli, G. Lanzani - Ultra-broad optical gain and two-colour amplified spontaneous emission in binary blends of insulated molecular wires - European Optical Society Annual Meeting, Paris, France

154 M.M. Mroz, S. Brovelli, T. Virgili, G. Sforazzini, A. Paleari, H.L. Anderson, F. Cacialli, G. Lanzani - Ultra-broad optical gain in binary blends of insulated molecular wires - Photonics 2010, Guwahati, India

155 A. Tosi, A. Dalla Mora, A. Della Frera, F. Zappa, S. Cova, A. Pifferi, L. Spinelli, A. Torricelli, D. Contini, R. Cubeddu - Ultra-fast time-gated SPAD for multi-wavelength wide dynamic range spectroscopy - ,

156 S. Bonora et al. - Ultrabroadband pulse shaping with double side deformable mirror - OSA Conference on Laser and Electrooptics, San Jose, USA

157 E. Turcu, E. Springate, C. Froud, C. Cacho, J. Collier, W. Bryan, G. Nemeth, J. Marangos, J. Tisch, R. Torres, T. Siegel, L. Brugnera, J. Underwood, I. Procino, W. Newell, C. Altucci, R. Velotta, R. King, J. Alexander, C. Calvert, O. Kelly... - Ultrafast science and development at the Artemis facility - ROMOPTO 2009: Ninth Conference on Optics: Micro- to Nanophotonics II, edited by Valentin I. Vlad,

158 G. Naletto, C. Barbieri, E. Verroi, I. Capraro, C. Facchinetti, S. Gradari, T. Occhipinti, P. Zoccarato, V. Da Deppo - Upgrade of Iqueye, a novel photon-counting photometer for the ESO New Technology Telescope - Ground-based and Airborne Instrumentation for Astronomy III,

159 S.M. Eaton, J.M. Pinazo, R. Suriano, N. Bellini, R. Ramponi, S. Turri, M. Levi, G. Cerullo, R. Osellame - Waveguide and microchannel fabrication in polymers with femtosecond lasers - Photonics West 2010, San Francisco, USA

160 G. Monaco, M. Suman, D. Garoli, M.G. Pelizzo, P Nicolosi - X-ray Absorption study of Silicon Carbide thin film deposited by Pulsed laser Deposition - VUVX2010, 37th Conference on Vacuum Ultraviolet and X-ray physics,

161 S. Lagomarsino, I. Bukreeva, A. Sorrentino, D. Pelliccia, M. Fratini, F. Scarinci, M. Ilie, A. Cedola - X-ray Microscopy and Coherent Dffraction Imaging with X-ray Waveguides - ,

162 S. Torrengo, A. Miotello, G. Speranza, L. Minati, I. Bernagozzi, M. Ferrari, A. Chiasera, M. Dipalo, E. Kohn - XPS study of in situ one-step amination of nanocrystalline diamond films - CIMTEC 2010, 12th International Ceramics Congress, Montecatini

Libri

1 A. Torricelli, D. Contini, L. Spinelli, M. Caffini, A. Pifferi, R. Cubeddu - Advanced Optical Methods for Functional Brain Imaging - , ,

2 A. Torricelli, D. Contini, L. Spinelli, M. Caffini, A. Pifferi, R. Cubeddu - Advanced optical methods for functional brain imaging - , ,

3 C. Ress, L. Odorizzi, C. Collini, L. Lorenzelli, S. Forti, C. Pederzolli, L. Lunelli, L. Vanzetti, N. Coppedè, T. Toccoli, G.Tarabella, S. Iannotta - Comparative bioaffinity studies for In-vitro cell assays on MEMSBased devices - , ,

4 L. Poletto, P. Villoresi, F. Frassetto - Diffraction gratings for the selection of ultrashort pulses in the extreme-ultraviolet - , ,

5 Sang Y. Yang, F. Cicoira, N. Shim, G.G. Malliaras - Organic electrochemical transistors in Iontronics: Ionic carriers in organic electronic materials and devices - , ,

6 A. Sergienko, S. Pascazio, P. Villoresi - Quantum Communication and Quantum Networking, Series: Lecture Notes of the institute for computer sciences, social-informatics and telecommunications engineering, - , ,

7 H.O. Mc Carthy, J.A. Coulter - Quantum cascade laser Technology for the ultrasensitive detection of low-level nitric oxide - , ,

8 A. Quandt, M. Ferrari, G.C. Righini - Towards Integrated Nanoelectronic and Photonic Devices - New Trends in Nanotechnology and Fractional Calculus Applications, Editors, pp. 25-41., Springer, Dordrecht

Rapporti

1 L. Columbo - Modeling laser self-mixing in presence of spatially modulated targets2 A. Boschetti - Relazione attività di monitoraggio dei Composti Volatili Organici (VOCs)

presenti in campioni dʼaria mediante una tecnica innovativa di spettrometria di massa ad altissima sensibilità ed in tempo reale

3 F. Frassetto, P. Villoresi, L. Poletto - Un compressore temporale per manipolare la luce nel regime degli attosecondi


1 M.G. Pelizzo - Advanced optics for the next generation radiation sources2 L. Poletto - Programma per la cooperazione transfrontaliera Italia e Slovenia 2007-2013.

Centro interragionale di tecnologie fotoniche ultra veloci per la spettroscopia3 M. Negri, P. Baggio, M. Scotoni, A. Boschetti - Relazione scientifica annuale del Progetto

BIomasse di QUalità per la produzione Efficiente di ENergia. Origine delle biomasse legnose, controllo degli inquinanti solidi e volatili e produzione di energia mediante combustione controllata ( BIQUEEN)

4 L. Poletto - Singola ricollisione elettronica per la generazione di impulsi ad atto secondi di alta intensità e per lo studio delle dinamiche dei pacchetti d'onda elettronici


1 P. Villoresi - Progetto per saldatura laser di contenitori farmaceutici2 L. Poletto - Progetto per spettroscopia laser per controllo sigillatura vetricamera3 S. Bonora - Prototype of rectangular deformable mirror with software

Principali risorse strumentali dellʼIstitutoLe attività svolte hanno coinvolto sia risorse strumentali di patrimonio dell'IFN che importanti apparati di misura e fabbricazione in dotazione ad altri Enti ed Istituti. Questa opportunità è stata possibile grazie alle numerose collaborazioni nazionali ed internazionali e alle sinergie in atto all'interno del CNR-IFN e del Dipartimento Materiali e Dispositivi. La strumentazione a disposizione dell'IFN si può classificare nel modo seguente:i) risorse di micro-nano fabbricazioneii) sorgenti di luce coerente iii) risorse per la caratterizzazione dei materiali e dispositivi

Nel seguito sono riportate, in base alla classificazione sopra riportata, le principali risorse disponibili all'interno dell'IFN. Per un maggior dettaglio si rimanda alle descrizioni delle risorse strumentali riportate nelle differenti commesse.

i) risorse di micro-nano fabbricazione- 300 mq di camera depolverizzata (zone in classe 100 e classe 1000) con all'interno: impianti di deposizione di film sottili (sputtering, sputtering reattivi, evaporatori a cannone elettronico, sistemi PECVD); impianti di rimozione selettiva e non (reactive ion etching, Deep RIE, ICP, ion milling); sistemi per litografia ottica, a fascio elettronico e per nanoimprinting, sistemi per diagnostica (SEM, AFM, microscopi). - Laser a femtosecondi a Yb per la modifica delle proprietà ottiche dei materiali

- Sistema di scrittura continua di reticoli di Bragg con laser ad Argon duplicato in frequenza (244 nm) a controllo interferometrico.

ii) sorgenti di luce coerente - Sistemi laser a femtosecondi a Titanio in Zaffiro con amplificazione rigenerativa e compressione degli impulsi mediante fibra cava-Camera di generazione di armoniche di ordine elevato e spettrometro XUV a campo piatto.-Sistema laser al terawatt a Titanio in Zaffiro: 60 fs, 120 mJ, 10 Hz- Sistema di "pump-probe" con due amplificatori parametrici accordabili- Oscillatore a femtosecondi a Titanio in Zaffiro a cavità allungata (26 MHz di frequenza di ripetizione) accoppiato ad un sistema SNOM- Sistema ottico a larga banda ad impulsi a femtoseocndi con fibra a "cristalli fotonici"- laser di potenza in classe 4 (laser CO2, laser Nd:YAG impulsati, laser in fibra)- laser di potenza in fibra ottica

iii) risorse per la caratterizzazione dei materiali e dispositivi- monocromatori in incidenza normale per visibile, per ultravioletto (alto vuoto) e raggi X soffici (alto vuoto)- rivelatori calibrati per raggi X soffici, ultravioletto e visibile- sorgente X a bombardamento elettronico ed anodi intercambiabili con emissione nei raggi X soffici- sorgente di tipo hollow-cathode con emissione nell'estremo ultravioletto- microscopi a forza atomica- spettrofotometri nel visibile e vicino infrarosso- luminescenza risolta in tempo Vis e NIR- spettrometro Raman e microRaman con acquisizione in conteggio fotoni ed eccitazione laser in CW nel visibile ad Argon e He-Ne- spettrometro Brillouin con laser ad Argon operante in singolo modo. Accoppiamento tramite prisma per misure con eccitazione in guida d'onda- criostati operanti alla temperatura dell'elio e dell'azoto liquido (4.2 K e 77 K), fra 300 mK e 300 K (refrigeratore a elio3), per arrivare fino a 30 mK (refrigeratore a diluizione elio3-elio4) - Strumentazione elettronica per la caratterizzazione di dispositivi elettronici (possibilità di caratterizzazioni ottiche nell'IR e THz)-Camera di interazione e spettrometro per raggi X da plasma generato da laser- Sistema per Low Energy Electron Diffraction (LEED)- Spettrometro a tempo di volo (TOF) per misure di fotoemissione risolte in tempo- Spettrometro per misure di assorbimento e trasmissione da 0.2 a 3,2 um, riflettanza ad angolo variabile e sfera integrante- Microanalisi e morfologia: SEM, TEM ed XPS.- Diffrazione X e assorbimento X presso Beamlines di LdS (in particolare, ma non solo, la linea italiana BM08-GILDA a ESRF, che i ricercatori del Modulo "Fotonica a Raggi X: Sviluppo e applicazione di Strumentazione e Metodologie per studi di Fisica dei materiali" hanno contribuito a fondare, costruire e sviluppare dalle origini fino ad oggi). - Microscopia SNOM in eccitazione a raggi X ,XAFS-XEOL- EXAFS è fatta con i più moderni approcci, anche con software dedicato sviluppato a Trento (ExTrA) che permette di studiare ed interpretare molto accuratamente gli effetti del disordine termico e statico sulle funzioni di distribuzione di coppia attorno all'atomo assorbitore.

Considerazioni generali ed elementi di autovalutazioneConsiderazioni generaliL'IFN ha la sede principale a Milano e quattro unità organizzative di supporto a Bari, Padova, Roma e Trento. L'IFN svolge ricerche innovative nei campi della fotonica e delle nanotecnologie considerando sia gli aspetti più fondamentali legati all'interazione radiazione- materia che quelli più applicativi collegati allo sviluppo di nuove tecnologie per la realizzazione di sistemi e dispositivi

fotonici, dispositivi micro-nano-elettonici ed optoelettronici avanzati. Tali ricerche hanno significative ricadute in svariati settori portanti per l'economia e il miglioramento della qualità della vita dei cittadini quali, ad esempio, le scienze dei materiali, la medicina, la biologia, il monitoraggio ambientale, le telecomunicazioni a larga banda e i beni culturali. In particolare, l'IFN svolge attività di ricerca sulle seguenti principali aree tematiche:- dispositivi per fotonica, optoelettronica ed elettronica- sorgenti laser- nuovi materiali e tecniche di caratterizzazione- nanotecnologie, micro e nano fabbricazioni- fotonica ultrabreve dall'infrarosso ai raggi X- sviluppo ed applicazioni di laser a cascata quantica, laser a fibra ottica e sensori laser- strumentazione ottico/spettroscopica dall'infrarosso ai raggi X

L'IFN è fortemente integrato con la comunità scientifica Universitaria Italiana e collabora con i più importanti centri di ricerca internazionali del settore attraverso progetti finalizzati finanziati dalle principali Agenzie e fondazioni Nazionali e Internazionali.

In particolare, nel corso del 2010 sono state avviate importanti iniziative per ulteriormente aumentare la proficua collaborazione tra l'IFN e le realtà industriali e accademiche. Tali iniziative consentiranno da un lato l'ottimizzazione delle risorse di tipo umano, finanziario, e strumentale e dell'IFN e dall'altro il potenziamento e lo sviluppo di tecnologie innovative grazie alla integrazione delle competenze nella ricerca di base e in quella industriale. Nel seguito sono sinteticamente riportate le iniziative avviate nel 2010.

i) Promozione di un Centro Internazionale di Fotonica per l'Energia, con sede a Milano, avente come promotori l'IFN, la Fondazione Politecnico di Milano e la Pirelli Spa. In data 20 luglio 2010 è stato sottoscritto tra questi promotori e la Regione Lombardia (ente facilitatore dell'iniziativa) un protocollo di Intesa per la costituzione del Centro Internazionale (fondazione mista pubblico privata denominata CIFE). I CdA di tutti i promotori hanno aderito alla costituzione della fondazione CIFE prevista per il 16/06/2011.

ii) L'IFN è il promotore insieme con la Selex Sistemi Integrati (Selex-SI) di una iniziativa volta alla costituzione di un Centro di Ricerca congiunto tra IFN-CNR e Selex-SI (Centro SELEX-IFN) per lo studio e la realizzazione di dispositivi elettronici e fotonici avanzati.

iii) attivazione della convenzione operativa con il Dipartimento di Fisica dell'Università degli Studi di Roma 3

iv) attivazione della convenzione operativa con il Dipartimento di Fisica dell'Università dell'Insubria di Como, Università degli Studi di Roma 3, Università degli Studi di Pavia.

v) attivazione della convenzione operativa con il Dipartimento di Fisica e il Dipartimento di Elettronica dell'Università degli Studi di Pavia.

Elementi di autovalutazioneI risultati dell' attività scientifica hanno dato luogo nel 2010 a più di 150 pubblicazioni su riviste internazionali ISI, tra le quali si segnalano 3 Nature, 1 Science, 3 Advanced Material e 4 Physical Review Letters, e la sottomissione di 4 brevetti. I risultati raggiunti testimoniano una produttività scientifica più che buona. Per quanto riguarda contratti e collaborazioni nel 2010, l'ammontare delle entrate relative a fonti esterne è stata di 2246 kEu (corrispondenti a 45 progetti, dei quali 8 appartenenti al VII programma quadro), mentre i fondi di finanziamento ordinari dell'Istituto sono stati pari a 660kEu. Ne risulta un fattore di amplificazione (rapporto tra fondi complessivi e fondi interni) pari a 4.3.Si riportano di seguito alcuni dei principali risultati ottenuti.1) Conical intersection dynamics of the primary photoisomerization event in vision. D. Polli, et al.,

Nature 467, 440-443 (2010)L'obiettivo del lavoro è stato l'osservazione del processo di isomerizzazione della molecola rodopsina, responsabile della visione umana. Tale processo, estremamente rapido (si conclude in 200 femtosecondi) ed efficiente (66%), è di fondamentale importanza per comprendere i meccanismi alla base della visione. L'isomerizzazione di questa molecola è basata sull'intersezione conica delle curve di potenziale dello stato fondamentale e dello stato eccitato della molecola e del suo foto-prodotto. Il lavoro è frutto di una collaborazione tra IFN-CNR-Dipartimento di Fisica del Politicecnico di Milano, un gruppo di Bologna e di un gruppo americano esperto di bio-chimica.Riconoscimenti: Il lavoro è stato pubblicato sulla rivista Nature (IF=34.480) e ha avuto un forte impatto nella comunità scientifica. La notizia è stata ripresa da varie riviste scientifiche (Chemical&Engeneering News della American Chemical Society, Nature Chemistry ed altre), da quotidiani nazionali (cartacei e informatici, per un totale di circa 20 uscite stampa). Gli autori hanno rilasciato interviste radiofoniche (Radio24 e altre) e televisive (TG regionale su Rai3).

2) Electron localization following attosecond molecular photoionization. G. Sansone, et al., Nature 465, 763-766 (2010)Il lavoro, frutto della collaborazione fra IFN-CNR/Politecnico di Milano e alcuni centri di ricerca europei, costituisce la prima dimostrazione sperimentale di misure di pump-probe ad attosecondi in fisica molecolare. L'obiettivo della ricerca è l'indagine sperimentale del processo di migrazione elettronica all'interno di una molecola di idrogeno (o deuterio) ionizzata da un impulso ad attosecondi. La dinamica elettronica viene misurata utilizzando un secondo impulso nel visibile, di durata pari a 6 fs e con campo elettrico controllato, opportunamente ritardato rispetto all'impulso ad attosecondi raggiungendo una risoluzione ad attosecondi. Il risultato rappresenta un primo fondamentale passo verso la comprensione dei meccanismi fisici alla base di numerosi processi chimici naturali ed artificiali dove il processo di trasferimento di carica gioca un ruolo essenziale. Riconoscimenti: Questo lavoro è stato pubblicato sulla rivista Nature (IF=34.480). La ricerca ha avuto un forte impatto nella comunità scientifica come testimoniato da quattro inviti a prestigiose conferenze internazionali del settore.

3) Recent asteroid collision P/2010 A2 confirmed and dated by Rosetta/OSIRIS observation. C. Snodgrass, et al., Nature 467, (2010)Il lavoro è sull'osservazione, da parte dello strumento OSIRIS a bordo di Rosetta, della coda dell'oggetto P/2010 A2. OSIRIS ha offerto la possibilità di acquisire immagini della coda da una prospettiva totalmente diversa da quella che si può avere da terra, consentendo così di capire che la coda non era quella di una cometa, ma che era stata generata da un singolo evento: un impatto tra asteroidi. Dall'analisi della forma della coda si è anche potuti risalire alla data della collisione, avvenuta circa un anno prima della scoperta dell'oggetto, nel febbraio del 2009. CNR-IFN UOS Padova ha collaborato al disegno e alla realizzazione della parte ottica dello strumento ed e è coinvolto nelle attività di calibrazione di volo.Riconoscimenti: Questo lavoro è stato pubblicato sulla rivista Nature (IF=34.480). La scoperta ha avuto una forte risonanza, son apparsi articoli con interviste agli autori dell'articolo sul sito web dell'ESA, sia nella pagina News che in quella Science and Technology, negli Announcements dell'ESO e anche su Scientific American; nonchè su tutti i siti che si occupano di astronomia e di spazio (es. Spacedaily, Sky&telescopes) e sui giornali (es. Chicago Tribune, News Today).

4) Magnetic imaging in photonic crystal microcavities. S. Vignolini, et al. Phys. Rev. Lett. 105, 123902 (2010)Questo lavoro, frutto della collaborazione fra IFN-CNR, INO-CNR, LENS e Dip. di Fisica dell'Università di Firenze e Politecnico di Losanna, analizza l'interazione magnetica a frequenze ottiche tra una microcavità a cristallo fotonico e una sonda microscopica metallizzata. Tale interazione può essere usata per misurare e controllare le componenti magnetiche dei modi della microcavità. In particolare, si è dimostrata la possibilità di misurare la distribuzione dell'intensità del campo magnetico della struttura fotonica e di modifecarne finemente la sua risposta ottica.Riconoscimenti: Il lavoro è stato pubblicato sulla rivista Physical Review Letters (IF=7.306). L'articolo è stato segnalato Physical Review Focus, vol. 26, 24 sept. 2010.

5) Polarization Entangled State Measurement on a Chip. L. Sansoni, et al. Phys. Rev. Lett. 105, 200503 (2010)In questo lavoro, frutto della collaborazione fra IFN-CNR/Dip. Di Fisica del Politecnico di Milano e INO-CNR/Dip. di Fisica dell'Università La Sapienza di Roma, è stata dimostrata la realizzazione di un accoppiatore direzionale, fabbricato tramite scrittura laser a femtosecondi, che agisce come beam-splitter integrato per qubits codificati in polarizzazione. Usando tale dispositivo è stato possibile mostrare interferenza quantistica tra stati entangled in polarizzazione e la proiezione sullo stato di Bell di singoletto. Riconoscimenti: Il lavoro è stato pubblicato sulla rivista Physical Review Letters (IF=7.306) che glia ha dedicato la copertina (n. 20, vol. 105 del 12/11/10). Il lavoro ha ricevuto la "Editors' Suggestion" e la recensione della rivista "Synopses in Physics" su http://physics.aps.org/. Infine, è uscito un lancio dell'agenzia ANSA ripresa dal quotidiano Repubblica.

6) Spherical whispering-gallery-mode microresonators. A. Chiasera, et al., Laser & Photonics Reviews 4, 457-482 (2010)Il lavoro è il risultato della collaborazione di IFN Trento con IFAC – Firenze ed ENSSAT-Lannion. Si tratta di un lavoro su invito che raccoglie tutta l'attività fatta dai tre gruppi nel campo dei microrisonatori sferici e, oltre ad una esaustiva discussione delle tecniche di caratterizzazione spettroscopica e strutturale, evidenzia le varie applicazioni possibili dei microrisonatori sferici in vetro. Riconoscimenti: Lavoro su invito pubblicato sulla rivista Laser & Photonics Review (IF=5.814).

7) Spettroscopia ottica a micro-sonda in laser a cascata quantica terahertz. M. S. Vitiello and G. Scamarcio, Appl. Phys. Lett. 96, 101101 (2010); R.C. Iotti et al., Appl. Phys. Lett. 97, 033110 (2010)E' stata misurata una anisotropia di circa un ordine di grandezza della velocità di propagazione del calore nei laser a cascata quantica, nelle direzioni normale e parallela agli strati. Questa informazione è associata a fenomeni di trasporto parzialmente coerente dei fononi acustici nelle nano strutture costituenti. La generazione di fononi ottici fuori equilibrio è stata misurata mediante spettroscopia micro-Raman e confrontata con calcoli Monte Carlo. Questi risultati costituiscono una indispensabile base conoscitiva per la modellizzazione delle proprietà termiche ed elettroniche dei laser a cascata quantica operanti nei terahertz.Riconoscimenti: questa attività di ricerca ha dato origine a 2 pubblicazioni su Applied Physics Letters (IF=3.554), un articolo su invito in una special issue di IEEE Optical Engineering, una comunicazione su invito a Photonics West 2010, una invited lecture all'International Quantum Cascade Lasers School & Workshop.

8) Nanowire superconducting single-photon detectors on GaAs for integrated quantum photonic applications. A. Gaggero, et al., Appl. Phys. Lett. 97, 151108 (2010)Questo lavoro descrive lo sviluppo di efficient rivelatori a singolo fotone basati su nano-fili superconduttivi di NbN (spessore tra 3 e 5 nm) cresiuti su substrati di GaAs. Queste nanostrutture mostrano proprietà superconduttrici analoghe a quelle dei film cresciuti su substrati di zaffiro e MgO. Sono state dimostrate efficienze quantiche di rivelazione del 18.3% a 1300 nm alla temperatua di 4.2 K. Riconoscimenti: Il lavoro è stato pubblicato sulla rivista Applied Physics Letters (IF=3.554).

9) Continuous photocontrolled deformable membrane mirror. U. Bortolozzo, et al., Appl. Phys. Lett. 96, 251108 (2010)Il lavoro descrive la realizzazione di uno specchio deformabile costituito da una membrana metallizzata su di un substrato fotoconduttivo di Bi12SiO20. La deformazione dello specchio è controllata con continuità attraverso l'illuminazione dell'elemento fotoconduttivo. Tramite questo dispositivo è possible modificare con continuità, senza la segmentazione spaziale, il fronte d'onda di una radiazione incidente attraverso un controllo tutto ottico con dinamiche di alcuni micron. Riconoscimenti: Il lavoro è stato pubblicato su Applied Physics Letters (IF=3.55) e recensito da due prestigiose riviste del settore, Physics.org e Photonics Spectra, ed è stato presentato su Invito al

congresso Photonics West 2010. Il dispositivo è stato brevettato (S. Bonora, U. Bortolozzo, S. Residori, patent n. PCT/IB2009/054829).

Proposta di interventi organizzativiNel corso del 2010 l'Istituto è stato oggetto di una riorganizzazione per l'inserimento di tre centri afferenti all'Istituto Nazionale per la Fisica della Materia: ULTRAS (Milano), Luxor (Padova) e LiT3 (Bari). A seguito di tale riorganizzazione la Direzione dell'Istituto è stata spostata da Roma a Milano e dall'aprile 2010 è stato nominato un Direttore facente funzione. Attualmente, non si prevedono ulteriori interventi organizzativi.

Per quanto riguarda l'attività scientifica, nel corso del 2011, in base alla prospettiva di riordino dei progetti scientifici del Dipartimento Materiali e Dispositivi l'Istituto dovrà riorganizzare la struttura delle attuali commesse per meglio adattarle alle strategie scientifiche del Dipartimento Materiali e Dispositivi e del CNR.

Per quanto riguarda gli aspetti gestionali, la riduzione del fondo di funzionamento ordinario pone serie difficoltà al mantenimento delle strutture e delle strumentazioni dell'IFN con particolare riferimento alla UOS di Roma. Attualmente, la UOS IFN di Roma è ospitata presso un immobile di proprietà del CNR sito in Via Cineto Romano 42. Le spese di funzionamento e mantenimento dell'immobile gravano interamente sul bilancio IFN poiché in tale sede non sono presenti ulteriori strutture CNR. Questa gestione è in contrasto con la politica di ottimizzazione e riduzione delle spese che il CNR sta attuando attraverso l'accorpamento delle strutture CNR presso ampie Aree di Ricerca al fine di condividere quanto più possibile le comuni spese di mantenimento e funzionamento degli Istituti. La proposta di costituzione di un Centro SELEX-IFN con lo spostamento presso Selex SI della UOS-IFN di Roma consentirebbe l'ottimizzazione delle risorse del CNR sfruttando la gestione congiunta con Selex-SI.

Istituto di metodologie inorganiche e dei plasmi

Direttore: Dott Lorenzo AvaldiSede principale: Via Salaria km. 29,3 - C.P. 10 - 00016 Monterotondo Stazione (RM)Articolazione territoriale:

Sezione di Bari, Sezione di Potenza

Sito web dell'Istituto: www.imip.cnr.it


MissioneLI̓MIP svolge ricerca di base per la caratterizzazione ed il controllo dei processi chimico-fisici elementari che determinano la reattività in sistemi macroscopici e plasmi, sia da un punto di vista teorico che sperimentale. La̓ttività di ricerca fondamentale si combina con quella applicativa e di interesse tecnologico nei settori della scienza dei materiali (deposizioni/trattamenti via plasma e laser), dell̓aerospazio, dell̓energia (fusione e solare), dell̓ambiente e della salute.


Commesse

• Plasmi per la Scienza dei Materiali• Dinamica dei processi atomici e molecolari• Dinamica di Plasmi e Laser-Plasmi• Interazione Laser Materia

Moduli

• modulo gestionale-CdS054-MD• Spettroscopia elettronica per indagini con radiazione FEL• Plasmi per la Scienza dei Materiali• Intesa di Programma MIUR/CNR – Incremento attrezzature scientifiche• Dinamica dei processi atomici e molecolari• Tecniche spettroscopiche e optoelettroniche per lo studio di superfici e interfacce• Dinamica di Plasmi e Laser-Plasmi• Interazione Laser Materia• Dinamica dei processi di superficie indotti da chemi / fisiadsorbimento di atomi e molecole• Dinamica dei processi di superficie indotti dal chemi/fisiadsorbimento di atomi e molecole.• Metodi teorici e computazionali per il calcolo e la comprensione di processi chimici in fase

gassosa

RSTL

• Nuovi strumenti teorico-computazionali per la dinamica dei nanoaggregati.

Attività Commesse

Plasmi per la Scienza dei Materiali

Progetto: Ottica, Fotonica e PlasmiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: BRUNO GIOVANNI

Risultati conseguiti -Correlazione del contenuto di Pt in elettrodi catalitici depositati via plasma con l'intensità di emissione di Pt nella fase gas determinata via OES.-Correlazione tra chimica/caratteristiche morfologiche e carattere idrofobo/idrofilo del materiale. Realizzazione di materiali plasitci antiriflesso e self clearing-realizzazione di Si cristallino antiriflesso mediante processo di plasma nanotexturing.-Effetto della rugosita di superfici idrofobe realizzate via plasma etching sul comportamento di osteoblasti umani-Ottimizzazione del processo di deposizione di idrossiapatite in matrici organiche-crescita di cellule su scaffold 3D modificati via plasma


anno Brevetti

Articoli ISI

Articoli non

ISI


o

Libri Rapporti

Risultati progettua

li


ione applicativa

Abstract

Attività editoria

li

2010 1 25 0 0 0 0 0 0 1 0

Principali collaborazioniCommento ad eventuali scostamenti tra le entrate previste e quelle realizzate nell'anno corrente-Prof. Drioli, Univ Calabria/CNR-ITM di Cosenza: Modificazione Membrane -Dr Francois Rossi, Joint Reserach Center ISPRA: sviluppo ICPLaboratoire de Genie des Procedes Plasmas et Traitement de Surfaces, Paris (Francia) : sviluppo di materiali biomediciCommisariat a l'energie atomique, Grenoble: materiali per Fuel CellPolitecnico di Torino: caratterizzazione elettrochimica




da terzicosti

figurativivalore











Professore

visitatore


0 0 0 0 0 0 0 0

Principali risorse strumentali utilizzateFTIR (Università di Bari)XPS (Università di Bari)OMA (CNR-IMIP)Reattori Plasmochimici (CNR-IMIP / Università di Bari)Water Contact Angle Goniometer (Università di Bari)AFM (CNR-IMIP)MicroscopioOttico (Università di Bari)Microscopio in Fluorescenza (Università di Bari)Incubatore (Università di Bari)Spin Coater (Università di Bari)Microscopio SEM (Centro Laser)

Dinamica dei processi atomici e molecolari

Progetto: Ottica, Fotonica e PlasmiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: CACCIATORE MARIO ANTONIO

Risultati conseguiti -- Spettroscopia e dinamica di sistemi elementari in fase gassosa.Esperimenti di fotoionizzazione di He, Ne e Ar polarizzati con tecnica pump-probe combinando sincrotrone e laser IR per la realizzazione di esperimenti quantistici 'quasi-completi'.Misura delle distribuzioni angolari di fotoelettroni di energia compresa tra 10 e 300meV in gas rari ed N2 con la tecnica di velocity map imaging.Caratterizzazione della sorgente FEL-Elettra basata sulla generazione di armoniche da Ti:Sa fs-laser sugli elettroni nell'anello di accumulazione.Esperimenti di fotoionizzazione di NO e acetilene a fotone singolo (9.5eV) e a 2 colori, pump-probe FEL + laser Ti:Sa con risoluzione sub-ps.Primi esperimenti imaging su molecole. Caratterizzazione dei canali di frammentazione del dicatione di acetilene e sviluppo di una modellistica ad-hoc per il canale C+/H+. Misura dello spettro energetico di valenza e distribuzione angolare degli elettroni emessi nella ionizzazione per impatto elettronico di C60 e confronto con modelli teorici -- Studio di sistemi e processi di interesse biologico/farmacologicoMisura degli spettri Auger risonante e caratterizzazione della frammentazione 'sito e stato selettiva' di pirimidine alogenate in prossimità delle soglie K di C e N,confronto con calcoli DFT. Studio teorico/sperimentale di composti nitroaromatici (nitrotoueni) e dei loro isomeri attraverso la caratterizzazione dei processi di ionizzazione di valenza e di core.-- Chimica-Fisica Dei Plasmi1) Misura del quenching dello ione azoto N2+(B, v=0) prodotto con eccitazione laser selettiva da N2 ed O2 . L'uso di questo nuovo accurato data set modifica sostanzialmente la misura di E/N con metodi spettroscopici in scariche DBD. 2) Caratterizzazione della dinamica di sviluppo e propagazione dei filamenti in scarica coplanare a singolo filamento innescato/sincronizzato con laser e con impulso di sovratensione di breakdown ed osservazione spettroscopica ad alta risoluzione spaziale/temporale.(Attività svolta in ambito accordo CNR-AVCR 2010-2012)3) Studio della carica depositata in trappole presenti in una barriera dielettrica di Al2O3 sottoposta a scarica DBD (He, aria) di tipo diffuso e/o filamentare caratterizzando ex-situ lo stato di riempimento delle trappole con spettroscopia di termoluminescenza. 4) Misura LIF di OH (X) prodotto in scariche DBD di volume a pressione atmosferica in miscele He-Ar-H2O ed in cella da fotodissociazione laser UV di H2O2 miscelato con H2O/He . Uno studio simile è stato avviato anche su una scarica DBD di superficie presso IPP-Praga effettuando misure

LIF con un laser OPO a larga banda (Attività svolta in accordo CNR-AVCR 2010-2012). 5) Sviluppo e caratterizzazione di sorgenti di plasma per la "plasma medicine". E' stata sviluppata una sorgente di plasma con scarica DBD di volume funzionante in regime modulato. Il gruppo P. Favia ha avviata una campagna di sperimentazione dell'apparato sul trattamento di cellule tipo Osteoblast.-- Dinamica di Reazioni alle Interfacce e in Fase Gassosa.A) Dinamica di processi di superficie alla interfaccia gas-solidi. Catalisi ab initio1) Interazione di atomi di O con b.cristobalite: sono stati completati i calcoli sulla dinamica di adsorbimento di O sul sito on top di Si-quarzo.Sono state calcolate le probabilità di adsorbimento e le energie trasferite al substrato a diverse energie collisionali.2) Chemiadsorbimento di H su W(001).E' stata studiata la dinamica di ricombinazione E-R di H sul sito four-fold del tungsteno a T=500K. Le probabilità di ricombinazione sono state calcolate in un ampio range di energie collisionali. 3) N,N2-cristobalite: in via di completamento i calcoli DFT della superficie di potenziale a dimensionalità completa.4) Interazione CH4-zeolite.E' stato avviato lo studio e sono stati prodotti calcoli quantistici di struttura elettronica delle energie di interazione di CH4 e dei frammenti di dissociazione (H,H2,CH3) messi all'interno di due micro-canali di zeolite ZSM-5. Un obiettivo di questa complessa indagine è capire se CH4 e frammenti possono essere immagazzinati selettivamente all'interno del substrato poroso. Nel calcolo DFT tutti i gradi di libertà substrato-molecola sono rilassati secondo lo schema Car-Parrinello.Risultati preliminari mostrano che i frammenti gassosi possono essere intrappolati in stati legati nel canale18MR.B) Dinamica di processi reattivi e non in fase gassosa. i)Collisioni inelastiche N2-N2.E' stato avviato un nuovo studio sul rilassamento di stati vibrazionali eccitati di N2 in collisioni N2-N2. Nel programma di scattering è stato introdotto un nuovo potenziale di interazione di alta accuratezza prodotto dal gruppo di Perugia in cui si introduce la dipendenza del potenziale dalla coordinata intramolecolare N-N. ii) Processi reattivi:Potenziamento computazionale di algoritmi ipersferici per il calcolo ab-initio della reattività di sistemi reattivi ionici e/o ad alto peso atomico


anno Brevetti

Articoli ISI

Articoli non

ISI


o

Libri Rapporti

Risultati progettua

li


ione applicativa

Abstract

Attività editoria

li

2010 1 29 3 5 0 2 0 0 34 0

Principali collaborazioni-- Dipartimento di Chimica Perugia ( Dinamica chimica e potenziali di interazione per reazioni gas-phase e di superficie: Proff. Aquilanti, Cavalli, Pirani, Laganà, Tarantelli )

-- Dipartimento di Farmacia dell'Università di Roma "La Sapienza" (Studio di sistemi e processi di interesse biologico/farmacologico:M. Speranza. PESs ab-initio: Prof. Gianturco)

-- Dipartimento di Chimica dell'Università di Roma "Tor Vergata" (Studio di sistemi e processi di interesse biologico/farmacologico: S. Piccirillo)

-- Dipartimento di Fisica dell'Università "Federico II" di Napoli (Spettroscopia e dinamica di sistemi elementari in fase gassosa: R. Velotta)

-- Dip. Fisica, Università di Milano e CIMAINA; (Spettroscopia e dinamica di sistemi elementari in fase gassosa: P. Piseri, prof. P. Milani)

-- Dipartimento di Chimica, Uni-Bari (Chimica-fisica dei Plasmi: P. Favia; F.. Fracassi)

-- Dipartimento di Fisica, Uni-Trento (Scariche DBD per reforming: P. Tosi)

-- Dip. Scienze Chimiche Uni-Padova (Scariche DBD abbattimento inquinanti atmosferici: C. Paradisi)

-- Dipartimento di Fisica-Bari (Misure ottiche ed elettroniche su semiconduttori: V. Augelli, T. Ligonzo )

-- CNR-ICCOM ( Realizzazione di film organici su semiconduttori via spin coating: Dr. A. Cardone, Prof. G. Farinola)

-- CNR-IOM (Spettroscopia e dinamica di sistemi in fase gassosa: M. DeSimone, A. Kivimaki)

-- Sincrotrone Trieste (Spettroscopia e dinamica di sistemi elementari in fase gassosa: K. Prince, R. Ricther)

-- CNR-IPCF (Spettroscopia e dinamica di sistemi in fase gassosa/ Studio di sistemi e processi di interesse biologico/farmacologico: Dr. V. Carravetta)

-- CNR-ISM (Spettroscopia e dinamica di sistemi in fase gassosa: S. Turchini, N. Zema, A. Amore)

-- CNR-ISMN (Spettroscopia e dinamica di sistemi in fase gassosa: M. Satta)

-- CASPUR-Roma (Calcoli DFT di superfici di energia potenziale di atomi-molecole interagenti con solidi: Dr. N.Sanna, C.Zazza)

-- CINECA – (Sviluppo codici paralleli: Dr Cavazzoni-Erbacci )

-- CIRA-Capua ( Dinamica Catalisi ab initio e Aerospazio, Dr. Borrelli)

-- CNRS-PROMES (Esperimenti e dinamica ab initio di reazioni di catalisi: Dr. Balat-Pichelin )

-- CNRS-LIXAM (France) (Spettroscopia e dinamica di sistemi in fase gassosa: M. Meyer)

-- CNRS-LCAM (France) (Spettroscopia e dinamica di sistemi in fase gassosa: A. Bennani, M. Casagrande)

-- Troitsk Institute for Innovation and Fusion Research, Mosca (Russia) ( Calcoli ab initio di trasferimenti vibro-traslazionali in collisioni molecola/molecola: Proff. Napartovich, A.Kurnosov)

-- Acc.delle Scienze-Institute of Plasma Physiscs Praga, (Scariche DBD per abbattimento di inquinanti: Dr.Simek)

-- Physics Department, Manchester University, Manchester, UK (Spettroscopia e dinamica di sistemi in fase gassosa: Prof. G.C. King)

-- A. F. Ioffe Physical-Technical Institute, SanPietroburgo, Russia (Spettroscopia e dinamica di sistemi in fase gassosa: Y. Amusia)

-- FHI-MPG, Berlino, Germania (Spettroscopia e dinamica di sistemi in fase gassosa: U. Becker)

-- Research School of Physics and Engineering ANU, Canberra, Australia (Spettroscopia e

dinamica di sistemi in fase gassosa: A. Kheifets)

-- State University of Aerospace Instrumentation, SanPietroburgo, Russia (Spettroscopia e dinamica di sistemi in fase gassosa: N. A. Cherepkov)

-- Institute for Electron Physics- Uzghorod, Ucraina (Spettroscopia e dinamica di sistemi in fase gassosa/ Studio di sistemi e processi di interesse biologico: A. Borovik, H. Bohachev)

-- Universidad de Barcelona (Calcoli e esperimenti di dinamica molecolare: Prof. R.Sayos,Prof. Aguilar )

-- Universidad de Bilbao (Teorie del Momento Angolare Complesso: Prof. Sokolovski)

-- Universidad de Madrid (Spagna) (PESs ab-initio:Prof. Aguado; Studio di sistemi e processi di interesse biologico: F. Martin)

-- Instituto de Física Fundamental (IFF), Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) Madrid, Spagna (Studio di sistemi e processi di interesse biologico: G. Garcia)

-- Russian Accademy of Science - St. Pietroburgo (Russia)( Teorie Stereodinamiche: Prof. Vasiutinskii)

-- Physics Department, UCD, Irlanda (Spettroscopia e dinamica di sistemi in fase gassosa:: E. Sokell)

-- Instituto de Ciencias Físicas, UNAM, Messico (Spettroscopia e dinamica di sistemi elementari in fase gassosa: A. Juarez)

-- Physics Department, Tohoku University, Tokyo, Giappone (Spettroscopia e dinamica di sistemi in fase gassosa: K. Ueda)

-- SCSS X-FEL test facility, Spring-8, Giappone (Spettroscopia e dinamica di sistemi in fase gassosa: dr. Mitsuru Nagasono)

-- Università di Nova Gorica, Nova Gorica , Slovenia (Spettroscopia e dinamica di sistemi in fase gassosa: G. De Ninno)

-- School of Physics, University of Western Australia, Australia (Spettroscopia e dinamica di sistemi in fase gassosa: P. Hammond, L. Pravica)




da terzicosti

figurativivalore






ricercatori totale

11 14





Professore

visitatore


0 0 0 0 0 0 0 0

Principali risorse strumentali utilizzate--Laboratorio Calcolo: cluster di workstationsUtilizzo nel modulo: calcoli di struttura elettronica per sistemi atomo-molecola/superfici; calcoli di dinamica molecolare semiclassici e quantistici

--Nome APPARATO PER ESPERIMENTI (E,2E)Utilizzo nel modulo:spettroscopie elettroniche su atomi e molecole con fascio di elettroni (200-2000 eV)

--Nome APPARATO PER ESPERIMENTI ELETTRONE AUGER-IONEUtilizzo nel modulo:frammentazione di dicationi e spettroscopia Auger per impatto elettronico (1000-4000 eV)

--Nome CAMERA DI ELETTRA : APPARATO PER ESPERIMENTI DI MULTICOINCIDENZAUtilizzo nel modulo:spettroscopie elettroniche e ioniche con radiazione di sincrotrone presso la beamline di Gas Phase Photoemission a Elettra

--Nome CARS: APPARATO PER SPETTROSCOPIA RAMAN ANTISTOKES COERENTEUtilizzo nel modulo:Diagnostica dei gas molecolari in laboratorio. Misure di densità di specie molecolari omonucleari ed eteronucleari. Misura di temperature vibrazionali e rotazionali del gas eccitato in scariche elettriche o fiamme o in altri impianti.

--Nome CRDS: APPARATO PER SPETTROSCOPIA LASER DI ASSORBIMENTO IN CAVITà AD ALTA SENSIBILITAUtilizzo nel modulo:L'apparto CRDS viene impiegato per misure di densità di specie molecolari presenti anche in tracce in campioni gassosi immessi in una cella a cavità ottica. L'apparato è utilizzabile per specie molecolari che assorbono nel range del diodo laser in uso. Attualmente è configurato per la misura di NO3.

--Nome DBD-IMPIANTO DI PLASMA CON SCARICHE A BARRIERA DIELETTRICA PER GENERAZIONE DI SPECIE ATTIVE DI INTERESSE ATMOSFERICO.Utilizzo nel modulo:Generazione di radicali per la formazione di O3, NO3.

--Nome FAST TRANSIENT DIGITIZER LECROYUtilizzo nel modulo:spettroscopia speci transienti in plasmi

--Nome INSTALLAZIONE PLASMA JETUtilizzo nel modulo:Produzione di espansioni supersoniche di radicali atomici e molecolari (O, N, NO, N2, OH) per studi di fluidodinamica o di interazioni di specie attive con target di interesse aerospaziale.

--Nome LIF/TALIF/OODR APPARATO PER LA SPETTROSCOPIA DI FLUORESCENZA INDOTTA DA LASER A PIù FOTONI UV-VIS PER STUDI DI RADICALI IN CELLA O IN PLASMI PRODOTTI CON SCARICHE ELETTRICHE ( LE INSTALLAZIONI SONO DUE INDIPENDENTIUtilizzo nel modulo:Apparato per la spettroscopia di Fluorescenza Indotta da Laser a più fotoni UV-VIS per studi di radicali in cella o in plasmi prodotti con scariche (Le installazioni sono due

indipendenti ).

--Nome MONOCROMATORE MC PHERSONUtilizzo nel modulo:spettroscopia da plasmi near_UV/VIS/IR

-- Nome MONOCROMATORE SPEX, 0.5 M,Utilizzo nel modulo:spettroscopia da plasmi near_UV/VIS

-- Nome PHILIPS (MODEL PW 1130/00)Utilizzo nel modulo:informazioni sulle fasi ed eventuali loro variazioni , per i campioni sottoposti a misura

--Nome TG-DTA STANTON REDCROFT 1500,Utilizzo nel modulo:determinazione perdite in peso ed effetti termici dei campioni da esaminare , in funzione della T°

Dinamica di Plasmi e Laser-Plasmi

Progetto: Ottica, Fotonica e PlasmiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: LONGO SAVINO

Risultati conseguiti 1) Materiali e dispositivi per l'energia nucleare: nuove simulazioni di trasporto di specie cariche (H3+,H2+,H+,H-,Cs+) e neutre (H2, H, Cs), estrazione di particelle cariche, in parte sotto contratto F4E.2) Aerospazio: nuovi calcoli di grandezze di trasporto e collegati integrali di collisione per specie delle atmosfere di Marte e Giove ad alta temperatura, calcoli di spettri di radiazione in plasmi H. Design per il database legato alle attività FP7.3) LIBS per la scienza dei materiali: produzione di nanotubi di carbonio mediante laser in acqua ad alta pressione4) Astrofisica: calcoli di velocità specifiche di reazione per il primo Universo, analisi superficiali spazialmente risolte di meteoriti metalliche, analisi di ulteriori campioni di meteoriti rocciose di cui uno non classificato in precedenza

Le pubblicazioni prodotte sono distribuite sulle riviste ISI seguenti nel numero riportato a seguire:

Astrophysical Journal 1Atomic and Plasma-material Interaction Data for Fusion 1Computer Physics Communications 1European Physical Journal D 1Geochimica & Cosmochimica Acta 1Journal of Physics B 1Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 1Physics of Plasmas 2Plasma Sources Science and Technology 1Spectrochimica Acta B 7Surface & Coatings Technology 1


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2010 0 17 0 3 0 0 0 0 5 0

Principali collaborazioniAntonio D'Angola Università della BasilicataBoris Smirnov RAS MoskowSergey Surzikov IPMEK RAS MoskowKhalid Hassouni LIMHP Paris NordIgor Gray Perth AustraliaRalph Shneider IPP GreifswaldJonathan Tennyson UCL LondraRamon Sayos Univ BarcellonaFernando Pirani Univ PerugiaDaniele Galli INAF Osservatorio ArcetriRadko Janev Macedodian Academy




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Principali risorse strumentali utilizzateApparecchiatura LIBS completa basata su laser di potenza e CCD con possibilità di operare in liquidi ad alta pressione (HP-LIBS)

Interazione Laser Materia

Progetto: Ottica, Fotonica e PlasmiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: SANTAGATA ANTONIO


Come previsto negli obiettivi prefissati nell'anno 2009, le attività di ricerca condotte nel corso del 2010, hanno consentito di sviluppare e consolidare nuovi approcci e metodologie di indagine Laser per: 1) la determinazione e definizione di interazioni intermolecolari presenti in aggregati organici tramite la R2PI–TOF (Resonant Two Photon Ionization–Time of Flight), 2) lo studio dei meccanismi elementari coinvolti durante l'applicazione della tecnica LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy) a singolo e doppio impulso e la parametrizzazione del plasma indotto sia per usi analitici che per fornire elementi di valutazione dei processi coinvolti nella tecnica PLD (Pulsed Laser Deposition), 3) la produzione via laser e caratterizzazione strutturale, morfologica e funzionale di materiali depositati nella forma di film sottili; 4) applicazioni di spettroscopia Pump&Probe veloce ed ultraveloce sulla formazione di centri di colore in cristalli ionici e molecole organiche di interesse biologico;5)produzione, mediante ablazione laser, di film sottili di materiale organico e biologico con particolari proprietà funzionali per applicazione nella sensoristica e nella dispositivistica avanzata; 6)produzione di nanodiamanti tramite ablazione di grafite in acqua.In particolare sono stati ottenuti risultati di rilievo nella: - produzione di complessi in fase gassosa di cromofori fluoro e cloro-sostituiti con varie molecole chirali e non (acqua, ammine, alcoli) e analisi degli spettri di assorbimento R2PI. Tali studi hanno permesso di ottenere informazioni sull'effetto della posizione orto, meta e para del fluoro/cloro sulla struttura e sulla reattività di tali complessi e di confrontare l'effetto dei due diversi sostituenti alogeni;- sviluppo di appropriati modelli per calcoli teorici ab initio al fine di poter determinare, per ogni complesso, le strutture più stabili, le energie relative e gli spettri di assorbimento. In particolare, utilizzando metodi CASSCF (Complete Active Space Self-Consistent Field) è stato possibile prevedere gli shift spettrali dei complessi e di assegnare le strutture dei vari isomeri individuati. E' stato così possibile, per mezzo del connubio tra esperimenti e previsioni teoriche, chiarire le proprietà e la disposizione spaziale delle singole molecole costituenti i cluster organici prodotti e i relativi potenziali di ionizzazione;- valutazione dei parametri elementari di processo: della LIBS con singoli impulsi laser al ns e fs e definizione di un nuovo approccio per l'analisi composizionale di bronzi ed ottoni; della formazione e successivo frazionamento delle nanoparticelle indotte da impulsi laser ultra-corti (fs) tramite l'utilizzo, nella configurazione ortogonale, della LIBS a doppio impulso fs/ns;- acquisizione di ulteriori dati sperimentali che hanno consentito di progredire gli studi sull'analisi dei meccanismi di formazione di centri di colore in cristalli ionici e formulare delle ipotesi per la modellizzazione dei fenomeni coinvolti;- deposizione, con impulsi laser al ns e fs, di film sottili innovativi di tipo organico ed inorganico quali: pepsina, carburi di Ti, Hf, Zr, V, Cr e Ta, materiali magnetici (SmCo) e film sottili a base di carbonio con ibridazione sp2 (es. grafene). In particolare per i materiali a base di carbonio è stato approfondito, attraverso studi sulla morfologia, la struttura e la densità dei film depositati nonché delle loro proprietà di emissione di campo, come la lunghezza d'onda della sorgente laser utilizzata e trattamenti termici possano condizionare le proprietà dei film depositati.In generale, per poter determinare come le singole variabili sperimentali (fluenza, lunghezza d'onda e durata dell'impulso laser, temperatura del substrato ecc.) possano condizionare la crescita e le proprietà funzionali dei materiali depositati, si è svolto un lavoro di caratterizzazione metodico delle loro proprietà chimico-fisiche e morfologiche attraverso l'ausilio delle seguenti tecniche ex situ: Micro-Raman, XRD standard e ad angolo radente, SEM, AFM, STM, XRF e XPS.I risultati delle attività scientifiche svolte hanno permesso che 5 lavori fossero già pubblicati nel 2010 mentre altri 4 sono in fase di pubblicazione ed 1 in attesa di valutazione. Tutte le riviste dei lavori contemplati sono JCR e la media degli Impact Factor degli ultimi 5 lavori in fase di pubblicazione e in attesa di valutazione risulta essere di assoluto rilievo (IF=3.5).


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2010 0 5 0 0 0 0 0 0 9 0

Principali collaborazioniLe attività di commessa hanno coinvolto diversi gruppi nazionali ed internazionali che con i propri contributi hanno offerto rilevanti integrazioni alle conoscenze teorico-sperimentali e di calcolo del personale coinvolto. Le principali collaborazioni hanno riguardato gli studi teorici-sperimentali e di modellizazione computazionale sulla struttura elettronica di agglomerati organici ottenuti con la tecnica R2PI–TOF; lo studio dei meccanismi elementari coinvolti nella formazione e espansione del plasma generato via laser, nonché di nuove metodologie di calibrazione per applicazioni della tecnica LIBS a singolo e doppio impulso; la caratterizzazione chimico-fisica, morfologica e funzionale dei materiali depositati nella forma di film sottili tramite ablazione laser.Per quanto riguarda le collaborazioni relative agli studi condotti con la tecnica R2PI–TOF, l'Università di Roma "La Sapienza" e "Tor Vergata" collaborano attivamente alle attività sperimentali, l'Università di Bologna ha effettuato misure di spettroscopia rotazionale su alcune delle molecole florurate studiate al fine di avere informazioni strutturali complementari; mentre il CNR – ISMN ha collaborato allo studio computazionale. Nel corso dell'anno 2010 e' stata consolidata la collaborazione con il Dipartimento di Fisica e Astronomia della Washington State University con sede in Pullman (WA) - USA, grazie alla quale già dal 2009 è stato possibile poter disporre di ulteriori dati sperimentali che hanno consentito di progredire gli studi sull'analisi dei meccanismi di formazione di centri di colore in cristalli ionici e formulare delle ipotesi per la modellizzazione dei fenomeni coinvolti. Tale collaborazione, attivata a partire dall'anno 2002 con il Prof. Dickinson della WSU, è basata sull'utilizzo di sorgenti laser impulsate dell'ordine di 120 fs e con varie lunghezze d'onda (600nm, 400nm, 266nm). Inoltre, nell'ultimo periodo è stato altresì possibile effettuare degli studi preliminari sulla formazione di centri di colore indotti da sorgenti laser impulsate al ns ed operanti nell'ultravioletto (157nm, 193nm, 248nm). Per mezzo della collaborazione attivata con il Prof. R. Teghil responsabile del Laboratorio di Chimica Fisica Laser del Dip. di Chimica (Università degli Studi della Basilicata) si è avuto modo di utilizzare una sorgente laser con impulsi di 250 fs e di altre strumentazioni a corredo quale un amplificatore parametrico (TOPAS) accordabile in lunghezza d'onda (290-2600 nm). L'insieme di tali apparecchiature hanno consentito di svolgere studi risolti in spazio e tempo dei processi elementari coinvolti nella produzione e successiva dinamica dei plasmi indotti con impulsi laser ultra-corti sia per la determinazione dei parametri di processo della tecnica di ablazione e deposizione laser di film sottili (PLD), che per lo studio e la definizione dei meccanismi che governano la LIBS a doppio impulso fs/ns. Inoltre, per mezzo di questa collaborazione e per effetto di una dotazione strumentale quale un laser Ti:S da 120 fs di impulso, è stato possibile svolgere, tramite la messa a punto e l'utilizzo della tecnica di Pump & Probe con risoluzione temporale dell'ordine dei 10^-13 s, promettenti attività sullo studio e caratterizzazione di processi spontanei di emissione ultra-rapida di molecole organiche.Nel corso dell'anno 2010 è stato sottoscritto un accordo con Basilicata Innovazione tramite il quale sarà possibile attivare progetti congiunti per la validazione di metodi di produzione via laser di nanodiamanti e/o film sottili di fenoli ed eventualmente loro brevettabilità delle metodologie sviluppate.Si deve sottolineare, inoltre, la stretta collaborazione in corso con la Regione Basilicata – Dipartimento Cultura e Formazione, che, per mezzo il finanziamento di due progetti di ricerca proposti da quattro ex assegnisti GEL (Giovani Eccellenze Lucane), ha sostenuto e sostiene parte delle attività in corso di svolgimento.




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Principali risorse strumentali utilizzateSpecifiche risorse strumentali sono state utilizzate a seconda delle esigenze richieste dalle singole attività di commessa svolte.- Spettroscopia REMPI:un apparato da vuoto (p<10^-5 Pa) progettato e realizzato in house che ha consentito la produzione di fasci supersonici; due laser commerciali Quantel di cui un Nd:YAG e un laser dye accordabile in frequenza, per poter effettuare spettroscopia laser risonante; uno spettrometro di massa a tempo di volo progettato e realizzato in house per la separazione e rivelazione degli ioni prodotti. Inoltre sono stati utilizzati alimentatori di alta tensione, generatori di ritardi, rilevatori di tipo channeltron e software di gestione.- LIBS a singolo e doppio impulso fs/ns e spettroscopia di Pump & Probe:un laser commerciale Nd:Glass Twinkle-Light Conversion con impulsi di 250 fs, un laser commerciale Nd:YAG-Quanta System al ns; un rivelatore ultra-veloce ICCD (Inductively Charge-Coupled Device)- Princeton Instruments avente risoluzione temporale max di 2 ns che consente di seguire l'evoluzione spettrale del plasma indotto via laser e snap-shots dello stesso con risoluzione spaziale di 13 um/pixel; un sistema di traslatori x,y,z (Physik Instrumente, risoluzione <0.1 um) per la movimentazione micrometrica e il posizionamento del target; due impulsatori SRS DG-535 per permettere, nella configurazione a doppio impulso la sincronizzazione tra i due laser fs/ns; un monocromatore ARC 500i che accoppiato alla ICCD consente di risolvere spettralmente, in spazio e tempo l'emissione del plasma indotto; un laser Ti:S ad impulsi ultracorti (4 mJ/pulse, 1000 Hz, 120 fs, 800 nm); una linea di "luce bianca" impulsata realizzata in house sfruttando processi di ottica non lineare con durata di 100 fs; un amplificatore parametrico commerciale TOPAS (475 – 2600 nm); un software compilato in LabVIEW per la gestione da remoto dell'intero apparato.- Deposizione laser di film sottili:tre camere di deposizione da alto vuoto dotate di supporti riscaldati anche a base di Ta per raggiungere temperature di circa 1000 °C e da una serie di sistemi commerciali di controllo e di gestione da remoto; due laser Nd:YAG al ns (Quanta-System e Quantel); un magnetron sputtering a RF assemblato in house per l'esecuzione di deposizioni via laser assistite da plasma RF; un sistema di fluorescenza a raggi X realizzato in house per effettuare misure in situ delle specie atomiche depositate sulla superficie del substrato, flussimetri e sistemi digitali per eseguire i processi di deposizione in ambiente controllato (inerte o reattivo); un diffrattometro a raggi X per la caratterizzazione strutturale ex-situ dei film ottenuti e una sonda a quattro contatti per determinare la loro proprietà elettriche. Bisogna sottolineare che la maggior parte delle caratterizzazioni strutturali e funzionali utilizzate sono state effettuate presso le sedi delle varie collaborazioni esterne.- Meccanismi di formazione di centri di colore in cristalli ionici. Tale attività è stata svolta utilizzando le apparecchiature rese disponibili nel corso delle seguenti collaborazioni:un laser con impulso di 40-50 fs (KMLabs pompato da Coherent Verdi + ampl. autocostruito

pompato da Quantronix) Department of Physics - Harvard University, Cambridge (MA) USA (Prof. E. Mazur); un laser con impulso di 120 fs (sistema amplificato Spectra Physics Hurricane) Department of Physics and Astronomy - WSU, Pullman (WA) USA (Prof. J.T. Dickinson); un laser con impulso di 120 fs (Spectra Physics – Mai Tai/Spitfire Pro F) Department of Materials Science and Engineering - Stanford University, Palo Alto (CA) USA (Prof. A. Salleo); un laser con impulso di 120 fs (Spectra Physics – Mai Tai DeepSee/Spitfire Pro 35F-XP) Newport/Spectra Physics Inc. Irvine (CA) USA (Dr. T. Baldacchini).

Attività Moduli


Commessa: Commessa gestionale per istituti MDProgetto: Progetto per CDS 507 Dipartimento Materiali e DispositiviDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: AVALDI LORENZO



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Spettroscopia elettronica per indagini con radiazione FEL

Commessa: Fotonica a raggi XProgetto: Ottica, Fotonica e PlasmiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: AVALDI LORENZO

Risultati conseguiti Misura degli spettri energetici e delle distribuzioni angolari di fotoelettroni emessi da atomi di gas nobili in processi a due fotoni presso la beamline GAPH di Elettra dove è possibile combinare gli impulsi di luce VUV del sincrotrone con quelli di un laser IR. In questi esperimenti l'uso del tempo di volo basato sulla tecnica di velocity imaging ha permesso la misura simultanea delle distribuzioni energetiche e angolari dei fotoelettroni. Gli studi sull'atomo di neon hanno permesso di verificare la possibilità di realizzare esperimenti completi dal punto di vista quantistico.Prime misure di caratterizzazione della sorgente FEL basata sul processo di generazione di armoniche da Ti:Sa fs-laser sugli elettroni nell'anello di accumulazione di Elettra. Inoltre questa sorgente è stata utilizzata per i primi esperimenti di ionizzazione di molecoleL'analisi dei dati della frammentazione dei dicationi di acetilene relativi alla produzione dei frammenti C+ e H+ ha permesso di individuare per la prima volta un fenomeno di localizzazione della doppia carica dallo stesso lato della molecola. Sono state continuate le misure di frammentazione del dicatione di etilene per cercare eventuali canali di isomerizzazione,che come nel caso dell'acetilene possano avvenire sulla scala delle decine di fs.


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2010 0 3 0 0 0 0 0 0 1 0

Principali collaborazioniLe principali collaborazioni per l'attività del 2009 sono state realizzate con CNR-ISM, Sincrotrone Trieste, Università di Trieste, Università di Eraklion (Grecia) e di Nuova Gorica (Slovenia).




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Plasmi per la Scienza dei Materiali

Commessa: Plasmi per la Scienza dei MaterialiProgetto: Ottica, Fotonica e PlasmiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: BRUNO GIOVANNI

Risultati conseguiti La produzione scientifica di 25 articoli su rivista ha raggiunto un livello qualitaivo alto con un valore medio di Impact Factor di 4.24 significativamente più alto dell'anno precedente. Nel settore dei materiali semiconduttori e della diagnostica interventistica con spettroscopia ellissometrica sono stati prodotti risultati sulla deposizione di nanostrutture plasmoniche (A two-step plasma processing for gold nanoparticles supported on silicon near-infrared plasmonics APPLIED PHYSICS LETTERS 96, 043104 (2010; "Nanosize Insight into the Dielectric Function of Silicon-Supported Plasmonic Gold Nanoparticles" PHYSICAL REVIEW B (2010) in press.) e sono stati ottenuti risultati significativi su polimeri semiconduttori( "Tailoring Density and Optical and Thermal Behavior of Gold Surfaces and Nanoparticles Exploiting Aromatic Dithiols" Langmuir 2010, 26(11), 8430–8440. Il tema relativo ai materiali semiconduttori III-V ha portato ad un contributo significativo nel campo dei nitruri sul meccanismo di chemisorbimento di gallio metallico "Adsorption and desorption kinetics of Ga on GaN(0001): Application of Wolkenstein theory" PHYSICAL REVIEW B 82, 075326 (2010) Rilevanti sono i risultati ottenuti sui temi della:-correlazione del contenuto di Pt in elettrodi catalitici depositati via plasma con l'intensità di emissione di Pt nella fase gas determinata via OES("One-Step Plasma Deposition of Platinum Containing Nanocomposite Coatings", Plasma Processes and Polymers , 7 , 51-58(2010)).-correlazione tra chimica/caratteristiche morfologiche e carattere idrofobo/idrofilo del materiale. Realizzazione di materiali plasitci antiriflesso e self clearing ("Influence of Chemistry on Wetting Dynamics of Nanotextured Hydrophobic Surfaces", Langmuir, 26 (7), pp 5196–5201 (2010))-realizzazione di Si cristallino antiriflesso mediante processo di plasma nanotexturing.- rugosita di superfici idrofobe realizzate via plasma etching sul comportamento di osteoblasti umani-ottimizzazione del processo di deposizione di idrossiapatite in matrici organiche-crescita di cellule su scaffold 3D modificati via plasma ( "Biomineralized porous composite scaffolds prepared by chemical synthesis for bone tissue regeneration"; Acta Biomaterialia, 6, 4090–4099(2010)).


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2010 1 25 0 0 0 0 0 0 1 0

Principali collaborazioni-Prof. Drioli, Univ Calabria/CNR-ITM di Cosenza: Modificazione Membrane -Dr Francois Rossi, Joint Reserach Center ISPRA: sviluppo ICPLaboratoire de Genie des Procedes Plasmas et Traitement de Surfaces, Paris (Francia) : sviluppo di materiali biomediciCommisariat a l'energie atomique, Grenoble: materiali per Fuel Cell

Politecnico di Torino: caratterizzazione elettrochimica-Prof April Brown, Duke-University, North Carolina US: Crescita epitassiale di GaN - -Dr Roca, ENEA-Portici: Deposizione PECVD di Silicio




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Commessa: Plasmi per la Scienza dei MaterialiProgetto: Ottica, Fotonica e PlasmiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: BRUNO GIOVANNI



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Dinamica dei processi atomici e molecolari

Commessa: Dinamica dei processi atomici e molecolariProgetto: Ottica, Fotonica e PlasmiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: CACCIATORE MARIO ANTONIO

Risultati conseguiti -- Spettroscopia e dinamica di sistemi elementari in fase gassosa.Esperimenti di fotoionizzazione di He, Ne e Ar polarizzati con tecnica pump-probe combinando sincrotrone e laser IR per la realizzazione di esperimenti quantistici 'quasi-completi'.Misura delle distribuzioni angolari di fotoelettroni di energia compresa tra 10 e 300meV in gas rari ed N2 con la tecnica di velocity map imaging.Caratterizzazione della sorgente FEL-Elettra basata sulla generazione di armoniche da Ti:Sa fs-laser sugli elettroni nell'anello di accumulazione.Esperimenti di fotoionizzazione di NO e acetilene a fotone singolo (9.5eV) e a 2 colori, pump-probe FEL + laser Ti:Sa con risoluzione sub-ps.Primi esperimenti imaging su molecole.Caratterizzazione dei canali di frammentazione del dicatione di acetilene e sviluppo di una modellistica ad-hoc per il canale C+/H+.Misura dello spettro energetico di valenza e distribuzione angolare degli elettroni emessi nella ionizzazione per impatto elettronico di C60 e confronto con modelli teorici -- Studio di sistemi e processi di interesse biologico/farmacologicoMisura degli spettri Auger risonante e caratterizzazione della frammentazione 'sito e stato selettiva' di pirimidine alogenate in prossimità delle soglie K di C e N, confronto con calcoli DFT. Studio teorico/sperimentale di composti nitroaromatici (nitrotoueni) e dei loro isomeri attraverso la caratterizzazione dei processi di ionizzazione di valenza e di core.-- Chimica-Fisica Dei Plasmi1) Misura del quenching dello ione azoto N2+(B, v=0) prodotto con eccitazione laser selettiva da N2 ed O2.L'uso di questo nuovo accurato data set modifica sostanzialmente la misura di E/N con metodi spettroscopici in scariche DBD. 2) Caratterizzazione della dinamica di sviluppo e propagazione dei filamenti in scarica coplanare a singolo filamento innescato/sincronizzato con laser e con impulso di sovratensione di breakdown ed osservazione spettroscopica ad alta risoluzione spaziale/temporale.(Attività svolta in ambito accordo CNR-AVCR 2010-2012)3) Studio della carica depositata in trappole presenti in una barriera dielettrica di Al2O3 sottoposta a scarica DBD (He, aria) di tipo diffuso e/o filamentare caratterizzando ex-situ lo stato di riempimento delle trappole con spettroscopia di termoluminescenza.

4) Misura LIF di OH (X) prodotto in scariche DBD di volume a pressione atmosferica in miscele He-Ar-H2O ed in cella da fotodissociazione laser UV di H2O2 miscelato con H2O/He.Uno studio simile è stato avviato anche su una scarica DBD di superficie presso IPP-Praga effettuando misure LIF con un laser OPO a larga banda (Attività svolta in accordo CNR-AVCR 2010-2012). 5) Sviluppo e caratterizzazione di sorgenti di plasma per la "plasma medicine".E' stata sviluppata una sorgente di plasma con scarica DBD di volume funzionante in regime modulato. Il gruppo P. Favia ha avviata una campagna di sperimentazione dell'apparato sul trattamento di cellule tipo Osteoblast.

-- Dinamica di Reazioni alle Interfacce e in Fase Gassosa.

A) Dinamica di processi di superficie alla interfaccia gas-solidi. Catalisi ab initio1) Interazione O con b.cristobalite: sono stati completati i calcoli sulla dinamica di adsorbimento di O sul sito on top di Si-quarzo.Sono state calcolate le probabilità di adsorbimento e le energie trasferite al substrato a diverse energie collisionali.2) Chemiadsorbimento di H su W(001).E' stata studiata la dinamica di ricombinazione Eley-Rideal di H sul sito four-fold del tungsteno a T=500K.Le probabilità di ricombinazione sono state calcolate in un ampio range di energie collisionali. 3) N,N2-cristobalite: in via di completamento i calcoli DFT della superficie di potenziale a dimensionalità completa.4) Interazione CH4-zeolite.E' stato avviato lo studio e sono stati prodotti calcoli quantistici di struttura elettronica DFT delle energie di interazione di CH4 e dei frammenti di dissociazione (H,H2,CH3) messi all'interno di due micro-canali di zeolite ZSM-5. Un obiettivo di questa complessa indagine è capire se CH4 e frammenti possono essere immagazzinati selettivamente all'interno del substrato poroso. Nel calcolo DFT tutti i gradi di libertà substrato-molecola sono rilassati secondo lo schema Car-Parrinello.Risultati preliminari mostrano che i frammenti gassosi possono essere intrappolati in stati legati all'interno del canale18MR.B) Dinamica di processi reattivi e non in fase gassosa. i)Collisioni inelastiche N2-N2.E' stato avviato un nuovo studio sul rilassamento di stati vibrazionali eccitati di N2 in collisioni N2-N2. Nel programma di scattering è stato introdotto un nuovo potenziale di interazione di alta accuratezza prodotto dal gruppo di Perugia in cui si introduce la dipendenza del potenziale dalla coordinata intramolecolare N-N. ii) Processi reattivi:Potenziamento computazionale di algoritmi ipersferici per il calcolo ab-initio della reattività di sistemi reattivi ionici e/o ad alto peso atomico


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2010 1 25 3 4 0 2 0 0 29 0

Principali collaborazioni-- Dipartimento di Chimica Perugia ( Dinamica chimica e potenziali di interazione per reazioni gas-phase e di superficie: Proff. Aquilanti, Cavalli, Pirani, Laganà, Tarantelli )

-- Dipartimento di Farmacia dell'Università di Roma "La Sapienza" (Studio di sistemi e processi di interesse biologico/farmacologico:M. Speranza. PESs ab-initio: Prof. Gianturco)

-- Dipartimento di Chimica dell'Università di Roma "Tor Vergata" (Studio di sistemi e processi di interesse biologico/farmacologico: S. Piccirillo)

-- Dipartimento di Fisica dell'Università "Federico II" di Napoli (Spettroscopia e dinamica di sistemi elementari in fase gassosa: R. Velotta)

-- Dip. Fisica, Università di Milano e CIMAINA; (Spettroscopia e dinamica di sistemi elementari in fase gassosa: P. Piseri, prof. P. Milani)

-- Dipartimento di Chimica, Uni-Bari (Chimica-fisica dei Plasmi: P. Favia; F.. Fracassi)

-- Dipartimento di Fisica, Uni-Trento (Scariche DBD per reforming: P. Tosi)

-- Dip. Scienze Chimiche Uni-Padova (Scariche DBD abbattimento inquinanti atmosferici: C. Paradisi)

-- Dipartimento di Fisica-Bari (Misure ottiche ed elettroniche su semiconduttori: V. Augelli, T. Ligonzo )

-- CNR-ICCOM ( Realizzazione di film organici su semiconduttori via spin coating: Dr. A. Cardone, Prof. G. Farinola)

-- CNR-IOM (Spettroscopia e dinamica di sistemi in fase gassosa: M. DeSimone, A. Kivimaki)

-- Sincrotrone Trieste (Spettroscopia e dinamica di sistemi elementari in fase gassosa: K. Prince, R. Ricther)

-- CNR-IPCF (Spettroscopia e dinamica di sistemi in fase gassosa/ Studio di sistemi e processi di interesse biologico/farmacologico: Dr. V. Carravetta)

-- CNR-ISM (Spettroscopia e dinamica di sistemi in fase gassosa: S. Turchini, N. Zema, A. Amore)

-- CNR-ISMN (Spettroscopia e dinamica di sistemi in fase gassosa: M. Satta)

-- CASPUR-Roma (Calcoli DFT di superfici di energia potenziale di atomi-molecole interagenti con solidi: Dr. N.Sanna, C.Zazza)

-- CINECA – (Sviluppo codici paralleli: Dr Cavazzoni-Erbacci )

-- CIRA-Capua ( Dinamica Catalisi ab initio e Aerospazio, Dr. Borrelli)

-- CNRS-PROMES (Esperimenti e dinamica ab initio di reazioni di catalisi: Dr. Balat-Pichelin )

-- CNRS-LIXAM (France) (Spettroscopia e dinamica di sistemi in fase gassosa: M. Meyer)

-- CNRS-LCAM (France) (Spettroscopia e dinamica di sistemi in fase gassosa: A. Bennani, M. Casagrande)

-- Troitsk Institute for Innovation and Fusion Research, Mosca (Russia) ( Calcoli ab initio di trasferimenti vibro-traslazionali in collisioni molecola/molecola: Proff. Napartovich, A.Kurnosov)

-- Acc.delle Scienze-Institute of Plasma Physiscs Praga, (Scariche DBD per abbattimento di inquinanti: Dr.Simek)

-- Physics Department, Manchester University, Manchester, UK (Spettroscopia e dinamica di sistemi in fase gassosa: Prof. G.C. King)

-- A. F. Ioffe Physical-Technical Institute, SanPietroburgo, Russia (Spettroscopia e dinamica di

sistemi in fase gassosa: Y. Amusia)

-- FHI-MPG, Berlino, Germania (Spettroscopia e dinamica di sistemi in fase gassosa: U. Becker)

-- Research School of Physics and Engineering ANU, Canberra, Australia (Spettroscopia e dinamica di sistemi in fase gassosa: A. Kheifets)

-- State University of Aerospace Instrumentation, SanPietroburgo, Russia (Spettroscopia e dinamica di sistemi in fase gassosa: N. A. Cherepkov)

-- Institute for Electron Physics- Uzghorod, Ucraina (Spettroscopia e dinamica di sistemi in fase gassosa/ Studio di sistemi e processi di interesse biologico: A. Borovik, H. Bohachev)

-- Universidad de Barcelona (Calcoli e esperimenti di dinamica molecolare: Prof. R.Sayos,Prof. Aguilar )

-- Universidad de Bilbao (Teorie del Momento Angolare Complesso: Prof. Sokolovski)

-- Universidad de Madrid (Spagna) (PESs ab-initio:Prof. Aguado; Studio di sistemi e processi di interesse biologico: F. Martin)

-- Instituto de Física Fundamental (IFF), Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) Madrid, Spagna (Studio di sistemi e processi di interesse biologico: G. Garcia)

-- Russian Accademy of Science - St. Pietroburgo (Russia)( Teorie Stereodinamiche: Prof. Vasiutinskii)

-- Physics Department, UCD, Irlanda (Spettroscopia e dinamica di sistemi in fase gassosa:: E. Sokell)

-- Instituto de Ciencias Físicas, UNAM, Messico (Spettroscopia e dinamica di sistemi elementari in fase gassosa: A. Juarez)

-- Physics Department, Tohoku University, Tokyo, Giappone (Spettroscopia e dinamica di sistemi in fase gassosa: K. Ueda)

-- SCSS X-FEL test facility, Spring-8, Giappone (Spettroscopia e dinamica di sistemi in fase gassosa: dr. Mitsuru Nagasono)

-- Università di Nova Gorica, Nova Gorica , Slovenia (Spettroscopia e dinamica di sistemi in fase gassosa: G. De Ninno)

-- School of Physics, University of Western Australia, Australia (Spettroscopia e dinamica di sistemi in fase gassosa: P. Hammond, L. Pravica)




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Tecniche spettroscopiche e optoelettroniche per lo studio di superfici e interfacce

Commessa: Dinamica dei processi atomici e molecolariProgetto: Ottica, Fotonica e PlasmiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: AMBRICO MARIANNA

Risultati conseguiti I trattamenti via plasma eseguiti a pressione vicina a quella atmosferica e temperatura prossima a quella ambiente sono stati in grado di modificare notevolmente le proprietà delle superfici trattate. I substrati di Si trattati via plasma DBD sia di tipo n che p presentano una riduzione dell'angolo di contatto da circa 62° a 3° evidenziando le potenzialita' del trattamento. Risultati analoghi erano stati ottenuti in precedenza su supporti di ITO/vetro. L'interessamento dei primissimi strati della superficie (probabilmente pochi nm) e' risultata anche dalla invarianza del segnale XPS sulle superfici prima e dopo il trattamento via plasma probabilmente perche' il segnale relativo alle modifiche (probabilmente presenza di gruppi OH- legati al silicio) e' al di sotto del limite minimo rivelabile dallo strumento. Il confronto the le misure elettriche (in particolare C-V) condotte sia in aria che in vuoto sui substrati di silicio prima e dopo il trattamento con plasma DBD evidenziano una modifica non indifferente anche del trasporto elettronico della interfaccia ed a un primo esame molto piu' rilevante nei substrati di tipo p rispetto a quelli di tipo n. I risultati delle indagini XPS sulla composizione chimica degli strati di melanina sintetica su silicio hanno evidenziato la presenza delle emissioni del C1s, O1s e N1s in percentuale rispettivamente del 67%, 22% e 11% con gli spettri specifici del C1s O1S e N1s in accordo con altri dati analoghi su melanica sintetica riscontrati nella letteratura piu' recente (P. Bothma et al.,Adv.Mat.) e su quelli ottenuti presso i ns laboratori su melanina sintetica depositata su ITO/vetro (M. Ambrico et al.,Org. Electron.(2010)) Per i film su silicio alla analisi XPS e' stata anche affiancata quella FT-IR il cui risultato ha dato uno spettro in accordo con quello della melanina naturale estratta da sepia. Il notevole vantaggio nel realizzare con successo strutture MIS melanina-based su silicio e' stato quello di poter discriminare meccanismi di trasporto originali e di notevole interesse nella elettronica organica in vista della implementazione di questo polimero notevolmente diffuso in natura in dispositivi di vario genere. Inoltre superare la barriera della costruzione di una interfaccia netta con il silicio senza utilizzare altri strati organici sulla superficie di silicio (silanizzazione) e' stato altamente positivo per evidenziare l'effetto del solo strato di melanina sul trasporto elettronico. I meccanismi di trasporto sono risultati molto diversi se effettuate in aria (alto grado di idratazione dello strato di melanina) o in vuoto (rimozione dell'acqua debolmente legata o adsorbita sulla superficie). In aria le misure di C-V hanno evidenziato la presenza di isteresi con aree della curva di isteresi dipendente dalla velocita' della rampa di tensione. Il segno di percorrenza delle isteresi indica inoltre che i portatori intrappolati hanno lo stesso segno dei portatori maggioritari dei substrati ed evidenziano la presenza nella matrice di melanina sintetica sia di trappole per buche (attive nel

caso del silicio p) che per elettroni (attive nel silicio n). Queste sono state attribuite alla presenza di acqua debolmente legata o adsorbita sulla superficie che e' una caratteristica nota di questo polimero. In vuoto le curve di isteresi capacita'-tensione appaiono completamente diverse in forma e ampiezza dell'area sottesa. Inoltre si verifica una inversione del senso di percorrenza della isteresi il che indica la presenza di meccanismi di trasporto regolati da portatori di diversa natura. Il confronto dei nostri dati con quelli presenti in letteratura relativi a misure condotte su polimeri inclusi in strutture analoghe ha permesso di attribuire in questo caso il meccanismo di trasporto a ioni mobili piuttosto che ad elettroni o buche. I dati sono in fase di ulteriore elaborazione e saranno oggetto di un prossimo lavoro in stesura.Va sottolineato che questi risultati in qualche modo completano e confermano quelli gia' pubblicati relativi a melanina su ITO/vetro .Per quanto concerne i substrati di silicio nano strutturato da interfacciare con strati di melanina sintetica i risultati della caratterizzazione optoelettronica hanno evidenziato un originale comportamento fotovoltaico strettamente collegato al tipo di substrato e alla chimica della superficie. In particolare il comportamento fotovoltaico e' stato riscontrato nel silicio p e non nel silicio n a parita' di nano strutturazione. Questo e' strato attribuito al tipo particolare di plasma (CF4 ) utilizzato e alla chimica superficiale tipica del gas utilizzato per il plasma. I risultati qui brevemente descritti sono stati oggetto di una pubblicazioni (R.di Mundo et al., Plasma Processes and Polymers in press)


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2010 0 1 0 1 0 0 0 0 5 0

Principali collaborazioniIl lavoro di ricerca e' stato svolto prevalentemente all'interno delle collaborazioni descritte nel presente modulo; altre collaborazioni attivate durante il presente anno anche in relazione ad attivita' di ricerche affini a quelle del modulo sono state quelle con il Dr. Fabio Palumbo e la Dr.ssa R. di Mundo per l'analisi XPS, FTIR e per le misure di spessore ed angolo di contatto, microscopia elettronica, e con il prof. L. Schiavulli per la Termoluminescenza




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Dinamica di Plasmi e Laser-Plasmi

Commessa: Dinamica di Plasmi e Laser-PlasmiProgetto: Ottica, Fotonica e PlasmiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: LONGO SAVINO

Risultati conseguiti 1) Materiali e dispositivi per l'energia nucleare: nuove simulazioni di trasporto di specie cariche (H3+,H2+,H+,H-,Cs+) e neutre (H2, H, Cs), estrazione di particelle cariche, in parte sotto contratto F4E.2) Aerospazio: nuovi calcoli di grandezze di trasporto e collegati integrali di collisione per specie delle atmosfere di Marte e Giove ad alta temperatura, calcoli di spettri di radiazione in plasmi H. Design per il database legato alle attività FP7.3) LIBS per la scienza dei materiali: produzione di nanotubi di carbonio mediante laser in acqua ad alta pressione4) Astrofisica: calcoli di velocità specifiche di reazione per il primo Universo, analisi superficiali spazialmente risolte di meteoriti metalliche, analisi di ulteriori campioni di meteoriti rocciose di cui uno non classificato in precedenza

Le pubblicazioni prodotte sono distribuite sulle riviste ISI seguenti nel numero riportato a seguire:

Astrophysical Journal 1Atomic and Plasma-material Interaction Data for Fusion 1Computer Physics Communications 1European Physical Journal D 1Geochimica & Cosmochimica Acta 1Journal of Physics B 1Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 1Physics of Plasmas 2Plasma Sources Science and Technology 1Spectrochimica Acta B 7Surface & Coatings Technology 1


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2010 0 17 0 3 0 0 0 0 5 0

Principali collaborazioniAntonio D'Angola Università della BasilicataBoris Smirnov RAS MoskowSergey Surzikov IPMEK RAS MoskowKhalid Hassouni LIMHP Paris NordIgor Gray Perth AustraliaRalph Shneider IPP GreifswaldJonathan Tennyson UCL LondraRamon Sayos Univ BarcellonaFernando Pirani Univ PerugiaDaniele Galli INAF Osservatorio Arcetri

Radko Janev Macedodian Academy




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Interazione Laser Materia

Commessa: Interazione Laser MateriaProgetto: Ottica, Fotonica e PlasmiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: SANTAGATA ANTONIO

Risultati conseguiti I risultati delle attività scientifiche svolte hanno permesso che 5 lavori fossero già pubblicati nel 2010 mentre altri 4 sono in fase di pubblicazione ed 1 in attesa di valutazione. Tutte le riviste dei lavori contemplati sono JCR e la media degli Impact Factor degli ultimi 5 lavori in fase di pubblicazione e in attesa di valutazione risulta essere di assoluto rilievo (IF=3.5).In particolare sono stati ottenuti risultati di rilievo nella: - produzione di complessi in fase gassosa dei cromofori fluoro e cloro-sostituiti con varie molecole chirali e non (acqua, ammine, alcoli) e analisi degli spettri di assorbimento R2PI che ha permesso di ottenere informazioni sull'effetto della posizione orto, meta e para del fluoro/cloro sulla struttura e sulla reattività di tali complessi e di confrontare l'effetto dei due diversi sostituenti alogeni;- sviluppo di appropriati modelli per calcoli teorici ab initio al fine di poter determinare, per ogni complesso, le strutture più stabili, le energie relative e gli spettri di assorbimento. In particolare, utilizzando metodi CASSCF (Complete Active Space Self-Consistent Field) è stato possibile prevedere gli shift spettrali dei complessi e di assegnare le strutture dei vari isomeri individuati. E' stato così possibile, per mezzo del connubio tra esperimenti e previsioni teoriche, chiarire le proprietà e la disposizione spaziale delle singole molecole costituenti i cluster organici prodotti e i relativi potenziali di ionizzazione;- valutazione dei parametri elementari di processo: della LIBS con singoli impulsi laser al ns e fs e definizione di un nuovo approccio per l'analisi composizionale di bronzi ed ottoni; della formazione e successivo frazionamento delle nanoparticelle indotte da impulsi laser ultra-corti (fs) tramite

l'utilizzo, nella configurazione ortogonale, della LIBS a doppio impulso fs/ns;- acquisizione di ulteriori dati sperimentali che hanno consentito di progredire gli studi sull'analisi dei meccanismi di formazione di centri di colore in cristalli ionici e formulare delle ipotesi per la modellizzazione dei fenomeni coinvolti;- deposizione, con impulsi laser al ns e fs, di film sottili innovativi di tipo organico ed inorganico quali: pepsina, carburi di Ti, Hf, Zr, V, Cr e Ta, materiali magnetici (SmCo) e film sottili a base di carbonio con ibridazione sp2 (es. grafene). In particolare per i materiali a base di carbonio è stato approfondito, attraverso studi sulla morfologia, la struttura e la densità dei film depositati nonché delle loro proprietà di emissione di campo, come la lunghezza d'onda della sorgente laser utilizzata e trattamenti termici possano condizionare le proprietà dei film depositati;- generazione di nanodiamanti tramite ablazione di grafite in acqua tramite l'utilizzo di sorgenti laser ad impulso ultracorto (fs).In generale, per poter determinare come le singole variabili sperimentali (fluenza, lunghezza d'onda e durata dell'impulso laser, temperatura del substrato ecc.) possano condizionare la crescita e le proprietà funzionali dei materiali depositati, si è svolto un lavoro di caratterizzazione metodico delle loro proprietà chimico-fisiche e morfologiche attraverso l'ausilio delle seguenti tecniche ex situ: Micro-Raman, XRD standard e ad angolo radente, SEM, AFM, STM, XRF e XPS.


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2010 0 5 0 0 0 0 0 0 9 0

Principali collaborazioniNel corso delle ricerche svolte si è avuto modo di collaborare con varie istituzioni nazionali ed internazionali quali: Università degli Studi 'La Sapienza (Roma), Università degli Studi di Tor Vergata (Roma), Università degli Studi della Basilicata (Potenza), Università di Napoli Federico II, Università di Perugia, Università di Bari, Università degli Studi di Bologna, ENEA - Laboratori Nazionali di Frascati, diversi istituti del CNR (IM, IMAA, ISMNS, IBAM, ISMN, IPFC e IMM), Harvard University, Rutgers University, Washington State University, Iowa State University, Russian Accademy of Sciences; nonché con società private: T.E.S. S.r.l. e Space Engineering S.p.A.Nel corso dell'anno 2010 è stato sottoscritto un accordo con Basilicata Innovazione tramite il quale sarà possibile attivare progetti congiunti per la validazione di metodi di produzione via laser di nanodiamanti e/o film sottili di fenoli ed eventualmente loro brevettabilità delle metodologie sviluppate.Si deve sottolineare, inoltre, la stretta collaborazione in corso con la Regione Basilicata – Dipartimento Cultura e Formazione, che, nell'ambito del programma dipartimentale "Patto con i Giovani" ed il finanziamento di due progetti di ricerca proposti da cinque ex assegnisti GEL (Giovani Eccellenze Lucane), sostiene parte delle attività in corso di svolgimento.




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2 0 4 0 0 0 0 6

Dinamica dei processi di superficie indotti da chemi / fisiadsorbimento di atomi e molecole

Commessa: Sviluppo di metodologie computazionali per la progettazione e caratterizzazione in silico di processi di interesse per la soft matter

Progetto: Modelling predittivo delle funzionalità in sistemi nanostrutturati di interesse biologico e tecnologico

Dipartimento: Progettazione MolecolareResponsabile: RUTIGLIANO MARIA

Risultati conseguiti I risultati ottenuti non inducono a ipotizzare la formazione di un legame covalente tra la specie ospitata e la zeolite. Infatti la molecola di metano è solo debolmente legata nei pori più larghi (18MR) mentre all'interno dei pori più stretti (12MR) a causa della vicinanza delle nubi elettroniche l'interazione chimica che ne risulta è repulsiva. Paragonando i risultati ottenuti mediante calcoli DFT con quelli DFT-D è evidente che le energie di dispersione sono cruciali per un corretto trattamento dell'energetica d'interazione e che le forze a lungo range influenzano i processi di adsorbimento.Alle stesse conclusioni si arriva anche considerando altre specie quali l'idrogeno, atomico e molecolare, e il radicale CH3.Questi primi risultati sono l'oggetto di un primo lavoro in fase di preparazione.


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2010 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniParticolare importanza ha avuto la collaborazione con il Dr. Palma responsabile del modulo PM.P07.004.010 di questa stessa commessa e con il personale del CASPUR di Roma, nelle persone del Dr. N. Sanna e Dr. C. Zazza.




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Dinamica dei processi di superficie indotti dal chemi/fisiadsorbimento di atomi e molecole.

Commessa: Sviluppo di metodologie computazionali per la simulazione di processi reattiviProgetto: Modelling predittivo delle funzionalità in sistemi nanostrutturati di interesse

biologico e tecnologicoDipartimento: Progettazione MolecolareResponsabile: RUTIGLIANO MARIA



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Metodi teorici e computazionali per il calcolo e la comprensione di processi chimici in fase gassosa

Commessa: Sviluppo di metodologie computazionali per la simulazione di processi reattiviProgetto: Modelling predittivo delle funzionalità in sistemi nanostrutturati di interesse

biologico e tecnologicoDipartimento: Progettazione MolecolareResponsabile: DE FAZIO DARIO



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2010 0 0 0 3 0 0 0 0 0 0





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Attività RSTL

Nuovi strumenti teorico-computazionali per la dinamica dei nanoaggregati.

Responsabile: DE FAZIO DARIO



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2010 0 0 0 0 0 0 0 0 3 0





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Brevetti

1 Fabio Palumbo, Riccardo d'Agostino, Rosa di mundo - Elementi ottici plastici con caratteristiche antiappannanti e metodo per la loro realizzazione

2 J.-L DUBOIS.; M. ARESTA; A. DIBENEDETTO; C. FERRAGINA; F. NOCITO - SYNTHESIS PROCESS OF POLYOL CARBONATE FROM POLYOLS, CONDUCTED IN USING A DUBOIS

Articoli ISI

1 A. K. Kurnosov; A. P. Napartovich; S. L. Shnyrev; M. Cacciatore . - A database for V–V state-to-state rate constants in N2–N2 and N2–CO collisions in a wide temperature range: dynamical calculations and analytical approximations - PLASMA SOURCES SCIENCE & TECHNOLOGY, Vol. 19, Pagg. 045015-

2 V. Yarzhmensky, M. Ya Amusia, P. Bolognesi, L. Avaldi - A study of the Ne 2s2p5(3P)3s and 3p correlation satellites up to 75 eV above threshold - JOURNAL OF PHYSICS B-ATOMIC MOLECULAR AND OPTICAL PHYSICS, Vol. 43, Pagg. 185204-

3 G. Bruno, G. V. Bianco, M. M. Giangregorio, A. Sacchetti, P. Capezzuto, M. Losurdo - A two-step plasma processing for gold nanoparticles supported on silicon near-infrared plasmonics - APPLIED PHYSICS LETTERS, Vol. 96, Pagg. 43104-

4 N. De Vietro, F. Fracassi, P. Favia, R. dʼAgostino - Acid/Base Gas/Liquid Adsorption Properties of Carbon Black Modified in NH3/O-2 RF Glow Discharges - PLASMA PROCESSES AND POLYMERS, Vol. 7, Pagg. 582-

5 G. Bruno, M. Losurdo, Tong-Ho Kim, A. Brown - Adsorption and desorption kinetics of Ga on GaN(0001): Application of Wolkenstein theory - PHYSICAL REVIEW B, Vol. 82, Pagg. 75326-

6 G. Dilecce, P.F. Ambrico, S. De Benedictis - Advanced optical diagnostics in Dielectric Barrier Discharges at atmospheric pressure - PURE AND APPLIED CHEMISTRY, Vol. 82, Pagg. 1201-1207

7 T.-H. Kim, S. Choi, A. S. Brown, M. Losurdo, G. V. Bianco, M. M. Giangregorio, G. Bruno - Advanced real time metrology of AlGaN/GaN and InGaN/GaN epitaxy - ADVANCES IN SPACE SCIENCE AND TECHNOLOGY, Vol. 75, Pagg. 124-

8 A. Cossaro, M. DellʼAngela, A. Verdini, M. Puppin, G. Kladnik, M. Coreno, M. de Simone, A. Kivimäki, D. Cvetko, M. Canepa, L. Floreano - Amine Functionalization of Gold Surfaces: Ultra High Vacuum Deposition of Cysteamine - JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY C, Vol. 114, Pagg. 15011-15014

9 M.G. Raucci, V. DʼAntò, V. Guarino, E. Sardella, S. Zeppetelli, P. Favia, L. Ambrosio - Biomineralized porous composite scaffolds prepared by chemical synthesis for bone tissue regeneration - ACTA BIOMATERIALIA, Vol. 6, Pagg. 4090-

10 G. Dilecce, P.F. Ambrico, S. De Benedictis - CH spectroscopic observables in a He-CH4 and N2-CH4 atmospheric pressure dielectric barrier discharges - JOURNAL OF PHYSICS D-APPLIED PHYSICS, Vol. 43, Pagg. 124004-

11 A. De Bonis, R. Teghil, J.V. Rau, A. Galasso, S. Orlando, A. Santagata - Characterization of gaseous phase and nanoparticles produced in ultra-short pulsed laser ablation of transition metal borides - APPLIED SURFACE SCIENCE, Vol. , Pagg. -

12 P. Acquafredda, E. Bisceglie, D. Bottalico, R. Brescia, M. Brigida, G.A. Caliandro, M. Capitelli, G. Casamassima, T. Cassano, R. Celiberto, G. Cicala, V. Crismale, A. De Giacomo, O. De Pascale, C. Favuzzi, G. Ferraro, P. Fusco, G. Senesi, C. Gorse, - Characterization of polycrystalline diamond films grown by Microwave Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (MWPECVD) for UV radiation detection - NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH, Vol. 617, Pagg. 405-

13 Anna Maria Coclite, Antonella Milella, Fabio Palumbo, Francesco Fracassi and Riccardo d'Agostino - Chemical and Morphological Characterization of Low-k Dielectric Films Deposited From Hexamethyldisiloxane and Ethylene RF Glow Discharges - PLASMA PROCESSES AND POLYMERS, Vol. 7, Pagg. 1022-

14 N.Belouaggadia, I.Armenise, M.Capitelli, F.Esposito, R.Brun - Computation of Vibration-Dissociation Nonequilibrium Boundary Layers: Comparison of Various Models - JOURNAL OF THERMOPHYSICS AND HEAT TRANSFER, Vol. 24, Pagg. -

15 G. D'Ammando, G. Colonna, L.D. Pietanza, M. Capitelli - Computation of Thermodynamic Plasma Properties: A Simplified Approach - SPECTROCHIMICA ACTA PART B-ATOMIC SPECTROSCOPY, Vol. 65, Pagg. 603-615

16 L. Armelao, , S. Quici, F.Barigelletti, G. Accorsi, G. Bottaro, M. Cavazzini, E. Tondello, - Design of luminescent lanthanide complexes: From molecules to highly efficient photo-emitting materials - COORDINATION CHEMISTRY REVIEWS, Vol. 254, Pagg. 287-

17 M. Tavani; A. Giuliani; A.W. Chen; A. Argan; G. Barbiellini; A. Bulgarelli; P. Caraveo; P.W. Cattaneo; V. Cocco; T. Contessi; F. D'Ammando; E. Costa; M. Mastropietro - Direct evidence for hadronic cosmic-ray acceleration in the supernova remnant IC 443 - ASTROPHYSICAL JOURNAL, Vol. 710, Pagg. L151-L155

18 R. Flammini; M. Satta; E. Fainelli, L. Avaldi - Effect of the charge localization in the C$^{+}$-H$^{+}$ fragmentation pathway of the ethyne dication - PHYSICAL REVIEW A, Vol. 83, Pagg. 014501-

19 M.P. Casaletto; G. Landi; L. Lisi;, P. Patrono; F. Pinzari - Effect of the support on the catalytic properties of vanadyl phosphate in the - JOURNAL OF MOLECULAR CATALYSIS A-CHEMICAL, Vol. 329, Pagg. 50-56

20 M. Capitelli, R. Celiberto, G. Colonna, G. D'Ammando, O. De Pascale, P. Diomede, F. Esposito, C. Gorse, A. Laricchiuta, S. Longo, L.D. Pietanza - From Cold to Fusion Plasmas: Spectroscopy, Molecular Dynamics and Kinetic Considerations - JOURNAL OF PHYSICS B-ATOMIC MOLECULAR AND OPTICAL PHYSICS, Vol. 43, Pagg. 144025-

21 S. Orlando, S.C. Langford, J.T. Dickinson - Generation of color centers in alkali halide single crystals using ultrafast laser pulses - JOURNAL OF OPTOELECTRONICS AND ADVANCED MATERIALS, Vol. 12, Pagg. 707-710

22 G.S. Senesi ; P.A. Benedetti; G. Cristoforetti ; S. Legnaioli ; V. Palleschi - Hydrogen Balmer ¦Á line behavior in Laser-Induced Breakdown Spectroscopy depth scans of Au, Cu, Mn, Pb targets in air - SPECTROCHIMICA ACTA PART B-ATOMIC SPECTROSCOPY, Vol. 65, Pagg. 557-564

23 M. Ambrico, A. Cardone, T. Ligonzo, V. Augelli, P. F. Ambrico, S. Cicco; G.M. Farinola; M Filannino;G. Perna; V. Capozzi - Hysteresis-type current-voltage characteristics in Au/eumelanin/ITO/glass structure: Towards melanin based memory - ORGANIC ELECTRONICS, Vol. 11, Pagg. 1809-1814

24 R. Di Mundo, F. Palumbo, R. dʼAgostino - Influence of Chemistry on Wetting Dynamics of Nanotextured Hydrophobic Surfaces - LANGMUIR, Vol. 26, Pagg. 5196-

25 C. Ferragina; R. Di Rocco; P. Giannoccaro; L. Petrilli - Intercalation of Ru(II) tris (1,10-phenanthroline) complex in a- and g-zirconium dihydrogen phosphate. Synthesis, thermal behaviour and X-ray characterization - MATERIALS RESEARCH BULLETIN, Vol. 45, Pagg. 34-39

26 R. Flammini; E.Fainelli; L. Avaldi - Ion-ion coincidence experiments with low extraction fields - JOURNAL OF ELECTRON SPECTROSCOPY AND RELATED PHENOMENA, Vol. 180, Pagg. 39-45

27 M. Rutigliano; M. Cacciatore - Isotope and surface temperature effects for hydrogen recombination on a graphite surface. - CHEMPHYSCHEM, Vol. 9, Pagg. 171-

28 L.D. Pietanza, G. Colonna, A. De Giacomo, M. Capitelli - Kinetic Processes for Laser Induced Plasma Diagnostic: a Collisional-Radiative Model Approach - SPECTROCHIMICA ACTA PART B-ATOMIC SPECTROSCOPY, Vol. 65, Pagg. 616-

29 M. Dell'Aglio, A. De Giacomo, R. Gaudiuso, O. De Pascale, G.S. Senesi, S. Longo - Laser Induced Breakdown Spectroscopy applications to meteorites: chemical analysis and composition profiles. - GEOCHIMICA ET COSMOCHIMICA ACTA, Vol. , Pagg. -

30 R. Gaudiuso, M. Dellʼaglio, O. De Pascale, G.S. Senesi, A. De Giacomo - Laser Induced Breakdown Spectroscopy for Elemental Analysis in Environmental, Cultural Heritage and Space Applications: A Review of Methods and Results - SENSORS, Vol. 10, Pagg. 7434-7468

31 G. Cristoforetti, A. De Giacomo, M. Dell'Aglio, S. Legnaioli, E. Tognoni, V. Palleschi, N. Omenetto - Local Thermodynamic Equilibrium in Laser-Induced Breakdown Spectroscopy: Beyond the McWhirter criterion - SPECTROCHIMICA ACTA PART B-ATOMIC SPECTROSCOPY, Vol. 65, Pagg. 85-95

32 R. Di Mundo, R. Gristina, E. Sardella, F. Intranuovo, M. Nardulli, A. Milella, F. Palumbo, R. d'Agostino, P. Favia - Micro-/Nanoscale Structuring of Cell-Culture Substrates with Fluorocarbon Plasmas - PLASMA PROCESSES AND POLYMERS, Vol. 7, Pagg. 212-

33 F.Taccogna; P. Minelli; S. Longo; M. Capitelli; R. Schneider - Modeling of a negative ion source. III. Two-dimensional structure of the extraction region - JOURNAL OF PLASMA PHYSICS, Vol. 17, Pagg. 63502-

34 G. D'Ammando, L.D. Pietanza, G. Colonna, S. Longo, M. Capitelli - Modelling Spectral Properties of Non-Equilibrium Atomic Hydrogen Plasma - SPECTROCHIMICA ACTA PART B-ATOMIC SPECTROSCOPY, Vol. 65, Pagg. 120-129

35 M. Feroci; E. Costa; I. Donnarumma; Y. Evangelista; I. Lapshov; F. Lazzarotto; L. Pacciani; M. Rapisarda; M. Mastropietro - Monitoring the hard X-ray sky with SuperAgile - ASTRONOMY & ASTROPHYSICS, Vol. 510, Pagg. A9-

36 P. Diomede; S. Longo - Monte Carlo Cs+ transport from a point source in negative ion sources: effect of the deuterium flow - PLASMA SOURCES SCIENCE & TECHNOLOGY, Vol. 19, Pagg. 015019-

37 M. Šimek, P.F. Ambrico, S. De Benedictis , G. Dilecce, V. Prukner and J. Schmidt - N2(A3Î£u+) behavior in N2 ¬NO surface dielectric barrier discharge under modulated AC regime at atmospheric pressure - JOURNAL OF PHYSICS D-APPLIED PHYSICS, Vol. 43, Pagg. 124003-

38 M. Losurdo, M. M. Giangregorio, G V. Bianco; Alexandra A. Suvorova; C. Kong, S. Rubanov, P. Capezzuto, J. Humlicek, G. Bruno - Nanosize Insight into the Dielectric Function of Silicon-Supported Plasmonic Gold Nanoparticles - PHYSICAL REVIEW B, Vol. , Pagg. -

39 F. Taccogna; S. Longo; M. Capitelli; Schneider - On a new mechanism inducing anomalous transport in surface-dominated magnetically confined plasma: The sheath instability - NUOVO CIMENTO B, Vol. 125, Pagg. 529-538

40 G. Dilecce; P. F. Ambrico ; S. De Benedictis - On the collision quenching of N2 +(B 2Î£+u , v = 0) by N2 and O2 and its influence on the measurement of E/N by intensity ratio of nitrogen spectral bands - JOURNAL OF PHYSICS D-APPLIED PHYSICS, Vol. 43, Pagg. 195201-

41 A. M. Coclite , A. Milella , R. d'Agostino , F. Palumbo - On the relationship between the structure and the barrier performance of plasma deposited silicon dioxide-like films - SURFACE & COATINGS TECHNOLOGY, Vol. 204, Pagg. 4012-

42 E. Dilonardo, A. Milella, F. Palumbo, G. Capitani, R. d'Agostino, F. Fracassi - One-Step Plasma Deposition of Platinum Containing Nanocomposite Coatings - PLASMA PROCESSES AND POLYMERS, Vol. 7, Pagg. 51-

43 P. Giannoccaro; C. Ferragina; M. Gargano; E. Quaranta; - Pd-catalysed oxidative carbonylation of amino alcohols to N,N0-bis(hydroxyalkyl)ureas under mild conditions using molecular oxygen as the oxidant - APPLIED CATALYSIS A-GENERAL, Vol. 375, Pagg. 78-84

44 D.M. Trucchi, A. Zanza, A. Bellucci, V. Marotta, S. Orlando - Photoconductive and photovoltaic evaluation of In2O3-SnO2 multilayered thin-films deposited on silicon by reactive pulsed laser ablation - THIN SOLID FILMS, Vol. 518, Pagg. 4738-4742

45 P. OʼKeeffe, P. Bolognesi, A. Miheli, A. Moise, R. Richter, G. Cautero, L. Stebel, R. Sergo, L. Pravica, E. Ovcharenko, P. Decleva, and L. Avaldi - Photoelectron angular distributions from polarized Ne* atoms near threshold - PHYSICAL REVIEW A, Vol. 82, Pagg. 052522-

46 H. Fukuzawa, E.V. Gryzlova, K. Motomura, A. Yamada, K. Ueda, A.N. Grum-Grzhimailo, S.I. Strakhova, K. Nagaya, A. Sugishima, Y. Mizoguchi, H. Iwayama, M. Yao, N. Saito, P. Piseri, T. Mazza, M. Devetta, M. Coreno, M. Nagasono, K. Tono, M. Yabashi, T Ishikaw - Photoelectron spectroscopy of sequential three-photon double ionization of Ar irradiated by EUV free-electron laser pulses - JOURNAL OF PHYSICS B-ATOMIC MOLECULAR AND OPTICAL PHYSICS, Vol. 43, Pagg. 111001-

47 A. Moise, M. Alagia, L. Avaldi , V. Feyer, K. C. Prince and R. Richter - Photoionization of laser-excited Cesium atoms above the 4d ionization threshold. - JOURNAL OF PHYSICS PART B ATOMIC AND MOLECULAR PHYSICS, Vol. 43, Pagg. 215001-

48 A. M. Coclite, A. Milella, F. Palumbo, C. Le Pen, R. d'Agostino, - Plasma Deposited Organosilicon Multistacks for High-Performance Low-Carbon Steel Protection - PLASMA PROCESSES AND POLYMERS, Vol. 7, Pagg. 802-

49 E. Dilonardo, A. Milella, F. Palumbo, J. Thery, S. Martin, G. Barucca, P. Mengucci, R. d'Agostino, F. Fracassi - Plasma deposited Pt-containing hydrocarbon thin films as electrocatalysts for PEM fuel cell - JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY, Vol. , Pagg. -

50 A. Lahmam-Bennani; E. M. Staicu Casagrande; A. Naja;C. Dal Cappello; P. Bolognesi - Predominance of the second-order, two-step mechanism in the electron impact double ionization of helium at intermediate impact energy - JOURNAL OF PHYSICS PART B ATOMIC AND MOLECULAR PHYSICS, Vol. 43, Pagg. 105201-105208

51 P. Bolognesi, P. OʼKeeffe, E. Ovcharenko, M. Coreno, L. Avaldi, V. Feyer,O. Plekan, K. C. Prince, W. Zhang, and V. Carravetta - Pyrimidine and halogenated pyrimidine near edge x-ray absorption fine structure spectra at C and N K-edges: Experiment and theory - JOURNAL OF CHEMICAL PHYSICS, Vol. 133, Pagg. 343002-

52 S. Melandri, L. Evangelisti, A. Maris, W. Caminati, B.M. Giuliano, V. Feyer, K.C. Prince, M. Coreno - Rotational and Core Level Spectroscopies As Complementary Techniques in Tautomeric/Conformational Studies: The Case of 2-Mercaptopyridine - JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY, Vol. 132, Pagg. 10269-10271

53 A. Kivimäki, J. Álvarez-Ruiz, M. Coreno, M. Stankiewicz, G. Fronzoni, M. Stener, P. Decleva - S 2p photoabsorption of the SF5CF3 molecule: Experiment, theory and comparison with SF6 - CHEMICAL PHYSICS, Vol. 375, Pagg. 101-109

54 A. M. Coclite, G.Ozaydin-Ince, F. Palumbo, A. Milella, K. K. Gleason - Single-Chamber Deposition of Multilayer Barriers by Plasma Enhanced and Initiated Chemical Vapor Deposition of Organosilicones - PLASMA PROCESSES AND POLYMERS, Vol. 7, Pagg. 561-

55 R. Fantoni; A. De Giacomo - Spectrochimica Acta - Part B Atomic Spectroscopy: Preface - SPECTROCHIMICA ACTA PART B-ATOMIC SPECTROSCOPY, Vol. 65, Pagg. 591-598

56 G. Cicala, R. Brescia, M.A. Nitti, A. Romeo, D. Altamura, C. Giannini, M. Capitelli, P. Spinelli, S. Schutzmann - Study of polycrystalline diamond deposition by continuous and pulsed discharges - SURFACE & COATINGS TECHNOLOGY, Vol. 204, Pagg. 1884-1888

57 G. Cicala; D. Bruno; M. Capitelli; S. Longo; A.C. Rainò - Study of shock waves interacting with Ar and N2 low pressure dc discharges - EUROPEAN PHYSICAL JOURNAL D, Vol. 57, Pagg. 375-

58 C. Ingrosso , E. Sardella , S. Keller , S. Dohn , M. Striccoli , A. Agostiano, A. Boisen , M. L. Curri - Surface Functionalization of Epoxy-Resist- Based Microcantilevers with Iron Oxide Nanocrystals - ADVANCED MATERIALS, Vol. 22, Pagg. 3288-

59 E. Angelini, S. Grassini, G.M. Ingo, D. Monbello, F. Fracassi, F. Palumbo - Surface analysis of SiO2-like high-barrier thin films for protection of silver artefacts - SURFACE AND INTERFACE ANALYSIS, Vol. 42, Pagg. 666-

60 M. M.Giangregorio, G. V.Bianco, A. Sacchetti, P. Capezzuto, M. Losurdo, G. Bruno - Surface modification of ZnO induced by hydrogen and nitrogen and their impact on light emission properties” - ADVANCES IN SPACE SCIENCE AND TECHNOLOGY, Vol. 75, Pagg. 130-

61 J.A. Ruiz, A. Casu, M. Coreno, M. de Simone, L.M.H. Campo, A.M. Juarez-Reyes, A. Kivimaki, S. Orlando, M. Sanz, C. Spezzani, M. Stankiewicz, D.M. Trucchi - Synchrotron radiation photoionization mass spectrometry of laser ablated species - NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION B-BEAM INTERACTIONS WITH MATERIALS AND ATOMS, Vol. 268, Pagg. 425-429

62 Cardone, C. Martinelli, V. Pinto, F. Babudri, M. Losurdo, G. Bruno, P. Cosma, F. Naso, G. M. Farinola, - Synthesis and Characterization of Perfluorinated Arylenevinylene Polymers - JOURNAL OF POLYMER SCIENCE PART A-1-POLYMER CHEMISTRY, Vol. 48, Pagg. 205-

63 G. Bruno, F. Babudri, A. Operamolla, G. V. Bianco, M. Losurdo, M. M. Giangregorio, O. Hassan Omar, F. Mavelli, G. M. Farinola, P. Capezzuto, F. Naso - Tailoring Density and Optical and Thermal Behavior of Gold Surfaces and Nanoparticles Exploiting Aromatic Dithiols - LANGMUIR, Vol. 26, Pagg. 8434-

64 E. Dilonardo, M. M. Giangregorio, M. Losurdo, P. Capezzuto, G. Bruno, A. Cardone, C. Martinelli, G. M. Farinola, F. Babudri, F. Naso - Tailoring optical properties of Blue-Gap Poly(p-phenylene vinylene)s for LEDs applications - ADVANCES IN SPACE SCIENCE AND TECHNOLOGY, Vol. 75, Pagg. 118-

65 V. Feyer, O. Plekan,Robert Richter, M. Coreno, M. de Simone, K.C. Prince, A.B. Trofimov, I.L. Zaytseva, J. Schirmer - Tautomerism in Cytosine and Uracil: A Theoretical and Experimental X-ray Absorption - JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY A, Vol. 114, Pagg. 10270-10276

66 M. Kollar; A. De Stefanis; H. E. Solt; M. R. Mihàlyi; J.Valyon; A. A.G. Tomlinson - The mechanism of the Fischer-Tropsch reaction over supported cobalt catalysts - JOURNAL OF MOLECULAR CATALYSIS A-CHEMICAL, Vol. 333, Pagg. 37-45

67 A. De Giacomo, R. Gaudiuso, M. Dell'Aglio, A. Santagata - The role of continuum radiation in laser induced plasma spectroscopy - SPECTROCHIMICA ACTA PART B-ATOMIC SPECTROSCOPY, Vol. 65, Pagg. 385-394

68 M. Nardulli, M. Belviso, P. Favia, R. d'Agostino, R.Gristina - The study of specific and nonspecific hepatoma cells behavior by means of plasma-treated substrates - JOURNAL OF BIOMEDICAL MATERIALS RESEARCH-APPLIED BIOMATERIALS, Vol. 94b, Pagg. 97-

69 P. F. Ambrico, M. Ambrico, A. Colaianni, L. Schiavulli, G. Dilecce, S. De Benedictis - Thermoluminescence study of the trapped charge at an alumina surface electrode in different dielectric barrier discharge regimesâ - JOURNAL OF PHYSICS D-APPLIED PHYSICS, Vol. 43, Pagg. 325201-

70 G. Cicala; R. Brescia; M.A. Nitti; A. Romeo; M.Ambrico; L. Schiavulli; G. Perna; V. Capozzi - Thermoluminescent response of thin(2 [micro sign]m) polycrystalline diamond films grown by pulsed and continuos microwave plasmas - DIAMOND AND RELATED MATERIALS, Vol. 19, Pagg. 470-473

71 D.Bruno C. Catalfamo, M. Capitelli, G. Colonna, O. De Pascale, P. Diomede, C. Gorse, A. Laricchiuta, S. Longo, D. Giordano, F. Pirani - Transport properties of high-temperature Jupiter atmosphere components - PHYSICS OF PLASMAS, Vol. 17, Pagg. -

72 L. Armelao, G. Bottaro, S. Quici, C. Scalera, M. Cavazzini, G. Accorsi, M Bolognesi, - White Luminescent Silica Layers: The Molecular Design Beneath - CHEMPHYSCHEM, Vol. 11, Pagg. 2499-

Articoli non ISI

1 P. Bolognesi; P. O'Keeffe; V. Feyer; O. Plekan; K. Prince; M. Coreno; G. Mattioli; A. Amore Bonapasta; W. Zhang; V. Carravetta; Y. Ovcharenko;L.Avaldi - Inner shell excitation, ionization and fragmentation of pyrimidine - Journal of Physics:Conference Series, Vol. 212, Pagg. 012002-

2 G. Dilecce, P.F. Ambrico, M. Simek and S. De Benedictis - LIF diagnostics in volume and surface dielectric barrier discharge at atmospheric pressure - Journal of Physics:Conference Series, Vol. 227, Pagg. 012003-

3 S. De Benedictis, P.F. Ambrico and G. Dilecce - LIF investigations of O and NO products in air-like RF plasma jet - Journal of Physics:Conference Series, Vol. 227, Pagg. 012019-


1 D. Bruno - A DSMC view of the problem of bulk viscosity in thermal nonequilibrium - 27th International Symposium on Rarefied Gas Dynamics, Pacific Grove, CA, USA

2 S. De Benedictis, P.F. Ambrico, G. Dilecce - ENERGY TRANSFERS IN N2-O2 PLASMAS: RECOGNIZING AND MEASURING ACTIVE SPECIES - ESCAMPIG XX, Novi Sad

3 G. Dilecce, P.F. Ambrico, M. Simek and S. De Benedictis - LIF diagnostics in volume and surface dielectric barrier discharge at atmospheric pressure - LAPD 14,

4 S. De Benedictis, P.F. Ambrico and G. Dilecce - LIF investigations of O and NO products in air-like RF plasma jet - LAPD 14,

5 D. Bruno, P. De Palma, M.D. de Tullio - Simulation of hypersonic rarefied flows with the immersed-boundary method - 27th International Symposium on Rarefied Gas Dynamics, Pacific Grove, CA, USA.

6 B. M. Giuliano , V. Feyer, K. C. Prince, M. Coreno, L. Evangelisti, S. Melandri, W. Caminati - Tautomerism in pyrimidine derivatives investigated with core level spectroscopy techniques - EUCMOS 2010, 30th European Congress on Molecular Spectroscopy, Firenze

7 D. Bruno, M. Capitelli, C. Catalfamo, O. De Pascale, D. Giordano, A. Laricchiuta - Transport properties of high-temperature air species in the presence of a magnetic field - ESA STR-260,

8 S. Cotrone, M. Magliulo, M.D. Angione, A. Mallardi, M. Ambrico; T. Ligonzo, M. Colella, G. Palazzo, L. Torsi, - Use of lipid bilayers as support for biomolecules integration in OTFT biosensors - IEEE International Symposium on Industrial Electronics (ISIE), Bari

Rapporti

1 P. O'Keeffe, P. Bolognesi, R. Richter, A. Moise, E. Ovcharenko, L. Pravica, R. Sergo, L. Stebel, G. Cautero and L. Avaldi - A PHOTOELECTRON VELOCITY MAP IMAGING SPECTROMETER FOR EXPERIMENTS COMBINING SYNCHROTRON AND LASER RADIATION

2 P. Bolognesi, G. Mattioli, P. O'Keeffe, V. Feyer, O. Plekan, Y. Ovcharenko, K.C. Prince, M. Coreno, A. Amore Bonapasta, L. Avaldi - THE INTERPLAy OF INDUCTIVE AND RESONANCE EFFECTS IN THE XPS SPECTRA OF HALOPYRIMIDINES

Principali risorse strumentali dellʼIstitutoLe risorse strumentali a disposizione dell'istituto sono elencate suddivise nelle principali aree di utilizzo ed applicazione , mentre l'elenco dettagliato è indicato nella successiva sezione dedicata alla strumentazione .

Preparazione e caratterizzazione di materiali :L'istituto si caratterizza per la preparazione di nuovi materiali e per trattamenti superficiali con tecnologie al plasma o laser in camere UHV. A tal scopo si è dotato di una serie di reattori al plasma di progettazione originale ed di svariate sorgenti laser impulsate (ns e fs) per la produzione di materiali via CVD e PLD. I materiali cosi preparati vengono caratterizzati con varie tecniche spettroscopiche (Elissometria, ESCA, LIBS, FT-IR, spettroscopia Raman,diffrazione a raggi X…) realizzate sia con strumentazione commerciale che con apparati sviluppati ad-hoc e localizzati nelle

tre sedi dell'Istituto.

Studio di processi in plasmi a bassa temperaturaPer lo studio dei processi chimico/fisici in plasmi a bassa temperatura indotti con vari tipi di scariche l'Istituto si è dotato di una serie di apparati per spettroscopie ottiche basate su laser accordabili ( Nd-YAG+dye) e a diodi

Processi chimico/fisici in fase gassosa Per lo studio dei processi in fase gas di interesse nei settori ambientale,energetico e della salute l'Istituto è dotato di una serie di apparati non commerciali per realizzare spettroscopie elettroniche ed ioniche ( analizzatori elettrostatici e a tempo di volo, ) e di apparati commerciali per realizzare spettroscopie ottiche con laser impulsati accordabili con impulsi di durata sia nella regione del ns che in quella del fs. In questo settore l'Istituto ha realizzato e gestisce presso la sorgente di radiazione di sincrotrone Elettra a Trieste una beamline per studi di fotoemissione in fase gas che opera nella regione 13-1000 eV ed è aperta all'utenza nazionale ed internazionale.

Considerazioni generali ed elementi di autovalutazioneConsiderazioni generaliLe attività dell'Istituto si estendono dalla ricerca fondamentale in chimica-fisica alle applicazioni tecnologiche in settori quali nuovi materiali, ambiente, aerospazio e salute e sono organizzate in 4 linee di ricerca. Inoltre l'Istituto partecipa alle commessa "Fotonica a raggi X" del CNR-ISM e a un progetto Interdipartimentale del Dipartimento di Progettazione Molecolare per lo sviluppo di metodologie computazionali. L'attività, caratterizzata da una discreta produttività, con un nucleo consistente su riviste ad elevato impact factor, e da una significativa partecipazione ad iniziative nazionali e internazionali, conferma il trend dell'ultimo periodo. E' da sottolineare la scelta di alcuni risultati di dinamica molecolare sia di processi di superficie che in fase gas per i volumi di Highlights del CNR e del Sincrotrone Elettra. A livello progettuale va sottolineato l'inizio delle attività relative al progetto FP7-Space Phys4Entry su modelli per l'ingresso di veicoli spaziali in atmosfere planetarie,la continuazione di quelle del progetto FP7 NIMNIL per la realizzazione di dispositivi fotonici di meta materiali e la conclusione con successo della FP7 Coordinated Action NanoCharM. E' iniziato presso la UOS di Bari l'allestimento del laboratorio LIPP finanziato dalla Regione Puglia. La facility laser ad impulsi corti della UOS di Potenza è diventata operativa stimolando collaborazioni fra diversi gruppi dell'Istituto ed alcuni risultati nel settore della produzione di nano materiali hanno attratto l'attenzione di Basilicata Innovazione, società di trasferimento tecnologico. Significativa è stata la partecipazione a congressi/workshop con invited lectures e contributi hot topics e l'attività editoriale. Nel 2010 l'Istituto ha organizzato in collaborazione con il Dip. di Chimica dell'Università di Roma "La Sapienza" ed il Frankfurt Institute for Advanced Studies il workshop "Dynamics of Systems on the Nanoscale". Ricercatori ed associati dell'Istituto operano come editor, membri del board editoriale e referee di riviste internazionali nel campo della chimica fisica,fisica atomica e molecolare, dei plasmi e dei plasmi nella scienza dei materiali. Permangono gli elementi di criticità nello sviluppo e organizzazione della ricerca e dell' amministrazione dell'Istituto. Il 2010 ha visto il trasferimento di 5 unità di personale da altri Istituti CNR (inseriti nella nuova commessa Materiali e Dispositivi a Base Carbonio e Catalisi Eterogenea per Energia ed Ambiente) e di 1 unità dall'ENEA, l'entrata in servizio di due collaboratori tecnici vincitori di concorsi per categorie protette ed il pensionamento di 5 primi ricercatori e dirigenti di ricerca. Questi dati assieme al mancato espletamento dei due concorsi per ricercatore, confermano il sottodimensionamento del personale rispetto alle attività, come già sottolineato negli scorsi anni. Le attività sperimentali a Roma e Bari soffrono dell'assenza di personale tecnico e strutture di supporto. Questo comporta l'esternalizzazione dei servizi, un aumento dei costi e un rallentamento dell'attività, senza contare la perdita del patrimonio di know-how. Un elemento di criticità è costituito dalla obsolescenza della strumentazione, a causa della cronica assenza di fondi per investimento, che limita l'incisività delle attività sperimentali e pregiudica la competitività in attività di frontiera. Un' ulteriore criticità riguarda

la struttura amministrativa, che, contro una totalità di personale (dipendente, associato, in formazione) di un centinaio di persone, consta solo di quattro unità distribuite sulle tre sedi.

Elementi di autovalutazioneLe attività svolte nel 2010 sono risultate sostanzialmente in linea con il programma previsto e hanno prodotto risultati significativi nei settori di riferimento di IMIP e riconducibili sinteticamente alle aree:i) indagini teoriche e sperimentali sulla dinamica e sulla cinetica di processi chimico-fisici in fase gassosa ed all'interfaccia gas-superficie in sistemi campione e plasmochimici. ii) caratterizzazione di processi plasmo-chimici per la deposizione e il trattamento di materiali di diversa funzionalità e preparazione di nuovi materiali iii) modellistica di plasmi per applicazioni aerospaziali ed energetiche, e di plasmi freddi per la fusione iv) studio dei processi indotti dalla interazione laser-materia con impulsi al nano e femtosecondo, loro applicazione nella preparazione di materiali innovativi e nella caratterizzazione analitica di campioni di interesse ambientale, astrofisico e storico/artistico.

Commessa C1 "Plasmi per la Scienza dei Materiali"La commessa studia i processi plasmochimici per la deposizione e trattamento di materiali in cui aspetti di caratterizzazione dei materiali, delle superfici e delle interfasi rivestono un ruolo primario. La produzione scientifica di 25 articoli su rivista ha raggiunto un livello qualitativo caratterizzato da un valore medio di Impact Factor di 4.24 significativamente più alto dell'anno precedente. Nel settore dei materiali semiconduttori e della diagnostica interventistica con spettroscopia ellissometrica sono stati ottenuti risultati significativi sulla deposizione di nanostrutture plasmoniche e su polimeri semiconduttori. L'attività nel settore dei materiali semiconduttori III-V ha visto un contributo significativo sul meccanismo di chemisorbimento di gallio metallico nel campo dei nitruri. Rilevanti sono anche i risultati ottenuti sui temi della correlazione del contenuto di Pt in elettrodi catalitici depositati via plasma con l'intensità di emissione di Pt nella fase gas determinata via OES e tra chimica/caratteristiche morfologiche e carattere idrofobo/idrofilo del materiale. Buoni risultati sono stati ottenuti nella produzione di materiali plastici antiriflesso e self cleaning, nella realizzazione di Si cristallino antiriflesso mediante processo di plasma nanotexturing, nello studio dell'effetto della rugosità di superfici idrofobe realizzate via plasma etching sul comportamento di osteoblasti umani, sull'ottimizzazione del processo di deposizione di idrossiapatite in matrici organiche, della crescita di cellule su scaffold 3D modificati via plasma

Commessa C2 "Dinamica dei Processi Atomici e Molecolari"L'attività riguarda lo studio sperimentale e teorico di processi dinamici e di reattività in sistemi campione, sia in fase gassosa che in interazione con superfici, e in sistemi plasmochimici. Risultati salienti hanno riguardato la caratterizzazione della sorgente FEL-Elettra basata sulla generazione di armoniche da Ti:Sa fs-laser sugli elettroni nell'anello di accumulazione ed esperimenti di fotoionizzazione con tecnica pump-probe combinando sincrotrone e laser IR per la realizzazione di esperimenti quantistici 'quasi-completi'. Notevole impatto hanno ottenuto gli studi spettroscopici di sistemi e processi di interesse biologico con 4 inviti a conferenze internazionali L'attività teorica sulla dinamica di processi di superficie ha registrato risultati significativi sugli effetti isotopici e termici sulla ricombinazione di idrogeno su una superficie di grafite e dell'interazione di CH4-zeolite con la possibilità di immagazzinamento nel substrato poroso. Nel settore dei plasmi non-termici a pressione atmosferica, di rilievo è stato lo studio dell'eccitazione e rilassamento di metastabili, ioni e di radicali atmosferici (CH, OH) in scariche a barriera dielettrica e l'avvio dello sviluppo di sorgenti di plasma per la "plasma medicine" (per esempio trattamento di cellule Osteoblast) Il numero (25) di pubblicazioni su riviste JCR, la loro qualità e le relazioni su invito a conferenze internazionali, la selezione di un contributo per gli Highlight del CNR mostrano la rilevanza internazionale dell'attività svolta.

Commessa C3" Dinamica dei Plasmi e laser PlasmiNel corso del 2010 sono stati prodotti 18 lavori su rivista JCR e 7 comunicazioni a conferenza. L'attività nel settore aerospaziale finanziata da un progetto FP7, da progetti dell' European Space

Agency e di scambio CNR-RAS di ricercatori con l'Accademia Russa delle Scienze si è concentrata su calcoli di grandezze di trasporto e collegati integrali di collisione per specie delle atmosfere di Marte e Giove ad alta temperatura e calcoli di spettri di radiazione in plasmi H. Per quanto riguarda l'astrofisica sono stati ottenuti risultati significativi sulla definizione teorica di velocità specifiche di reazione per il primo Universo e sull'analisi superficiale spazialmente risolte di meteoriti. Nel settore materiali e dispositivi per l'energia nucleare sono state realizzate nuove simulazioni di trasporto di specie cariche e neutre ed estrazione di particelle cariche, nell'ambito di un contratto F4E (Fusion for Energy). Infine nel settore delle applicazioni della tecnica LIBS nella scienza dei materiali ed in collaborazione con la commessa C4 sono stati prodotti e caratterizzati nanotubi di carbonio mediante laser in acqua ad alta pressione. Il bilancio delle attività è positivo, anche alla luce degli inviti a conferenza e dell'inzio delle attività di un progetto 7°PQ, per quanto riguarda rilevanza, impatto ed originalità della ricerca effettuata, che copre aspetti tecnologico-applicativi, scientifico-fondamentali e culturali."

Commessa C4: "Interazione laser materia"Le attività condotte nel 2010 hanno consentito di consolidare nuovi approcci e metodologie di indagine laser avviate negli anni precedenti, come: 1) la determinazione e definizione di interazioni intermolecolari in aggregati organici tramite la tecnica Resonant Two Photon Ionization – Time of Flight; 2) lo studio dei meccanismi elementari coinvolti durante l'applicazione della tecnica Laser Induced Breakdown Spectroscopy a singolo e doppio impulso e la sua parametrizzazione per usi analitici; 3) la produzione e caratterizzazione funzionale di film sottili e nanoparticelle depositate tramite ablazione laser ad impulsi corti ed ultracorti; 4) applicazioni di spettroscopia Pump&Probe veloce ed ultraveloce sulla formazione di centri di colore in cristalli ionici e molecole organiche di interesse biologico; 5) produzione, mediante ablazione laser, di film sottili di materiale organico e biologico con particolari proprietà funzionali per applicazione nella sensoristica e nella dispositivistica avanzata; 6) produzione di nanodiamanti tramite ablazione di grafite in acqua (in collaborazione con commessa C3).Il periodo dedicato alla messa in opera della facility laser ad impulsi corti ha causato una riduzione del numero di lavori JCR pubblicati (5), ma l' utilizzo del nuovo laboratorio non solo ha permesso di aumentare le sinergie con altre commesse dell'istituto e già prodotto altri 4 lavori in fase di pubblicazione su riviste ad alto impact factor (IF medio 3.5), ma ha attratto l'attenzione di Basilicata Innovazione, per un possibile brevetto delle metodologia di produzione di nanodiamanti.

Proposta di interventi organizzativiIn aggiunta alle note esposte nelle relazioni degli anni precedenti di seguito si evidenziano aspetti relativi sia alle specificità dell'Istituto che alla organizzazione delle attività in ambito dipartimentale.

1) Non è più dilazionabile un intervento dell'ente per la realizzazione dell' Area della Ricerca CNR di Bari. Si sottolinea che tutti i laboratori ed alcuni uffici delle commesse Dinamica dei processi atomici e molecolari e Plasmi per la scienza dei materiali sono ospitati nel seminterrato del Dipartimento di Chimica dell'Università di Bari, con cui il CNR ha una convenzione. All'eccellenza scientifica della attività sperimentale che si manifesta con i risultati in termini di pubblicazioni su riviste ad alto impact factor, i riconoscimenti con inviti a conferenze e i successi in numerose grant application si contrappone una "fatiscenza" dei locali che ospitano tali laboratori e a cui gli interventi, ormai quasi annuali, svolti a carico dell'Istituto per la messa a norma non possono mettere rimedio.

2) L'obsolescenza di gran parte della strumentazione in dotazione ai gruppi sperimentali dell'Istituto, che tocca trasversalmente tutte le Commesse, richiede un intervento straordinario e radicale per un up-grade e integrazione della strumentazione. Questo da un lato garantirebbe un corretto adempimento dei compiti assegnati nell'ambito dei progetti già in atto e dall'altro favorirebbe una partecipazione adeguata e più competitiva alle nuove chiamate del Settimo Programma Quadro. A tale proposito si vogliono segnalare le seguenti necessità:- acquisizione di un nuovo ESCA in sostituzione di quello disinventariato (commessa C1)- implementazione della strumentazione CARS/LIF su reattori a plasma (sede di Bari) e

acquisizione di un sistema laser al fs per continuare le attività nell'ambito dei progetti connessi alle nuove sorgenti FEL nazionali ed internazionali - (commessa C2)- aggiornamento dei cluster computazionali e istituzione di un nodo di grid per il calcolo chimico dotato di una unità di personale ad esso dedicato presso la sede dell'Istituto a Bari. (commessa C3)

3) I punti critici delle attività in scienza dei materiali sono riconducibili alle difficoltà di validazione dei processi, metodologie di crescita e trattamento dei materiali e quindi della funzionalità dei dispositivi (elettronici, fotovoltaici, biofunzionali,…..) prodotti. L'interdisciplinarietà dei temi trattati, richiede competenze di chimica, di fisica dello stato solido e di ingegneria dei dispositivi. Tale inderdisciplinarietà può essere soddisfatta attraverso interazioni con altre commesse favorendo lo sviluppo di attività trasversali all'interno del dipartimento.

4) Tutte le commesse hanno sottolineato che le attività sperimentali dell'Istituto soffrono dell'assenza di personale tecnico e strutture di supporto. Infatti nella sede di Roma a causa dei recenti pensionamenti non c'è più alcun tecnico in servizio e le due unità di personale in servizio presso la sede di Bari sono altamente insufficienti rispetto alle esigenze delle attività. Questo comporta l'esternalizzazione dei servizi, con conseguente aumento dei costi e un rallentamento dell'attività, senza contare la perdita del patrimonio di know-how. Oltre alla richiesta al Dipartimento di assegnazione di nuovi posizioni nell'ambito del turn-over annuale, l'Istituto prevede da un lato di instaurare delle collaborazioni/convenzioni con altri Istituti presenti nella stessa area geografica e dall'altro di riorganizzare il personale tecnico di tutto l'Istituto in un pool unico che, pur non potendo far fronte alle esigenze quotidiane ed immediate dei gruppi di ricerca, possa dare supporto ad azioni programmate di sviluppo e manutenzione.

5) Una nota a parte necessita la gestione della beamline per studi di fotoemissione in fase gassosa (GAPH) ad Elettra. La beamline è gestita in collaborazione con CNR-IOM. Le spese di manutenzione nonché la quota fissa del contratto con Sincrotrone Trieste sono divise a metà fra i due Istituti. Nonostante la convenzione tra CNR e Sincrotrone Trieste sia ancora attiva, la mancata assegnazione di un fondo ad hoc negli ultimi anni non ha permesso di adempiere gli obblighi contrattuali con Sincrotrone Trieste (pagamento della quota fissa di 17300 € per i servizi garantiti). Il fondo speciale per la manutenzione delle beamline erogato nel 2009/10 ha permesso di far fronte ad alcune necessità immediate. Se questa iniziativa dell'Ente non verrà perseguita anche nei prossimi anni si comprometterà la funzionalità della beamline con ripercussioni non solo per la ricerca interna, ma soprattutto per il servizio alla comunità italiana ed europea nell'ambito degli accordi Sincrotrone Trieste-Comunità Europea.

6) Un' azione qualificante per il Dipartimento sarebbe il coordinamento dell'attività formativa di nuovi ricercatori attraverso borse di studio per dottorati di ricerca in convenzione con le Università. Questa azione, che ora è svolta in modo indipendente da ciascun Istituto con fondi propri e in modo differente a secondo della localizzazione delle unità operative in Aree di Ricerca o presso sedi Universitarie, favorirebbe la sinergia tra rete CNR e università e orienterebbe la formazione di nuovi ricercatori su tematiche di ricerca di interesse dell'ente.

7) Durante il processo di valutazione completatosi quest'anno si è evidenziata la mancanza di un accesso soddisfacente ed uniforme all'informazione bibliografica e alla banche dati. Ciascuna sede utilizza propri fondi per l'accesso elettronico a riviste e banchedati. A causa degli investimenti possibili però questo accesso è estremamente limitato e settoriale. A fronte di ciò la biblioteca centrale dell'ente ha una copertura ed un accesso praticamente completo. Sarebbe auspicabile che le risorse della biblioteca centrale fossero rese accessibili da remoto a tutta la rete. L'aggravio finanziario di una tale operazione sarebbe sicuramente coperto dal risparmio sulle spese per abbonamenti da parte degli Istituti.

8) L'aumentata attività amministrativa e di segreteria connessa con la struttura a commesse, la partecipazione e la gestione di progetti esterni ha portato ad un acuirsi dei problemi di gestione dell'Istituto dovuti al numero gravemente insufficiente di personale amministrativo (4 unità: un

collaboratore di amministrazione per sede e un operatore tecnico che svolge il ruolo di segretaria presso la sede di Roma). Questa situazione si è aggravata con il pensionamento di una unità di personale amministrativo dell'Università di Bari in servizio presso l'Istituto Per ovviare a questo l'Istituto deve distrarre fondi ordinari e fondi da progetti esterni per contratti CO.CO.CO.

9) I successi dell'attività progettuale delle commesse dell'Istituto nell'ambito europeo (FP7, ESA), nazionale (PRIN,ASI, CCT, FISR e FIRB) e regionale hanno garantito la funzionalità dell'Istituto negli ultimi anni, in cui il fondo di finanziamento ordinario è sceso su valori che non permettono nè il pagamento di tutte le utenze né la corresponsione del buono pasto ai dipendenti come stabilito dal contratto collettivo di lavoro. Sui temi di ricerca presentati dalle commesse attive nell'Istituto e sugli argomenti ad essi correlati, per l'anno 2011 , l'Istituto intende continuare a promuovere progetti di ricerca, sia svolgendo attivita' per Imprese sia partecipando a bandi nazionali ed internazionali.

Istituto per la microelettronica e microsistemi

Direttore: Dr. ROSARIO CORRADO SPINELLASede principale: Ottava strada, 5 (Zona Industriale) - 95121 Catania (CT)Articolazione territoriale:

Sede di Agrate Brianza, Sezione di Roma, Sezione di Lecce, Sezione di Bologna, UOS MATIS, Sezione di Napoli

Sito web dell'Istituto: www.imm.cnr.it


MissioneIMM is presently carrying out thirteen different work packages of the project “Microelectronics, Sensors and Microsystems” coordinated by the “Materials and Devices” Department of CNR. The research activity is focused on innovative solutions for microelectronics (materials and processing for sub-32 nm CMOS and non volatile memory technologies; materials, processes and devices for advanced power electronics; large area and plastic-based electronics; novel photovoltaic applications, …), sensing technology, optoelectronic microsystems, and microfluidics. Thanks to the participation to many European projects, IMM benefit from collaboration with prestigious international research government institutions, such us Laboratoire d'Electronique de Technologie et d'Instrumentation (LETI), Interuniversity MicroElectronics Center (IMEC), European Synchrotron Radiation Facility (ESRF), Centro Nacional de Microelecrónica (CNM), and with a lot of top-level semiconductors companies, such us STMicroelectronics (ST), Philips, SILVACO, AMD, Tower Semiconductor, Siemens, ...IMM activity extends from basic research (investigation of innovative materials and processes) to technological concern (prototyping and/or technological transfer to enterprises). Particularly effective is the collaboration with ST and Numonix within a national framework of promoting excellence in microelectronics. Furthermore, the IMM research groups carry out an important linking role by coordinating the graduate training scheme of young researchers coming from University. It should be underlined that the strong interaction with enterprises does not prevent, but often promotes the development of fundamental research activity. Indeed, the strong competitive fields of microelectronics requires to handle “aggressive” and ambitious research programs whose results may produce only long-time practical applications. For this reason the Institute holds strong interest in all the emerging fields arisen from nanotechnologies which open the door to many innovative, not necessarily pure electronic applications. The industrial current challenges are also considered for defining the IMM research programs. Within this context the Institute has launched the start-up of two public-private laboratories: the first joined with ST for the development of plastic-based electronics (PLAST_ICs); the second with ETC SRL for the development of innovative processes for the production of silicon-carbide-based materials (SiCiLab). Furthermore IMM is intensively involved in many project proposals, coordinated by the enterprises and submitted to the “Industria 2015” call of the Italian Ministry for the Economic Development. Last but not least, various IMM activities are supported by Sicilia, Emilia Romagna, Puglia, and Campania regions in Italy. These initiatives go well beyond the pure economic sustain. Indeed, these regional organisms have started an analytical process aimed to identify the research demand necessary to further develop the territorial economic activities; a number of Technological Districts have been hence established, joined with the Italian Ministry for University and Research. IMM is member of the Technological Districts “Micro and Nanosystems” in Sicily and “Hi-MECH (high mechanic technology)” in Emilia Romagna.


Commesse

• Dispositivi per elettronica di larga area• Dispositivi di potenza, Rf e componenti passivi per elettronica integrata ad alte prestazioni

• Sviluppo di Modelli Fisici, Simulazione e Tecniche Avanzate di Caratterizzazione Strutturale per la Microelettronica

• Sviluppo di metodologie avanzate per dispositivi elettronici micro e nanostrutturati• Controllo su scala atomica dei materiali per dispositivi innovativi elettronici e fotonici basati su

silicio. • Materiali, processi, e tecniche analitiche per la realizzazione di dispositivi innovativi con

funzionalità logiche o di memoria non volatile integrabili su Silicio• Nuovi processi e attrezzature avanzate per la produzione di wafer di Carburo di Silicio• Sensori e Microsistemi Intelligenti per la Sicurezza e la Qualità della vita nei settori

Agroalimentare, Trasporti ed "Ambient Assisted Living"• Sviluppo di tecnologie e realizzazione di dispositivi e microsistemi fotonici e fluidici• Microsistemi per l'analisi di sostanze gassose in applicazioni ambientali• Microsistemi optoelettronici in silicio e tecnologie compatibili• Nanotubi di carbonio per applicazioni nella sensoristica e nella nanoelettronica• materiali e processi per la realizzazione di dispositivi per la conversione di energia• Microsistemi ad Alta Frequenza: Tecnologie ed Affidabilità per Applicazioni di Terra e Spaziali• Sistemi Sensoristici "Bio-inspired" e Tecnologie per lo Spazio e la tutela della Salute Umana• Sistemi confinati, fenomeni critici e dinamica coerente• Qubit a base di silicio o SiGe e studio di gas elettronici bidimensionali in dispositivi

nanoelettronici

Moduli

• modulo gestionale-CdS057-MD• Dispositivi per elettronica di larga area• Materiali nanostrutturati per celle fotovoltaiche e dispositivi su larga area• Elettronica su plastica basata su materiali organici ed ossidi semiconduttori• Semiconduttori innovativi per elettronica di potenza ed Rf• Materiali multifunzionali, e innovativi per componenti integrati passivi• Nanotecnologie e tecnologie avanzate per elettronica integrata di potenza ed Rf• Sviluppo di Modelli Fisici, Simulazione e Tecniche Avanzate di Caratterizzazione Strutturale

per la Microelettronica• Sviluppo di metodologie avanzate per dispositivi elettronici micro e nanostrutturati• modelli e metodi numerici per la micro e nano elettronica• Materiali e processi avanzati per celle fotovoltaiche• Materiali nanostrutturati a base di Carbonio• MD.P05.006.001 Controllo su scala atomica dei materiali per dispositivi innovativi elettronici e

fotonici basati su silicio.• MD.P05.007.001 Materiali, processi, e tecniche analitiche per la realizzazione di dispositivi

innovativi con funzionalità logiche o di memoria non volatile integrabili su Silicio• Nuovi processi e attrezzature per la produzione di wafer di Carburo di Silicio• Sensori e Microsistemi Intelligenti per la Sicurezza e la Qualità della vita nei settori

Agroalimentare, Trasporti ed "Ambient Assisted Living"• Sviluppo di tecnologie e realizzazione di dispositivi e microsistemi fotonici e fluidici• Microsistemi per l'analisi di sostanze gassose in applicazioni ambientali• Microsistemi optoelettronici in silicio e tecnologie compatibili• Sintesi e caratterizzazione di nanotubi di carbonio per applicazioni nella sensoristica e nella

nanoelettronica• materiali e processi per la realizzazione di dispositivi per la conversione di energia• Microsistemi ad Alta Frequenza: Tecnologie ed Affidabilità per Applicazioni di Terra e Spaziali

• Sitemi sensoristici "Bio-inspired" e Tecnologie per lo Spazio e la tutela della Salute Umana• MD.P06.009.001 Sistemi confinati, fenomeni critici e dinamica coerente• MD.P06.019.001 Qubit a base di silicio o SiGe e studio di gas elettronici bidimensionali in

dispositivi nanoelettronici

RSTL

• Microsistemi a Microonde ed Onde Millimetriche per Applicazioni di Terra e Spaziali• Microsensori ottici per DNA e proteine• Sviluppo di prototipi a trasduzione elettrica per il riconoscimento di DNA• Trasporto in nuove strutture per CMOS• Microsistemi a Microonde ed Onde Millimetriche per Applicazioni di Terra e Spaziali

Attività Commesse

Dispositivi per elettronica di larga area

Progetto: Microelettronica, Sensori e MicrosistemiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: FORTUNATO GUGLIELMO

Risultati conseguiti Nel corso del 2010 sono stati conseguiti i seguenti risultati:- Nell'ambito del laboratorio pubblico/privato "Plast_Ics", coordinato da STMicroelectronics ed al quale ha partecipato la commessa, sono stati realizzati con successo una serie di prototipi di dispositivi Touch Keypad ed RFID. - Nell'ambito dell'attività sui sensori tattili, in collaborazione con IIT, in questa fase di avvio, sono stati realizzati i primi capacitori piezoelettrici in PVDF-trFE e sono attualmente in fase di caratterizzazione- Nell'ambito della collaborazione con l'Istituto Superiore di Sanità sono stati realizzati i primi prototipi di array di microelettrodi su substrato di polyimide ultraflessibile, ciò ha permesso di individuare la corretta metodologia fabbricativa. Il successo di tale attività ha portato al rinnovo per tutto il 2011 del progetto "Greco" per la messa a punto del metodo di collegamento tra griglie ultrasottili e connettore flessibile esterno in kapton. La metodologia di collegamento utilizzata è del tipo "flip-chip bonding". - E' stato messo a punto un modello fisico per i dispositivi ad alta mobilità con semiconduttore organico di tipo p, che include gli effetti di contatto.- Sono stati ottimizzati i transistor con pentacene evaporato ottenendo dispositivi con bassa isteresi e alta stabilità elettrica dopo invecchiamento in aria.- Sono stati realizzati film ottenuti da soluzioni contenenti TIPS (preconsore del pentacene)realizzate utilizzarealizzati diversi solventi e tecniche di deposizione (drop casting, spin coating).- Sono stati ottimizzati i dispositivi con ZnO depositato tramite RF sputtering ottenendo valori di field-effect mobility > 1 cm2/Vs- E' stato realizzato il primo transistor di tipo p utilizzando Il Cu2O come ossido semiconduttore.- Sono stati realizzati nanofili di silicio senza l'utilizzo di alcun metallo per l'induzione della crescita. La crescita è stata realizzata su una serie di superfici di silicio opportunamente trattate per indurre una rugosità tale da permettere la nucleazione dei nanofili negli avallamenti creati dal trattamento. La crescita è stata ottenuta a temperature minime di 320 °C,temperature compatibili con substrati plastici. Questi risultati aprono la via alla fabbricazione di nanofili di silicio su substrati ad area larga. Questi risultati sono stati pubblicati.- Studio della riflettività ottica di nanofili di silicio aventi dimensioni (lunghezza e diametro della

sezione) diversi. Lo studio ha messo in luce il comportamento specifico di film sottili costituiti da queste nanostrutture che mettono in evidenza significative differenze con le superfici di silicio cristallino e che segnalano la necessità di progettare con attenzione le caratteristiche dei fili quando si vogliano progettare delle celle solari basate su di essi o che utilizzino gli stessi come strati antiriflettenti. Questi risultati sono stati pubblicati.- Crescita di nanofili usando indio per indurre la crescita stessa. L'uso dell'indio è uno degli obiettivi di molti gruppi che crescono nanofili di silicio. Fino ad oggi i risultati pubblicati avevano messo in luce una certa difformità. I nostri risultati son il frutto di uno studio sistematico e riescono a dare un quadro parzialmente omogeneo delle caratteristiche necessarie a rendere l'indio un elemento attivo per la crescita di nanofili di silicio. Un manoscritto su questi risultati è in corso di preparazione.- Fabbricazione di nanotubi. I risultati su questo aromento sono preliminari ma sufficienti a dimostrare che l'idea utilizzata per realizzarli, nata nell'ambito del nostro gruppo di ricerca, si è rivelata corretta.- Si è messo in luce che la crescita di nanofili di InAs tramite epitassia da fasci molecolari segue regole generali che sono indipendenti dal tipo di metallo utilizzato per indurre la crescita o dal fatto che gli stessi nanofili sono cresciuti senza utilizzare metalli esterni. Questo risultato, pubblicato, mette in luce che la chimica del composto intermetallico sembra ininfluente a determinare le condizioni di crescita dei nanofili, in contrasto con quanto fino ad oggi ipotizzato.- E' stato realizzato un sensore basato su nanofili di silicio, capace di percepire pochi ppb di NO. Il sensore è stato realizzato con procedure di fabbricazione ideate dal nostro gruppo di ricerca. I risultati verranno pubblicati non appena risolte possibili questioni brevettuali.- E' stato messo a punto un processo di transfer printing per contatto di nanofili su substrato con gate esteso. Tale tecnica permette di ottenere un ottimo allineamento dei nanofili sul substrato su cui sono trasferiti e la successiva evaporazione termica del metallo per i contatti di source/drain permette di risolvere i problemi di ohmicità dei contatti. Con tale tecnica si è avuta evidenza di modulazione attraverso gate della conduttanza dei nanofili tra source e drain.


anno Brevetti

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Risultati progettua

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Attività editoria

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2010 1 12 1 10 0 2 0 0 0 0

Principali collaborazioniNel 2010 sono state attive le seguenti collaborazioni:- con ST Microelectronics, realizzazione dei prototipi Touch Keypad ed RFID, scambio e caratterizzazione di materiali per la realizzazione di dispositivi elettronici.- con la Fondazione Istituto Italiano di Tecnologia di Genova, attività sui sensori tattili piezoelettrici.- con l'Istituto Superiore di Sanità, sulla realizzazione di array di microelettrodi su substrato ultraflessibile.- con IMM-CNR, TorVergata, gruppo di A.Macagnano e A.Bearzotti, sviluppo di sensori di gas.- con IMM-Catania: sviluppo e caratterizzazione di materiali semiconduttori e isolanti- con Medical International Research s.r.l. nell'ambito del progetto NOESIS-Nitric Oxide Exhaled Sensor Integrated System, Progetto FILAS.- nell'ambito del progetto COSMIC le attività sono state svolte in collaborazione con i laboratori del CEA-Liten, che ha fornito i dispositivi CMOS con semiconduttore organico printato, e con ST-Microelectronics e l'Università di Eindhoven (TUE) che hanno collaborato alla caratterizzazione dei dispositivi e allo sviluppo dei modelli.- con la sezione di Catania dell'IMM, sono state studiate le proprietà strutturali dei film di ZnO depositati in diverse condizioni.- con i laboratori di ENEA-Casaccia, sulla realizzazione di dispositivi con Cu2O.- con la sezione di Catania dell'IMM-CNR; argomento lo studio con la microscopia elettronica in trasmissione dei fili di silicio. La collaborazione sarà estesa nel 2011 ai nanotubi.- con il Laboratorio TASC dello IOM-CNR; argomenti alcuni aspetti della crescita di nanofili III-V e lo

studio della riflettività di nanofili di GaAs.- con l'Università di Cambridge (U.K.); argomento la fotoluminescenza di nanofili di CdSe;- con l'Università di Bologna; argomento lo studio dell'intorno atomico dell'oro nelle nanoparticelle che si formano durante la crescita di nanofili catalizzati con questo metallo.- con l'Unità OGG di IOM-CNR, Grenoble; argomento lo studio dell'intorno atomico dell'oro nelle nanoparticelle che si formano durante la crescita di nanofili catalizzati con questo metallo.- con l'Università di Roma "La Sapienza"; argomento la fotoluminescenza di eccitazione in nanofili con struttura "core-shell" di InGaAs/GaAs.- con l'Università di Roma "Tor Vergata"; argomento i nanofili di silicio come emettitori di campo.- con il CNRS-CEA, Institut Nanosciences et Cryogénie, Grenoble (Francia); argomento la microdiffrazione di raggi X per studiare incroci compenetranti di nanofili di silicio.- con ISM-CNR, Montelibretti; argomento la modellizzazione delle crescite di nanofili ottenute senza metalli catalizzatori.- con ISM-CNR, Tor Vergata; argomento lo studio delle superfici funzionalizzate di nanofili di silicio da usarsi come sensori.




da terzicosti

figurativivalore











Professore

visitatore


0 0 1 4 0 0 0 5

Principali risorse strumentali utilizzatePer l'escuzione dei progetti di ricerca in corso è stata utilizzata la facility di clean-room presente presso la sez. IMM di Roma ed in particolare le attrezzature per i processi fotolitografici e di definizione mediante dry etching di film isolanti e semiconduttori amorfi o policristallini. Sono inoltre state impiegate tecniche di crescita di film e materiali nanostrutturati mediante plasma CVD ed ECR-plasma CVD, evaporazione di materiali organici, stampa a getto d'inchiostro di materiali conduttori organici (PEDOT) e inorganici (Ag), sistemi di deposizione di metalli sia mediante evaporazione termica che per sputtering. Un ruolo centrale tra le tecniche utilizzate è rappresentato dal sistema di laser annealing, che consente la ricristallizzazione di materiali amorfi e l'attivazione di specie droganti in semiconduttori. Per la caratterizzazione ottica dei film e dei materiali nanostrutturati sono state impiegate spettrofotometria UV-VIS, FTIR ed ellissometria. Per lo studio delle proprietà morfologiche dei materiali ci si è avvalsi di AFM mentre ci si è avvalsi della microscopia elettronica SEM (JEOL 6301F) per la caratterizzare sia dei materiali nanostrutturati che dei dispositivi realizzati. Nell'ambito delle tecniche di caratterizzazione elettrica, sono state utilizzate 4 probe station per misure I-V e C-V anche in funzione della temperatura.

Dispositivi di potenza, Rf e componenti passivi per elettronica integrata ad alte prestazioni

Progetto: Microelettronica, Sensori e MicrosistemiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: RAINERI VITO

Risultati conseguiti Sono stati sviluppati processi innovativi in GaN per dispositivi normally off

Sono stati ottenuti dielettrici innovativi per wide band gap

Sono stati ottenuti MOSFET verticali in SiC con mobilità di canale di 40 cm2v-1s-1 funzionanti a 1200 V

Sono stati cresciuti strati di grafene su SiC con mobilità fino a 30000 cm2V-1s-1 (la più alta ad oggi riportata)

sono stati ottenuti dispositivi FET (thin e fat FET) in grafene con mobilità fino a 1000 cm2V-1s-1.


anno Brevetti

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Attività editoria

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2010 0 27 8 11 1 0 4 2 1 1

Principali collaborazioniSono attive tutte le collaborazioni avviate all'interno dei progetti in corso. Sono di partricolare rilevanza le collaborazioni con l'industria sia nazionale che europea. Attiva la collaborazione con ETC/LPE su SiC e GaN.Si sottolinea in particolare la collaborazione con la ST microelectronics, collaborazione che consiste nel trasferimento tecnologico di processi e tecnologie avanzate per semiconduttori ad ampia banda proibita come pure lo sviluppo congiunto di dispositivi avanzati.Attiva anche la collaborazione con Centrotherm (Germany) per lo sviluppo di processi per la sintesi di ghraphene su SiC. Si sottolinea come Centrotherm abbia attivato la collaborazione in esclusiva come da Joint Research Agreement siglato congiuntamente.




da terzicosti

figurativivalore











Professore

visitatore


0 2 1 2 0 0 0 5

Principali risorse strumentali utilizzateClean room e strumentazione all'interno della stessa

Sviluppo di Modelli Fisici, Simulazione e Tecniche Avanzate di Caratterizzazione Strutturale per la Microelettronica

Progetto: Microelettronica, Sensori e MicrosistemiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: LULLI GIORGIO

Risultati conseguiti FLEXSOLARLa caratterizzazione X, SEM, TEM e STEM di campioni doppio strato CdS/ZnO e multistrato CdTe/CdS/ZnO su vetro, ha consentito di ottimizzare i parametri di deposizione e trattamento termico delle celle solari. ONE-PMisure in-situ presso l'ESRF (Grenoble), realizzate installando sul diffrattometro della beamline una camera di crescita UHV di film sottili di semiconduttori organici di tipo n (collab. Univ. Tuebingen), hanno permesso di correlare il meccanismo di crescita con le proprietà elettroniche dei film, misurate in-situ durante la deposizione. Al sincrotrone sono stati inoltre studiati i fenomeni di riorganizzazione e dewetting post-growth dei film organici.

ANNARaggiunti i requisiti per l'accreditamento del laboratorio TEM e sottomessa la richiesta di verifica da parte dell'ente nazionale competente (ACCREDIA). È stata messa a punto, tramite deposizione su Si di strati epitassiali con drogaggio variabile, la procedura per ottenere campioni-standard per la misura di deformazione reticolare con tecnica CBED. Sono state effettuate analisi qualitative di strain in strutture STI da 45 nm con tecnica LACBED. Confronti tra la tecnica TSADF-STEM e la tecnica a fascio ionico MEIS per la misura di strati drogati ultrasottili hanno mostrato buon accordo sulla forma dei profili di drogante ma leggere differenze nella profondità dei picchi. Definita una metodologia appropriata per la caratterizzazione di film sottili ad alta-K su substrati di Si con tecniche HREM e HR-ADF-STEM. Risoluzione e precisione ottenute sono di circa 0.5 nm. FINELUMENIndagini TEM-STEM e microanalisi X hanno evidenziato all'interno dei nanotubi agglomerati contenenti tutti gli elementi che compongono il complesso (Eu, F, O e C). La presenza di emissione luminosa da Eu (616 nm) suggerisce che il materiale contenuto nei nanotubi abbia mantenuto le proprie caratteristiche funzionali.

Materiali MultiferroiciSi è approfondito lo studio delle proprietà chimico fisiche e strutturali di BiMn7O12. Si sono caratterizzate, con tecniche TEM, nanoparticelle CdS e CdSe usate come elementi foto-convertitori in celle solari ibride (PRIN 2007).

GrafeneDiverse tipologie di grafene, ottenute con varie metodologie (epitassia, sintesi, esfoliazione meccanica) sono state caratterizzate al TEM/SEM con lo scopo di testare le potenzialità delle tecniche per la caratterizzazione morfologica/strutturale ed esplorare meodologie avanzate (olografia elettronica, HREM coerente quantitativa) per studiare morfologia tridimensionale e strain. È stata sviluppata un'sttività di networking a livello nazionale, preludio all'organizzazione del workshop nazionale Graphita che si svolgerà nel 2011.

Carburo di SilicioCompletata la scrittura di un modello di simulazione della ionizzazione parziale dei droganti sostituzionali in SiC. Sviluppata una tecnologia di preparazione campioni per effettuare caratterizzazioni galvano-magnetiche fino a 450°C. Completato il codice 2D per la simulazione dell'impianto ionico in SiC a bordo maschera.

Collaborazione SCHOTT SOLAR-Alzenau (D)Su campioni forniti dall'azienda, sono state effettuate caratterizzazioni TEM della precipitazione di P e misure delle proprietà elettriche della giunzione, finalizzate al miglioramento dell'efficienza dell'emitter in celle fotovoltaiche prodotte dall'azienda.

Sviluppo tecniche di caratterizzazioneCon l'olografia elettronica si è indagata la distribuzione di potenziale elettrostatico in strati di grafene turbostratico esfoliato chimicamente e nelle pareti di nanotubi di carbonio muti-wall. È stata osservata una variazione del potenziale medio interno in funzione del numero di strati, rivelando un significativo effetto delle superfici e della presenza in esse di atomi sottocoordinati. Ultimata la realizzazione di un portacampioni TEM con cinque contatti elettrici passanti per la caraterizzazione in-situ di nanostrutture.Si è portato avanti lo sviluppo della tomografia a bassa tensione al SEM con il rivelatore di elettroni trasmessi sviluppato in precedenza. È in fase di definizione una collaborazione con la Zeiss GmbH di Oberkochen per l'ingegnerizzazione e la produzione del rivelatore e, in un secondo tempo, del sistema di tomografia.Misure RBS su campioni spessi di B4C di alta purezza, da utilizzare come benchmark per le sezioni d'urto elastiche 10B(p,p)10B & 11B(p,p)11B, hanno evidenziato che le sezioni d'urto di riferimento (database IAEA) sono sistematicamente sottostimate di circa il 20%.

Modellizzazione di sistemi conplessiSi è studiato il problema della sincronizzazione nella lettura dell'informazione genetica alla luce dei codici circolari ed in relazione con il problema della correzione degli errori. Proposta anche la generalizzazione dei risultati ottenuti al caso del codice genetico mitocondriale.


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Abstract

Attività editoria

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2010 0 15 2 4 1 0 0 1 0 0

Principali collaborazioniMicron Technology Inc. Agrate (MI); SIS GmbH (Münster, Germania); Università di Modena-Reggio Emilia & INFM-S3; Università di Bologna, Università di Brescia, Università di Milano-Bicocca Università di Padova; Università di Trento; Università di Parma; CNR- IMEM (PR);CNR_ISOF (BO); CNR- ISMN(BO); ELETTRA(TS); ITC-IRST Povo (TN); Applied Materials UK Ltd, West Sussex, UK; University of Surrey, UK; University of Salford, UK; Universita` di Toronto, Canada.Fraunhofer-Gesellschaft, Erlangen, Germany; MEMC Electronic Materials,Novara,Italy; Pirelli Spa (MI); IMEL Athens,Greece: University of Patras, Greece; Research Institute for Technical Physics and Material Science, Budapest, Ungary; TU Wien,Austria; Physikalische -

Technische Bundensanstalt, Berlin, Germany; Intel Ireland Ltd, Leixlip, Ireland. Università delle Isole Baleari, Università di Granada e CSIC; SCHOTT SOLAR GmbH (Alzenau - D), Dip. di Fisica del Politecnico di Torino. Carl Zeiss NTS GmbH (GER); CEMES-CNRS Tolouse (FRA); CRPP-CNRS Bordeaux (FRA); Università di Pavia, CSIC-ICMA Istituto de Ciencia de materiales de Aragon, Zaragoza (SPA)




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figurativivalore











Professore

visitatore


2 0 1 2 0 0 0 5

Principali risorse strumentali utilizzateMicroscopio elettronico a scansione con emettitore a effetto di campo.Microscopio elettronico a trasmissione da 200keV dotato di sorgente ad elevata brillanza, accessorio STEM, biprisma elettronico per olografia e accessori analitici.Assottigliatore a fascio ionico e altre apparecchiature per la preparazione di compioni per microscopia elettronica.Diffrattometro a raggi X per polveri e film sottili.Alcune caratterizzazioni su materiali nanostrutturati a base di carbonio (nanotubi, grafene) sono state condotte presso il Centro di Microscopia Elettronica del CNRS di Tolosa, utilizzando un TEM dotato di correttore di aberrazioni.

Sviluppo di metodologie avanzate per dispositivi elettronici micro e nanostrutturati

Progetto: Microelettronica, Sensori e MicrosistemiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: PRIVITERA VITTORIO

Risultati conseguiti - Controllo della qualità strutturale dei CNT al variare dei parametri di scarica ad arco in azoto liquido.-Correlazione della morfologia e distribuzione spaziale all'interno del deposito con il gradiente di temperatura presente durante il processo.

Sintesi di strati di silicio nanocristallino di spessori 50-150-500-1000nm con dimensione dei grani di 30nm mediante irraggiamenti con laser IR. La qualità dello strato non risente della alta concentrazione iniziale di H in quanto per tempi di qualche millisecondo l'idrogeno diffonde al di fuori del campione.La cristallizzazione del Si è stata descritta mediante il modello di nucleazione e crescita dei grani evidenziando che durante l'irraggiamento si ha una nucleazione molto elevata e e quasi istantanea contro una crescita alquanto limitata il che porta ad una dimensione dei grani piccola ed indipendente dallo spessore come osservato sperimentalmente.Si è osservato che i NC sono frutto non di diffusione ma di un modifica locale del reticolo e per questo motivo quelli sintetizzati con laser non luminescono a causa di una elevata concentrazione di impurezze N ed O in prossimità del NC.

Sono state realizzate superfici nano-strutturate di ossido di Zn drogato Al (elettrodo conduttivo trasparente -AZO-) su corning glass allo scopo di aumentare del 30-40% la superficie esposta all'ancoraggio delle molecole fotosensibili, senza ricorrere ad alcun processo litografico. Sulla superficie dell'AZO nano-strutturato è stato depositato per sputtering reattivo un ricoprimento sottile e conforme di ossido di titanio (TiO2) con l'obiettivo di garantire un passaggio di carica efficace e veloce dalla molecola all'elettrodo conduttivo. La superficie esposta è stata funzionalizzata tramite ancoraggio per via chimica (in soluzione) di derivati di porfirine che differiscono per gruppo funzionale di ancoraggio (gruppi carbossilici -COOH o gruppi fosfonici -PO(OH)2), e di essi è stata studiata la diversa affinità e l'interazione nei confronti della superficie dell'elettrodo. E' stato trovato che, rispetto ad un substrato convenzionale non nano-strutturato, la densità di molecole ancorate sulla superficie dell'elettrodo aumenta del 350%, grazie ad un maggiore impacchettamento delle molecole stesse sulla superficie. Inoltre, su questo nuovo tipo di substrati si registra un forte spegnimento della luminescenza, probabilmente grazie ad un più efficiente accoppiamento tra il LUMO della molecola e la banda di conduzione del TiO2.

Il codice MC per la simulazione degli attacchi in plasma è adesso applicabile alle simulazioni di processo come previsto nel piano di lavoro del progetto IMROVE, i primi risultati delle attività intrapresa con i partner industriali del progetto sono stati presentati in conferenze internazionali dedicate al controllo di processo e sottoposti per la pubblicazione su riviste internazionali. Il modello accoppiato phase-field difetto è stato applicato alle simulazione della cinetica dell' attivazione in processi laser effettuati in campioni di silicio dopo impianti P. Il codice ha previsto correttamente l'evoluzione dei profili di drogante attivato nelle regione fusa e nella regione non fusa al variare dei numero d'impulsi e della densità d'energia del laser. La correlazione tra l'evoluzione del danneggiamento e l'attivazione, ipotizzata in precedenti lavori, è stata confermata quantitativamente. Con il codice KMC sviluppato per la dielettroforesi abbiamo mostrato come è possibile prevedere la distribuzione spaziale e la dimensione di aggregati lineari di particelle che si formano per effetto di interazioni dipolo-dipolo. Tramite il metodo KMC non è necessario stabilire una taglia limite degli aggregati inoltre le soluzioni non soffrono delle instabilità del precedente modello basato su equazioni differenziali alle derivate parziali.

Tramite il codice di trasporto basato sulle funzioni di Green di non equilibrio calibrato tramite calcoli ab-initio abbiamo studiato in dettaglio le proprietà di conduzione in nano nastri di carbonio in presenza di vacanze. In particolare, abbiamo compreso i meccanismi di interazione tra gli stati elettronici del nano nastro e il difetto e come questi influenzino le proprietà di trasporto al variare della geometria del sistema e della localizzazione del difetto. Le proprietà caratteristiche di una giunzione metallo nano-nastro sono state da noi investigate con la stessa metodica. Abbiamo evidenziato come il comportamento di questo sistema dipenda sia dagli effetti di caricamento propri di un contatto tra un sistema 3D e uno 1D che dalla formazione di una particolare distribuzione degli stati elettronici in prossimità del contatto. Infine, abbiamo evidenziato che il graphene epitassiale cresciuto su SiC con polarità di tipo carbonio mostra una ridotta alterazione delle proprietà elettroniche a causa degli stati d'interfaccia rispetto a quello cresciuto su SiC con polarità di tipo silicio.


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2010 1 31 0 3 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniCollaborazioni con il Dipartimento di Scienze Chimiche e di Fisica ed Astronomia dell'Università di Catania per analisi Raman.

Università di Messina per misure Raman volte ad valutare la presenza di H e la frazione cristallina degli strati depositati mediante ICPCVD o sintetizzato con laser IR.CNR-ISM di Roma, Universita di Roma Tor Vergata, Dipartimento di Ingegneria Elettronica.

Università di Messina Dip.to Fisica della Materia e Ingegneria Elettronica

L'attività svolta è stata supportata da una serie di collaborazione con gruppo nazionale e esteri. In particolare nell'ambito progetto IMPROVE si sono attivate le collaborazioni con i partner coinvolti nelle attività complementari a quelle del nostro gruppo: Università di Dublino (simulazione del plasma), Numonix Agrate e STM Agrate (processi di attacco in plasma), Università di Pavia (Virtual metrology e modelli di ottimizzazione black-box). I gruppi di EXCICO hanno curato la controparte sperimentale dell'attività di simulazione laser. Gruppi di ricerca teorico computazionale dei Dipartimenti di Fisica e di Chimica e Matematica dell'Università di Catania hanno supportato l'attività sul trasporto elettronico. L'attività di simulazioni di dispositivi per la separazione cellulare è stata effettuata nell'ambito di un contratto di collaborazione con STM Catania.




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0 2 1 2 0 0 0 5

Principali risorse strumentali utilizzateSISTEMA DI SCARICA AD ARCOSintesi di nanostrutture di carbonio

SCANNING ELECTRON MICROSCOPE (SEM)Analisi morfologica dei campioni

MICROMANIPOLATORI per la manipolazione di nanostrutture e misure elettriche all'interno della camera da vuoto del SEM.

MICROSCOPIO EFTEM/STEMAnalisi strutturale e chimica

Cluster di processori per il calcolo parallelo (circa 200 nodi)

Diodo Laser a infrarossi (808nm) da 600 WForno per Rapid Thermal AnnealingSistema di deposizione con sorgente ICP (Inductively Coupled Plasma Chemical Vapour Deposition)Ellissometro a singola lunghezza d'onda (632nm)

Controllo su scala atomica dei materiali per dispositivi innovativi elettronici e fotonici basati su silicio.

Progetto: Microelettronica, Sensori e MicrosistemiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: PRIOLO FRANCESCO

Risultati conseguiti I risultati principali conseguiti nel campo della microfotonica in Si riguardano la sintesi mediante RF magnetron sputtering e la caratterizzazione strutturale ed ottica di film sottili di silicati di erbio e ittrio. Attraverso l'ottimizzazione del rapporto atomico Er/Y sono stati ottenuti film caratterizzati da buone proprietà morfologiche e promettenti proprietà ottiche. In particolare, sono stati identificati due differenti regimi di concentrazione di Er; per basse concentrazioni fenomeni di upconversion massimizzano il segnale di fotoluminescenza nel visibile, rendendo il materiale di interesse nel fotovoltaico come upconverter o per la realizzazione di amplificatori ottici sfruttando l'inversione di popolazione tra i livelli 4I11/2 e 4I13/2. Nel regime di alte concentrazioni invece l'emissione nell'infrarosso viene massimizzata, rendendo il materiale di interesse per la realizzazione di sorgenti luminose. Sono state inoltre realizzati dispositivi emettitori di luce il cui strato attivo, sintetizzato mediante magnetron co-sputtering, è formato da un film di ossido di silicio contenente nanocluster di silicio e ioni erbio. Grazie alle proprietà peculiari dello strato attivo, questi dispositivi, rispetto a quelli già descritti in letteratura, necessitano di un basso eccesso di silicio nello strato attivo per massimizzare l'efficienza di emissione. Inoltre mostrano una ridotta influenza del processo di diseccitazione Auger, che rappresenta il principale canale non-radiativo che limita l'efficienza di questo genere di dispositivi e quindi le loro possibili applicazioni in fotonica.E' stato studiato il meccanismo della crescita catalizzata da nanostrutture di oro di nanowires di germanio sintetizzati mediante evaporazione indotta da fascio elettronico. I nanowires crescono in maniera eteroepitassiale su substrati di silicio sia per diffusione dal substrato di atomi di germanio adsorbiti sia per adsorbimento diretto di atomi dalla fase vapore. Attraverso il controllo delle condizioni sperimentali di crescita è possibile definire la lunghezza dei nanowires e la loro orientazione cristallografica.Per quanto riguarda il fotovoltaico avanzato, sono state studiate le proprietà di leghe Si:O (ORS, oxygen-rich silicon) preparate mediante deposizione chimica da fase vapore assistita da plasma o RF magnetron sputtering. E' stato dimostrato che l'assorbimento ottico dei film di ORS può essere variato in maniera continua agendo sulla composizione del materiale o sulla temperatura del

trattamento termico a cui sono sottoposti i film. Il materiale si è rivelato molto promettente anche per quanto riguarda le sue proprietà di trasporto elettrico, determinate dalla presenza di grani cristallini e dal drogaggio. Film di ORS possono costituire quindi dei buoni candidati per la realizzazione di celle fotovoltaiche ad alta efficienza. E' stata inoltre studiata l'anomalia del segno del coefficiente Hall in silicio amorfo idrogenato contenente drogante di tipo p o n, e le sue implicazioni nelle applicazioni fotovoltaiche di questo materiale.Per quanto riguarda i materiali a cambiamento di fase, è stata studiata la cinetica di cristallizzazione di film amorfi di Ge2Sb2Te5 e GeTe. Nel settore della nanostrutture metalliche sono state studiate l'evoluzione della morfologia di film di oro nanostrutturati in funzione dello spessore e del tempo di annealing e la morfologia superficiale di film di Pd depositati su 6H-SiC in funzione dello spessore.Infine, per quanto riguarda gli studi sul controllo atomico dei materiali per la microelettronica, è stata studiata la ridistribuzione del fluoro durante la ricrescita epitassiale da fase solida di silicio preamorfizzato, è stato proposto un modello unificato che descrive il meccanismo della diffusione del boro in silicio cristallino in un ampio range di temperatura e livello di drogaggio, ed è stato investigato lo spostamento di boro in posizione extra-reticolare, con conseguente formazione di cluster, in seguito ad irraggiamento ionico di silicio drogato con boro. E' stato inoltre studiato il meccanismo della diffusione di boro in germanio e proposto l'utilizzo di processi di laser annealing per ottenere l'incorporazione di alti livelli di antimonio in germanio.


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2010 0 30 0 10 1 0 0 0 0 1

Principali collaborazioniL'attività di ricerca è stata svolta in collaborazione con diversi centri di ricerca, università italiane ed estere ed aziende, come si può evincere dalla lista delle pubblicazioni effettuate.Le collaborazioni si svolgono nell'ambito di progetti nazionali ed europei o sono regolate da appositi contratti.




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16 0 0 0 0 0 0 16

Principali risorse strumentali utilizzateL'attività di ricerca svolta nell'ambito della commessa ha necessitato dell'utilizzo di una strumentazione ampia e sofisticata.In particolare, la ricerca svolta prevede la sintesi di film sottili di materiali avanzati, la messa a punto degli step di processo necessari per l'ottimizzazione delle proprietà dei materiali e la loro caratterizzazione chimica, strutturale, elettrica e ottica.La fase di sintesi si basa essenzialmente sulle tecniche di Molecular Beam Epitaxy e di Magnetron Co-sputtering. Entrambi i sistemi di deposizione permettono di lavorare su substrati di silicio. Un impiantatore ionico è disponibile per il drogaggi dei film cresciuti, qualora questo on possa essere eseguito in situ.Il processing dei materiali è realizzato mediante diversi tipi di forni (forni orizzontali e sistemi per rapid thermal annealing) o mediante irraggiamento laser.La caratterizzazione chimica e strutturale coinvolge diverse tecniche di microscopia (SEM, AFM, STEM) e tecniche basate sull'uso di fasci ionici ad alta (RBS, channeling, ERDA, PIXE, NRA) o a bassa energia (SIMS). I laboratori di caratterizzazione elettrica (Hall, I-V, C-V, DLTS) e ottica (PL, PLE, time resolved and temperature dependent measurements, EL) consentono infine di ottenere un quadro completo delle proprietà dei materiali in esame.

Materiali, processi, e tecniche analitiche per la realizzazione di dispositivi innovativi con funzionalità logiche o di memoria non volatile integrabili su Silicio

Progetto: Microelettronica, Sensori e MicrosistemiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: FANCIULLI MARCO

Risultati conseguiti 1. Deposizione mediante ALD di Al2O3, HfO2, ZrO2, Sc2O3, DyScO, TbScO, Er:HfO2, LaZrO, Al:ZrO2, su Si, SiN, Ge e GaAs, InGaAs, caratterizzazione strutturale, chimica ed elettrica, ed integrazione in dispositivi di logica e memoria.2. Deposizione e caratterizzazione strutturale, chimica, ed elettrica di stack ossidi ad alta costante dielettrica/metalli per NVM ultrascalate di tipo FLASH e TANOS. Fabbricazione di celle di memoria di test con materiali innovativi ad alta costante dielettrica. Caratterizzazione e modellizzazione delle proprietà elettriche.3. Ingegnerizzazione delle interfacce fra composti III-V (GaAs, InGaAs) e ossidi di gate in funzione del dosaggio del precursore di trimethylaluminum (TMA) nel processo di atomic layer deposition di Al2O3 e Al:ZrO2 o attraverso intercalazione di strati passivanti di Ge.4. Studio del Fermi level pinning su superfici In0.53Ga0.47As di tipo p- e n- in funzione della ricostruzione superficiale e dopo crescita di Ge in regime di sub-monolayer tramite processi in ambiente MBE e microscopia/spettroscopia da scansione di sonda per effetto tunnel (STM-STS).5. Identificazione dei difetti elettricamente attivi (dangling bond e trappole legate all'ossido) alle interfaccia GeO2/Ge in funzione della specie ossidante, della temperatura di ossidazione tramite misure congiunte di electrically detected magnetic resonance spectroscopy e di admittance spectroscopy su capacitori MOS.6. Studio delle densità di trappole all'interfaccia e della risposta in inversione ad alta frequenza in capacitori MOS Gd2O3/GeO2/Ge in funzione della specie ossidante (O, O2, O3) nel processo di ossidazione controllata del Ge e in funzione della metodologia di deposizione dello strato di Gd2O3.7. Calcolo da principi primi delle proprieta strutturali e dielettriche dell'HfO2 drogato con varie percentuali di Ge. 8. Calcolo ab-initio delle proprieta strutturali del Fe in HfO2. 9. Studio complessi formati in ZnO:Fe da difetti interstiziali intrinseci 10. Crescita mediante MOCVD e caratterizzazione di strati sottili di GexSbyTez.11. Crescita autoorganizzata mediante MOCVD e caratterizzazione di nanofili di Calcogenuri

(GeTe, Ge-Sb-Te). 12. Sviluppo di memorie non volatili basate sulla commutazione resistiva in eterostrutture a film sottile metallo- NiO - metallo.13. Avvio dello studio di memorie ReRAM ultrascalate basate su eterostrutture a nanofilo metallo-ossido (Ni-NiO) e metallo-ossido-metallo (Au-NiO-Au) incluse in matrici di allumina nanoporosa.14. Deposizione di primi stacks MTJ sintetizzati mediante processi ALD/CVD combinati senza interruzione di vuoto in camera. 15. Implementazione di flussi di processo basati su litografia ottica ed a fascio elettronico di strutture MTJ, al fine di una loro caratterizzazione funzionale (tunnel-MR) sia mediante l'applicazione di campi magnetici esterni che attraverso l'utilizzo di meccanismi si scrittura basati sul fenomeno di spin-transfer torque. 16. Realizzazione dei primi dimostratori MTJ mediante litografia ottica.17. Studio delle interfaccie ossido/Fe; 18. Studio delle proprietà magnetoresistive di film sottili ferromagnetici 3d (Co,Fe) e di semimetalli (Fe3O4) cresciuti mediante CVD.19. Studio delle interfaccie ossido/Fe principalmente mediante spettroscopia Mössbauer da elettroni di conversione, CEMS;20. Deposizione mediante un sistema ALD/CVD in alto vuoto (sviluppato in MDM) di film magnetici (Co, Fe, Fe3O4,..) ed ossidi isolanti (MgO) per la sintesi di giunzioni MTJs mediante processi full in situ; studio delle interfaccie ossido/Fe; realizzazione di semplici dimostratori MTJ mediante litografia ottica.21. Studio delle proprietà magnetoresistive di film sottili di semimetalli (Fe3O4) cresciuti mediante CVD.22. Deposizione, mediante ALD, di film multifunzionali di TiO2 su aghi di Si (alta capacità specifica per i dispositivi EOS, e passivazione ermetica e biocompatibile per dispositivi impiantabili nel cervello).23. Studio della nanostrutturazione da cambiamento di fase in strati di GST, indotta da effetti di "optical near field" con irraggiamento laser.24. Sintesi di matrici bidimensionali ordinate di nanoclusters di Si mediante l'uso di copolimeri a blocchi.


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2010 0 11 0 8 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniNazionali: STMicroelectronics/Numonyx, Politecnico di Milano, Università di Bologna, Università di Milano Bicocca, Università di Milano, Politecnico di Torino, Università di Brescia, Università di Cagliari, IUNET- Consorzio Nazionale Interuniversitario per la Nanoelettronica (Italy)

Internazionali: IBM (Zurigo), NCSR (Atene), MEPHI (Mosca); IMEC (Leuven), Max-Planck-Institute for Biochemistry (Martinsried), TU-Clausthal, Bruker BioSpin (Rheinstetten), CNRS – CEMES (Toulouse), RWTH (Aachen, Germany), CNRS-L2MP (Toulon, France), University of Aarhus, Denmark, CNRS – PHASE, (Strasbourg), FZR, Institute for Ion Beam Physics and Materials Research, (Dresden), CERN – ISOLDE (Geneva), Institute of Organometallic Chemistry of the Russian Academy of Sciences (Nizhny Novgorod), Boston University (Boston), STM (Crolles), CEA LETI (Grenoble), Vilnius University (Lithuania), CSIC (Madrid)




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2010 - - - -










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Principali risorse strumentali utilizzate1. Crescita di film sottili (MBE, ALD, CVD, Evaporazione termica e da fascio elettronico, Sputtering, MOCVD).2. Processo (Fotolitografia, litografia a fascio elettronico, deposizione di metalli, forni per riscaldamenti in ambiente controllato, cappe chimiche, strumentazione varia in camera pulita).3. Caratterizzazione morfologica e strutturale: AFM, in situ STM-STS, XRD/XRR, SE, FT-IR, SEM, Luce di sincrotrone.4. Caratterizzazione fisico-chimica: micro-Raman, FT-IR, SE, EPR, EDMR, XPS, LEIS, ToF-SIMS, TXRF.5. Caratterizzazione elettrica, magnetoelettrica e funzionale: C-V, I-V, IPE, 3omega, MR, Effetto Hall.6. Caratterizzazione di proprietà strutturali e magnetiche su scala atomica di materiali e sistemi contenenti Fe: CEMS.

Nuovi processi e attrezzature avanzate per la produzione di wafer di Carburo di Silicio

Progetto: Microelettronica, Sensori e MicrosistemiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: LA VIA FRANCESCO

Risultati conseguiti Durante il 2010 l'attività di ricerca è proseguita lungo le tre direttive principali della commessa: lo sviluppo di nuovi processi omo-epitassiali di SiC, lo sviluppo di nuovi codici di simulazione per la crescita e lo sviluppo di nuovi processi di crescita di 3C-SiC su silicio.

Nuovi processi omo-epitassialiPer quanto riguarda il primo punto oltre allo sviluppo dei processi di crescita ad alta velocità con l'utilizzo dei composti clorurati, si è puntato soprattutto alla realizzazione di un processo con una bassa densità di stacking faults nello strato epitassiale che potrebbe permettere di sviluppare dei dispositivi bipolari di alta potenza. Quest' attività è stata resa possibile grazie allo sviluppo di una nuova tecnica di analisi mediante immagini di micro-fotoluminescenza che è stata messa a punto dai ricercatori della commessa. Inoltre è stata sviluppata anche una tecnica di pompaggio ottico che permette di evidenziare l'apertura e l'allargamento degli stacking faults dopo la crescita dello strato epitassiale. Questo fenomeno è molto importante perché genera un' instabilità nelle caratteristiche

elettriche del dispositivo nel corso della sua vita. Questo studio è stato supportato da una notevole base teorica che ha permesso di evidenziare la connessione fra la struttura cristallografica del difetto, evidenziata mediante TEM in cross-section in alta risoluzione, e la struttura a bande del difetto e la sua emissione in foto-luminescenza. E' stato, infatti, sviluppato un codice di dinamica molecolare che ha permesso di valutare la struttura a bande del materiale con i vari stacking-faults presenti nella struttura cristallografica del SiC e confrontare queste strutture con le misure di fotoluminescenza. Nell'ultima parte dell'anno si è incominciata a studiare l'influenza dei processi di etching pre-crescita epitassiale e dei parametri di crescita sulla struttura superficiale dello strato epitassiale, poiché questa struttura superficiale sembra avere una notevole influenza su alcune caratteristiche dei dispositivi realizzati su tale tipo di epitassia. Mediante caratterizzazione AFM, TEM e microscopia ottica interferenziale è stato possibile definire un nuovo processo di etching e si sta sviluppando un processo a bassa temperatura e ad alta velocità di crescita su wafer da 4 pollici di diametro.

Nuovi codici di simulazionePer quanto riguarda l'attività sullo sviluppo di nuovi codici di simulazione, oltre all'attività sulla simulazione degli stacking faults, precedentemente descritta, è stata ulteriormente sviluppata la simulazione montecarlo della crescita epitassiale e l'effetto di diversi parametri di crescita (velocità di crescita, temperatura, …) sia sui difetti cristallografici (stacking faults, difetti di punto, inclusioni di politipi diversi, …) sia sulla morfologia superficiale. Tale attività ha ottenuto diversi riconoscimenti dalla comunità scientifica a livello internazionale ed i ricercatori della commessa sono stati invitati a presentare delle relazioni su invito alle due principali conferenze del settore del 2010 (MRSSpring2010 e ECSCRM2010) e a tenere una lezione in una scuola tenuta presso l'Università di Linkoping sulla crescita e caratterizzazione del 3C-SiC. Inoltre un notevole sforzo è stato compiuto per riuscire a simulare lo stress generato dal processo di etero-epitassia e riuscire a ottenere dagli esperimenti le principali caratteristiche meccaniche (stress, modulo di Young) del 3C-SiC. Questo nuovo codice ha permesso la simulazione numerica di nuove strutture di test delle proprietà meccaniche, l'ottimizzazione della geometria e il confronto con i dati sperimentali. Oltre al codice numerico è stata sviluppata anche una teoria analitica generale che comprende le attuali teorie utilizzate dalla comunità internazionale (Stoney, Chu) come caso particolare (stress lineare) e che estende anche a stress non lineari la teoria.

Nuovi processi di crescita di 3C-SiCNell'ambito dello sviluppo dei nuovi processi di crescita di 3C-SiC è stato ottimizzato il processo di crescita su Si (100) con l'aggiunta di un buffer layer di silicio epitassiale all'interfaccia 3C-SiC/Si e si è continuato lo studio e l'ottimizzazione del processo di crescita sul substrato ISP (Inverted Silicon Pyramids) che dovrebbe permettere una maggiore riduzione della difettosità e dello stress rispetto ai substrati convenzionali. Inoltre si sta sviluppando un processo per migliorare la qualità della superficie e un processo di ossidazione per sviluppare dei primi MOS che serviranno per un' ulteriore messa a punto ed affinamento del processo di crescita. Tutti questi processi sono stati sviluppati sia su wafer di 6 che su wafer di 8 pollici di diametro e si sta iniziando una collaborazione con STM per la realizzazione di un dispositivo con una etero-struttura Si/3C-SiC/Si che permetta di sfruttareche permetta di sfruttare sia le proprietà del silicio che quelle del 3C-SiC.


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2010 1 7 6 2 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniOltre alle collaborazioni già avviate con i partecipanti al laboratorio Pubblico/Privato SiCiLab (ETC, Numidia, H2CU) si è sempre più sviluppata la collaborazione con l'Università di Tampa e con l'Università di Warwick. Inoltre in quest'ultimo periodo si stà sviluppando una profiqua

collaborazione con il CNR-IMEM per la crescita di 3C-SiC su substrati compiacenti.




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0 1 0 4 0 0 0 5

Principali risorse strumentali utilizzateRispetto all'anno precedente sono state maggiormente utilizzate le nuove attrezzature installate presso il Laboratorio Pubblico//Privato SiCiLab, cioè il nuovo diffrattrometro D8 Discover della Brucker ed il micro-Raman HR800 della Horyba Jobin Yvon. In questo periodo sono state sviluppate nuove tecniche per il controllo dello stress dei film deposti, della qualità cristallina e delle inclusioni mediante micro-Raman. Inoltre mediante la tecnica della micro-fotoluminescenza si è caratterizzata la densità degli stackig-faults presenti nello strato epitassiale del 4H-SiC in funzione di diversi processi di crescita. Una vasta caratterizzazione è stata poi realizzata su diversi fornitori di substrati 4H.Per quanto riguarda invece la diffrazione X sono state sviluppate tecniche per la misura di stress e di curvatura su film di 3C-SiC cresciuti su silicio. Inoltre è stata sviluppata una tecnica innovativa per la determinazione superficiale di micro-twin in 3C-SiC. Infine, nell'ultimo periodo si stanno sviluppando le tecniche di caratterizzazione a temperatura del sistema 3C-SiC/Si e l'influenza del drogante sullo stress all'interfaccia e sulla difettosità dello strato di 3C-SiC.

Sensori e Microsistemi Intelligenti per la Sicurezza e la Qualità della vita nei settori Agroalimentare, Trasporti ed "Ambient Assisted Living"

Progetto: Microelettronica, Sensori e MicrosistemiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: SICILIANO PIETRO ALEARDO

Risultati conseguiti 1) È stata data continuità all'attività già avviata e relativa allo studio per lo sviluppo di metodologie sintesi di nanocristalli colloidali di ossidi (SnO2, CeO2, ZnO, In2O3, Ga2O3, Fe3O4, Mn3O4, etc.) tramite tecniche idrolitiche a bassa temperatura. Si tratta di un processo con caratteristiche di originalità rispetto ai processi esistenti in letteratura, in quanto coniuga le tecniche di hot-injection in

soluzione coordinante con un concetto innovativo di preparazione del precursore dell'ossido, che non è più molecolare ma costituisce un intermedio fra la molecola iniziale e la struttura finale dell'ossido. I nanocristalli preparati sono stati utilizzati con successo nella preparazione di dispositivi sensori di gas, che hanno dimostrato notevoli caratteristiche di sensibilità rispetto a un'ampia varietà di gas, sia riducenti che ossidanti.

2) Sono stati messi a punto nuovi processi tecnologici e dispositivi MEMS innovativi. In particolare:- sono stati messi a punto nuovi processi tecnologici per la realizzazione di RF MEMS su substrati di GaAs, GaN/Si e GaN/SiC, anche in combinazione con l'utilizzo di materiali diversi da quelli convenzionali della tecnologia III-V, quali il TaN ed il Ta2O5. Successivamente, sono state studiate in dettaglio le proprietà fisiche dei materiali usati, in particolare, quelle elettriche/dielettriche (resistività, corrente di leakage, campo di breakdown, costante dielettrica e processi di caricamento), essendo esse determinanti per il design ed il funzionamento degli RF MEMS. Infine, è stata effettuata la caratterizzazione funzionale degli RF MEMS realizzati mediante la misura delle perdite di inserzione e riflessione nel dominio delle frequenze e test di ciclatura per la stima dei tempi di attuazione e rilascio e del life time dei dispositivi.- Sono sati realizzati dispositivi Power MEMS su substrati flessibili per la micro generazione di energia tramite principio di funzionamento termoelettrico ed utilizzabili per dispositivi indossabili e personal-care- Sono stati studiati nuovi materiali biologici a base di proteine olfattive, quali recettori biologici in Nasi Elettronici per la rivelazione di sostanze gassose- sono stati realizzati microsistemi per applicazione in microfluidica- ha avuto inizio lo studio per la realizzazione di micro-dispositivi Plasma-Wave per sensoristica avanzata nel settore del THz.

3) Sono stati conseguiti risultati nella ottimizzazione di sistemi di diagnostica di tipo ottico, per applicazioni nei settori, medico, ambientale e agroalimentare, basati sulla risonanza plasmonica di superficie (SPR) attivata sia su sistemi a multistrato nanostrutturati ed opportunamente ingegnerizzati, che su nanoparticelle metalliche monodisperse. La risonanza plasmonica e' stata anche utilizzata quale tecnica di immagine per la realizzazione di sistemi di diagnostica che coinvolgono interazioni DNA-DNA, antigene anticorpo, proteina-anticorpo ecc. consentendo di mettere a punto un prototipo di strumento completamente realizzato presso i nostri laboratori.

4) Nell'ambito del progetto NETCARITY è stato messo a punto, ed è in fase di ottimizzazione, un sistema multisensoriale costituito da accelerometro, microcamera, microfono MEMS quale "fall detector" per persone anziane che vivono da sole in ambiente domestico. Sono stati sviluppati algoritmi innovativi per il riconoscimento della persona, l'analisi della scena, e l'individuazione di cadute accidentali o permanenti. Lo scambio di informazioni derivante dai diversi segnali delle tre tipologie di sensori e l'elaborazione dei relativi segnali ed immagini permette di ridurre gli stati di falsi allarmi.

6) Dal 26 al 30 giugno è stato organizzato il Primo Workshop "MEMS in Italy"

7) sono state prodotte diverse pubblicazioni su riviste internazionali e diverse comunicazioni a conferenze internazionali


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2010 0 14 6 18 0 0 2 1 34 0


Le collaborazioni più importanti derivano dalle attività svolte con partners italiani e stranieri all'interno di progetti nazionali ed europei. Tra di esse vengono riportate:ISPA-CNR Bari, Dipartimento Ingegneria Innovazione Università di Lecce, Università di Pavia, Università di Brescia, University of Manchester (UK), Consorzio OPTEL di Brindisi, Università di Perugia, Selex-SI di Roma, CNM-CSIC di Barcellona, Università di Barcellona, Università di Tuebingen, Università di Roma Tor Vergata, MR&D Institute di Gallarate, ST Microelectronics, FBK-ITC di Trento, Smart Homes di Eindhoven, Ikerlan di Bilbao, EADS di Monaco, SIEMENS di Monaco, IBM di Praga, Union Key s.r.l. di Lecce, Biotecgen di Lecce, CNRS Parigi, CSIC Madrid




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Principali risorse strumentali utilizzate- Camera pulita- Sistemi di deposizione di film sottili (sputtering, e-beam, evaporazione termica)- Sistemi per processi di attacco chimico e fisico (RIE, ICP, PECVD, ecc.)- Sistema Focused Ion Beam per nanopatterning- Sistema per la preparazione di materiali sensibili e nanostrutture di ossidi da sintesi chimica- Sistema per fotolitografia- Microscopio Elettronico SEM/FEG- Microscopio Elettronico HRTEM- Microscopio AFM- Sistemi per la caratterizzazione elettrica e ottica- Sistemi per caratterizzazione funzionale dei sensori in ambiente controllato- Gas Cromatografo con Spettrometro di Mass- Sistemi di calcolo

Sviluppo di tecnologie e realizzazione di dispositivi e microsistemi fotonici e fluidici

Progetto: Microelettronica, Sensori e MicrosistemiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: MACCAGNANI PIERA

Risultati conseguiti DispositiviSviluppato ulteriormente il flusso di processo tecnologico SPAD-nMOS per la realizzazione di array di SPAD con prestazioni ottimizzate aventi il circuito di spegnimento integrato sul chip. Realizzate nuove maschere con diversi layout per l'elettronica di spegnimento dello SPAD.Fabbricati i primi SPAD a larga area attiva (diametro di 200, 350 e 500 mm) ed effettuate le prime caratterizzazioni elettriche.Ottica e fotonicaSono stati realizzati dispositivi ottici attivi in LiNbO3 drogato Erbio, come guide canale e prototipi di amplificatori ottici. La caratterizzazione dei dispositivi ha permesso di verificare l'effettivo instaurarsi di un processo di amplificazione e la necessità di risolvere alcuni problemi relativi alle perdite di interfacciamento (insertion loss) delle fibre ottiche, al fine di poter raggiungere le prestazioni richieste.Progetto HELIOS (FP7)L'utilizzo di drogante nella struttura del modulatore ha efficacemente modificato di vari ordini di grandezza la banda passante del dispositivo, consentendo di ottenere una banda passante intorno al MHz, dato che risulta essere il migliore mai riportato su modulatori elettroottici basati su a-Si:H.Progetto LISEA (Laboratori a rete - Rete Alta Tecnologia dell'Emilia Romagna)Il lavoro sui parametri di deposizione e in particolare l'applicazione di un plasma 'soft' ha consentito un miglioramento nella tensione a circuito aperto dei dispositivi fotovoltaici a eterogiunzione su c-Si. Questo risultato, associato alla definizione della procedura di trattamento superficiale del silicio multicristallino e alla successiva verifica della qualità delle celle, ha finalmente consentito di raggiungere l'atteso benchmark nella fabbricazione di dispositivi HJ/multiSi, per i quali esiste ora un protocollo applicabile.MicrofluidicaRealizzata la prima generazione di attuatori piezoelettrici drop-on-demand in silicio di tipo monolitico.Realizzati i primi prototipi di ugelli in silicio (progetto PRRIITT 2008-Medica) per dispositivi microfluidici. Evidenziati i punti critici del processo tecnologico utilizzato e definito un nuovo flusso di processo per la fabbricazione di ugelli di seconda generazione.


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2010 0 10 1 1 0 0 0 2 0 0

Principali collaborazioniIn ambito SPAD, molto attiva è la collaborazione con il Dipartimento di Elettronica e Informazione del Politecnico di Milano relativamente allo sviluppo di rivelatori SPAD di grande area attiva e bassissimo rumore intrinseco (con il DEI nel 2008 è stata stipulata anche una convenzione operativa che sancisce lo stretto rapporto di collaborazione). A rendere molto attivo il rapporto c'è il Progetto ASI denominato FIBER-SPAD e da noi coordinato iniziato a gennaio 2010. Molto attiva e continuativa è anche la collaborazione con la spin-off Micro Photon Devices, la quale ci ha coinvolti nel progetto europeo FP7-SME, denominato PARAFLUO, iniziato nel giugno 2009 e che si concluderà nel giugno 2011.Molto importante e con grandi sinergie la collaborazione con la ditta Carlo Gavazzi Space, che rientra nell'ambito del laboratorio regionale Prominer ora trasformatosi nel Consorzio MIST E-R.Importante è la collaborazione con CEA-LETI (Atomic Energy Commission, Laboratoire d'électronique et de technologie de l'information), Grenoble, Francia, Project leader del progetto europeo FP7 "HELIOS" (pHotonics ELectronics functional Integration on CMOS) e con gli altri partner del progetto, in particolare la sezione di Napoli del CNR-IMM, l'università di Reggio Calabria (UNI RC), l' ENEA-Casaccia, il Politecnico di Milano, il Laboratorio Matis dell'Università di Catania e il Politecnico di Torino.

Con l' inizio del progetto europeo FP7-NASCEnT, inizia anche la collaborazione con l'Istituto Fraunhofer ISE (Instituts für Solare Energiesysteme) – Freiburg am Breisgrau (Germania) e con gli altri partner del consorzio, fra cui UNI Barcelona (Spagna), IMTEK (Germania), ST (Catania) e AZUR-Space (Germania).Per lo svolgimento dell'attività sulla microlavorazione del 3C-SiC su Si ci si è avvalsi della collaborazione di differenti gruppi per la fornitura del materiale a partire dai colleghi dell'IMM Catania, all'IMEM-CNR (Parma), all'ACREO (Stoccolma-Svezia). Il lavoro svolto in collaborazione con questi partner ha portato alla presentazione di interventi orali o posters a congressi internazionali e alla pubblicazione di alcuni articoli su rivista.




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Principali risorse strumentali utilizzateTutte le attività della commessa si basano sulla disponibilità di attrezzature per la progettazione, la fabbricazione e la caratterizzazione di dispositivi e microsistemi. In particolare i vari dispositivi microelettronici o MEMS sono fabbricati all'interno dell'area pulita in classe 100 presente presso l'unità IMM di Bologna, in cui è allestita una linea tecnologica completa per la realizzazione, mediante i processi della tecnologia planare del silicio, di dispositivi elettronici integrati, e di una zona dove si possono effettuare i vari processi di microlavorazione di vari materiali (silicio, vetro e pirex). Da alcuni anni è in dotazione anche un RIE ad alto fattore di forma che consente di realizzare attacchi profondi in silicio, vetro e pirex, ampiamente utilizzata per la fabbricazione di strutture tridimensionali. Importante per lo svolgimento dei progetti della commessa è anche l'utilizzo dell'impiantatore EATON a 200keV e dell'acceleratore Tandetron a 1.7MV, entrambi presenti presso l'IMM di Bologna.Di grande importanza è anche la disponibilità di software per la progettazione di circuiti integrati (software Cadence), per la simulazione dei processi tecnologici (software ATHENA-Silvaco, ISE-TCAD), per le simulazioni micro-elettro-termo-meccaniche (software Solidis) e di sistemi hardware e software per la misura delle caratteristiche elettriche di strutture di test e di dispositivi microelettronici (software ICS-Metrics) e per l'estrazione dei parametri dei relativi modelli circuitali (software IC-CAP- Agilent).

Microsistemi per l'analisi di sostanze gassose in applicazioni ambientali

Progetto: Microelettronica, Sensori e MicrosistemiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: CARDINALI GIAN CARLO

Risultati conseguiti Si è sostanzialmente rispettato il piano di attività previsto e si sono consolidate le relative entrate finanziarie basate sulle seguenti linee:

1) Sistema gascromatografico per la misura di BTEX.

a. Micro dispositivi di calibrazione per sensori di gasSi è completato lo sviluppo di un micro dispositivo per il rilascio controllato di quantità note di composti liquidi, in particolare Toluene. Disporre di questo tipo di microcomponenti riveste importanza strategica per lo sviluppo dei microsistemi di analisi ambientale (quali lo strumento di misura in automatico dei BTEX, basato su tecnologie MEMS precedentemente realizzato nell¡¯ambito di questa commessa) perché permette di risolvere l'oneroso, ma inevitabile, problema delle calibrazioni periodiche in campo. I risultati sperimentali hanno confermato la validità dell'idea progettuale ed hanno permesso di affrontare la validazione dei modelli teorici di simulazione del comportamento di questi dispositivi su cui basare i prossimi sviluppi.

b. Sistema di preconcentrazioneNel quadro della collaborazione con le Università di Parma e di Catania si è avviato lo studio e la sperimentazione di sistemi di preconcentrazione per idrocarburi aromatici basati su layer ordinati di cavitandi deposti all'interno di canali microfluidici in silicio-vetro. Questa attività è risulta di primario interesse anche nell'ambito del progetto europeo DIRAC, di cui al punto 3. Al momento sono stati affrontati e risolti i problemi posti dalla deposizione e dal fissaggio del materiale attivo sulla superficie dei canali, si sono realizzati i primi prototipi di dispositivi e si è messo a punto il sistema di misura con cui affrontare le prove sperimentali.

2) Sistema gascromatografico per analisi velociCome previsto dal progetto industriale che supporta questa attività, le azioni di ricerca hanno riguardato:

a. Colonne capillari di separazione integrate in silicioSi sono realizzate e funzionalizzate colonne di diversa sezione. I risultati ottenuti, in termini di potere di separazione cromatografico, sono stati molto positivi e, per i dispositivi a sezione circolare, superiori a quanto sino ad oggi reperibile in letteratura.

b. Sistema micro lavorato di iniezioneSi sono progettati e realizzati i primi prototipi di valvole a scorrimento ad attuazione pneumatica. Sono in corso le caratterizzazioni funzionali.

c. Detector di tipo misto MOX - TCD (Thermal Conductance Detector)Completato il progetto del dispositivo, basato sulla tecnologia già sviluppata per la realizzazione di hot plate a bassissimo consumo; è in corso il run di fabbricazione.

3) Sistema di preconcentrazione e di separazione per analisi di sostanze dopantiNel mese di luglio ha avuto inizio il progetto europeo DIRAC in cui rientra questa attività. Sono in corso gli studi miranti ad individuare i metodi più appropriati per la preconcentrazione in fase vapore e in fase liquida di anfetamine, loro precursori e derivati.

4) Sensori di tipo fisico per il monitoraggio ambientaleL'attività sui sensori di strain ha registrato significativi avanzamenti, nel corso del 2010,

relativamente all'integrazione di sistema e al testing. Si è infatti realizzato un oscillatore in catena chiusa con un dispositivo MEMS per strain sensing fabbricato presso l'istituto nel corso dell'anno precedente, progettando e realizzando la necessaria circuiteria analogica e digitale su PCB, con l'ausilio di personale dell'Università di Cambridge, partner del progetto Underground M3. Il sistema realizzato ha permesso di determinare le prestazioni del sensore, altissime in termini di risoluzione (20 nanostrain su barre d'acciaio), e di cominciare a studiare approfonditamente importanti effetti ambientali sulla misura (primo fra tutti il drift di frequenza generato da variazioni della temperatura ambiente).Si è anche parzialmente completato un batch di fabbricazione di dispositivi MEMS per power harvesting, basato su un design sviluppato all'Università di Cambridge.


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2010 0 3 0 0 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniSi sono sviluppate collaborazioni con:Università di Parma (sviluppo di cavitandi per sistemi di preconcentrazione e separazione chimica, sia in fase vapore che in fase liquida)Università di Perugia (sviluppo di circuiti elettronici di interfaccia per sensori e microsistemi)Università di Ferrara (sviluppo di dispositivi per il monitoraggio di gas inquinanti, tossici e/o esplosivi, basati su array di sensori a stato solido)Laboratorio a rete dell'Emilia Romagna PROMINER (tecnologie di microlavorazione del silicio per microfluidica e per dispositivi termoelettrici)Laboratorio a rete dell'Emilia Romagna ENVIREN (strumentazione per la misura di inquinanti in aria)EADS, Monaco di Baviera, Department IW-SI: "Sensors, Electronics and System Integration" (realizzazione del sistema di raccolta e selezione del campione e sviluppo dei detector per la successiva analisi chimica nell'ambito del progetto DIRAC) Cambridge University, United Kingdom (progettazione e testing in laboratorio di sensori di strain, progettazione geotecnica)Universidad Politecnica de Catalunya, Spagna (simulazione geotecnica)Czech Technical University, Praga, Repubblica Ceca (testing in campo di sensori di strain)

Pollution s.r.l. (Budrio – Bo) (micro gas cromatografo in silicio per applicazioni analitiche)MEGA s.n.c. (Legnano – Mi) (metodi di funzionalizzazione di colonne capillari di separazione cromatografica in chip di silicio)UNITEC s.r.l. (Ferrara) (sviluppo di un sistema di analisi della qualità dell'aria in ambienti confinati)




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ricercatori totale

7 10





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2 1 0 3 0 0 0 6

Principali risorse strumentali utilizzateSistemi di calcolo e programmi per il progetto di microsistemi comprendenti strumenti per il disegno del layout, la simulazione di processi e di dispositivi.

Camera bianca in classe 100 con le apparecchiature di servizio e di processo necessarie per la messa a punto e la realizzazione dell'intera sequenza di passi tecnologici caratteristici della fabbricazione di microsistemi a livello prototipale.

Strumentazione per la caratterizzazione elettrica, ottica e strutturale dei materiali e dei dispositivi e metodologie software per l'estrazione dei parametri dei modelli circuitali e comportamentali.

Sistemi per la caratterizzazione funzionale di sensori e di microsistemi per l'analisi di gas.

Per dimostrare le potenzialit¨¤ e rendere utilizzabili in campo i sensori di strain ¨¨ stato progettato e realizzato un circuito di interfaccia a microprocessore in grado di effettuare misure su dispositivi elettrostatici risonanti a frequenze dell'ordine di centinaia di kHz con risoluzione massima di pochi Hz.

Microsistemi optoelettronici in silicio e tecnologie compatibili

Progetto: Microelettronica, Sensori e MicrosistemiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: RENDINA IVO

Risultati conseguiti I notevoli risultati scientifici raggiunti nei campi di attività della commessa sono evidenziati dal numero elevato di pubblicazioni su riviste ad alto IF, dal numero consistente di relazioni su invito tenute nei principali convegni internazionali di settore, e dall'intensa attività svolta dai ricercatori nella comunità scientifica (organizzazione di scuole nazionali e internazionali, di convegni, di promozione e partecipazione a progetti di ricerca nazionali e internazionali, svolti in partenariato con grandi aziende e PMI). Un notevole sforzo è stato compiuto per raggiungere risultati ragguardevoli sia in attività di ricerca fondamentale, quali la generazione di luce coerente raman in nanocristalli di silicio o la realizzazione di strutture metamateriali a cristallo fotonico che hanno consentito di dimostrare il concetto di antimateria ottica, sia maggiormente applicative, quali la realizzazione, in collaborazione con i laboratori TIGEM di Telethon, di circuiti microfluidici in polimeri (PDMS) per microarray in silicio per applicazioni genomiche/proteomiche e per system biology, o la sintesi diretta di oligonucleotidi su cristalli fotonici di silicio e la fabbricazione e caratterizzazione di interfacce ibride organiche-inorganiche per una nuova classe di biosensori innovativi, o nella realizzazione di nuove famiglie di rivelatori ottici integrati in silicio operanti nella regione di trasparenza del materiale, e ancora nello studio delle proprietà biofisiche delle diatomee, alghe unicellulari nanostrutturate (attività che sarà ulteriormente sviluppata nell'ambito di un firb-giovani in partenza a febbraio 2011) che si comportano come cristalli fotonici naturali impiegabili per la realizzazione di nanodispositivi ottici, quali super-lenti o sensori bio-chimici ottici. Sono infine continuati, nell'ambito di progetti nazionali ed europei sviluppati con partner pubblici e aziende leader a livello internazionale, gli studi nel campo

della diagnostica ottica tramite olografia digitale, applicata a biostrutture, e con sistemi di sensing in fibra ottica in campo aerospaziale per il monitoraggio strutturale di strutture complesse.


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2010 0 14 1 5 1 0 0 0 11 0

Principali collaborazioniGran parte delle attività sono condotte in sinergia con altri laboratori nazionali e internazionali e con grandi aziende e PMI regionali (vedi elenco riportato nella parte generale). Tra queste si ricordano le attività condotte in collaborazione con Alenia Aeronautica in diversi progetti europei per la sensoristica ottica in campo avionico; quelle con Carlo Gavazzi Space, condotte nell'mbito di diversi progetti nazionali, in campo spaziale e biotecnologico. Ancora le attività con ST Microelectronics nel campo delle tecnologie di soft litography per la realizzazione di microdispositivi in plastica per la sensoristica e l'elettronica. Quelle di diagnostica ottica in biostrutture tramite olografia digitale in sistemi microfluidici condotte con lo Spallanzani, e ancora le altre condotte con aziende nazionali di Finmeccanica e con altre grandi aziende nazionali e PMI regionali.




da terzicosti

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Professore

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0 0 0 0 0 0 0 0

Principali risorse strumentali utilizzateLe attività, a carattere prettamente sperimentale, sono condotte nei laboratori di sviluppo e caratterizzazione dell'Unità. Questi coprono una superficie complessiva di circa 800 mq, di cui 130 mq in area pulita (classe fino a ISO 5) e comprendono i seguenti laboratori:Caratterizzazione opto-elettronica (oscilloscopi, analizzatori di spettro ottico, monocromatori UV-VIS-IR e sorgenti ottiche a larga banda, sorgente laser a gas e stato solido, amplificatore ottico in fibra, laser raman in fibra, laser a cavità esterna accordabile in lunghezza d'onda, fotorivelatori, 2 profilometri, FTIR, ellissometro spettroscopico, misuratore di resistività, macroscopio, probing station, tracciatori di caratteristiche, microsaldatrice, etc) Laboratorio deposizione e attacco film sottili (evaporatori a fascio elettronico e termici, sputtering RF/DC, PECVD-RIE e ICP-RIE)

Trattamenti termici (4 forni lenti e 1 RTA) Microscopia (1 SEM, 5 ottici) Litografia ottica (spinner, stripper, allineatore di maschere fronte-retro) e a fascio elettronico (c/o ICIB-CNR) Preparazione wafer e chip (dicer, scriber, lappatrice, anodic bonding)Attacchi chimici (wet, dry e elettrochimici)Laboratorio di calcolo numerico per progettazione e simulazione nanocomponenti.A partire dal gennaio 2011, a valle della acquisizione per trasferimento di una unità di personale ricercatore con competenze di tipo chimico e biologico, è stato attrezato e attivato un nuovo laboratorio di biochimica. In parallelo, a ulteriore supporto delle attività in campo bio, si è deciso di aprire, in collaborazione con la STEBI s.r.l., PMI campana, un laboratorio di citofluorimetria con l'obiettivo di realizzare un prototipo di sistema citofluorimetrico da campo e palmare basato sulla tecnologia lab-on-a-chip sviluppata dall'Unità.

Nanotubi di carbonio per applicazioni nella sensoristica e nella nanoelettronica

Progetto: Microelettronica, Sensori e MicrosistemiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: RIZZOLI RITA

Risultati conseguiti A partire dagli ottimi risultati conseguiti in precedenza, relativi al controllo della crescita C-CVD di MWNTs e SWNTs, utilizzando diversi catalizzatori e su substrati sia conduttivi che isolanti, nel corso del 2010 si è messa a punto la deposizione di reti di SWNTs sospese su larghe aree tra elettrodi di polisilicio o su substrati microlavorati di Si e ossido di Si. Sfruttando le procedure di misura combinata elettrica-strutturale messe a punto per SWNTs depositati direttamente su elettrodi di poly-Si drogato o di metallo, sono stati ottimizzati i contatti ohmici per i dispositivi basati sulle reti di SWNTs.I test operativi svolti nel 2010 presso i Laboratori Nazionali INFN del Sud (Catania), nell'ambito del progetto CANTES (INFN) che terminerà a inizio 2011, hanno evidenziato l'efficacia come iniettori di elettroni nel plasma di sorgenti di ioni ECR delle sorgenti di elettroni ad emissione di campo, realizzate mediante matrici ordinate di CNTs in allumina nanoporosa. Le analisi micro-Raman di grafene cresciuto selettivamente su SiO2 mediante C-CVD a 900°C, hanno rivelato la presenza di domini di grafene di ottima qualità, costituiti da 2, 3, 4 strati di grafene di diversa area, su una area totale di deposizione di circa 3x5 mm2.Si è messo a punto il processo di riduzione termica in vuoto di foglietti di ossido di grafene di dimensioni definite dal processo di preparazione chimico-fisica messo a punto da un gruppo dell'Istituto CNR-ISOF di Bologna. Blende di ossido di grafene ridotto (RGO) e politiofene (P3HT), realizzate usando la deposizione sequenziale dei due componenti, sono state utilizzate come strato attivo di FETs. La densità degli strati di RGO può essere variata linearmente, modulando così il loro contributo al trasporto di carica nei transistors. Presso l'Istituto ISOF si è sono effettuate misure di KPFM (Kelvin Probe Force Microscopy) per determinare il potenziale superficiale di RGO, P3HT e dei contatti di source e drain su scala nanometrica e seguire il decadimento del potenziale lungo il canale dei FETs durante il funzionamento. In collaborazione con un gruppo dell'Università di Pavia si sono caratterizzati, sia elettricamente che con mappe micro-Raman, foglietti di grafene sospesi su strutture microlavorate in quarzo, realizzate in IMM-Bo. Mediante olografia elettronica è stata determinata la distribuzione di carica tra strati di grafene, sia in cristalli di grafite a pochi strati (turbostratic FGCs), che in SWNTs. In particolare, nella grafite a pochi strati si è visto che ogni grafene nello stack induce uno spostamento di potenziale senza effetti di carica tra gli strati, ogni strato di grafene è elettronicamente disaccoppiato.Nell'ambito del progetto "realizzazione di prototipi di generatori termoelettrici" in collaborazione con

l'Università di Milano Bicocca, è stata messa a punto una innovativa tecnologia di crescita templata di nanofili di polySi su wafer di Si, tramite un processo top-down che utilizza una litografia micrometrica e processi di deposizione LPCVD e RIE selettivo anisotropo di strati nanometrici. I risultati ottenuti hanno evidenziato un ottimo controllo della sezione del nanofilo di Si (sezioni di 20x20 nm) e della posizione su wafer (definita dalla litografia). Sono state eseguite misure elettriche per determinarne la conducibilità elettrica e sono in corso di fabbricazione le strutture con cui sarà possibile ottenere le caratteristiche termoelettriche dei nanofili. Sono stati realizzati anche nanostrati di polySi integrati su strutture test per la misura della conducibilità termica ed effetto Seebeck. Le misure stanno mettendo in evidenza le interessanti caratteristiche di bassa conducibilità termica di questi nanostrati, che li rendono un materiale competitivo per applicazioni energetiche e sensoristiche.

Sono stati approvati 3 progetti che partiranno nel 2011:- "Radioport-Lab", finanziato dalla Regione Emilia Romagna nel bando 'Dai distretti Produttivi ai distretti Tecnologici', per la realizzazione di microcatodi freddi per tubi a raggi X portatili ad alta risoluzione- "THINC", finanziato dal Danish Agency for Science Technology and Innovation, per la realizzazione di celle solari ad alta efficienza basate su strati di Si nanocristallini e riflettori nanostrutturati sul retro dei dispositivi.- "ESOPO" - INFN come proseguimento di CANTES

Pubblicazioni: 5 articoli pubblicati e 3 accettati per la pubblicazione su riviste JCR;: 3 articoli su proceedings di conferenze internazionali.

Pubblicazione di nota tecnica INFN su risultati progetto CANTES

Contributi a conferenze: 10 orali (E-MRS Spring, Carbon 2010, NT10, IMC17, 3 a Carbomat, XCVI Congresso SIF, 8th European Conf. on Thermoelectric, 12th IPRD10) di cui 2 Invited (Carbon 2010, XCVI Congresso SIF) e 1 poster (XIXth ECRIS 2010)

Premi e riconoscimenti: GFEC (French Society of Carbon Research) Award 2010 ; Elsevier Carbon Award 2010 (runner-up); Cover Image on Carbon, Vol. 48, Issue 13, 201


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2010 0 6 0 3 0 1 2 4 6 0

Principali collaborazioniLe collaborazioni indicate in seguito, iniziate nell'ambito di progetti pluriennali INFN, continueranno con il progetto "ESOPO", per la realizzazione di dispositivi emettitori di elettroni da utilizzare sia come stabilizzatori del plasma di sorgenti di ioni ECR. - INFN-sez. di Bologna (Dr. F. Odorici, L. Malferrari)- Università di Bologna- Dipartimento di Fisica (Prof Cuffiani)- Università di Roma 'Tor Vergata'- Dip. di scienze e Tecnologie Chimiche (Prof. M.L. Terranova)- Università di Roma 'Sapienza' - Dip. Energetica (Prof. M. Rossi)- INFN- Laboratori Nazionali del Sud di Catania (Prof. S. Gammino)

Inoltre, INFN sez di Bologna collaborerà con il gruppo che si occupa dei CNTs entro la commessa, nell'ambito del progetto regionale biennale "Radioport-Lab" (inizio gennaio 2011), che prevede il trasferimento tecnologico di processi di fabbricazione dei microcatodi freddi a base di CNTs a partner industriali. La principale collaborazione industriale sarà con l'Impresa C.E.I. Compagnia Elettronica Italiana di S. lazzaro di Savena, Bologna (Ing. G. Scirè)

Nell'ambito del progetto regionale PROMINER, ora terminato, e delle attività svolte per il consorzio MIST E-R, si sono sviluppate collaborazioni con - Istituto CNR ISOF-Bologna (Dr. V. Palermo) per lo studio di dispositivi a base di grafene- Istituto CNR ISMN-Bologna (Dr. M. Cavallini e Dr. P.Ruani) per la deposizione di CNTs su nanoparticelle depositate con tecniche di litografia alternative e per le analisi micro-Raman- Università di Pavia - Dip di Fisica A. Volta (Prof. V. Bellani) per la caratterizzazione con mappe micro-Raman di domini di RGO e con misure elettriche in alti campi magnetici di dispositivi a base di gafene.

La collaborazione con un gruppo dell'Università di Milano Bicocca (Prof G.F. Cerofolini e Prof. D. Narducci) ha dato origine al progetto "Realizzazione di prototipi di generatori termoelettrici" basati su nanofili di Si.

Altre collaborazioni internazionali:CEMES-CNRS Tolosa (Francia) (Prof M. Monthioux)CRPP-CNRS Bordeux (Francia) (Dr. A. Penicaud)Cambridge University - Dept. of Electronic Engineering (Prof. J. Robertson)University of Aarhus – Dept. of Physics and Astronomy (Prof. A. Nylandsted Larsen)




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Professore

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1 0 0 4 0 1 0 6

Principali risorse strumentali utilizzate- Camere bianche classe 100, 1000 e 100000 presso IMM sezione di Bologna in cui si sono sviluppate tecnologie ibride C-Si, necessarie per realizzare i previsti dispositivi a base di nanostrutture di C, sfruttando le assodate tecnologie dell'industria microelettronica del Si.- Sistemi per processi fotolitografici (spinner con hot plate, allineatrici..)- Processi termici in forni tradizionali e sistema RTP, per realizzare strati di SiO2 e strati drogati di tipo n in Si e poly-Si.- Sistemi di sputtering ed evaporazione termica per la deposizione di film sottili metallici (deposizione dei film di catalizzatore e degli elettrodi metallici).- Sistemi di deposizione LPCVD e PECVD per la deposizione di film sottili a base di Si (poly-Si, Si3N4).- Sistema CVD catalitico per la sintesi di nanotubi di C e del grafene.

- Sistemi RIE per etching di diversi materiali.- Impiantatore a media energia per drogaggi controllati.- Impiantatore ad alta energia per impianti profondi e caratterizzazione strutturale mediante fasci ionici- Laser a eccimeri a 248 nm- Microscopio elettronico a scansione (SEM) con micromanipolatori e microanalisi per la caratterizzazione strutturale, elettrica e di superficie- Microscopio elettronico a trasmissione (TEM) con microanalisi, EELS, rivelatore STEM, set-up per olografia elettronica e analisi in-situ per caratterizzazione strutturale ad elevata risoluzione spaziale- Sistema automatico per la caratterizzazione elettrica di dispositivi: probe station a 6 punte con thermochuck che può essere riscaldato fino a 300°C.- Sistema automatico per test standard di elettromigrazione e caratterizzazione resistometrica ad alta risoluzione delle interconnessioni. - Sistema automatico di misura di emissione di elettroni per effetto di campo.- Spettrometri UV-visibile e e FT-IR.- Misure I-V in vuoto in funzione della T, dall'azoto liquido a 300 °C.- Spettrometro micro-Raman con laser HeNe e laser ad Argon (presso l'Istituto ISMN di Bo), dotato di stage per micromovimentazione con cui è possibile effettuare mappe di spettri Raman, sia lineari che su aree dell'ordine del mm2. La possibilità di effettuare mappe del segnale Raman è fondamentale nella caratterizzazione dei CNTs depositati tra gli elettrodi dei dispositivi. Si tratta di una tecnica non distruttiva che permette di determinare il tipo di nanotubi (SWNT o MWNT) e il loro diametro, sia in presenza di reti di SWNTs appoggiate all'ossido del substrato che di pochi SWNTs sospesi tra gli elettrodi.

materiali e processi per la realizzazione di dispositivi per la conversione di energia

Progetto: Microelettronica, Sensori e MicrosistemiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: LOMASCOLO MAURO

Risultati conseguiti L'attività di ricerca è organizzata in sottoattività volte alla progettazione, realizzazione e caratterizzazione di nuove tipologie di materiali e dispositivi principalmente dedicati alla conversione di energia EM. Tali attività si sono inserite in tre progetti recentemente finanziati (2009) anche se due di essi sono stati approvati nel 2006. In particolare:1- Nano-Rectenna per la conversione diretta ad alta efficienza della luce solare (RECTENNA). Regione Puglia, Progetto Strategico2-Progetto di un laboratorio Pubblico-Privato per lo sviluppo di tecnologie innovative nel campo della generazione diffusa di potenza elettrica da fonte solare (SOLAR) (MIUR)3-PED4PV (PULSED ELECTRON DEPOSITION FOR PHOTOVOLTAIC) tecnologia per la deposizione di film sottili per il settore fotovoltaico.(Ministero per lo Sviluppo Economico, Bando Industria 2015)

Contratto con la ditta Nanograss (anno 2010) per la crescita e caratterizzazione di nanowires di GaAs/AlGaAs di tipo core-shell per il fotovoltaico di terza generazione.

I risultati possono essere cosi' sintetizzati:

Sviluppo ed ottimizzazione di processi di nanolavorazione (caratteristica minima 50 nm) mediante Focused Ion Beam (FIB) di strutture a base Si e semiconduttori III-V; determinazione del danneggiamento indotto mediante analisi nanostrutturale ed analitica(TEM).

Deposizione mediante FIB di strati metallici e isolanti di Pt, W e SiO2 per la realizzazione di diodi MIM con dimensione laterale al di sotto dei 500 nm. Sono stati considerate sia le deposizioni assistite da fascio ionico che da fascio elettronico e sono state valutate le relative rate di deposizione per Pt, W e SiO2. In particolare nel caso di deposizioni a fascio ionico, è stato studiato il processo di erosione e danneggiamento dello strato isolante durante la deposizione dell'ultimo metallo del diodo MIM. È stato in tal modo valutato lo spessore minimo del SiO2 necessario ad evitare fenomeni di corto tra le due armature metalliche.

Sono state realizzate matrici di singole nanoantenna con dipolo lineare mediante fotolitografia. Messa a punto del processo di deposizione dei metalli (W, Ni) e ottimizzazione dei processi di ossidazione per la realizzazione del dielettrico (il MIM). La dimensioni laterali del dipolo variano nell'intervallo da 700-1500 nm mentre la lunghezza varia da 28-40 microns. Tali antenne sono progettate per sintonizzarsi alla lunghezza d'onda di circa 119 microns. Si prevede infatti di testare l'efficienza di conversione illuminando i dipoli con un laser metanolo (119 micron) a disposizione presso l'Istituto Nazionale di Ottica (INO-CNR) di Firenze.

Sono stati cresciuti: a) densi array di nanowire (NW) a base di GaAs/AlGaAs su substrati di GaAs per VLS mediante MOVPE, e se ne sono state studiate le proprietà ottiche mediante riflettività e PL. b) nanowire di AlGaAs, la cui stechiometria è stata analizzata mediante spettroscopia micro-Raman su singoli nanowire

NW dritti ed orientati verticalmente sono stati cresciuti con successo su substrati di Si per l'immediata integrazione elettronica. Si è iniziato lo studio della fabbricazione mediante FIB ed EBL di contatti elettrici a base di platino o tungsteno su singole nanostrutture

Sono stati messi a punto processi di nanodeposizione assistita da fascio elettronico (EBID), finalizzati alla nanocontattatura di wires epitassiali di GaAs e di GaAs/AlGaAs (core-shell). Partendo da un precursore metallorganico (W(CO)6) in fase gassosa, sono stati depositati nano contatti di tungsteno, utilizzando parametri di processo e modalità di scansione del fascio ottimizzati, al fine di ottenere deposizioni di spessore uniforme e con proprietà elettriche controllate. E' stata inoltre effettuata una caratterizzazione elettro-ottica, mediante misure di fotocorrente, di tali nanofili contattati via FIB. Gli esperimenti sono promettenti e suggeriscono l'esistenza di effetto antenna.

Progettazione e realizzazione di rivelatori ottici ultraveloci in strutture GaAs/AlGaAs con gas bidimensionale di lacune/elettroni.Misura del tempo di risposta tramite impulsi ultracorti ed analisi delle proprietà di trasporto elettrico in nano-dispositivi a base di nanostrutture III-V.

Studio della distribuzione del campo elettrico interno in rivelatori a base di CZT boron oxide encapsulated vertical Bridgemann con elettrodi lineari (effetto Pockels).

Determinazione dei tempi divita radiativi in CIS-CIGS cresciuti mediante PED. La luinescenza risolta in tempo eccitata a 630 nm, 50 ps di impulso a frequenze di ripetizione da 100KHz A 5 MHz, risoluzione temporale di circa 5 ns, e' stata registrata nel range 900-1500 nm. Gli esperimenti sono stati condotti a diversa potenza di eccitazione e a in funzione della temperatura. I tempi di vita variano da circa 10 ns per emissione near band-edge fino a circa 1000 ns per emissione da difetti a circa 1300nm. I tempi di vita sono messi in relazione con l'efficienza mostrata dalle corrispondenti celle fotovoltaiche.


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2010 0 7 0 2 4 0 0 0 23 1

Principali collaborazioniUniversità del Salento, Dipartimento di Ingegneria dell'Innovazione, Università di Roma Tor Vergata.Università di Bologna, Dip. di Fisica, Univ. di Palermo (Dip. Fisica, G. Raso)Dipartimento di Ingegneria Industriale e Meccanica (DIIM) - Università degli Studi di CataniaUni Napoli (Dip. di Fisica), Dipartimento di Elettrotecnica ed Elettronica (DEE) - Politecnico di BariPolitecnico Milano, INFM-TASC di TriesteIMEM-CNR ParmaFondazione Bruno Kessler TrentoENEA Centro Ricerche di Brindisi, Consorzio Optel Cittadella della Ricerca BrindisiIstituto Nazionale di Fisica Nucleare INFN sez di Napoli, Sassari, Palermo, Pisa.INASF di Bologna, Drexel University Philadelphia (USA)Naval Research Laboratory Washington (USA). CSIRO di Sidney (Australia).Optoelectronic Nanomaterials Group, Nanomaterials Laboratory, National Institute for Materials Science, Tsukuba, Japan, Carl Zeiss NTS (D), RADIATION WATCH LIMITED.(UK)Simens AG medical systems forcheim (D), Alenia Aeronautica, ST Microelectronics,ANSALDO Spa – Napoli, SAES Getters SpA, MilanoSigma Aldrich Fine Chemicals High TechNanograss LLC, Philadelphia, USA Institut d'Electronique du Sud (IES - CNRS UMR 5214) Universite Montpellier 2

PMI nazionali: D'Appolonia, DEMA, Marotta AT, Carlo Gavazzi Space, Consorzio SAM, Antares, COG Srl Lecce, Costruzioni solari Srl Cavallino (LE), SHAP Spa Lecce, STC Srl Mesagne (BR), TCT Srl Brindisi, Turboden Srl Lecce




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Associato e




Professore

visitatore


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Principali risorse strumentali utilizzateI partecipanti alla commessa posseggono competenze complementari nel campo della progettazione realizzazione e caratterizzazione di materiali e dispositivi optoelettronici, che possono essere cosi' sintetizzate:1. Processi tecnologici di deposizione/attacco/rimozione su scala micro e nanometrica su materiali a base di semiconduttori composti; utilizzo di tecniche di micro e nanolavorazione convenzionali, come la deposizione di film sottili via sputtering, la fotolitografia ottica e per via elettronica.2. Tecniche non convenzionali, come processi mediante Inductively Coupled Plasma e Focussed Ions Beam. Realizzazione di dispositivi a molti step tecnologici.3. Tecniche di crescita auto-organizzata di nanowire di semiconduttori composti tramite VLS, MOVPE e epitassia selettiva.4. Conoscenze nel campo della caratterizzazione morfologica, strutturale ed elettro-ottica (CW- TR ed ultraveloce) dei dispositivi e microsistemi.La Strumentazione utilizzata per lo svolgimeno delle attività è sintetizzata nel seguente elenco:

Clean Room FacilityEvaporatore con fascio elettronico Leybold LE560;Plasma Enanched Chemical Vapour Deposition RIE-PECVD 80 plus Oxford Ltd; RF Magnetron-Sputtering ION VAC;ICP base Fluoro mlite STS;ICP base cloro,mlite STS;Mask aligner MA6 Suss microtech;PECVD double frequency STS mlite;Electron Beam Lithography EBL CRESTEC Cable 900C;Profilometri KLA Tecnor;Atomic Force Microscopy AFM,Topometrix SEM-FEG Field Emission Schottky type,6500F Jeol FIB dual beam 1540 ESB ZeissTrasmission Electron Microscopy (TEM-EELS) Libra 200, Zeiss Keithley 4200 sistema parametrico per caratterizzazione elettricasistema Laser tunabile UV-VIS-IR (240 nm-5 mm) impulsato (100 fs, 1.5 KHz, 1mJ @ 810 nm)), Thales LaserReattore crescita epitassiale MOCVD Aixtron RD200. Diodi laser impulsati con durata di impulso 50 ps, lunghezza d'onda 405 nm e 635 nm frequenza di ripetizione variabile nel range 0-100 MHz, HamamatsuSistema per misura del tempo di vita della luminescenza mediante Time Correlated Sigle Photon Counting (Hamamatsu).Rivelatori a stato solido raffreddati per single photon countingnel visibile e IR (hamamatsu)

Microsistemi ad Alta Frequenza: Tecnologie ed Affidabilità per Applicazioni di Terra e Spaziali

Progetto: Microelettronica, Sensori e MicrosistemiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: MARCELLI ROMOLO


L'attività di ricerca 2010 si è focalizzata sullo scioglimento della fattibilità di microsistemi che utilizzino dispositivi e tecnologie per lunghezze d'onda sub-millimetriche ed ottiche. In particolare sono stati ottenuti i seguenti risultati, nell' ambito di Progetti Europei (FP7) ed ESA:

1. Modellizzazione elettro-meccanica completa di RF MEMS switches (ESA). Il modello, comprensivo di parte analitica (tensioni di attuazione, tempi di commutazione, …) e confronto con software commerciali 2D e 3D è stato completato e sottomesso al JAP.2. Modellizzazione completa degli effetti di carica nei dielettrici impiegati in RF MEMS (ESA). Il modello degli effetti di carica è stato completato con riferimento al confronto fra strutture MIM e RF MEMS, e comprende equivalenti circuitali per la definizione dei tempi di carica e scarica delle strutture di attuazione elettrostatica. Risultati presentati a MEMSWAVE 2010 ed in procinto di essere sottomessi al JAP. Altri risultati su GaAs sottomessi a JMEMS.3. Realizzazione di sfasatori RF MEMS a microonde e nel millimetrico progettati mediante il metodo dei parametri immagine (Ministero Affari Esteri). Le strutture sono state progettate e sono state realizzate le maschere. Manca la realizzazione e la caratterizzazione RF. Per gli RF MEMS utilizzati come circuiti di ridondanza (SPDT) il risultato, ottenuto in ambito ESA, è stato presentato alla European Microwave Week (EuMW 2010), Parigi.4. Sfasatori a cristallo liquido e filtri sintonizzabili con microlavorazione del silicio e/o fotolitografia in SU-8. E' stato completato lo studio teorico ed ottimizzato il processo di realizzazione delle strutture in SU-8. Manca l' infiltrazione dei cristalli liquidi e la caratterizzazione sperimentale. Sono state ottenute strutture prototipali con PDMS, in alternativa all' SU-8, per risuonatori sferici. Pubblicati su APL, Molecular Crystals and Liquid Crystals e IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control.5. Risonatori electromagnetic band-gap accoppiati ed ottimizzazione di meta-circuiti per filtri a larga banda nel millimetrico su silicio e/o SU-8 (attualmente in fase di realizzazione). Effetti non-lineari in strutture Meta (PRIN 2008-2010, Ministero Esteri). Sono state progettate, realizzate e misurate strutture filtranti a meta-materiali per applicazioni nel millimetrico (30 GHz). E' stata progettata una linea di trasmissione non lineare per moltiplicazione di frequenze. Risultati presentati alla IRMMW-THz 2010.6. Definizione delle linee guida sulla reliability di microsistemi ad alta frequenza per applicazioni spaziali (ESA). E' stato messo a punto, ed è tuttora in fase di discussione, un protocollo di test che serva come modello di Reliability per RF MEMS per impieghi satellitari. 7. Tecniche fotolitografiche a basso costo (UV a 365 nm) per la realizzazione delle strutture guidanti e dei "taper" di accoppiamento in ingresso ed uscita, e di nano-litografia a scansione di sonda, da utilizzare in seguito per caratterizzare morfologicamente le strutture. E' stato fin qui condotto lo studio mediante elementi finiti (FEM) di strutture micro-lavorate infiltrate da cristalli liquidi (LC) filtranti basati su strutture a reticolo e a risonatore sferico infiltrate da CL. 8. Definizione delle linee guida per tecniche di misura nano-RF (CNT, grafene, imaging). Proposta di tecniche innovative nell' ambito dell' imaging utilizzando segnali RF. In particolare, è stata presentata una proposta (FP7 Maria Curie) ed un' altra è in preparazione (FP7 NMP) per aspetti sia di tipo educational che applicativo allo scopo di sviluppare la tecnica dello Scanning Microwave Microscopy (SMM) per misure in riflessione ed in trasmissione, in accordo con Agilent Austria.


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2010 0 7 2 9 4 0 2 2 0 0

Principali collaborazioni• European Space Agency – Technology Centre (ESA-ESTEC), Noordwijk, The Netherlands • THALES ALENIA SPACE Italy (TAS-I), Roma and L'Aquila • THALES ALENIA SPACE France (TAS-F), Toulouse, France• Italian National Agency for New Technologies, Energy and the Environment (ENEA), Frascati

Research Centre• Italian Space Agency (ASI), Roma• Elettronica SpA, Roma• DEPELSYS, Frascati• MICROMEM Inc. and MAST, Toronto and New York• Ministero della Difesa• Finmeccanica, mainly through SELEX-SI, Roma• Fondazione Bruno Kessler (ex-ITC)-irst, Trento • University of Roma 2 "Tor Vergata", Electronics Engineering Department • Nat. Institute for Research and Development in Microtechnologies (IMT), Bucharest, Romania • EU Network of Excellence AMICOM (FP7 follow-up)• The George Washington University, Washington, DC, USA • Institute of Radio-Engineering and Electronics, Moscow, Russia • University of Perugia, Electronics Engineering Department • Technische Universität München, Germany• Technical Research Centre of Finland (VTT), Helsinki and Oulu, Finland • Southwest Institute of Applied Magnetics, P.R. China• University of Roma 1, "La Sapienza"• University of Roma Tre, Engineering Department• Università della Calabria• Ministero degli Affari Esteri (Foreign Ministery)• Aristotle University of Thessaloniki (Greece)• University of Padova, Electronics Engineering Department • University of Athens, Greece• Comicion Nacional de Energia Atomica (CONEA), Buenos Aires, Argentina




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Principali risorse strumentali utilizzate- design circuitale ed elettromagnetico per microsistemi ad alta frequenza e fotonici (software commerciale e sviluppo autonomo di codici)- design strutturale e modellizzazione della commutazione micro-elettromeccanica con il metodo degli elementi finiti- tecnologie di deposizione per film sottili metallici e dielettrici (Ossidazioni, Evaporazione,

Sputtering)- tecnologie di attacco chimico-fisico (wet etching, RIE)- fotolitografia (realizzazione maschere, messa a punto processi di stesura e sviluppo di resist, processi multi-strato)- caratterizzazione morfologica (AFM, profilometro, elissometria)- caratterizzazione elettrica DC- caratterizzazione elettrica RF (time domain, frequency domain, spectral analysis)- caratterizzazione in assorbimento ottico

Sistemi Sensoristici "Bio-inspired" e Tecnologie per lo Spazio e la tutela della Salute Umana

Progetto: Microelettronica, Sensori e MicrosistemiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: MACAGNANO ANTONELLA

Risultati conseguiti a) Attività Divulgative e promozionali di IMM:-Organizzazione e Partecipazione alla Scuola Internazionale Multidisciplinare "Advanced Topics in Cell Model Systems", Giugno 2010 (http://www.cms3.cnr.it/). 3°Anno. Supportata da FILAS- Regione Lazio, i Dipartimenti di Medicina e Materiali e Dispositivi del CNR, da ENEA, INFN, e da Nova Publisher (NY, USA). -Seminario "Tecnologie sensoristiche per il monitoraggio ambientale" di A. Macagnano, Febbraio 2010, Università di Viterbo, nell'ambito del corso Chimica e Qualità dei Suoli (Prof. S. Astolfi)

b) partecipazione a meeting internazionali-X International Conference on Nanostructured Materials 2010 (NANO2010), 13-17 Settembre, Roma: 1) "Electrical characterizations of electrospun conductive nanofibers based on polyaniline blends in presence of humidity", E. Zampetti, A. Muzyczuk, A. Macagnano, S. Pantalei, S. Scalese, C. Spinella and A. Bearzotti (collaborazione con Medical International Research, PMI Lazio, progetto NOESIS): manoscritto sottomesso a Journal of Nanoparticle Research, Springer;2) "Au@poly(pheny lacety lene-co-ally lmercaptan) and Ag@poly(pheny lacety lene-co-allylmercaptan) core/shell nanomaterials: electrical/dielectrical properties and gas sensitivity", I. Fratoddi , I. Venditti , L. Fontana , A. Bearzotti , C. Battocchio , G. Polzonetti and M. V. Russo (collaborazione con Università La Sapienza di Roma).-20th World Congress on Biosensors (BIOSENSORS 2010), 26-28 Maggio 2010, Glasgow, UK:3) "Biomimetic sensing layer based on electrospun conductive polymer webs", E. Zampetti, S. Pantalei, S. Scalese, A. Bearzotti, F. De Cesare, C. Spinella, A. Macagnano (collaborazione con IMM-Catania): lavoro sottomesso a Biosensors and Bioelectronics (Elsevier), pubblicato nel 2011 (doi:10.1016/j.bios.2010.10.032).4)"Nanofibrous polymer layers for biological sensing", Antonella Macagnano, Emiliano Zampetti, Anna Rita Taddei, Gabriella Gambellini, Simone Pantalei, Fabrizio De Cesare (collaborazione con Università di Viterbo).-E-MRS 2010 Spring Meeting, June 8-10, 2010 Strasbourg, France:4) "Synthesis and advanced characterizations of gold nanoparticles stabilized with platinum(II) thiols for applications as chemical sensors", L. Fontana, I. Venditti, I. Fratoddi, M.V. Russo, C. Battocchio, F. Bondino, M. Malvestuto, G. Polzonetti, A. Bearzotti, E. Piscopiello, L. Tapfer (collaborazione Università La Sapienza di Roma).-Workshop, XII Riunione Scientifica SIET, Sostenibilità, Qualità e Sicurezza nei sistemi di trasporto e logistica, Roma, 17-18 giugno 2010-09-275) "CADMO: Sensori", A. Bearzotti, A. Macagnano, S. Pantalei, E. Zampetti (stato dell'arte

dell'attività sensoristica nel progetto CADMO, MIUR).-Workshop SGS2010: Semiconductor Gas Sensors 2010, 12-16 Settembre 20106) Invited Lecture: "A survey about nanofibrous PANi-based conductive polymers for gas traces recognition", di A. Macagnano*, E. Zampetti, S. Pantalei, F. De Cesare, A. Bearzotti, K. Persaud (collaborazione Università di Manchester): pubblicato nel 2011 su Thin Solid Films, Elsevier (doi:10.1016/j.tsf.2011.04.175);

c) Pubblicazioni:1) Iole Venditti, Ilaria Fratoddi and Andrea Bearzotti,Self-assembled copolymeric nanoparticles as chemically interactive materials for humidity sensors. Nanotechnology 21 (2010) 3555022) R. Gowen et al. (….A. Macagnano, E. Palomba…), Penetrators for in situ sub-surface investigations of Europa, Advances in Space Research, DOI: 10.1016/j.asr.2010.06.026 (collaborazione IFSI-INAF Roma)3) E. Zampetti, S. Pantalei, S. Scalese, A. Bearzotti, F. De Cesare, C. Spinella, A. Macagnano, Biomimetic sensing layer based on electrospun conductive polymer webs", Biosensors and Bioelectronics 2010, available on line doi:10.1016/j.bios.2010.10.032.4) E. Zampetti, A. Muzyczuk, A. Macagnano, S. Pantalei, S. Scalese, C. Spinella and A. Bearzotti, Electrical characterizations of electrospun conductive nanofibers based on polyaniline blends in presence of humidity", available on line Journal of Nanoparticle Research, Springer (DOI: 10.1007/s11051-011-0310-6).5) F. De Cesare, E. Di Mattia, E. Zampetti, S. Pantalei, F. Canganella, A. Macagnano, Use of electronic nose technology to measure soil microbial activity through biogenic volatile organic compounds and gases release, revised and resubmitted to Soil Biology and Biochemistry, Elsevier6) E. Zampetti, L. Maiolo, A. Pecora, F. Maita, S. Pantalei,A. Minotti, A. Valletta, M.C.A. Macagnano, G. Fortunato, A. Bearzotti, Flexiblesensorial system based on capacitive chemical sensors integrated with readout circuits fully fabricated on ultra thin substrate, submitted to Sensors and Actuators B, (doi:10.1016/j.snb.2011.01.045)

d)proposta di brevetto: "Apparato per la produzione di sensori chimici basati su nanofibre polimeriche mediante tecnica di electrospinning", sottomessa mediante "comunicazione di invenzione" al Dip. Materiali e dispositivi.


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2010 0 2 0 1 0 0 0 0 7 0

Principali collaborazioni1) Collaborazione/sinergia con altre commesse- collaborazione nell'ambito di IMM-Roma: progetto NOESIS- FILAS, Bando Distretto Biotecnologico nell'ambito di Ricerca e Sviluppo Industriale nel Lazio, al secondo anno di attività, con G. Fortunato & C.- stesura progetto POR per il Mezzogiorno in collaborazione con G. Fortunato (IMM-Roma)- collaborazione con IMM-Catania: partecipazione a conferenze e stesura di alcuni lavori scientifici, in collaborazione con il laboratorio di microscopia elettronica (Dr. S. Scalese).- Stesura progetto FP7-NMP: BINDS (non finanziato) con IMM-Lecce, P. Siciliano, guidato dall'Università di Manchester2) Collaborazione con Dr. E. Palomba di IFSI-INAF, Roma, per il progetto VISTA-Marco Polo, nello studio e sviluppo di sensori microgravimetrici per applicazioni in ambito spaziale. Presentazione progetto PRIN TECNO-INAF 2010, finanziato 20113) Collaborazione con Dr. F. De Cesare, DABAC-Università della Tuscia di Viterbo, e Ing. G. Bianchi, ARIES Sistemi S.r.l.,nell'ambito del progetto SISA (Sistema Integrato per la Sicurezza

Ambientale)-Progetto POR-FESR Frontiere Tecnologiche, ICT-Multimediale, partito il 21 Ottobre c.a., con scadenza prevista per il 21 aprile 2012.4) Collaborazione con Ing. M. Morelli, Unibiomedics s.r.l., e Ing. G. Felici di Sordina S.p.A., nell'ambito del progetto SOGAIN (Sonda Gamma Intelligente),partito il 3 novembre c.a., POR-FESR Frontiere Tecnologiche,Distretto Tecnologico delle Bioscienze, dalla durata prevista di 36 mesi.5) Collaborazione con Ing. Paolo Boschetti, Medical International Research s.r.l., nell'ambito del progetto NOESIS-Nitric Oxide Exhaled Sensor Integrated System, Progetto FILAS, 1°Bando DTB, fondi CIPE, giunta al secondo anno di attività e con scadenza prevista per marzo 2012.6)Collaborazione con Prof. F. Canganella nell'ambito del progetto finanziato PRIN 2008, in cui A. Macagnano ed E. Zampetti sono partners di un'unità operativa esterna.7)Collaborazione scientifica con il Prof. F. Fracassi, per la funzionalizzazione, tramite PECVD, dei materiali polimerici nanostrutturati8)Collaborazione con il Prof. K.C. Persaud dell'Università di Manchester, per lo sviluppo di bio-ibridi alla base di sensori bio-ispirati (presentato progetto FP7-NMP 2010:BINDS non finanziato)9)Collaborazione con la Prof. M.V. Russo, Università La Sapienza di Roma, per lo studio di sensori basati su nanoparticelle core-shell e presentazione di un progetto PRIN 2009.10) Collaborazione con D.ssa F. Mariani di INMM-CNR, per lo sviluppo di bio-sensori nanostrutturati per la diagnosi accurata e rapida della tubercolosi (presentato progetto regionale DBT 2010)11) Collaborazione con Ing. D. Vitaglione, LOT Oriel Italia per lo sviluppo di microbilance di quarzo "customizzate" e per la preparazione di un progetto regionale nell'ambito delle scienze e biotecnologie per lo sviluppo industriale12) Collaborazione con la Dr. A.R. Taddei del CIME dell'Università di Viterbo, per la caratterizzazione morfologica di biomolecole ibridate su nanostrutture.13) Collaborazione con la D.ssa A. Ramundo-Orlando per organizzazione scientifica e logistica della Summer School "Advanced Cell Model Systems", rivolta a studenti PhD o Post Doc.




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Principali risorse strumentali utilizzateNel 2010 sono stati acquistati un microviscosimetro automatico (Antoon Paar) per la misura della viscosità su pochi ml di volume dei blend polimerici e un nuovo sistema di flusso (Environics) a 3 porte per il monitoraggio di gas fino a 1 ppb.Per lo svolgimento delle attività della commessa sono richieste alcune facilities della camera pulita

(litografia laser, evaporatore, mask aligner, microscopio a forza atomica ed elettronico, ink-jet) e strumentazioni di caratterizzazione chimica dei materiali (FT-IR, Spettrofotometro), elettrica (apparato di elettrometri, multimetri, alimentatori) e sensoriale attraverso lo sviluppo di set-up di misura costituiti da mass-flo controllers per una diluizione controllata dei gas di misura.E' stata sviluppata in laboratorio un'apparecchiatura home-made per la deposizione di materiale nanostrutturato ad elevate prestazioni di "sensing" in condizioni di elevato potenziale elettrico. Tale strumentazione realizzata ad hoc per lo sviluppo di sensori è sotto presentazione di brevetto.

Sistemi confinati, fenomeni critici e dinamica coerente

Progetto: Nanoscienze e nanotecnologieDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: FALCI GIUSEPPE

Risultati conseguiti A) Rumore quantistico in sistemi a stato solido. E' stato affrontato il problema degli effetti del rumore a stato solido, che si estende per molte decadi dello spettro sulle prestazioni di dispositivi a due qubit. In particolare è stato proposto uno schema di tuning ottimale che minimizzi gli effetti del rumore a bassa frequenza, ed è stato studiato l'effetto del rumore a larga banda sullo entanglement. E' stata mostrata la possibilità di adoperare un risonatore (circuito LC) dissipativo come misuratore dello shot noise a frequenza finita in un conduttore mesoscopico soggetto ad un voltaggio dc ed una modulazione periodica (photo-asisted shot noise). Lo shot-noise foto-assistito è legato al correlatore della carica sulle lastre del capacitore (misuratore) mediato sul periodo del segnale alternato.B) Abbiamo studiato l'effetto dell'accoppiamento con uno environment di particelle governate dall'equazione di Weyl, che rappresentano quasiparticelle in Graphene. Abbiamo introdotto un mapping esatto della hamiltoniana su un modello spin-boson condizionale. Abbiamo studiato in alcuni casi limite la dinamoica dei pacchetti d'onda e i fenomeni della Spin Separation e dello Zitterbewegung in presenza di rumore.C) E' stato osservato sperimentalmente che le deposizioni nanometriche di quantum dots di silicio depositate su substrati di grafite (HOPG), quarzo, mica, ossido di silicio etc. hanno una configurazione porosa che a causa della ridotta dimensionalità e della morfologia di superficie non scambia calore con il substrato e quindi può raggiungere temperature elevate fino a circa 800 K. Tali effetti sono stati ottenuti sotto fascio laser He-Ne e determinate sperimentalmente dal rapporto fra i picchi Raman Stokes and anti-Stokes. Analoghe misure su Si cristallino non mostrano nelle stesse condizioni alcuna variazione di temperatura rispetto a quella ambiente. Per l'interpretazione dei dati, un modello, che tiene conto sia degli effetti di dimensione che della temperatura locale, ha dato risultati in eccellente accordo con l'esperimento.Sono stati inoltre scoperti nuovi picchi negli spettri Raman di quantum dots di Si, osservati sotto forme di doppietti mai riportati in letteratura. Tali doppietti sono stabili, riproducibili, ed hanno morfologie particolarmente interessanti sia in posizione che in forma. Inoltre è possibile mediante focalizzazione laser raggiungere temperature ben superiori al melting point del corrispondente cristallo. E' in fase di studio la teoria di tali effetti che attualmente sono stati attribuiti ai contributi superficiali di QD osservati mediante AFM nel range di pochi nm. (Faraci G., Gibilisco S., Pennisi A.R. Superheating of silicon nanocrystals observed by Raman spectroscopy Phys. Lett. A 373, 3779 (2009)).D) Meccanica statistica quantistica di sistemi fortemente interagenti.1) E' stato studiato l'entanglement sia allo zero assoluto che a T finita per sistemi di spin interagenti e sistemi bosonici o fermionici. Si e'dimostrato che entanglement e' sensibile alla statistica dei gradi di liberta' microscopici del sistema. [Giuliano D. et al. , New Jou. of Phys., 12, 025021 (2010) ]. Si e' mostrato come l'entanglement sia sensibile a transizioni di fase topologiche, al di la' del paradigma di Landau-Ginzburg [W. Son, et al. .arXiv:1001.2656]. 2) Abbiamo studiato la dinamica del sistema in

prossimita' di una transizione di fase quantistica: si e' dimostrato come gli effetti topologici portano ad una modifica dello scaling di Kibbe-Zurek. [A. Bermudez,et.al., N.J.Phys. 055014, (2010). Si sono studiate fasi con ordine topologico in atomi freddi [Amico L. et al. N. J. Phys., 12, 013002 (2010)].III) Sistemi spin-bosone integrabili.Abbiamo sviluppato la tecnica della separazione delle variabili per sistemi Hamiltoniani spin-bosone ottenendo informazioni sullo spettro di tali modelli in regimi di forte interazione, dove non sono noti risultati esatti.[Amico, L. et al., Nucl. Phys. B, 839 (3), 604 (2010)].


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2010 0 8 0 2 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniNel 2010 nell'ambito della Commessa sono state attivamente proseguite ricerche. In particolare sono stati pubblicati lavori in collaborazione con i gruppi coordinati da T. Martin, (Universite' de la Mediterranee, Marseille, France), G. Benenti (Universita' dell'Insubria, Como), S. Lombardo (IMM-CNR, Catania) e G. Compagno (Università di Palermo). Sono stati avviati lavori in collaborazione con M. Sassetti (Universita' di Genova) e B. Spagnolo (Università di Palermo).




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Principali risorse strumentali utilizzateIl gruppo di ricerca teorico di sistemi mesoscopici dispone di una propria infrastruttura per l'esecuzione di simulazioni numeriche anche particolarmente impegnative: un PC Intel Core 2 Duo con 2 GB di RAM e 400 GB HDD, un PC Intel Core Quad Extreme con 4 GB RAM e 500 GB HDD, sul quale eseguire un codice in parallelo, anche in configurazione minicluster con il Core 2 Duo.L'attività riguardante la fisica dei clusters e delle nanostrutture sfrutta un apparato per la deposizione di cluster in ultra alto vuoto e un apparato Micro Raman con laser He-Ne.

Qubit a base di silicio o SiGe e studio di gas elettronici bidimensionali in dispositivi nanoelettronici

Progetto: Nanoscienze e nanotecnologieDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: FANCIULLI MARCO

Risultati conseguiti 1. Calcolo energia dei livelli elettronici dovuti a donori in nanocristalli e nanofili di Si in funzione delle dimensioni.2. Comprensione dal punto di vista teorico delle proprietà dei donori (P) in nanocristalli di silicio sottoposto a campi elettrici. 3. Realizzazione di fili di Si nanometrici su substrati SOI e loro drogaggio.4. Realizzazione di nanocristalli di silicio drogati (P) in matrice di SiO2.5. Calcolo di prorieta' elettroniche di impurezze di Si in nanofili di silicio.6. Determinazione dei tempi di coerenza di droganti shallow in silicio.7. Studio delle proprietà di magnetotrasporto in MOSFETs e memorie non volatili ultrascalate basati su silicio.8. Caratterizzazione trasporto quantistico in dot di silicio a singolo elettrone e singolo donore9. Caratterizzazione e comprensione teorica temperatura sistemi elettronici di pochi elettroni confinati in quantum dot di Silicio10. Comprensione teorica dei meccanismi microscopici responsanbili del magnetismo a temperatura ambiente di impurezze di Fe diluite in ZnO.11. Caratterizzazione sperimentale delle impurezze magnetiche (Mn/Fe) in ZnO e studio del ruolo dei difetti di matrice nel determinare le proprietà magnetiche di ossidi e semiconduttori quali: ZnO, MgO, ±-Al2O3, GaAs, GaP in un regime di estrema diluizione delle impurezze magnetiche (circa10-4/-5 at. %). Messa punto di processi basati sui copolimeri a blocchi per la realizzazione di nanostrutture di semiconduttori ed ossidi.


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2010 0 5 0 0 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniNazionali: Università di Milano Bicocca, Università di Pisa, Università di Pavia, STMicroelectronics/Numonyx

Internazionali: CEMES – CNRS (Tolosa), MEPHI (Mosca), University of Delft, CEA-Grenoble, Cambridge Hitachi (UK), CERN-ISOLDE, University of Melbourne




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Principali risorse strumentali utilizzate1. Crescita di film sottili: evaporazione termica e da fascio elettronico2. Processo (fotolitografia, litografia a fascio elettronico, deposizione di metalli, forni per riscaldamenti in ambiente controllato, drogaggio per diffusione, strumentazione varia in camera pulita)3. Caratterizzazione morfologica e strutturale: XRD/XRR, SE, SEM.4. Caratterizzazione fisico-chimica: micro-Raman, XPS, ToF-SIMS.5. Caratterizzazione elettrica e funzionale: EPR, EDMR, SDT, C-V, I-V, Rumore, Magnetotrasporto.6. Sistema criomagnetico a 12 T e 300 mK7. Spettrometri EPR in banda X ed in Banda Q

Attività Moduli


Commessa: Commessa gestionale per istituti MDProgetto: Progetto per CDS 507 Dipartimento Materiali e DispositiviDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: RIMINI EMANUELE



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2010 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0





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Dispositivi per elettronica di larga area

Commessa: Dispositivi per elettronica di larga areaProgetto: Microelettronica, Sensori e MicrosistemiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: PECORA ALESSANDRO

Risultati conseguiti Nell'ambito del laboratorio pubblico/privato "Plast_Ics", coordinato da STMicroelectronics ed al quale ha partecipato la commessa, sono stati realizzati con successo una serie di prototipi di dispositivi Touch Keypad ed RFID. Gli ottimi risultati ottenuti presso i nostri laboratori sono stati decisivi per una valutazione finale più che positiva da parte della Commissione Ministeriale, ponendo le basi per una prosecuzione delle attività, come previsto dal bando recentemente pubblicato sui laboratori pubblico/privato. Sono state progettate, realizzate e testate nuove apparecchiature di tipo PECVD e messi a punto i processi di deposizione dei materiali dielettrico e semiconduttore presso i laboratori IMM di TorVergata. Nelle fasi precedenti infatti, per la fabbricazione dei TFT di silicio policristallino, erano utilizzate principalmente le apparecchiature di deposizione acquisite durante la nostra afferenza all'Istituto IFN comportando dilatazione nei tempi di realizzazione dei dispositivi, maggiori costi dell'intero processo e minor controllo sulle apparecchiature.Nell'ambito dell'attività sui sensori tattili, in collaborazione con IIT, in questa fase di avvio, sono stati realizzati i primi capacitori piezoelettrici in PVDF-trFE e sono attualmente in fase di caratterizzazione. Sono state inoltre progettate le maschere fotolitografiche per la realizzazione di array di capacitori piezoelettrici al fine di ottimizzare la configurazione geometrica ideale per gli scopi del contrattoPer ciò che riguarda l'attività con l'Istituto Superiore di Sanità sono stati realizzati i primi prototipi di array di microelettrodi su substrato di polyimide ultraflessibile, ciò ha permesso di individuare la corretta metodologia fabbricativa. Il successo di tale attività ha portato al rinnovo per tutto il 2011 del progetto "Greco" per la messa a punto del metodo di collegamento tra griglie ultrasottili e connettore flessibile esterno in kapton. La metodologia di collegamento utilizzata è del tipo "flip-chip bonding". In particolare, è stato utilizzato un nastro del tipo "asymmetric conductor film" (ACF), che consente, attraverso un trattamento termico in presenza di una pressione, di connettere elettricamente le due serie di pad presenti sulle due parti evitando dispersioni elettriche laterali. L'attività sui nanofili di silicio ha portato all'individuazione e l'avvio della messa a punto di un processo di transfer printing per contatto su substrato con gate esteso. Tale tecnica permette di ottenere un ottimo allineamento dei nanofili sul substrato su cui sono trasferiti e la successiva evaporazione termica del metallo per i contatti di source/drain permette di risolvere i problemi di ohmicità dei contatti. Con tale tecnica si è avuta evidenza di modulazione attraverso gate della

conduttanza dei nanofili tra source e drain. Riguardo l'applicazione sensoristica dei nanofili di silicio, la funzionalizzazione con gruppi amminici, attraverso tecniche di plasma ECR in ammoniaca, ha reso possibile lo sviluppo di dispositivi altamente sensibili (a concentrazioni ppb) al monossido di azoto (NO), obiettivo fondamentale del progetto NOESIS.


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2010 1 4 1 3 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazionicollaborazione con ST Microelectronics, realizzazione dei prototipi Touch Keypad ed RFID, scambio e caratterizzazione di materiali per la realizzazione di dispositivi elettronici.- collaborazione con la Fondazione Istituto Italiano di Tecnologia di Genova, attività sui sensori tattili piezoelettrici.- collaborazione con l'Istituto Superiore di Sanità ed Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, array di microelettrodi su substrato ultraflessibile.- collaborazione con l'ISM-CNR, Tor Vergata, caratterizzazione XPS della funzionalizzazione della superficie dei nanofili di silicio.- collaborazione con IMM-CNR, TorVergata, gruppo di A.Macagnano e A.Bearzotti, sviluppo di sensori di gas.- collaborazione con IMM-Catania: sviluppo e caratterizzazione di materiali semiconduttori e isolanti- collaborazione con Medical International Research s.r.l. nell'ambito del progetto NOESIS-Nitric Oxide Exhaled Sensor Integrated System, Progetto FILAS.




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Materiali nanostrutturati per celle fotovoltaiche e dispositivi su larga area

Commessa: Dispositivi per elettronica di larga areaProgetto: Microelettronica, Sensori e MicrosistemiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: MARTELLI FAUSTINO

Risultati conseguiti i) Realizzazione di nanofili di silicio senza l'utilizzo di alcun metallo per l'induzione della crescita. La crescita è stata realizzata su una serie di superfici di silicio opportunamente trattate per indurre una rugosità tale da permettere la nucleazione dei nanofili negli avallamenti creati dal trattamento. La crescita è stata ottenuta a temperature minime di 320 °C,temperature compatibili con substrati plastici. Questi risultati aprono la via alla fabbricazione di nanofili di silicio su substrati ad area larga. Questi risultati sono stati pubblicati.

ii) Studio della riflettività ottica di nanofili di silicio aventi dimensioni (lunghezza e diametro della sezione) diversi. Lo studio ha messo in luce il comportamento specifico di film sottili costituiti da queste nanostrutture che mettono in evidenza significative differenze con le superfici di silicio cristallino e che segnalano la necessità di progettare con attenzione le caratteristiche dei fili quando si vogliano progettare delle celle solari basate su di essi o che utilizzino gli stessi come strati antiriflettenti. Questi risultati sono stati pubblicati.

iii) Crescita di nanofili usando indio per indurre la crescita stessa. L'uso dell'indio è uno degli obiettivi di molti gruppi che crescono nanofili di silicio. Fino ad oggi i risultati pubblicati avevano messo in luce una certa difformità. I nostri risultati son il frutto di uno studio sistematico e riescono a dare un quadro parzialmente omogeneo delle caratteristiche necessarie a rendere l'indio un elemento attivo per la crescita di nanofili di silicio. Un manoscritto su questi risultati è in corso di preparazione.

iv) Fabbricazione di nanotubi. I risultati su questo aromento sono preliminari ma sufficienti a dimostrare che l'idea utilizzata per realizzarli, nata nell'ambito del nostro gruppo di ricerca, si è rivelata corretta.

v) Si è messo in luce che la crescita di nanofili di InAs tramite epitassia da fasci molecolari segue regole generali che sono indipendenti dal tipo di metallo utilizzato per indurre la crescita o dal fatto che gli stessi nanofili sono cresciuti senza utilizzare metalli esterni. Questo risultato, pubblicato, mette in luce che la chimica del composto intermetallico sembra ininfluente a determinare le condizioni di crescita dei nanofili, in contrasto con quanto fino ad oggi ipotizzato.

vi) si è realizzato un sensore basato su nanofili di silicio, capace di percepire pochi ppb di NO. Il sensore è stato realizzato con procedure di fabbricazione ideate dal nostro gruppo di ricerca. I risultati verranno pubblicati non appena risolte possibili questioni brevettuali.


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2010 0 7 0 5 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniSezione di Catania dell'IMM-CNR; argomento lo studio con la microscopia elettronica in trasmissione dei fili di silicio. La collaborazione sarà estesa nel 2011 ai nanotubi.

Laboratorio TASC dello IOM-CNR; argomenti alcuni aspetti della crescita di nanofili III-V e lo studio della riflettività di nanofili di GaAs.

Università di Cambridge (U.K.); argomento la fotoluminescenza di nanofili di CdSe;

Università di Bologna; argomento lo studio dell'intorno atomico dell'oro nelle nanoparticelle che si formano durante la crescita di nanofili catalizzati con questo metallo.

Unità OGG di IOM-CNR, Grenoble; argomento lo studio dell'intorno atomico dell'oro nelle nanoparticelle che si formano durante la crescita di nanofili catalizzati con questo metallo.

Università di Roma "La Sapienza"; argomento la fotoluminescenza di eccitazione in nanofili con struttura "core-shell" di InGaAs/GaAs.

Università di Roma "Tor Vergata"; argomento i nanofili di silicio come emettitori di campo.

CNRS-CEA, Institut Nanosciences et Cryogénie, Grenoble (Francia); argomento la microdiffrazione di raggi X per studiare incroci compenetranti di nanofili di silicio.

ISM-CNR, Montelibretti; argomento la modellizzazione delle crescite di nanofili ottenute senza metalli catalizzatori.

ISM-CNR, Tor Vergata; argomento lo studio delle superfici funzionalizzate di nanofili di silicio da usarsi come sensori.




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Elettronica su plastica basata su materiali organici ed ossidi semiconduttori

Commessa: Dispositivi per elettronica di larga areaProgetto: Microelettronica, Sensori e MicrosistemiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: MARIUCCI LUIGI


Nell'ambito del progetto europeo COSMIC sono stati studiati dispositivi con semiconduttore organico di tipo p ed n realizzati presso i laboratori del CEA-Liten con tecniche di printing. In accordo con il programma del progetto sono state preventivamente definite le regole di caratterizzazione dei dispositivi. E' stata quindi effettuata una caratterizzazione completa dei campioni realizzati da CEA-Liten effettuando un'analisi statistica dei dati sperimentali. Le caratteristiche elettriche dei dispositivi sono risultate tra le migliori riportati in letteratura, sia come prestazioni sia come stabilità elettrica. La caratterizzazione ha messo in evidenza un marcato effetto delle resistenze di contatto sulle caratteristiche elettriche. Lo studio degli effetti di contatto, assistito anche da simulazione numeriche bidimensionali, ha portato allo sviluppo di un nuovo modello fisico dei dispositivi dei dispositivi ad alta mobilità con semiconduttore organico depositato con tecniche di printing.

Sono stati ottimizzati i transistor con pentacene evaporato ottenendo dispositivi con bassa isteresi e alta stabilità elettrica dopo invecchiamento in aria.Sono stati realizzati film ottenuti da soluzioni contenenti TIPS (precursore del pentacene)realizzate utilizzarealizzati diversi solventi e tecniche di deposizione (drop casting, spin coating).Sono stati ottimizzati i dispositivi con ZnO depositato tramite RF sputtering ottenendo valori di field-effect mobility > 1 cm2/VsE' stato realizzato il primo transistor di tipo p utilizzando Il Cu2O come ossido semiconduttore.


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2010 0 1 0 2 0 2 0 0 0 0

Principali collaborazioniNell'ambito del progetto COSMIC le ottività sono state svolte in collaborazione con i laboratori del CEA-Liten, che ha fornito i dispositivi CMOS con semiconduttore organico printato, e con ST-Microelectronics e l'Università di Eindhoven (TUE) che hanno collaborato alla caratterizzazione dei dispositivi e allo sviluppo dei modelli.In collaborazione con la sezione di Catania dell'IMM, sono state studiate le proprietà strutturali dei film di ZnO depositati in diverse condizioni.I dispositivi con Cu2O sono stati realizzati in collaborazione con i laboratori di ENEA-Casaccia.




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Semiconduttori innovativi per elettronica di potenza ed Rf

Commessa: Dispositivi di potenza, Rf e componenti passivi per elettronica integrata ad alte prestazioni

Progetto: Microelettronica, Sensori e MicrosistemiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: ROCCAFORTE FABRIZIO

Risultati conseguiti Sono stati sviluppati processi innovativi in GaN per dispositivi normally off

Sono stati ottenuti MOSFET verticali in SiC con mobilità di canale di 40 cm2v-1s-1

Sono state ottenute strutture per JBS con caduta di tensione, attribuita alla metallizzazione su p, sulla V di soglia trascurabile


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2010 0 11 4 2 0 0 2 1 0 0

Principali collaborazioniIndustrie:STMicroelectronics (Italia)ETC (Italia)LPE (Italia)SiCrystal (Germania)Novasic (Francia)SICED (Germania)

Università e centri di ricerca:Università di Tours (Francia)Politecnico Lione (Francia)Politecnico di Grenoble (Francia)Università di Erlangen (Germania)CNM-CSIC Barcellona (Germania)FORTH (Grecia)Università di Varsavia (Polonia)




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0 1 1 1 0 0 0 3

Materiali multifunzionali, e innovativi per componenti integrati passivi


Progetto: Microelettronica, Sensori e MicrosistemiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: LO NIGRO RAFFAELLA

Risultati conseguiti Sono stati ottenuti condensatori con la più alta densità capacitiva mai ottenuta con dielettrici.


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2010 0 4 1 4 1 0 2 0 0 1

Principali collaborazioniDipartimento di Chimica dell'Università di CataniaUniversità di SheffieldUniversità di AugsburgUniversità di Tours - LEMA CNRSSTMicroelectronics




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Nanotecnologie e tecnologie avanzate per elettronica integrata di potenza ed Rf


Progetto: Microelettronica, Sensori e MicrosistemiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: GIANNAZZO FILIPPO

Risultati conseguiti determinazione della mobilità di cariche in grafene nei limiti mesoscopici

grafene su SiC off axis


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2010 0 12 3 5 0 0 0 1 1 0

Principali collaborazioniUniversità:Università di Catania - Dipartimento di FisicaUniversità di Catania - Scuola SuperioreUniversità di Erlangen (Germania)Università di Linkoping (Svezia)Università di Montpellier (Francia)

Industrie:STMicrolectronicsETCLPE




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Sviluppo di Modelli Fisici, Simulazione e Tecniche Avanzate di Caratterizzazione Strutturale per la Microelettronica

Commessa: Sviluppo di Modelli Fisici, Simulazione e Tecniche Avanzate di Caratterizzazione Strutturale per la Microelettronica

Progetto: Microelettronica, Sensori e MicrosistemiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: LULLI GIORGIO

Risultati conseguiti Vedi scheda Commessa


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2010 0 15 2 4 1 0 0 1 0 0

Principali collaborazioniVedi scheda Commessa




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2 0 1 2 0 0 0 5

Sviluppo di metodologie avanzate per dispositivi elettronici micro e nanostrutturati

Commessa: Sviluppo di metodologie avanzate per dispositivi elettronici micro e nanostrutturati

Progetto: Microelettronica, Sensori e MicrosistemiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: PRIVITERA VITTORIO

Risultati conseguiti - Controllo della qualità strutturale dei CNT al variare dei parametri di scarica ad arco in azoto liquido.-Correlazione della morfologia e distribuzione spaziale all'interno del deposito con il gradiente di temperatura presente durante il processo.

Sintesi di strati di silicio nanocristallino di spessori 50-150-500-1000nm con dimensione dei grani di 30nm mediante irraggiamenti con laser IR. La qualità dello strato non risente della alta concentrazione iniziale di H in quanto per tempi di qualche millisecondo l'idrogeno diffonde al di fuori del campione.La cristallizzazione del Si è stata descritta mediante il modello di nucleazione e crescita dei grani evidenziando che durante l'irraggiamento si ha una nucleazione molto elevata e e quasi istantanea contro una crescita alquanto limitata il che porta ad una dimensione dei grani piccola ed indipendente dallo spessore come osservato sperimentalmente.Si è osservato che i NC sono frutto non di diffusione ma di un modifica locale del reticolo e per questo motivo quelli sintetizzati con laser non luminescono a causa di una elevata concentrazione di impurezze N ed O in prossimità del NC.

Sono state realizzate superfici nano-strutturate di ossido di Zn drogato Al (elettrodo conduttivo trasparente -AZO-) su corning glass allo scopo di aumentare del 30-40% la superficie esposta all'ancoraggio delle molecole fotosensibili, senza ricorrere ad alcun processo litografico. Sulla superficie dell'AZO nano-strutturato è stato depositato per sputtering reattivo un ricoprimento sottile e conforme di ossido di titanio (TiO2) con l'obiettivo di garantire un passaggio di carica efficace e veloce dalla molecola all'elettrodo conduttivo. La superficie esposta è stata funzionalizzata tramite ancoraggio per via chimica (in soluzione) di derivati di porfirine che differiscono per gruppo funzionale di ancoraggio (gruppi carbossilici -COOH o gruppi fosfonici -PO(OH)2), e di essi è stata studiata la diversa affinità e l'interazione nei confronti della superficie dell'elettrodo. E' stato trovato che, rispetto ad un substrato convenzionale non nano-strutturato, la densità di molecole ancorate sulla superficie dell'elettrodo aumenta del 350%, grazie ad un maggiore impacchettamento delle molecole stesse sulla superficie. Inoltre, su questo nuovo tipo di substrati si registra un forte spegnimento della luminescenza, probabilmente grazie ad un più efficiente accoppiamento tra il LUMO della molecola e la banda di conduzione del TiO2.

Il codice MC per la simulazione degli attacchi in plasma è adesso applicabile alle simulazioni di processo come previsto nel piano di lavoro del progetto IMROVE, i primi risultati delle attività intrapresa con i partner industriali del progetto sono stati presentati in conferenze internazionali dedicate al controllo di processo e sottoposti per la pubblicazione su riviste internazionali. Il modello accoppiato phase-field difetto è stato applicato alle simulazione della cinetica dell'

attivazione in processi laser effettuati in campioni di silicio dopo impianti P. Il codice ha previsto correttamente l'evoluzione dei profili di drogante attivato nelle regione fusa e nella regione non fusa al variare dei numero d'impulsi e della densità d'energia del laser. La correlazione tra l'evoluzione del danneggiamento e l'attivazione, ipotizzata in precedenti lavori, è stata confermata quantitativamente. Con il codice KMC sviluppato per la dielettroforesi abbiamo mostrato come è possibile prevedere la distribuzione spaziale e la dimensione di aggregati lineari di particelle che si formano per effetto di interazioni dipolo-dipolo. Tramite il metodo KMC non è necessario stabilire una taglia limite degli aggregati inoltre le soluzioni non soffrono delle instabilità del precedente modello basato su equazioni differenziali alle derivate parziali.

Tramite il codice di trasporto basato sulle funzioni di Green di non equilibrio calibrato tramite calcoli ab-initio abbiamo studiato in dettaglio le proprietà di conduzione in nano nastri di carbonio in presenza di vacanze. In particolare, abbiamo compreso i meccanismi di interazione tra gli stati elettronici del nano nastro e il difetto e come questi influenzino le proprietà di trasporto al variare della geometria del sistema e della localizzazione del difetto. Le proprietà caratteristiche di una giunzione metallo nano-nastro sono state da noi investigate con la stessa metodica. Abbiamo evidenziato come il comportamento di questo sistema dipenda sia dagli effetti di caricamento propri di un contatto tra un sistema 3D e uno 1D che dalla formazione di una particolare distribuzione degli stati elettronici in prossimità del contatto. Infine, abbiamo evidenziato che il graphene epitassiale cresciuto su SiC con polarità di tipo carbonio mostra una ridotta alterazione delle proprietà elettroniche a causa degli stati d'interfacci rispetto a quello cresciuto su SiC con polarità di tipo silicio.


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2010 1 8 0 1 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniCollaborazioni con il Dipartimento di Scienze Chimiche e di Fisica ed Astronomia dell'Università di Catania per analisi Raman.

Università di Messina per misure Raman volte ad valutare la presenza di H e la frazione cristallina degli strati depositati mediante ICPCVD o sintetizzato con laser IR.CNR-ISM di Roma, Universita di Roma Tor Vergata, Dipartimento di Ingegneria Elettronica.

L'attività svolta è stata supportata da una serie di collaborazione con gruppo nazionale e esteri. In particolare nell'ambito progetto IMPROVE si sono attivate le collaborazioni con i partner coinvolti nelle attività complementari a quelle del nostro gruppo: Università di Dublino (simulazione del plasma), Numonix Agrate e STM Agrate (processi di attacco in plasma), Università di Pavia (Virtual metrology e modelli di ottimizzazione black-box). I gruppi di EXCICO hanno curato la controparte sperimentale dell'attività di simulazione laser. Gruppi di ricerca teorico computazionale dei Dipartimenti di Fisica e di Chimica e Matematica dell'Università di Catania hanno supportato l'attività sul trasporto elettronico. L'attività di simulazioni di dispositivi per la separazione cellulare è stata effettuata nell'ambito di un contratto di collaborazione con STM Catania.




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modelli e metodi numerici per la micro e nano elettronica


Progetto: Microelettronica, Sensori e MicrosistemiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: LA MAGNA ANTONINO

Risultati conseguiti Il codice MC per la simulazione degli attacchi in plasma è adesso applicabile alle simulazioni di processo come previsto nel piano di lavoro del progetto IMROVE, i primi risultati delle attività intrapresa con i partner industriali del progetto sono stati presentati in conferenze internazionali dedicate al controllo di processo e sottoposti per la pubblicazione su riviste internazionali. Il modello accoppiato phase-field difetto è stato applicato alle simulazione della cinetica dell' attivazione in processi laser effettuati in campioni di silicio dopo impianti P. Il codice ha previsto correttamente l'evoluzione dei profili di drogante attivato nelle regione fusa e nella regione non fusa al variare dei numero d'impulsi e della densità d'energia del laser. La correlazione tra l'evoluzione del danneggiamento e l'attivazione, ipotizzata in precedenti lavori, è stata confermata quantitativamente. Con il codice KMC sviluppato per la dielettroforesi abbiamo mostrato come è possibile prevedere la distribuzione spaziale e la dimensione di aggregati lineari di particelle che si formano per effetto di interazioni dipolo-dipolo. Tramite il metodo KMC non è necessario stabilire una taglia limite degli aggregati inoltre le soluzioni non soffrono delle instabilità del precedente modello basato su equazioni differenziali alle derivate parziali.

Tramite il codice di trasporto basato sulle funzioni di Green di non equilibrio calibrato tramite calcoli ab-initio abbiamo studiato in dettaglio le proprietà di conduzione in nano nastri di carbonio in presenza di vacanze. In particolare, abbiamo compreso i meccanismi di interazione tra gli stati elettronici del nano nastro e il difetto e come questi influenzino le proprietà di trasporto al variare della geometria del sistema e della localizzazione del difetto. Le proprietà caratteristiche di una giunzione metallo nano-nastro sono state da noi investigate con la stessa metodica. Abbiamo evidenziato come il comportamento di questo sistema dipenda sia dagli effetti di caricamento propri di un contatto tra un sistema 3D e uno 1D che dalla formazione di una particolare distribuzione degli stati elettronici in prossimità del contatto. Infine, abbiamo evidenziato che il graphene epitassiale cresciuto su SiC con polarità di tipo carbonio mostra una ridotta alterazione delle proprietà

elettroniche a causa degli stati d'interfacci rispetto a quello cresciuto su SiC con polarità di tipo silicio.


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2010 0 15 0 2 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniL'attività svolta è stata supportata da una serie di collaborazione con gruppo nazionale e esteri. In particolare nell'ambito progetto IMPROVE si sono attivate le collaborazioni con i partner coinvolti nelle attività complementari a quelle del nostro gruppo: Università di Dublino (simulazione del plasma), Numonix Agrate e STM Agrate (processi di attacco in plasma), Università di Pavia (Virtual metrology e modelli di ottimizzazione black-box). I gruppi di EXCICO hanno curato la controparte sperimentale dell'attività di simulazione laser. Gruppi di ricerca teorico computazionale dei Dipartimenti di Fisica e di Chimica e Matematica dell'Università di Catania hanno supportato l'attività sul trasporto elettronico. L'attività di simulazioni di dispositivi per la separazione cellulare è stata effettuata nell'ambito di un contratto di collaborazione con STM Catania




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Materiali e processi avanzati per celle fotovoltaiche


Progetto: Microelettronica, Sensori e MicrosistemiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: MANNINO GIOVANNI

Risultati conseguiti Sintesi di strati di silicio nanocristallino di spessori 50-150-500-1000nm con dimensione dei grani di 30nm indipendentemente dallo spessore. La qualità dello strato non risente della alta concentrazione iniziale di H in quanto per tempi di qualche millisecondo l'idrogeno diffonde al di fuori del campione. La lunghezza di diffusione dell'idrogeno misurata è di 80nm, quindi per strati di spessori maggiori di 160nm, ovvero gli strati di 500 e 1000nm si osserva la presenza di cavità lasciate dall'idrogeno che si è agglomerato prima di fuoriuscire dal campione.La cristallizzazione del Si è stata descritta mediante il modello di nucleazione e crescita dei grani evidenziando che durante l'irraggiamento si ha una nucelazione molto elevata e e quasi istantanea contro una crescita alquanto limitata il che porta ad una dimensione dei grani piccola ed indipendente dallo spessore come osservato sperimentalmente.Sono stati sintetizzati nanocristalli di Si mediante laser IR la stessa efficienza di un processo in forno pur essendovi un differenza enorme del tempo di processo (3ms per il laser IR e 30min a 1250°C per il forno). Tuttavia si è osservato che i NC sono frutto non di diffusione ma di un modifica locale del reticolo e pre questo motivo quelli sintetizzati con laser non luminescono a causa di una elevata concentrazione di impurezze N ed O in prossimità del NC.Si è iniziata lo studio della rate di deposizione del Si amorfo ed ossido di Si depositati mediante ICPCVD ed abbiamo determinato che è possibile fare variare questo parametro nell'intervallo molto ampio da 0.005 a 1nm/s per il SiO2 e da 0.03 a 0.5nm/s per a-Si.Sono state realizzate superfici nano-strutturate di ossido di Zn drogato Al (elettrodo conduttivo trasparente -AZO-) su corning glass allo scopo di aumentare del 30-40% la superficie esposta all'ancoraggio delle molecole fotosensibili, senza ricorrere ad alcun processo litografico. Sulla superficie dell'AZO nano-strutturato è stato depositato per sputtering reattivo un ricoprimento sottile e conforme di ossido di titanio (TiO2) con l'obiettivo di garantire un passaggio di carica efficace e veloce dalla molecola all'elettrodo conduttivo. La superficie esposta è stata funzionalizzata tramite ancoraggio per via chimica (in soluzione) di derivati di porfirine che differiscono per gruppo funzionale di ancoraggio (gruppi carbossilici -COOH o gruppi fosfonici -PO(OH)2), e di essi è stata studiata la diversa affinità e l'interazione nei confronti della superficie dell'elettrodo. E' stato trovato che, rispetto ad un substrato convenzionale non nano-strutturato, la densità di molecole ancorate sulla superficie dell'elettrodo aumenta del 350%, grazie ad un maggiore impacchettamento delle molecole stesse sulla superficie. Inoltre, su questo nuovo tipo di substrati si registra un forte spegnimento della luminescenza, probabilmente grazie ad un più efficiente accoppiamento tra il LUMO della molecola e la banda di conduzione del TiO2.


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2010 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniUniversità di Messina per misure raman volte ad valutare la presenza di H e la frazione cristallina degli strati depositati mediante ICPCVD o sintetizzato con laser IR.CNR-ISM di Roma, Universita di Roma Tor Vergata Dipartimento di Ingegneria Elettronica.




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Materiali nanostrutturati a base di Carbonio


Progetto: Microelettronica, Sensori e MicrosistemiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: SCALESE SILVIA

Risultati conseguiti -Osservazione della morfologia dei depositi di C ottenuti mediante scarica ad arco in azoto liquido, e controllo della qualità strutturale dei CNT al variare dei parametri di scarica.

-Correlazione della morfologia e distribuzione spaziale all'interno del deposito al gradiente di temperatura presente durante il processo.

-Maggiore comprensione dei meccanismi di formazione di varie nanostrutture di C ottenute mediante scarica ad arco in liquido.


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2010 0 6 0 0 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniCollaborazioni con il Dipartimento di Scienze Chimiche e il Dipartimento di Fisica ed Astronomia dell'Università di Catania.




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MD.P05.006.001 Controllo su scala atomica dei materiali per dispositivi innovativi elettronici e fotonici basati su silicio.

Commessa: Controllo su scala atomica dei materiali per dispositivi innovativi elettronici e fotonici basati su silicio.

Progetto: Microelettronica, Sensori e MicrosistemiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: PRIOLO FRANCESCO

Risultati conseguiti I risultati principali conseguiti nel campo della microfotonica in Si riguardano la sintesi mediante RF magnetron sputtering e la caratterizzazione strutturale ed ottica di film sottili di silicati di erbio e ittrio. Attraverso l'ottimizzazione del rapporto atomico Er/Y sono stati ottenuti film caratterizzati da buone proprietà morfologiche e promettenti proprietà ottiche. In particolare, sono stati identificati due differenti regimi di concentrazione di Er; per basse concentrazioni fenomeni di upconversion massimizzano il segnale di fotoluminescenza nel visibile, rendendo il materiale di interesse nel fotovoltaico come upconverter o per la realizzazione di amplificatori ottici sfruttando l'inversione di popolazione tra i livelli 4I11/2 e 4I13/2. Nel regime di alte concentrazioni invece l'emissione nell'infrarosso viene massimizzata, rendendo il materiale di interesse per la realizzazione di sorgenti luminose. Sono state inoltre realizzati dispositivi emettitori di luce il cui strato attivo, sintetizzato mediante magnetron co-sputtering, è formato da un film di ossido di silicio contenente nanocluster di silicio e ioni erbio. Grazie alle proprietà peculiari dello strato attivo, questi dispositivi, rispetto a quelli già descritti in letteratura, necessitano di un basso eccesso di silicio nello strato attivo per massimizzare l'efficienza di emissione. Inoltre mostrano una ridotta influenza del processo di diseccitazione Auger, che rappresenta il principale canale non-radiativo che limita l'efficienza di questo genere di dispositivi e quindi le loro possibili applicazioni in fotonica.E' stato studiato il meccanismo della crescita catalizzata da nanostrutture di oro di nanowires di germanio sintetizzati mediante evaporazione indotta da fascio elettronico. I nanowires crescono in maniera eteroepitassiale su substrati di silicio sia per diffusione dal substrato di atomi di germanio adsorbiti sia per adsorbimento diretto di atomi dalla fase vapore. Attraverso il controllo delle condizioni sperimentali di crescita è possibile definire la lunghezza dei nanowires e la loro orientazione cristallografica.Per quanto riguarda il fotovoltaico avanzato, sono state studiate le proprietà di leghe Si:O (ORS, oxygen-rich silicon) preparate mediante deposizione chimica da fase vapore assistita da plasma o RF magnetron sputtering. E' stato dimostrato che l'assorbimento ottico dei film di ORS può essere variato in maniera continua agendo sulla composizione del materiale o sulla temperatura del trattamento termico a cui sono sottoposti i film. Il materiale si è rivelato molto promettente anche per quanto riguarda le sue proprietà di trasporto elettrico, determinate dalla presenza di grani cristallini e dal drogaggio. Film di ORS possono costituire quindi dei buoni candidati per la realizzazione di celle fotovoltaiche ad alta efficienza. E' stata inoltre studiata l'anomalia del segno del coefficiente Hall in

silicio amorfo idrogenato contenente drogante di tipo p o n, e le sue implicazioni nelle applicazioni fotovoltaiche di questo materiale.Per quanto riguarda i materiali a cambiamento di fase, è stata studiata la cinetica di cristallizzazione di film amorfi di Ge2Sb2Te5 e GeTe. Nel settore della nanostrutture metalliche sono state studiate l'evoluzione della morfologia di film di oro nanostrutturati in funzione dello spessore e del tempo di annealing e la morfologia superficiale di film di Pd depositati su 6H-SiC in funzione dello spessore.Infine, per quanto riguarda gli studi sul controllo atomico dei materiali per la microelettronica, è stata studiata la ridistribuzione del fluoro durante la ricrescita epitassiale da fase solida di silicio preamorfizzato, è stato proposto un modello unificato che descrive il meccanismo della diffusione del boro in silicio cristallino in un ampio range di temperatura e livello di drogaggio, ed è stato investigato lo spostamento di boro in posizione extra-reticolare, con conseguente formazione di cluster, in seguito ad irraggiamento ionico di silicio drogato con boro. E' stato inoltre studiato il meccanismo della diffusione di boro in germanio e proposto l'utilizzo di processi di laser annealing per ottenere l'incorporazione di alti livelli di antimonio in germanio.


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2010 0 30 0 10 1 0 0 0 0 1

Principali collaborazioniL'attività di ricerca è stata svolta in collaborazione con diversi centri di ricerca, università italiane ed estere ed aziende, come si può evincere dalla lista delle pubblicazioni effettuate.Le collaborazioni si svolgono nell'ambito di progetti nazionali ed europei o sono regolate da appositi contratti.




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16 0 0 0 0 0 0 16

MD.P05.007.001 Materiali, processi, e tecniche analitiche per la realizzazione di dispositivi innovativi con funzionalità logiche o di memoria non volatile integrabili su Silicio

Commessa: Materiali, processi, e tecniche analitiche per la realizzazione di dispositivi innovativi con funzionalità logiche o di memoria non volatile integrabili su Silicio

Progetto: Microelettronica, Sensori e MicrosistemiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: FANCIULLI MARCO



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2010 0 11 0 8 0 0 0 0 0 0





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Nuovi processi e attrezzature per la produzione di wafer di Carburo di Silicio

Commessa: Nuovi processi e attrezzature avanzate per la produzione di wafer di Carburo di Silicio

Progetto: Microelettronica, Sensori e MicrosistemiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: LA VIA FRANCESCO


Nel corso del 2010 i principali risultati ottenuti sono stati i seguenti:a) è stata sviluppata una metodologia di caratterizzazione non distruttiva dei wafer di 4H-SiC (sia substrati che epitassie) che permette una caratterizzazione completa del processo di crescita sia del substrato che della epitassia, su ampia scala;b) è stata sviluppata una metodologia di caratterizzazione dello stress avanzata mediante micro-strutture, analisi Raman e simulazioni numeriche ed al continuo che ha permesso di comprendere meglio i fenomeni legati allo stress, la sua dipendenza dai difetti cristallografici e l'influenza di questi ultimi sulle proprietà meccaniche del materiale;c) è stata determinata una relazione fra la densità dei micro-twin nel 3C-SiC e la velocità di crescita.


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2010 1 7 6 2 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniNel corso del 2010 sono continuate le collaborazioni con i partner del laboratorio Pubblico/privato SiCiLab, cioè Numidia, ETC e H2CU, inoltre si è continuata la collaborazione con l'Università di Tampa per quanto riguarda il processo di crescita del 3C-SiC.Nel corso dell'anno si sono poi avviate nuove collaborazioni: con STM per quanto riguarda la caratterizzazione non distruttiva del 4H-SiC e la realizzazione delle etero-strutture Si-3C-SiC-Si; con l'Università di Linkoping per lo sviluppo di processi di epitassia ad alta velocità di crescita e bassa difettosità; con il Laboratorio Nazionale del Sud (INFN) per la realizzazione di targhet nano-strutturati e sensori di pressione; con il CNR-IMEM di Parma per lo sviluppo di nuovi processi di crescita a bassa temperatura di 3C-SiC su substrati compiacenti ed infine con la Hoya per lo sviluppo di processi di crescita bulk di 3C-SiC.




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Sensori e Microsistemi Intelligenti per la Sicurezza e la Qualità della vita nei settori

Agroalimentare, Trasporti ed "Ambient Assisted Living"

Commessa: Sensori e Microsistemi Intelligenti per la Sicurezza e la Qualità della vita nei settori Agroalimentare, Trasporti ed "Ambient Assisted Living"

Progetto: Microelettronica, Sensori e MicrosistemiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: SICILIANO PIETRO ALEARDO

Risultati conseguiti 1) È stata data continuità all'attività già avviata e relativa allo studio per lo sviluppo di metodologie sintesi di nanocristalli colloidali di ossidi (SnO2, CeO2, ZnO, In2O3, Ga2O3, Fe3O4, Mn3O4, etc.) tramite tecniche idrolitiche a bassa temperatura. Si tratta di un processo con caratteristiche di originalità rispetto ai processi esistenti in letteratura, in quanto coniuga le tecniche di hot-injection in soluzione coordinante con un concetto innovativo di preparazione del precursore dell'ossido, che non è più molecolare ma costituisce un intermedio fra la molecola iniziale e la struttura finale dell'ossido. I nanocristalli preparati sono stati utilizzati con successo nella preparazione di dispositivi sensori di gas, che hanno dimostrato notevoli caratteristiche di sensibilità rispetto a un'ampia varietà di gas, sia riducenti che ossidanti.

2) Sono stati messi a punto nuovi processi tecnologici e dispositivi MEMS innovativi. In particolare:- sono stati messi a punto nuovi processi tecnologici per la realizzazione di RF MEMS su substrati di GaAs, GaN/Si e GaN/SiC, anche in combinazione con l'utilizzo di materiali diversi da quelli convenzionali della tecnologia III-V, quali il TaN ed il Ta2O5. Successivamente, sono state studiate in dettaglio le proprietà fisiche dei materiali usati, in particolare, quelle elettriche/dielettriche (resistività, corrente di leakage, campo di breakdown, costante dielettrica e processi di caricamento), essendo esse determinanti per il design ed il funzionamento degli RF MEMS. Infine, è stata effettuata la caratterizzazione funzionale degli RF MEMS realizzati mediante la misura delle perdite di inserzione e riflessione nel dominio delle frequenze e test di ciclatura per la stima dei tempi di attuazione e rilascio e del life time dei dispositivi.- Sono sati realizzati dispositivi Power MEMS su substrati flessibili per la micro generazione di energia tramite principio di funzionamento termoelettrico ed utilizzabili per dispositivi indossabili e personal-care- Sono stati studiati nuovi materiali biologici a base di proteine olfattive, quali recettori biologici in Nasi Elettronici per la rivelazione di sostanze gassose- sono stati realizzati microsistemi per applicazione in microfluidica- ha avuto inizio lo studio per la realizzazione di micro-dispositivi Plasma-Wave per sensoristica avanzata nel settore del THz.

3) Sono stati conseguiti risultati nella ottimizzazione di sistemi di diagnostica di tipo ottico, per applicazioni nei settori, medico, ambientale e agroalimentare, basati sulla risonanza plasmonica di superficie (SPR) attivata sia su sistemi a multistrato nanostrutturati ed opportunamente ingegnerizzati, che su nanoparticelle metalliche monodisperse. La risonanza plasmonica e' stata anche utilizzata quale tecnica di immagine per la realizzazione di sistemi di diagnostica che coinvolgono interazioni DNA-DNA, antigene anticorpo, proteina-anticorpo ecc. consentendo di mettere a punto un prototipo di strumento completamente realizzato presso i nostri laboratori.

4) Nell'ambito del progetto NETCARITY è stato messo a punto, ed è in fase di ottimizzazione, un sistema multisensoriale costituito da accelerometro, microcamera, microfono MEMS quale "fall detector" per persone anziane che vivono da sole in ambiente domestico. Sono stati sviluppati algoritmi innovativi per il riconoscimento della persona, l'analisi della scena, e l'individuazione di cadute accidentali o permanenti. Lo scambio di informazioni derivante dai diversi segnali delle tre tipologie di sensori e l'elaborazione dei relativi segnali ed immagini permette di ridurre gli stati di falsi allarmi.

6) Dal 26 al 30 giugno è stato organizzato il Primo Workshop "MEMS in Italy"

7) sono state prodotte diverse pubblicazioni su riviste internazionali e diverse comunicazioni a conferenze internazionali


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2010 0 14 6 18 0 0 2 1 34 0

Principali collaborazioniLe collaborazioni più importanti derivano dalle attività svolte con partners italiani e stranieri all'interno di progetti nazionali ed europei. Tra di esse vengono riportate:ISPA-CNR Bari, Dipartimento Ingegneria Innovazione Università di Lecce, Università di Pavia, Università di Brescia, University of Manchester (UK), Consorzio OPTEL di Brindisi, Università di Perugia, Selex-SI di Roma, CNM-CSIC di Barcellona, Università di Barcellona, Università di Tuebingen, Università di Roma Tor Vergata, MR&D Institute di Gallarate, ST Microelectronics, FBK-ITC di Trento, Smart Homes di Eindhoven, Ikerlan di Bilbao, EADS di Monaco, SIEMENS di Monaco, IBM di Praga, Union Key s.r.l. di Lecce, Biotecgen di Lecce, CNRS Parigi, CSIC Madrid




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Sviluppo di tecnologie e realizzazione di dispositivi e microsistemi fotonici e fluidici

Commessa: Sviluppo di tecnologie e realizzazione di dispositivi e microsistemi fotonici e fluidici

Progetto: Microelettronica, Sensori e MicrosistemiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: MACCAGNANI PIERA

Risultati conseguiti DispositiviSviluppato ulteriormente il flusso di processo tecnologico SPAD-nMOS per la realizzazione di array di SPAD con prestazioni ottimizzate aventi il circuito di spegnimento integrato sul chip. Realizzate nuove maschere con diversi layout per l'elettronica di spegnimento dello SPAD.Fabbricati i primi SPAD a larga area attiva (diametro di 200, 350 e 500 mm) ed effettuate le prime caratterizzazioni elettriche.Ottica e fotonicaSono stati realizzati dispositivi ottici attivi in LiNbO3 drogato Erbio, come guide canale e prototipi di amplificatori ottici. La caratterizzazione dei dispositivi ha permesso di verificare l'effettivo instaurarsi di un processo di amplificazione e la necessità di risolvere alcuni problemi relativi alle perdite di interfacciamento (insertion loss) delle fibre ottiche, al fine di poter raggiungere le prestazioni richieste.Progetto HELIOS (FP7)L'utilizzo di drogante nella struttura del modulatore ha efficacemente modificato di vari ordini di grandezza la banda passante del dispositivo, consentendo di ottenere una banda passante intorno al MHz, dato che risulta essere il migliore mai riportato su modulatori elettroottici basati su a-Si:H.Progetto LISEA (Laboratori a rete - Rete Alta Tecnologia dell'Emilia Romagna)Il lavoro sui parametri di deposizione e in particolare l'applicazione di un plasma 'soft' ha consentito un miglioramento nella tensione a circuito aperto dei dispositivi fotovoltaici a eterogiunzione su c-Si. Questo risultato, associato alla definizione della procedura di trattamento superficiale del silicio multicristallino e alla successiva verifica della qualità delle celle, ha finalmente consentito di raggiungere l'atteso benchmark nella fabbricazione di dispositivi HJ/multiSi, per i quali esiste ora un protocollo applicabile.MicrofluidicaRealizzata la prima generazione di attuatori piezoelettrici drop-on-demand in silicio di tipo monolitico.Realizzati i primi prototipi di ugelli in silicio (progetto PRRIITT 2008-Medica) per dispositivi microfluidici. Evidenziati i punti critici del processo tecnologico utilizzato e definito un nuovo flusso di processo per la fabbricazione di ugelli di seconda generazione.


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2010 0 10 1 1 0 0 0 2 0 0

Principali collaborazioniIn ambito SPAD, molto attiva è la collaborazione con il Dipartimento di Elettronica e Informazione del Politecnico di Milano relativamente allo sviluppo di rivelatori SPAD di grande area attiva e bassissimo rumore intrinseco (con il DEI nel 2008 è stata stipulata anche una convenzione operativa che sancisce lo stretto rapporto di collaborazione). A rendere molto attivo il rapporto c'è il Progetto ASI denominato FIBER-SPAD e da noi coordinato iniziato a gennaio 2010. Molto attiva e continuativa è anche la collaborazione con la spin-off Micro Photon Devices, la quale ci ha coinvolti nel progetto europeo FP7-SME, denominato PARAFLUO, iniziato nel giugno 2009 e che si concluderà nel giugno 2011.Molto importante e con grandi sinergie la collaborazione con la ditta Carlo Gavazzi Space, che rientra nell'ambito del laboratorio regionale Prominer ora trasformatosi nel Consorzio MIST E-R.Importante è la collaborazione con CEA-LETI (Atomic Energy Commission, Laboratoire d'électronique et de technologie de l'information), Grenoble, Francia, Project leader del progetto europeo FP7 "HELIOS" (pHotonics ELectronics functional Integration on CMOS) e con gli altri partner del progetto, in particolare la sezione di Napoli del CNR-IMM, l'università di Reggio Calabria (UNI RC), l' ENEA-Casaccia, il Politecnico di Milano, il Laboratorio Matis dell'Università di Catania e il Politecnico di Torino.

Con l' inizio del progetto europeo FP7-NASCEnT, inizia anche la collaborazione con l'Istituto Fraunhofer ISE (Instituts für Solare Energiesysteme) – Freiburg am Breisgrau (Germania) e con gli altri partner del consorzio, fra cui UNI Barcelona (Spagna), IMTEK (Germania), ST (Catania) e AZUR-Space (Germania).Per lo svolgimento dell'attività sulla microlavorazione del 3C-SiC su Si ci si è avvalsi della collaborazione di differenti gruppi per la fornitura del materiale a partire dai colleghi dell'IMM Catania, all'IMEM-CNR (Parma), all'ACREO (Stoccolma-Svezia). Il lavoro svolto in collaborazione con questi partner ha portato alla presentazione di interventi orali o posters a congressi internazionali e alla pubblicazione di alcuni articoli su rivista.




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1 0 0 8 0 2 4 15

Microsistemi per l'analisi di sostanze gassose in applicazioni ambientali

Commessa: Microsistemi per l'analisi di sostanze gassose in applicazioni ambientaliProgetto: Microelettronica, Sensori e MicrosistemiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: CARDINALI GIAN CARLO

Risultati conseguiti Vedi scheda omologa nella Commessa


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2010 0 3 0 0 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniVedi scheda omologa nella Commessa




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Microsistemi optoelettronici in silicio e tecnologie compatibili

Commessa: Microsistemi optoelettronici in silicio e tecnologie compatibiliProgetto: Microelettronica, Sensori e MicrosistemiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: RENDINA IVO

Risultati conseguiti La commessa è costitutita da un solo modulo. Pertanto si faccia riferimento alle parti di descrizione della commessa.


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2010 0 14 1 5 1 0 0 0 11 0

Principali collaborazioniLa commessa è costitutita da un solo modulo. Pertanto si faccia riferimento alle parti di descrizione della commessa.




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Sintesi e caratterizzazione di nanotubi di carbonio per applicazioni nella sensoristica e nella nanoelettronica

Commessa: Nanotubi di carbonio per applicazioni nella sensoristica e nella nanoelettronica

Progetto: Microelettronica, Sensori e MicrosistemiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: RIZZOLI RITA

Risultati conseguiti Relativamente al controllo della crescita C-CVD di MWNTs e SWNTs, utilizzando diversi catalizzatori e su substrati sia conduttivi che isolanti, nel 2010 si è messa a punto la deposizione di reti di SWNTs sospese su larghe aree tra elettrodi di poliSi o su substrati microlavorati di Si e SiO2. Inoltre, sfruttando le procedure di misura combinata elettrica-strutturale messe a punto, sono stati ottimizzati i contatti ohmici per i dispositivi basati sulle reti di SWNTs.

I test operativi svolti nel 2010 presso i Laboratori Nazionali INFN del Sud, nell'ambito del progetto CANTES (INFN), hanno evidenziato l'efficacia come iniettori di elettroni nel plasma di sorgenti di ioni ECR delle sorgenti di elettroni ad emissione di campo, realizzate mediante matrici ordinate di CNTs in allumina nanoporosa. Dopo completa caratterizzazione mediante misure di field emission, le sorgenti sono state inserite nella camera del plasma del reattore ECRIS (Laboratori INFN di Catania) e si sono iniettati elettroni in un plasma di He. I risultati ottenuti sono veramente interessanti: la densità del plasma è aumentata e il numero di elettroni ad alta energia, che sono dannosi per l'affidabilità delle moderne macchine di tipo ECRIS, è notevolmente diminuito.

Le analisi micro-Raman di grafene cresciuto selettivamente su ossido mediante C-CVD a 900°C hanno confermato la presenza di domini di grafene di ottima qualità, costituiti da 2, 3, 4 strati di grafene di diversa area, su una area totale di deposizione di circa 3x5 mm2.

Si è messo a punto il processo di riduzione termica in vuoto di foglietti di ossido di grafene di dimensioni definite dal processo di preparazione chimico-fisica messo a punto da un gruppo dell'Istituto CNR-ISOF di Bologna. Si sono realizzati FETs ibridi usando per lo strato attivo la deposizione sequenziale di due componenti: ossido di grafene ridotto (RGO) e politiofene (P3HT). Variando la densità degli strati di RGO linearmente si è variato il contributo al trasporto di carica nei transistors e si sono effettuate misure di KPFM (Kelvin Probe Force Microscopy) presso l'Istituto ISOF. In tal modo è stato determinato il potenziale superficiale di RGO, P3HT e contatti di source e drain su scala nanometrica ed il decadimento del potenziale lungo il canale dei FETs durante il

funzionamento.

Mediante olografia elettronica è stata determinata la distribuzione di carica tra strati di grafene, sia in cristalli di grafite a pochi strati (turbostratic FGCs), che in SWNTs. In particolare, nella grafite a pochi strati si è visto che ogni grafene nello stack induce uno spostamento di potenziale senza effetti di carica tra gli strati, ogni strato di grafene è elettronicamente disaccoppiato.

Nell'ambito del progetto "realizzazione di prototipi di generatori termoelettrici" in collaborazione con l'Università di Milano Bicocca, è stata messa a punto una innovativa tecnologia di crescita templata di nanofili di polySi su wafer di Si, tramite un processo top-down che utilizza una litografia micrometrica e processi di deposizione LPCVD e RIE selettivo anisotropo di strati nanometrici. I risultati ottenuti hanno evidenziato un ottimo controllo della sezione del nanofilo di Si (sezioni di 20x20 nm) e della posizione su wafer (definita dalla litografia). Sono state eseguite misure elettriche per determinarne la conducibilità elettrica e sono in corso di fabbricazione le strutture con cui sarà possibile ottenere le caratteristiche termoelettriche dei nanofili. Sono stati realizzati anche nanostrati di polySi integrati su strutture test per la misura della conducibilità termica ed effetto Seebeck. Le misure stanno mettendo in evidenza le interessanti caratteristiche di bassa conducibilità termica di questi nanostrati, che li rendono un materiale competitivo per applicazioni energetiche e sensoristiche.

Sono stati approvati 3 progetti che partiranno nel 2011:-"Radioport-Lab", finanziato dalla Regione Emilia Romagna nel bando 'Dai Distretti Produttivi ai distretti Tecnologici', per la realizzazione di microcatodi freddi per tubi a raggi X portatili ad alta risoluzione-"THINC", finanziato dal Danish Agency for Science Technology and Innovation, per la realizzazione di celle solari ad alta efficienza basate su strati di Si nanocristallini e riflettori nanostrutturati sul retro dei dispositivi.- "ESOPO" progetto INFN proseguimento di CANTES

Pubblicazioni: 5 articoli pubblicati e 3 accettati per la pubblicazione su riviste JCR;: 3 articoli su proceedings di conferenze internazionali.Pubblicazione di nota tecnica INFN su risultati progetto CANTES

Contributi a conferenze: 10 orali (E-MRS Spring, Carbon 2010, NT10, IMC17, 3 a Carbomat, XCVI Congresso SIF, 8th European Conf. on Thermoelectric, 12th IPRD10) di cui 2 Invited (Carbon 2010, XCVI Congresso SIF) e 1 poster (XIXth ECRIS 2010)

Premi e riconoscimenti: GFEC (French Society of Carbon Research) Award 2010; Elsevier Carbon Award 2010 (runner-up)); Cover Image on Carbon v.48 (13) 2010


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2010 0 6 0 3 0 1 2 4 6 0

Principali collaborazioniLe collaborazioni indicate in seguito, iniziate nell'ambito di progetti pluriennali INFN, continueranno con il progetto "ESOPO", per la realizzazione di dispositivi emettitori di elettroni da utilizzare sia come stabilizzatori del plasma di sorgenti di ioni ECR. - INFN-sez. di Bologna (Dr. F. Odorici, L. Malferrari)- Università di Bologna- Dipartimento di Fisica (Prof Cuffiani)- Università di Roma 'Tor Vergata'- Dip. di scienze e Tecnologie Chimiche (Prof. M.L. Terranova)- Università di Roma 'Sapienza' - Dip. Energetica (Prof. M. Rossi)

- INFN- Laboratori Nazionali del Sud di Catania (Prof. S. Gammino)Inoltre, INFN sez di Bologna collaborerà con il gruppo che si occupa dei CNTs entro la commessa, nell'ambito del progetto regionale biennale "Radioport-Lab" (inizio gennaio 2011), che prevede il trasferimento tecnologico di processi di fabbricazione dei microcatodi freddi a base di CNTs a partner industriali. La principale collaborazione industriale sarà con l'Impresa C.E.I. Compagnia Elettronica Italiana di S. Lazzaro di Savena, Bologna (Ing. G. Scirè)

Nell'ambito del progetto regionale PROMINER, ora terminato, e delle attività svolte per il consorzio MIST E-R, si sono sviluppate collaborazioni con - Istituto CNR ISOF-Bologna (Dr. V. Palermo) per lo studio di dispositivi a base di fogli di grafene ottenuto da ossido di grafene ridotto- Istituto CNR ISMN-Bologna (Dr. M. Cavallini e Dr. P.Ruani) per la deposizione di CNTs su nanoparticelle depositate con tecniche di litografia alternative e per le analisi micro-Raman- Università di Pavia - Dip di Fisica A. Volta (Prof. V. Bellani) per la caratterizzazione con mappe micro-Raman di domini di RGO e con misure elettriche in alti campi magnetici di dispositivi a base di grafene.

La collaborazione con un gruppo dell'Università di Milano Bicocca (Prof G.F. Cerofolini e Prof. D. Narducci) ha dato origine al progetto "Realizzazione di prototipi di generatori termoelettrici" basati su nanofili di Si.

Altre collaborazioni internazionali:- CEMES-CNRS Tolosa (Francia): la collaborazione con il Groupe NanoMat del Prof M. Monthioux continua nell'ambito dello studio con tecniche di microscopia elettronica delle proprietà di grafene e CNTs funzionalizzati, sia con tecniche tradizionali che con l'approccio in-situ in fase di sviluppo.- CRPP-CNRS Bordeaux (Francia): la collaborazione con il Carbon Nanotubes Group, in particolare con il Dr. A. Penicaud, sarà centrata soprattutto sulla caratterizzazione con tecniche di microscopia elettronica dei campioni di grafene ottenuti per esfoliazione chimica di grafite Cambridge University - Dept. of Electronic Engineering (Prof. J. Robertson)University of Aarhus (Danimarca)– Dept. of Physics and Astronomy (Prof. A. Nylandsted Larsen) come partner nel progetto 'THINC' per la realizzazione di celle solari a base di Si nanocristallino, che partirà ad aprile 2011.




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materiali e processi per la realizzazione di dispositivi per la conversione di energia

Commessa: materiali e processi per la realizzazione di dispositivi per la conversione di energia

Progetto: Microelettronica, Sensori e MicrosistemiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: LOMASCOLO MAURO

Risultati conseguiti Sviluppo ed ottimizzazione di processi di nanolavorazione (caratteristica minima 50 nm) mediante Focused Ion Beam (FIB) di strutture a base Si e semiconduttori III-V; determinazione del danneggiamento indotto mediante analisi nanostrutturale ed analitica(TEM).

Deposizione mediante FIB di strati metallici e isolanti di Pt, W e SiO2 per la realizzazione di diodi MIM con dimensione laterale al di sotto dei 500 nm. Sono stati considerate sia le deposizioni assistite da fascio ionico che da fascio elettronico e sono state valutate le relative rate di deposizione per Pt, W e SiO2. In particolare nel caso di deposizioni a fascio ionico, è stato studiato il processo di erosione e danneggiamento dello strato isolante durante la deposizione dell'ultimo metallo del diodo MIM. È stato in tal modo valutato lo spessore minimo del SiO2 necessario ad evitare fenomeni di corto tra le due armature metalliche.

Sono state realizzate matrici di singole nanoantenna con dipolo lineare mediante fotolitografia. Messa a punto del processo di deposizione dei metalli (W, Ni) e ottimizzazione dei processi di ossidazione per la realizzazione del dielettrico (il MIM). La dimensioni laterali del dipolo variano nell'intervallo da 700-1500 nm mentre la lunghezza varia da 28-60 microns. Tali antenne sono progettate per sintonizzarsi alla lunghezza d'onda di circa 119 microns. Si prevede infatti di testare l'efficienza di conversione illuminando i dipoli con un laser metanolo (119 micron) a disposizione presso l'Istituto Nazionale di Ottica (INO-CNR) di Firenze.

Promettenti proprietà ottiche (riflettività e PL) di densi array di nanowire (NW) a base di GaAs/AlGaAs su substrati di GaAs, realizzati per MOVPE. Misure di foto-corrente e studio delle proprietà elettriche sotto illuminazione di singoli NW contattati via FIB. Crescita di NW dritti ed orientati verticalmente su substrati di Si per l'immediata integrazione elettronica.

Sono stati messi a punto processi di nanodeposizione assistita da fascio elettronico (EBID), finalizzati alla nanocontattatura di wires epitassiali di GaAs e di GaAs/AlGaAs (core-shell). Partendo da un precursore metallorganico (W(CO)6) in fase gassosa, sono stati depositati nano contatti di tungsteno, utilizzando parametri di processo e modalità di scansione del fascio ottimizzati, al fine di ottenere deposizioni di spessore uniforme e con proprietà elettriche controllate. E' stata effettuata la caratterizzazione elettroottica di tali nanofili contattati mediante misure di fotocorrente. Tali esperimenti dimostrano l'esistenza di un effetto antenna.

Progettazione e realizzazione di rivelatori ottici ultraveloci in strutture GaAs/AlGaAs con gas bidimensionale di lacune/elettroni.Misura del tempo di risposta tramite impulsi ultracorti ed analisi delle proprietà di trasporto elettrico in nano-dispositivi a base di nanostrutture III-V.

Studio della distribuzione del campo elettrico interno in rivelatori a base di CZT boron oxide encapsulated vertical Bridgemann con elettrodi lineari (effetto Pockels).

Determinazione dei tempi divita radiativi in CIS-CIGS cresciuti mediante PED. La luinescenza risolta in tempo eccitata a 630 nm, 50 ps di impulso a frequenze di ripetizione da 100KHz A 5 MHz, risoluzione temporale di circa 5 ns, e' stata registrata nel range 900-1500 nm. Gli esperimenti sono stati condotti a diversa potenza di eccitazione e a in funzione della temperatura. I tempi di vita variano da circa 10 ns per emissione near band-edge fino a circa 1000 ns per emissione da difetti a circa 1300nm. I tempi di vita sono messi in relazione con l'efficienza mostrata dalle corrispondenti celle fotovoltaiche.


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2010 0 7 0 2 4 0 0 0 23 1

Principali collaborazioniUniversità del Salento, Dipartimento di Ingegneria dell'Innovazione, Università di Roma Tor Vergata.Università di Bologna, Dip. di Fisica, Univ. di Palermo (Dip. Fisica, G. Raso)Dipartimento di Ingegneria Industriale e Meccanica (DIIM) - Università degli Studi di CataniaUni Napoli (Dip. di Fisica),Dipartimento di Elettrotecnica ed Elettronica (DEE) - Politecnico di BariPolitecnico Milano,INFM-TASC di TriesteENEA Centro Ricerche di Brindisi,Consorzio Optel Cittadella della Ricerca BrindisiIstituto Nazionale di Fisica Nucleare INFN sez di Napoli, Sassari, Palermo, Pisa.INASF di Bologna,IMEM-CNR Parma;Fondazione Bruno Kessler Trento;Drexel University Philadelphia (USA)Institut d'Electronique du Sud (IES - CNRS UMR 5214) Universite Montpellier 2Naval Research Laboratory Washington (USA).CSIRO di Sidney (Australia).Optoelectronic Nanomaterials Group, Nanomaterials Laboratory, National Institute for Materials Science, Tsukuba, Japan,Carl Zeiss NTS (D),RADIATION WATCH LIMITED.(UK)Simens AG medical systems forcheim (D),Alenia Aeronautica,ST Microelectronics,ANSALDO Spa – Napoli,SAES Getters SpA, MilanoSigma Aldrich Fine Chemicals High TechNanograss LLC, Philadelphia, USA

PMI nazionali: D'Appolonia, DEMA, Marotta AT, Carlo Gavazzi Space, Consorzio SAM, Antares, COG Srl Lecce, Costruzioni solari Srl Cavallino (LE), SHAP Spa Lecce, STC Srl Mesagne (BR), TCT Srl Brindisi, Turboden Srl Lecce




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Microsistemi ad Alta Frequenza: Tecnologie ed Affidabilità per Applicazioni di Terra e Spaziali

Commessa: Microsistemi ad Alta Frequenza: Tecnologie ed Affidabilità per Applicazioni di Terra e Spaziali

Progetto: Microelettronica, Sensori e MicrosistemiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: MARCELLI ROMOLO

Risultati conseguiti L'attività di ricerca 2010 si è focalizzata sullo scioglimento della fattibilità di microsistemi che utilizzino dispositivi e tecnologie per lunghezze d'onda sub-millimetriche ed ottiche. In particolare sono stati ottenuti i seguenti risultati, nell' ambito di Progetti Europei (FP7) ed ESA:

1. Modellizzazione elettro-meccanica completa di RF MEMS switches (ESA). Il modello, comprensivo di parte analitica (tensioni di attuazione, tempi di commutazione, …) e confronto con software commerciali 2D e 3D è stato completato e sottomesso al JAP.2. Modellizzazione completa degli effetti di carica nei dielettrici impiegati in RF MEMS (ESA). Il modello degli effetti di carica è stato completato con riferimento al confronto fra strutture MIM e RF MEMS, e comprende equivalenti circuitali per la definizione dei tempi di carica e scarica delle strutture di attuazione elettrostatica. Risultati presentati a MEMSWAVE 2010 ed in procinto di essere sottomessi al JAP. Altri risultati su GaAs sottomessi a JMEMS.3. Realizzazione di sfasatori RF MEMS a microonde e nel millimetrico progettati mediante il metodo dei parametri immagine (Ministero Affari Esteri). Le strutture sono state progettate e sono state realizzate le maschere. Manca la realizzazione e la caratterizzazione RF. Per gli RF MEMS utilizzati come circuiti di ridondanza (SPDT) il risultato, ottenuto in ambito ESA, è stato presentato alla European Microwave Week (EuMW 2010), Parigi.4. Sfasatori a cristallo liquido e filtri sintonizzabili con microlavorazione del silicio e/o fotolitografia in SU-8. E' stato completato lo studio teorico ed ottimizzato il processo di realizzazione delle strutture in SU-8. Manca l' infiltrazione dei cristalli liquidi e la caratterizzazione sperimentale. Sono state ottenute strutture prototipali con PDMS, in alternativa all' SU-8, per risuonatori sferici. Pubblicati su APL, Molecular Crystals and Liquid Crystals e IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control.5. Risonatori electromagnetic band-gap accoppiati ed ottimizzazione di meta-circuiti per filtri a larga

banda nel millimetrico su silicio e/o SU-8 (attualmente in fase di realizzazione). Effetti non-lineari in strutture Meta (PRIN 2008-2010, Ministero Esteri). Sono state progettate, realizzate e misurate strutture filtranti a meta-materiali per applicazioni nel millimetrico (30 GHz). E' stata progettata una linea di trasmissione non lineare per moltiplicazione di frequenze. Risultati presentati alla IRMMW-THz 2010.6. Definizione delle linee guida sulla reliability di microsistemi ad alta frequenza per applicazioni spaziali (ESA). E' stato messo a punto, ed è tuttora in fase di discussione, un protocollo di test che serva come modello di Reliability per RF MEMS per impieghi satellitari. 7. Tecniche fotolitografiche a basso costo (UV a 365 nm) per la realizzazione delle strutture guidanti e dei "taper" di accoppiamento in ingresso ed uscita, e di nano-litografia a scansione di sonda, da utilizzare in seguito per caratterizzare morfologicamente le strutture. E' stato fin qui condotto lo studio mediante elementi finiti (FEM) di strutture micro-lavorate infiltrate da cristalli liquidi (LC) filtranti basati su strutture a reticolo e a risonatore sferico infiltrate da CL. 8. Definizione delle linee guida per tecniche di misura nano-RF (CNT, grafene, imaging). Proposta di tecniche innovative nell' ambito dell' imaging utilizzando segnali RF. In particolare, è stata presentata una proposta (FP7 Maria Curie) ed un' altra è in preparazione (FP7 NMP) per aspetti sia di tipo educational che applicativo allo scopo di sviluppare la tecnica dello Scanning Microwave Microscopy (SMM) per misure in riflessione ed in trasmissione, in accordo con Agilent Austria.


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2010 0 7 2 9 4 0 2 2 0 0

Principali collaborazioni• European Space Agency – Technology Centre (ESA-ESTEC), Noordwijk, The Netherlands • THALES ALENIA SPACE Italy (TAS-I), Roma and L'Aquila • THALES ALENIA SPACE France (TAS-F), Toulouse, France• Italian National Agency for New Technologies, Energy and the Environment (ENEA), Frascati Research Centre• Italian Space Agency (ASI), Roma• Elettronica SpA, Roma• DEPELSYS, Frascati• MICROMEM Inc. and MAST, Toronto and New York• Ministero della Difesa• Finmeccanica, mainly through SELEX-SI, Roma• Fondazione Bruno Kessler (ex-ITC)-irst, Trento • University of Roma 2 "Tor Vergata", Electronics Engineering Department • Nat. Institute for Research and Development in Microtechnologies (IMT), Bucharest, Romania • EU Network of Excellence AMICOM (FP7 follow-up)• The George Washington University, Washington, DC, USA • Institute of Radio-Engineering and Electronics, Moscow, Russia • University of Perugia, Electronics Engineering Department • Technische Universität München, Germany• Technical Research Centre of Finland (VTT), Helsinki and Oulu, Finland • Southwest Institute of Applied Magnetics, P.R. China• University of Roma 1, "La Sapienza"• University of Roma Tre, Engineering Department• Università della Calabria• Ministero degli Affari Esteri (Foreign Ministery)• Aristotle University of Thessaloniki (Greece)• University of Padova, Electronics Engineering Department • University of Athens, Greece

• Comicion Nacional de Energia Atomica (CONEA), Buenos Aires, Argentina




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Sitemi sensoristici "Bio-inspired" e Tecnologie per lo Spazio e la tutela della Salute Umana

Commessa: Sistemi Sensoristici "Bio-inspired" e Tecnologie per lo Spazio e la tutela della Salute Umana

Progetto: Microelettronica, Sensori e MicrosistemiDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: MACAGNANO ANTONELLA

Risultati conseguiti a) Attività Divulgative e promozionali di IMM:-Organizzazione e Partecipazione alla Scuola Internazionale Multidisciplinare "Advanced Topics in Cell Model Systems", Giugno 2010 (http://www.cms3.cnr.it/). 3°Anno. Supportata da FILAS- Regione Lazio, i Dipartimenti di Medicina e Materiali e Dispositivi del CNR, da ENEA, INFN, e da Nova Publisher (NY, USA). -Seminario "Tecnologie sensoristiche per il monitoraggio ambientale" di A. Macagnano, Febbraio 2010, Università di Viterbo, nell'ambito del corso Chimica e Qualità dei Suoli (Prof. S. Astolfi)

b) partecipazione a meeting internazionali-X International Conference on Nanostructured Materials 2010 (NANO2010), 13-17 Settembre, Roma: 1) "Electrical characterizations of electrospun conductive nanofibers based on polyaniline blends in presence of humidity", E. Zampetti, A. Muzyczuk, A. Macagnano, S. Pantalei, S. Scalese, C. Spinella and A. Bearzotti (collaborazione con Medical International Research, PMI Lazio, progetto NOESIS): manoscritto sottomesso a Journal of Nanoparticle Research, Springer;2) "Au@poly(pheny lacety lene-co-ally lmercaptan) and Ag@poly(pheny lacety lene-co-allylmercaptan) core/shell nanomaterials: electrical/dielectrical properties and gas sensitivity", I. Fratoddi , I. Venditti , L. Fontana , A. Bearzotti , C. Battocchio , G. Polzonetti and M. V. Russo

(collaborazione con Università La Sapienza di Roma).-20th World Congress on Biosensors (BIOSENSORS 2010), 26-28 Maggio 2010, Glasgow, UK:3) "Biomimetic sensing layer based on electrospun conductive polymer webs", E. Zampetti, S. Pantalei, S. Scalese, A. Bearzotti, F. De Cesare, C. Spinella, A. Macagnano (collaborazione con IMM-Catania): lavoro sottomesso a Biosensors and Bioelectronics (Elsevier), pubblicato nel 2011 (doi:10.1016/j.bios.2010.10.032).4)"Nanofibrous polymer layers for biological sensing", Antonella Macagnano, Emiliano Zampetti, Anna Rita Taddei, Gabriella Gambellini, Simone Pantalei, Fabrizio De Cesare (collaborazione con Università di Viterbo).-E-MRS 2010 Spring Meeting, June 8-10, 2010 Strasbourg, France:4) "Synthesis and advanced characterizations of gold nanoparticles stabilized with platinum(II) thiols for applications as chemical sensors", L. Fontana, I. Venditti, I. Fratoddi, M.V. Russo, C. Battocchio, F. Bondino, M. Malvestuto, G. Polzonetti, A. Bearzotti, E. Piscopiello, L. Tapfer (collaborazione Università La Sapienza di Roma).-Workshop, XII Riunione Scientifica SIET, Sostenibilità, Qualità e Sicurezza nei sistemi di trasporto e logistica, Roma, 17-18 giugno 2010-09-275) "CADMO: Sensori", A. Bearzotti, A. Macagnano, S. Pantalei, E. Zampetti (stato dell'arte dell'attività sensoristica nel progetto CADMO, MIUR).-Workshop SGS2010: Semiconductor Gas Sensors 2010, 12-16 Settembre 20106) Invited Lecture: "A survey about nanofibrous PANi-based conductive polymers for gas traces recognition", di A. Macagnano*, E. Zampetti, S. Pantalei, F. De Cesare, A. Bearzotti, K. Persaud (collaborazione Università di Manchester): pubblicato nel 2011 su Thin Solid Films, Elsevier (doi:10.1016/j.tsf.2011.04.175);

c) Pubblicazioni:1) Iole Venditti, Ilaria Fratoddi and Andrea Bearzotti,Self-assembled copolymeric nanoparticles as chemically interactive materials for humidity sensors. Nanotechnology 21 (2010) 3555022) R. Gowen et al. (….A. Macagnano, E. Palomba…), Penetrators for in situ sub-surface investigations of Europa, Advances in Space Research, DOI: 10.1016/j.asr.2010.06.026 (collaborazione IFSI-INAF Roma)3) E. Zampetti, S. Pantalei, S. Scalese, A. Bearzotti, F. De Cesare, C. Spinella, A. Macagnano, Biomimetic sensing layer based on electrospun conductive polymer webs", Biosensors and Bioelectronics 2010, available on line doi:10.1016/j.bios.2010.10.032.4) E. Zampetti, A. Muzyczuk, A. Macagnano, S. Pantalei, S. Scalese, C. Spinella and A. Bearzotti, Electrical characterizations of electrospun conductive nanofibers based on polyaniline blends in presence of humidity", available on line Journal of Nanoparticle Research, Springer (DOI: 10.1007/s11051-011-0310-6).5) F. De Cesare, E. Di Mattia, E. Zampetti, S. Pantalei, F. Canganella, A. Macagnano, Use of electronic nose technology to measure soil microbial activity through biogenic volatile organic compounds and gases release, revised and resubmitted to Soil Biology and Biochemistry, Elsevier6) E. Zampetti, L. Maiolo, A. Pecora, F. Maita, S. Pantalei,A. Minotti, A. Valletta, M.C.A. Macagnano, G. Fortunato, A. Bearzotti, Flexiblesensorial system based on capacitive chemical sensors integrated with readout circuits fully fabricated on ultra thin substrate, submitted to Sensors and Actuators B, (doi:10.1016/j.snb.2011.01.045)

d)proposta di brevetto: "Apparato per la produzione di sensori chimici basati su nanofibre polimeriche mediante tecnica di electrospinning", sottomessa mediante "comunicazione di invenzione" al Dip. Materiali e dispositivi.


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2010 0 2 0 1 0 0 0 0 7 0

Principali collaborazioni1) Collaborazione/sinergia con altre commesse- collaborazione nell'ambito di IMM-Roma: progetto NOESIS- FILAS, Bando Distretto Biotecnologico nell'ambito di Ricerca e Sviluppo Industriale nel Lazio, al secondo anno di attività, con G. Fortunato & C.- stesura progetto POR per il Mezzogiorno in collaborazione con G. Fortunato (IMM-Roma)- collaborazione con IMM-Catania: partecipazione a conferenze e stesura di alcuni lavori scientifici, in collaborazione con il laboratorio di microscopia elettronica (Dr. S. Scalese).- Stesura progetto FP7-NMP: BINDS (non finanziato) con IMM-Lecce, P. Siciliano, guidato dall'Università di Manchester2)Collaborazione con Dr. E. Palomba di IFSI-INAF, Roma, per il progetto VISTA-Marco Polo, nello studio e sviluppo di sensori microgravimetrici per applicazioni in ambito spaziale. 3) Collaborazione con Dr. F. De Cesare, DABAC-Università della Tuscia di Viterbo, e Ing. G. Bianchi, ARIES Sistemi S.r.l.,nell'ambito del progetto SISA (Sistema Integrato per la Sicurezza Ambientale)-Progetto POR-FESR Frontiere Tecnologiche, ICT-Multimediale, partito il 21 Ottobre c.a., con scadenza prevista per il 21 aprile 2012.4) Collaborazione con Ing. M. Morelli, Unibiomedics s.r.l., e Ing. G. Felici di Sordina S.p.A., nell'ambito del progetto SOGAIN (Sonda Gamma Intelligente),partito il 3 novembre c.a., POR-FESR Frontiere Tecnologiche,Distretto Tecnologico delle Bioscienze, dalla durata prevista di 36 mesi.5) Collaborazione con Ing. Paolo Boschetti, Medical International Research s.r.l., nell'ambito del progetto NOESIS-Nitric Oxide Exhaled Sensor Integrated System, Progetto FILAS, 1°Bando DTB, fondi CIPE, giunta al secondo anno di attività e con scadenza prevista per marzo 2012.6)Collaborazione con Prof. F. Canganella nell'ambito del progetto finanziato PRIN 2008, in cui A. Macagnano ed E. Zampetti sono partners di un'unità operativa esterna.7)Collaborazione scientifica con il Prof. F. Fracassi, per la funzionalizzazione, tramite PECVD, dei materiali polimerici nanostrutturati8)Collaborazione con il Prof. K.C. Persaud dell'Università di Manchester, per lo sviluppo di bio-ibridi alla base di sensori bio-ispirati (presentato progetto FP7-NMP 2010:BINDS non finanziato)9)Collaborazione con la Prof. M.V. Russo, Università La Sapienza di Roma, per lo studio di sensori basati su nanoparticelle core-shell e presentazione di un progetto PRIN.10)Collaborazione con D.ssa F. Mariani di INMM-CNR, per lo sviluppo di bio-sensori nanostrutturati per la diagnosi accurata e rapida della tubercolosi (presentati 2 progetti)11)Collaborazione con Ing. D. Vitaglione, LOT Oriel Italia per lo sviluppo di microbilance di quarzo "customizzate" e per la preparazione di un progetto regionale nell'ambito delle scienze e biotecnologie per lo sviluppo industriale12)Collaborazione con la Dr. A.R. Taddei del CIME dell'Università di Viterbo, per la caratterizzazione morfologica di biomolecole ibridate su nanostrutture.




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MD.P06.009.001 Sistemi confinati, fenomeni critici e dinamica coerente

Commessa: Sistemi confinati, fenomeni critici e dinamica coerenteProgetto: Nanoscienze e nanotecnologieDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: FALCI GIUSEPPE

Risultati conseguiti A) Rumore quantistico in sistemi a stato solido. E' stato affrontato il problema degli effetti del rumore a stato solido, che si estende per molte decadi dello spettro sulle prestazioni di dispositivi a due qubit. In particolare è stato proposto uno schema di tuning ottimale che minimizzi gli effetti del rumore a bassa frequenza, ed è stato studiato l'effetto del rumore a larga banda sullo entanglement. E' stata mostrata la possibilità di adoperare un risonatore (circuito LC) dissipativo come misuratore dello shot noise a frequenza finita in un conduttore mesoscopico soggetto ad un voltaggio dc ed una modulazione periodica (photo-asisted shot noise). Lo shot-noise foto-assistito è legato al correlatore della carica sulle lastre del capacitore (misuratore) mediato sul periodo del segnale alternato.B) Abbiamo studiato l'effetto dell'accoppiamento con uno environment di particelle governate dall'equazone di Weyl, che rappresentano quasiparticelle in Graphene. Abbiamo introdotto un mapping esatto della hamiltoniana su un modello spin-boson condizionale. Abbiamo studiato in alcuni casi limite la dinamica dei pacchetti d'onda e i fenomeni della Spin Separation e dello Zitterbewegung in presenza di rumore.C) Meccanica statistica quantistica di sistemi fortemente interagenti.1) E' stato studiato l'entanglement sia allo zero assoluto che a T finita per sistemi di spin interagenti e sistemi bosonici o fermionici. Si è dimostrato che entanglement è sensibile alla statistica dei gradi di libertà microscopici del sistema. [Giuliano D. et al., New Jou. of Phys., 12, 025021 (2010)]. Si è mostrato come l'entanglement sia sensibile a transizioni di fase topologiche, al di là del paradigma di Landau-Ginzburg [W. Son, et al. .arXiv:1001.2656]. 2) Abbiamo studiato la dinamica del sistema in prossimità di una transizione di fase quantistica: si è dimostrato come gli effetti topologici portano ad una modifica dello scaling di Kibbe-Zurek. [A. Bermudez,et.al., N. J.Phys. 055014, (2010)]. Si sono studiate fasi con ordine topologico in atomi freddi [Amico L. et al. N. J. Phys., 12, 013002 (2010)] . 3) Sistemi spin-bosone integrabili. Abbiamo sviluppato la tecnica della separazione delle variabili per sistemi Hamiltoniani spin-bosone ottenendo informazioni sullo spettro di tali modelli in regimi di forte interazione, dove non sono noti risultati esatti. [Amico L. et al., Nucl. Phys. B, 839 (3), 604 (2010)].


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2010 0 8 0 2 0 0 0 0 0 0

Principali collaborazioniNel 2010 nell'ambito della Commessa sono state attivamente proseguite ricerche. In particolare

sono stati pubblicati lavori in collaborazione con i gruppi coordinati da T. Martin, (Universite' de la Mediterranee, Marseille, France), G. Benenti (Universita' dell'Insubria, Como), S. Lombardo (IMM-CNR, Catania) e G. Compagno (Università di Palermo). Sono stati avviati lavori in collaborazione con M. Sassetti (Universita' di Genova) e B. Spagnolo (Università di Palermo).




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MD.P06.019.001 Qubit a base di silicio o SiGe e studio di gas elettronici bidimensionali in dispositivi nanoelettronici

Commessa: Qubit a base di silicio o SiGe e studio di gas elettronici bidimensionali in dispositivi nanoelettronici

Progetto: Nanoscienze e nanotecnologieDipartimento: Materiali e DispositiviResponsabile: FANCIULLI MARCO



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A B C D = A + C

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Microsistemi a Microonde ed Onde Millimetriche per Applicazioni di Terra e Spaziali

Responsabile: MARCELLI ROMOLO



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Microsensori ottici per DNA e proteine

Responsabile: DE STEFANO LUCA



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Sviluppo di prototipi a trasduzione elettrica per il riconoscimento di DNA

Responsabile: LIBERTINO SEBANIA



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Trasporto in nuove strutture per CMOS

Responsabile: LOMBARDO SALVATORE



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Microsistemi a Microonde ed Onde Millimetriche per Applicazioni di Terra e Spaziali

Responsabile: MARCELLI ROMOLO



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Brevetti

1 D'Arrigo G, Coffa S - Fuel cell formed in a single layer of monocrystalline silicon and fabrication process

2 Leonardi S, Coffa S, Caligiore C, Fortunato G, Mariucci L, Cuscuna M - Process for manufacturing a TFT device with source and drain regions having gradual dopant profile

3 D'Arrigo G, La Via F - Semiconductor substrate suitable for the realisation of electronic and/ or optoelectronic devices and relative manufacturing process

4 Lombardo S, Coffa S - Solar panel having two monolithical multicell photovoltaic modules of different fabrication technology

Articoli ISI

1 Marangoni S, Rech I, Ghioni M, Maccagnani P, Chiari M, Cretich M, Damin F, Di Carlo G, Cova S - A 6 x 8 photon-counting array detector system for fast and sensitive analysis of protein microarrays - SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL, Vol. 149, Pagg. 420-426

2 Donisi D, Bellini B, Beccherelli R, Asquini R, Gilardi G, Trotta M, dʼAlessandro A - A Switchable Liquid-Crystal Optical Channel Waveguide on Silicon - IEEE JOURNAL OF QUANTUM ELECTRONICS, Vol. 46, Pagg. 762-768

3 Deretzis I, Forte G, Grassi A, La Magna A, Piccitto G, Pucci R - A multiscale study of electronic structure and quantum transport in C6n2H6n-based graphene quantum dots - JOURNAL OF PHYSICS-CONDENSED MATTER, Vol. 22, Pagg. 095504-095504

4 De Stefano L, De Tommasi E, Rea I, Rotiroti L, Canciello M, Maglio G, Palumbo R - A nanostructured hybrid material based on polymer infiltrated porous silicon layer - APPLIED PHYSICS A-MATERIALS SCIENCE & PROCESSING, Vol. 98, Pagg. 525-530

5 Astarita A, Scala A, Squillace A, Iodice M, Monetta T, Mitton DB, Bellucci F - A new approach in the monitoring of metal coupon subjected at fatigue load in aggressive solution - INTERNATIONAL JOURNAL OF MATERIALS RESEARCH, Vol. 3, Pagg. 203-206

6 Adami A, Morganti E, Lorenzelli L, Francioso L, Siciliano P - A novel approach to data analysis for semiconductor metal-oxide gas sensors in chromatographic systems - SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL, Vol. 147, Pagg. 1-4

7 Mofrad MRT, La Magna A, Ishihara R, Ming H, Beenakker K - A three-dimensional phase-field simulation of pulsed laser induced epitaxial growth of silicon - JOURNAL OF OPTOELECTRONICS AND ADVANCED MATERIALS, Vol. 12, Pagg. 701-706

8 Forte G, La Magna A, Deretzis I, Pucci R - Ab Initio Prediction of Boron Compounds Arising from Borozene: Structural and Electronic Properties - NANOSCALE RESEARCH LETTERS, Vol. 5, Pagg. 158-163

9 Cavallini M, Simeone FC, Borgatti F, Albonetti C, Morandi V, Sangregorio C, Innocenti C, Pineider F, Annese E, Panaccione G, Pasquali L - Additive nanoscale embedding of functional nanoparticles on silicon surface - NANOSCALE, Vol. 2, Pagg. 2069-2072

10 Giannazzo F, Eyben P, Baranowski J, Camassel J, Lanyi S - Advanced materials nanocharacterization - NANOSCALE RESEARCH LETTERS, Vol. 6, Pagg. 107-

11 D'Alessandro A, Asquini R, Trotta M, Gilardi G, Beccherelli R, Khoo IC - All-optical intensity modulation of near infrared light in a liquid crystal channel waveguide - APPLIED PHYSICS LETTERS, Vol. 97, Pagg. 093302-093302

12 Lombardo S, Rimini E, Grimaldi MG, Privitera S - Amorphous-fcc transition in Ge2Sb2Te5 - MICROELECTRONIC ENGINEERING, Vol. 87, Pagg. 294-300

13 Mocella V, Dardano P, Rendina I, Cabrini S - An extraordinary directive radiation based on optical antimatter at near infrared - OPTICS EXPRESS, Vol. 18, Pagg. 25068-25074

14 Gaucci P, Valletta A, Mariucci L, Pecora A, Maiolo L, Fortunato G - Analysis of Self-Heating-Related Instability in Self-Aligned p-Channel Polycrystalline-Silicon Thin-Film Transistors - IEEE ELECTRON DEVICE LETTERS, Vol. 31, Pagg. 830-832

15 Pintilie I, Teodorescu CM, Moscatelli F, Nipoti R, Poggi A, Solmi S, Løvlie L, Svensson BG - Analysis of electron traps at the 4H-SiC/SiO2 interface; influence by nitrogen implantation prior to wet oxidation - JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, Vol. 108, Pagg. 024503-024503

16 Crupi I, Mirabella S, D'Angelo D, Gibilisco S, Grasso A, Di Marco S, Simone F, Terrasi A - Anomalous and normal Hall effect in hydrogenated amorphous Si prepared by plasma enhanced chemical vapor deposition - JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, Vol. 107, Pagg. 043503-043503

17 Ruffino F, Tomasello MV, Miritello M, Nicotra G, Spinella C, Grimaldi MG - As doping of Si-based low-dimensional systems - APPLIED PHYSICS LETTERS, Vol. 96, Pagg. 093116-093116

18 Ruffino F, Grimaldi MG - Atomic force microscopy study of the growth mechanisms of nanostructured sputtered Au film on Si(111): Evolution with film thickness and annealing time - JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, Vol. 107, Pagg. 104321-104321

19 Aboy M, Pelaz L, Lopez P, Bruno E, Mirabella S - Atomistic analysis of B clustering and mobility degradation in highly B-doped junctions - INTERNATIONAL JOURNAL OF NUMERICAL MODELLING-ELECTRONIC NETWORKS DEVICES AND FIELDS, Vol. 23, Pagg. 266-284

20 Deretzis I, Fiori G, Iannaccone G, La Magna A - Atomistic quantum transport modeling of metal-graphene nanoribbon heterojunctions - PHYSICAL REVIEW B, Vol. 82, Pagg. 161413-161413

21 De Salvador D, Napolitani E, Bisognin G, Pesce M, Carnera A, Bruno E, Impellizzeri G, Mirabella S - Boron diffusion in extrinsically doped crystalline silicon - PHYSICAL REVIEW B, Vol. 81, Pagg. 045209-045209

22 Mantovan R, Lamperti A, Georgieva M, Tallarida G, Fanciulli M - CVD synthesis of polycrystalline magnetite thin films: structural, magnetic and magnetotransport properties - JOURNAL OF PHYSICS D-APPLIED PHYSICS, Vol. 43, Pagg. 065002-065002

23 Nipoti R, Mancarella F, Moscatelli F, Rizzoli R, Zampolli S, Ferri M - Carbon-cap for Ohmic Contacts on Ion Implanted 4H-SiC - ELECTROCHEMICAL AND SOLID STATE LETTERS, Vol. 13, Pagg. H432-H435

24 Albonetti S, Bonelli R, Delaigle R, Femoni C, Gaigneaux EM, Morandi V, Ortolani L, Tiozzo C, Zacchini S, Trifiro F - Catalytic combustion of toluene over cluster-derived gold/iron catalysts - APPLIED CATALYSIS A-GENERAL, Vol. 372, Pagg. 138-146

25 Casalino M, Coppola G, Gioffre M, Iodice M, Moretti L, Rendina I, Sirleto L - Cavity Enhanced Internal Photoemission Effect in Silicon Photodiode for Sub-Bandgap Detection - JOURNAL OF LIGHTWAVE TECHNOLOGY, Vol. 28, Pagg. 3266-3272

26 Puglisi RA, Vecchio C, Lombardo S, Lorenti S, Camalleri MC - Charge transport in ultrathin silicon rich oxide/SiO2 multilayers under solar light illumination and in dark conditions - JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, Vol. 108, Pagg. 023701-023701

27 Ortolani L, Houdellier F, Monthioux M, Morandi V - Chirality dependent surface adhesion of single-walled carbon nanotubes on graphene surfaces - CARBON, Vol. 48, Pagg. 3050-3056

28 Jabeen F, Rubini S, Martelli F, Franciosi A, Gregoratti L, Amati M, Barinov A, Goldoni A and Kiskinova M - Contactless Monitoring of Diameter-Dependent Conductivity of GaAs nanowires - NANO RESEARCH, Vol. 3, Pagg. 706-713

29 Khriachtchev L, Nikitin T, Rasanen M, Domanskaya A, Boninelli S, Iacona F, Engdahl A, Juhanoja J, Novikov S - Continuous-wave laser annealing of Si-rich oxide: A microscopic picture of macroscopic Si-SiO2 phase separation - JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, Vol. 108, Pagg. 124301-124301

30 Scalese S, Scuderi V, Bagiante S, Simone F, Russo P, D'Urso L, Compagnini G, Privitera V - Controlled synthesis of carbon nanotubes and linear C chains by arc discharge in liquid nitrogen - JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, Vol. 107, Pagg. 014304-014304

31 Fragala ME, Cacciotti I, Aleeva Y, Lo Nigro R, Bianco A, Malandrino G, Spinella C, Pezzotti G, Gusmano G - Core-shell Zn-doped TiO2-ZnO nanofibers fabricated via a combination of electrospinning and metal-organic chemical vapour deposition - CRYSTENGCOMM, Vol. 12, Pagg. 3858-3865

32 Epifani M, Arbiol J, Andreu T, Morante JR - Crystallization Pathways of Multicomponent Oxide Nanocrystals Critical Role of the Metal Cations Distribution in the Case Study of Metal Ferrites - CRYSTAL GROWTH & DESIGN, Vol. 10, Pagg. 5176-5181

33 Mannino G, Spinella C, Ruggeri R, La Magna A, Fisicaro G, Fazio E, Neri F, Privitera V - Crystallization of implanted amorphous silicon during millisecond annealing by infrared laser irradiation - APPLIED PHYSICS LETTERS, Vol. 97, Pagg. 022107-022107

34 De Bastiani R, Carria E, Gibilisco S, Mio A, Bongiorno C, Piccinelli F, Bettinelli M, Pennisi AR, Grimaldi MG, Rimini E - Crystallization of ion amorphized Ge2Sb2Te5 thin films in presence of cubic or hexagonal phase - JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, Vol. 107, Pagg. 113521-113521

35 Casalino M, Sirleto L, Iodice M, Saffioti N, Gioffre M, Rendina I, Coppola G - Cu/p-Si Schottky barrier-based near infrared photodetector integrated with a silicon-on-insulator waveguide - APPLIED PHYSICS LETTERS, Vol. 96, Pagg. 241112-241112

36 Bisognin G, Vangelista S, Mastromatteo M, Napolitani E, De Salvador D, Carnera A, Berti M, Bruno E, Scapellato G, Terrasi A - Defects in Ge caused by sub-amorphizing self-implantation: Formation and dissolution - THIN SOLID FILMS, Vol. 518, Pagg. 2326-2329

37 Eriksson J, Weng M-H, Roccaforte F, Giannazzo F, Leone S, Raineri V - Demonstration of defect-induced limitations on the properties of Au/3CSiC Schottky barrier diodes - SOLID STATE PHENOMENA, Vol. 156-8, Pagg. 331-

38 Caricato AP, Leggieri G, Martino M, Vantaggiato A, Valerini D, Creti A, Lomascolo M, Manera MG, Rella R, Anni M - Dependence of the surface roughness of MAPLE-deposited films on the solvent parameters - APPLIED PHYSICS A-MATERIALS SCIENCE & PROCESSING, Vol. 101, Pagg. 759-764

39 Beccherelli R, Zampetti E, Pantalei S, Bernabei M, Persaud KC - Design of a very large chemical sensor system for mimicking biological olfaction - SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL, Vol. 146, Pagg. 446-452

40 Wen L, Bekisli F, Stavola M, Fowler WB, Trotta R, Polimeni A, Capizzi M, Rubini S, Martelli F - Detailed structure of the H-N-H center in GaAsyN1-y revealed by vibrational spectroscopy under uniaxial stress - PHYSICAL REVIEW B, Vol. 81, Pagg. 233201-233201

41 Chevallier D, Jonckheere T, Paladino E, Falci G, Martin T - Detection of finite-frequency photoassisted shot noise with a resonant circuit - PHYSICAL REVIEW B, Vol. , Pagg. -

42 Wiemer C, Lamagna L, Baldovino S, Perego M, Schamm-Chardon S, Coulon PE, Salicio O, Congedo G, Spiga S, Fanciulli M - Dielectric properties of Er-doped HfO2 (Er similar to 15%) grown by atomic layer deposition for high-kappa gate stacks - APPLIED PHYSICS LETTERS, Vol. 96, Pagg. 182901-182901

43 Coppola G, Di Caprio G, Gioffre M, Puglisi R, Balduzzi D, Galli A, Miccio L, Paturzo M, Grilli S, Finizio A, Ferraro P - Digital self-referencing quantitative phase microscopy by wavefront folding in holographic image reconstruction - OPTICS LETTERS, Vol. 35, Pagg. 3390-3392

44 Rea I, Oliviero G, Amato J, Borbone N, Piccialli G, Rendina I, De Stefano L - Direct Synthesis of Oligonucleotides on Nanostructured Silica Multilayers - JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY C, Vol. 114, Pagg. 2617-2621

45 Espinosa E, Ionescu R, Zampolli S, Elmi I, Cardinali GC, Abad E, Leghrib R, Ramirez JL, Vilanova X, Llobet E - Drop-coated sensing layers on ultra low power hotplates for an RFID flexible tag microlab - SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL, Vol. 144, Pagg. 462-466

46 Bermudez A, Amico L, Martin-Delgado MA - Dynamical delocalization of Majorana edge states by sweeping across a quantum critical point - NEW JOURNAL OF PHYSICS, Vol. , Pagg. -

47 Falci G, Morello Baganella M, Berritta M, D´Arrigo A, Paladino E - Dynamics of Weyl wave-packets in a noisy environment - PHYSICA E-LOW-DIMENSIONAL SYSTEMS & NANOSTRUCTURES, Vol. , Pagg. -

48 Weng MH, Roccaforte F, Giannazzo F, Di Franco S, Bongiorno C, Saggio M, Raineri V - Effect of Dopant Concentrations and Annealing Conditions on the Electrically Active Profiles and Lattice Damage in Al Implanted 4H-SiC - MATERIALS FORUM, Vol. 645, Pagg. 713-716

49 Poggi A, Moscatelli F, Solmi S, Armigliato A, Belsito L, Nipoti R - Effect of nitrogen implantation at the SiO2/SiC interface on the electron mobility and free carrier density in 4H-SiC metal oxide semiconductor field effect transistor channel - JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, Vol. 107, Pagg. 044506-044506

50 Deretzis I, Fiori G, Iannaccone G, La Magna A - Effects due to backscattering and pseudogap features in graphene nanoribbons with single vacancies - PHYSICAL REVIEW B, Vol. 81, Pagg. 085427-085427

51 Caricato AP, Cesaria M, Luches A, Martino M, Maruccio G, Valerini D, Catalano M, Cola A, Manera MG, Lomascolo M, Taurino A, Rella R - Electrical and optical properties of ITO and ITO/Cr-doped ITO films - APPLIED PHYSICS A-MATERIALS SCIENCE & PROCESSING, Vol. 101, Pagg. 753-758

52 Rao S, Della Corte FG, Summonte C - Electro-optically induced absorption in alpha-Si:H/alpha-SiCN waveguiding multistacks - JOURNAL OF THE EUROPEAN OPTICAL SOCIETY-RAPID PUBLICATIONS, Vol. 5, Pagg. -

53 Rao S, Della Corte FG, Summonte C, Suriano F - Electrooptical Modulating Device Based on a CMOS-Compatible alpha-Si:H/alpha-SiCN Multistack Waveguide - IEEE JOURNAL OF SELECTED TOPICS IN QUANTUM ELECTRONICS, Vol. 16, Pagg. 173-178

54 Miritello M, Lo Savio R, Cardile P, Priolo F - Enhanced down conversion of photons emitted by photoexcited ErxY2-xSi2O7 films grown on silicon - PHYSICAL REVIEW B, Vol. 81, Pagg. 041411-041411

55 Bellomo B, Compagno G, DʼArrigo A, Falci G, Lo Franco R, Paladino E - Entanglement degradation in the solid state: Interplay of adiabatic and quantum noise - PHYSICAL REVIEW A, Vol. , Pagg. -

56 Giuliano D, Sindona A, Falcone G, Plastina F, Amico L - Entanglement in a spin system with inverse square statistical interaction - NEW JOURNAL OF PHYSICS, Vol. , Pagg. -

57 Roccaforte F, Iucolano F, Giannazzo F, Di Franco, Bongiorno C, Puglisi V, Raineri V - Evolution of the electrical behaviour of GaN and AlGaN materials after high temperature annealing and thermal oxidation - MATERIALS SCIENCE FORUM, Vol. 645, Pagg. 1211-1214

58 Giorgis F, Descrovi E, Summonte C, Dominici L, Michelotti F - Experimental determination of the sensitivity of Bloch Surface Waves based sensors - OPTICS EXPRESS, Vol. 18, Pagg. 8087-8093

59 Camarda M, La Magna A, Severino A, La Via F - Extended study of the step-bunching mechanism during the homoepitaxial growth of SiC - THIN SOLID FILMS, Vol. 518, Pagg. S159-S161

60 Casalino M, Sirleto L, Moretti L, Gioffre M, Coppola G, Iodice M, Rendina I - Fabrication and Characterization of a Back-Illuminated Resonant Cavity Enhanced Silicon Photo-Detector Working at 1.55 mu m - FIBER AND INTEGRATED OPTICS, Vol. 29, Pagg. 85-95

61 Rea I, Lamberti A, Rendina I, Coppola G, Gioffre M, Iodice M, Casalino M, De Tommasi E, De Stefano L - Fabrication and characterization of a porous silicon based microarray for label-free optical monitoring of biomolecular interactions - JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, Vol. 107, Pagg. 014513-014513

62 Ferri M, Mancarella F, Seshia A, Ransley J, Soga K, Zalesky J, Roncaglia A - Fabrication and packaging techniques for the application of MEMS strain sensors to wireless crack monitoring in ageing civil infrastructures - SMART MATERIALS & STRUCTURES, Vol. 6, Pagg. 225-238

63 Melucci M, Treossi E, Ortolani L, Giambastiani G, Morandi V, Klar P, Casiraghi C, Samori P, Palermo V - Facile covalent functionalization of graphene oxide using microwaves: bottom-up development of functional graphitic materials - JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY, Vol. 20, Pagg. 9052-9060

64 Mercaldo LV, Esposito EM, Veneri PD, Fameli G, Mirabella S, Nicotra G - First and second-order Raman scattering in Si nanostructures within silicon nitride - APPLIED PHYSICS LETTERS, Vol. 97, Pagg. 153112-153112

65 Mattoli V, Mazzolai B, Mondini A, Zampolli S, Dario P - Flexible tag datalogger for food logistics - SENSORS AND ACTUATORS A-PHYSICAL, Vol. 162, Pagg. 316-323

66 Mastromatteo M, De Salvador D, Napolitani E, Panciera F, Bisognin G, Carnera A, Impellizzeri G, Mirabella S, Priolo F - Fluorine redistribution and incorporation during solid phase epitaxy of preamorphized Si - PHYSICAL REVIEW B, Vol. 82, Pagg. 155323-155323

67 Romano L, Piro AM, Mirabella S, Grimaldi MG - Formation and evolution of small B clusters in Si: Ion channeling study - PHYSICAL REVIEW B, Vol. 81, Pagg. 075210-075210

68 Epifani M, Andreu T, Magana CR, Diaz R, Arbiol J, Siciliano P, Morante JR - From doping to phase transformation: Ammonia sensing performances of chloroalkoxide-derived WO3 powders modified with chromium - SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL, Vol. 148, Pagg. 200-206

69 Di Pietrantonio F, Benetti M, Cannata D, Beccherelli R, Verona E - Guided Lamb Wave Electroacoustic Devices on Micromachined AlN/Al Plates - IEEE TRANSACTIONS ON ULTRASONICS FERROELECTRICS AND FREQUENCY CONTROL, Vol. 57, Pagg. 1175-1182

70 Pecora EF, Irrera A, Artoni P, Boninelli S, Bongiorno C, Spinella C, Priolo F - Heteroepitaxial Growth and Faceting of Ge Nanowires on Si(111) by Electron-Beam Evaporation - ELECTROCHEMICAL AND SOLID STATE LETTERS, Vol. 13, Pagg. K53-K55

71 Roncaglia M, Degli Esposti Boschi C, Montorsi A - Hidden XY structure of the bond-charge Hubbard model - PHYSICAL REVIEW B, Vol. 82, Pagg. 233105-

72 Amico L, Mazzarella G, Pasini S, Cataliotti FS - Hidden order in bosonic gases confined in one dimensional optical lattices - NEW JOURNAL OF PHYSICS, Vol. , Pagg. -

73 Fiorenza P, Lo Nigro R, Raineri V, Malandrino G, Toro RG, Catalano MR - High capacitance density by CaCu3Ti4O12 thin films - JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, Vol. 108, Pagg. 074103-074103

74 Chiarini M, Bentini GG, Bianconi M, De Nicola P - High definition surface micromachining of LiNbO3 by ion implantation - NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION B-BEAM INTERACTIONS WITH MATERIALS AND ATOMS, Vol. 268, Pagg. 3049-3054

75 Reading MA, van den Berg JA, Zalm PC, Armour DG, Bailey P, Noakes TCQ, Parisini A, Conard T, De Gendt S - High resolution medium energy ion scattering analysis for the quantitative depth profiling of ultrathin high-k layers - JOURNAL OF VACUUM SCIENCE & TECHNOLOGY B, Vol. 28, Pagg. C1C65-C1C70

76 Pfattner R, Mas-Torrent M, Bilotti I, Brillante A, Milita S, Liscio F, Biscarini F, Marszalek T, Ulanski J, Nosal A, Gazicki-Lipman M, Leufgen M, Schmidt G, Molenkamp - High-Performance Single Crystal Organic Field-Effect Transistors Based on Two Dithiophene-Tetrathiafulvalene (DT-TTF) Polymorphs - ADVANCED MATERIALS, Vol. 22, Pagg. 4198-

77 Bruno E, Scapellato GG, Bisognin G, Carria E, Romano L, Carnera A, Priolo F - High-level incorporation of antimony in germanium by laser annealing - JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, Vol. 108, Pagg. 124902-124902

78 Severino A, Bongiorno C, Piluso N, Italia M, Camarda M, Mauceri M, Condorelli G, Di Stefano MA, Cafra B, La Magna A, La Via F - High-quality 6 inch (111) 3C-SiC films grown on off-axis (111) Si substrates - THIN SOLID FILMS, Vol. 518, Pagg. S165-S169

79 Angelucci R, Boscolo I, Ciorba A, Cuffiani M, Malferrari L, Montanari A, Odorici F, Orlanducci S, Rizzoli R, Rossi M, Sessa V, Terranova ML, Veronese GP - Honeycomb arrays of carbon nanotubes in alumina templates for field emission based devices and electron sources - PHYSICA E-LOW-DIMENSIONAL SYSTEMS & NANOSTRUCTURES, Vol. 42, Pagg. 1469-1476

80 Principato F, Cannella G, Lombardo S, Foti M - Impact of transparent conductive oxide on the admittance of thin film solar cells - SOLID-STATE ELECTRONICS, Vol. 54, Pagg. 1248-1290

81 Pecora EF, Irrera A, Priolo F - Influence of O contamination and Au cluster properties on the structural features of Si nanowires - THIN SOLID FILMS, Vol. 518, Pagg. 2562-2564

82 Irrera A, Iacona F, Franzo G, Miritello M, Lo Savio R, Castagna ME, Coffa S, Priolo F - Influence of the matrix properties on the performances of Er-doped Si nanoclusters light emitting devices - JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, Vol. 107, Pagg. 054302-054302

83 Baldovino S, Molle A, Fanciulli M - Influence of the oxidizing species on the Ge dangling bonds at the (100)Ge/GeO2 interface - APPLIED PHYSICS LETTERS, Vol. 96, Pagg. 222110-222110

84 Donisi D, Asquini R, d'Alessandro A, Bellini B, Beccherelli R, De Sio L, Umeton C - Integration and Characterization of LC/Polymer Gratings on Glass and Silicon Platform - MOLECULAR CRYSTALS AND LIQUID CRYSTALS, Vol. 516, Pagg. 152-158

85 Molle A, Lamagna L, Spiga S, Fanciulli M, Brammertz G, Meuris M - Interface analysis of Ge ultra thin layers intercalated between GaAs substrates and oxide stacks - THIN SOLID FILMS, Vol. 518, Pagg. S123-S127

86 Anni M, Alemanno E, Creti A, Ingrosso C, Panniello A, Striccoli A, Curri ML, Lomascolo M - Interplay between Amplified Spontaneous Emission, Forster Resonant Energy Transfer, and Self-Absorption in Hybrid Poly(9,9-dioctylfluorene)-CdSe/ZnS Nanocrystal Thin Films - JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY A, Vol. 114, Pagg. 2086-2090

87 Sonde S, Giannazzo F, Raineri V, Rimini E - Investigation of graphene-SiC interface by nanoscale electrical characterization - PHYSICA STATUS SOLIDI B-BASIC SOLID STATE PHYSICS, Vol. 247, Pagg. 912-915

88 Ruffino F, Grimaldi MG - Island-to-Percolation Transition During the Room-Temperature Growth of Sputtered Nanoscale Pd Films on Hexagonal SiC - JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, Vol. 107, Pagg. 074301-074301

89 Ruffino F, Torrisi V, Marletta G, Grimaldi MG - Kinetic growth mechanisms of sputter-deposited Au films on mica: from nanoclusters to nanostructured microclusters - APPLIED PHYSICS A-MATERIALS SCIENCE & PROCESSING, Vol. 100, Pagg. 7-13

90 La Magna A, Deretzis I, Forte G, Pucci R - Lack of universal conductance features in disordered graphene nanoribbons - PHYSICA STATUS SOLIDI, Vol. 7, Pagg. 1246-1250

91 Gibilisco S, Faraci G, Pennisi AR, Irrera A - Laser induced heating of Si nanocrystals - JOURNAL OF NON-CRYSTALLINE SOLIDS, Vol. 356, Pagg. 1948-1950

92 Mirabella S, Di Martino G, Crupi I, Gibilisco S, Miritello M, Lo Savio R, Di Stefano MA, Di Marco S, Simone F, Priolo F - Light absorption and electrical transport in Si:O alloys for photovoltaics - JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, Vol. 108, Pagg. 093507-093507

93 Ciampolillo MV, Zaltron A, Bazzan M, Argiolas N, Sada C, Bianconi M - Lithium niobate crystals doped with iron by thermal diffusion: Relation between lattice deformation and reduction degree - JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, Vol. 107, Pagg. 084108-084108

94 Mativetsky J. M, Treossi E, Orgiu E, Melucci M, Veronese GP, Samorì P, Palermo V - Local Current Mapping and Patterning of Reduced Graphene Oxide - JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY, Vol. 132, Pagg. 14130-14136

95 Carria E, Mio AM, Miritello M, Gibilisco S, De Bastiani R, Pennisi AR, Bongiorno C, Grimaldi MG, Rimini E - Local Order and Crystallization of Laser Quenched and Ion Implanted Amorphous Ge1-xTex Thin Films - ELECTROCHEMICAL AND SOLID STATE LETTERS, Vol. 13, Pagg. II317-II320

96 Gunnella R, Morresi L, Pinto N, Di Cicco A, Ottaviano L, Passacantando M, Verna A, Impellizzeri G, Irrera A, d'Acapito F - Localization of the dopant in Ge:Mn diluted magnetic semiconductors by x-ray absorption at the Mn K edge - JOURNAL OF PHYSICS-CONDENSED MATTER, Vol. 22, Pagg. 216006-216006

97 Anzalone R, Camarda M, Locke C, Alquier D, Severino A, Italia M, Rodilosso D, Tringali C, La Magna A, Foti G, Saddow SE, La Via F, D'Arrigo G - Low Stress Heteroepitaxial 3C-SiC Films Characterized by Microstructure Fabrication and Finite Elements Analysis - JOURNAL OF THE ELECTROCHEMICAL SOCIETY, Vol. 157, Pagg. H438-H442

98 Rao S, Della Corte FG, Summonte C - Low-loss amorphous silicon waveguides grown by PECVD on indium tin oxide - JOURNAL OF THE EUROPEAN OPTICAL SOCIETY-RAPID PUBLICATIONS, Vol. 5, Pagg. -

99 Cuscuna M, Convertino A, Mariucci L, Fortunato G, Felisari L, Nicotra G, Spinella C, Pecora A, Martelli F - Low-temperature, self-catalyzed growth of Si nanowires - NANOTECHNOLOGY, Vol. 21, Pagg. 255601-255601

100 Malonda-Boungou BR, M'Passi-Mabiala B, Debernardi A, Meza-Aguilar S, Demangeat C - Magnetic map of Mn-based thin films on Ni/Cu - PHYSICAL REVIEW B, Vol. 81, Pagg. 024402-024402

101 Prati E, Belli M, Fanciulli M, Ferrari G - Measuring the temperature of a mesoscopic electron system by means of single electron statistics - APPLIED PHYSICS LETTERS, Vol. 96, Pagg. 113109-113109

102 Marcelli R, Lucibello A, De Angelis G, Proietti E, Comastri D - Mechanical modelling of capacitive RF MEMS shunt switches - MICROSYSTEM TECHNOLOGIES-MICRO-AND NANOSYSTEMS-INFORMATION STORAGE AND PROCESSING SYSTEMS, Vol. 16, Pagg. 1057-1064

103 Zucchi IA, Poliani E, Perego M - Microdomain orientation dependence on thickness in thin films of cylinder-forming PS-b-PMMA. - NANOTECHNOLOGY, Vol. 21, Pagg. 185304-185304

104 Dabirian R, Feng X, Ortolani L, Liscio A, Morandi V, Mullen K, Samori P, Palermo V - Micron-sized [6,6]-phenyl C61 butyric acid methyl ester crystals grown by dip coating in solvent vapour atmosphere: interfaces for organic photovoltaics - PHYSICAL CHEMISTRY CHEMICAL PHYSICS, Vol. 12, Pagg. 4473-4480

105 Severino A, La Via F - Microtwin reduction in 3C-SiC heteroepitaxy - APPLIED PHYSICS LETTERS, Vol. 97, Pagg. 181916-181916

106 Prati E, Latempa R, Fanciulli M - Microwave Effects in Silicon Low Dimensional Nanostructures - JOURNAL OF NANOSCIENCE AND NANOTECHNOLOGY, Vol. 10, Pagg. 2650-2655

107 Jabeen F, Piccin M, Felisari L, Grillo V, Bais G, Rubini S, Martelli F, d'Acapito F, Rovezzi M, Boscherini F - Mn-induced growth of InAs nanowires - JOURNAL OF VACUUM SCIENCE & TECHNOLOGY B, Vol. 28, Pagg. 478-483

108 Milita S, Dionigi C, Borgatti F, Porzio W, Biscarini F - Monitoring the crystallization process of nano-confined organic molecules by synchrotron X-ray diffraction - NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION B-BEAM INTERACTIONS WITH MATERIALS AND ATOMS, Vol. 268, Pagg. 411-413

109 Privitera S, Wang F, Niu C, Dumont-Girard P, Ding H, Liu K, Modica R, Bongiorno C - Morphological and electrical characterization of SixCryCzBv thin films - MICROELECTRONIC ENGINEERING, Vol. 87, Pagg. 430-433

110 Epifani M, Arbiol J, Diaz R, Andreu T, Siciliano P, Morante JR - Morphological and structural characterization of WO3 and Cr-WO3 thin films synthesized by sol-gel process - THIN SOLID FILMS, Vol. 518, Pagg. 4512-4514

111 De Tommasi E, Rea I, Mocella V, Moretti L, De Stefano M, Rendina I, De Stefano L - Multi-wavelength study of light transmitted through a single marine centric diatom - OPTICS EXPRESS, Vol. 18, Pagg. 12203-12212

112 Gerardi C, Tripiciano E, Cina G, Lombardo S, Garozzo C, Corso D, Betro G, Pace C, Crupi F - Multiple gate NVM cells with improved Fowler-Nordheim tunneling program and erase performances - SOLID-STATE ELECTRONICS, Vol. 54, Pagg. 1319-1325

113 Masi M, Fiorucci A, Camarda M, La Magna A, La Via F - Multiscale simulation for epitaxial silicon carbide growth by chlorides route - THIN SOLID FILMS, Vol. 518, Pagg. S6-S11

114 Sonde S, Giannazzo F, Raineri V, Rimini E - Nanoscale capacitive behaviour of ion irradiated graphene on silicon oxide substrate - PHYSICA STATUS SOLIDI B-BASIC SOLID STATE PHYSICS, Vol. 247, Pagg. 907-911

115 Eriksson J, Roccaforte F, Reshanov, Leone S, Giannazzo F, LoNigro R, Fiorenza P, Raineri V - Nanoscale characterization of electrical transport at metal/3C-SiC interfaces - NANOSCALE RESEARCH LETTERS, Vol. 6, Pagg. -

116 Roccaforte F, Giannazzo F, Raineri V - Nanoscale transport properties at silicon carbide interfaces - JOURNAL OF PHYSICS D-APPLIED PHYSICS, Vol. 43, Pagg. 223001-223001

117 Romano L, Impellizzeri G, Tomasello MV, Giannazzo F, Spinella C, Grimaldi MG - Nanostructuring in Ge by self-ion implantation - JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, Vol. 107, Pagg. 084314-084314

118 Busby Y, De Seta M, Capellini G, Evangelisti F, Ortolani M, Virgilio M, Grosso G, Pizzi G, Calvani P, Lupi S, Nardone M, Nicotra G, Spinella C - Near- and far-infrared absorption and electronic structure of Ge-SiGe multiple quantum wells - PHYSICAL REVIEW B, Vol. 82, Pagg. 205317-205317

119 Casalino M, Coppola G, Iodice M, Rendina I, Sirleto L - Near-Infrared Sub-Bandgap All-Silicon Photodetectors: State of the Art and Perspectives - SENSORS, Vol. 10, Pagg. 10571-10600

120 Alberti A, La Magna A, Cuscuna M, Fortunato G, Spinella C, Privitera V - Nickel-affected silicon crystallization and silicidation on polyimide by multipulse excimer laser annealing - JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, Vol. 108, Pagg. 123511-123511

121 Nicotra OE, La Magna A, Coffa S - Numerical Study of Particle-Particle Interactions in Lab-on-a-Chip Devices Based on Dielectrophoresis - SENSOR LETTERS, Vol. 8, Pagg. 457-464

122 Lamagna L, Wiemer C, Perego M, Volkos SN, Baldovino S, Tsoutsou D, Schamm-Chardon S, Coulon PE, Fanciulli M - O-3-based atomic layer deposition of hexagonal La2O3 films on Si(100) and Ge(100) substrates - JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, Vol. 108, Pagg. 084108-084108

123 Chen GN, Gallo EM, Burger J, Nabet B, Cola A, Prete P, Lovergine N, Spanier JE - On direct-writing methods for electrically contacting GaAs and Ge nanowire devices - APPLIED PHYSICS LETTERS, Vol. 96, Pagg. 223107-223107

124 Sciuto A, Mazzillo M, Raineri V, Catania G, D'Arrigo G, Roccaforte F - On the Aging Effects of 4H-SiC Schottky Photodiodes Under High Intensity Mercury Lamp Irradiation - IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS, Vol. 22, Pagg. 775-777

125 Eriksson J, Weng MH, Roccaforte F, Giannazzo F, Di Franco S, Leone S, Raineri V - On the viability of Au/3C-SiC Schottky barrier diodes - MATERIALS SCIENCE FORUM, Vol. 645, Pagg. 677-680

126 Valerini D, Creti A, Caricato AP, Lomascolo M, Rella R, Martino M - Optical gas sensing through nanostructured ZnO films with different morphologies - SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL, Vol. 145, Pagg. 167-173

127 Piluso N, Severino A, Camarda M, Canino A, La Magna A, La Via F - Optical investigation of bulk electron mobility in 3C-SiC films on Si substrates - APPLIED PHYSICS LETTERS, Vol. 97, Pagg. 142103-142103

128 Convertino A, Cuscuna M, Martelli F - Optical reflectivity from highly disordered Si nanowire films - NANOTECHNOLOGY, Vol. 21, Pagg. 355701-355701

129 Giannazzo F, Sonde S, Raineri V, Patane G, Compagnini G, Aliotta F, Ponterio R, Rimini E - Optical, morphological and spectroscopic characterization of graphene on SiO2 - PHYSICA STATUS SOLIDI, Vol. 7, Pagg. 1251-1255

130 Paladino E, Mastellone A, D´Arrigo A, Falci G - Optimal tuning of solid-state quantum gates: A universal two-qubit gate - PHYSICAL REVIEW B, Vol. , Pagg. -

131 Scalese S, Scuderi V, Bagiante S, Gibilisco S, Faraci G, Privitera V - Order and disorder of carbon deposit produced by arc discharge in liquid nitrogen - JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, Vol. 108, Pagg. 064305-064305

132 Anni M, Rella R - Oxygen Optical Gas Sensing by Reversible Fluorescence Quenching in Photo-Oxidized Poly(9,9-dioctylfluorene) Thin Films - JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY B, Vol. 114, Pagg. 1559-1561

133 Gunnlaugsson HP, Molholt TE, Mantovan R, Masenda H, Naidoo D, Dlamini WB, Sielemann R, Bharuth-Ram K, Weyer G, Johnston K, Langouche G, Olafsson S, Gislason HP, Kobayashi Y, Yoshida Y, Fanciulli M - Paramagnetism in Mn/Fe implanted ZnO - APPLIED PHYSICS LETTERS, Vol. 97, Pagg. 142501-142501

134 Ruffino F, Crupi I, Irrera A, Grimaldi MG - Pd/Au/SiC Nanostructured Diodes for Nanoelectronics: Room Temperature Electrical Properties - IEEE TRANSACTIONS ON NANOTECHNOLOGY, Vol. 9, Pagg. 414-421

135 Gowen RA, Smith A, Fortes AD, Barber S, Brown P, Church P, Collinson G, Coates AJ, Collins G, Crawford IA, Dehant V, Chela-Flores J, Griffiths AD, Grindrod PM, Gurvits LI, ... , Macagnano A - Penetrators for in situ sub-surface investigations of Europa - ADVANCES IN SPACE RESEARCH, Vol. , Pagg. -

136 Perego M, Bonafos C, Fanciulli M - Phosphorus doping of ultra-small silicon nanocrystals - NANOTECHNOLOGY, Vol. 21, Pagg. 025602-025602

137 Persano A, De Giorgi M, Fiore A, Cingolani R, Manna L, Cola A, Krahne R - Photoconduction Properties in Aligned Assemblies of Colloidal CdSe/CdS Nanorods - ACS NANO, Vol. 4, Pagg. 1646-1652

138 Franchini IR, Cola A, Rizzo A, Mastria R, Persano A, Krahne R, Genovese A, Falqui A, Baranov D, Gigli G, Manna L - Phototransport in networks of tetrapod-shaped colloidal semiconductor nanocrystals - NANOSCALE, Vol. 2, Pagg. 2171-2179

139 Fanizza E, Malaquin L, Kraus T, Wolf H, Striccoli M, Micali N, Taurino A, Agostiano A, Curri ML - Precision Patterning with Luminescent Nanocrystal-Functionalized Beads - LANGMUIR, Vol. 26, Pagg. 14294-14300

140 Scire S, Crisafulli C, Giuffrida S, Ventimiglia G, Bongiorno C, Spinella C - Preparation of ceria and titania supported Pt catalysts through liquid phase photo-deposition - JOURNAL OF MOLECULAR CATALYSIS A-CHEMICAL, Vol. 333, Pagg. 100-108

141 Di Caprio G, Gioffre MA, Saffioti N, Grilli S, Ferraro P, Puglisi R, Balduzzi D, Galli A, Coppola G - Quantitative Label-Free Animal Sperm Imaging by Means of Digital Holographic Microscopy - IEEE JOURNAL OF SELECTED TOPICS IN QUANTUM ELECTRONICS, Vol. 16, Pagg. 833-840

142 Trotta R, Cavigli L, Felisari L, Polimeni A, Vinattieri A, Gurioli M, Capizzi M, Martelli F, Rubini S, Mariucci L, Francardi M, Gerardino A - Quantum confinement effects in hydrogen-intercalated Ga1-xAsxNx-GaAs1-xNx : H planar heterostructures investigated by photoluminescence spectroscopy - PHYSICAL REVIEW B, Vol. 81, Pagg. 235327-235327

143 Lisiansky M, Cassuto G, Roizin Y, Corso D, Libertino S, Marino A, Lombardo SA, Crupi I, Pace C, Crupi F, Fuks D, Kiv A, Della Sala E, Capuano G, Palumbo F - Radiation Tolerance of NROM Embedded Products - IEEE TRANSACTIONS ON NUCLEAR SCIENCE, Vol. 57, Pagg. 2309-2317

144 Libertino S, Corso D, Mure G, Marino A, Palumbo F, Principato F, Cannella G, Schillaci T, Giarusso S, Celi F, Lisiansky M, Roizin Y, Lombardo S - Radiation effects in nitride read-only memories - MICROELECTRONICS RELIABILITY, Vol. 50, Pagg. 1857-1860

145 Bruno E, Mirabella S, Scapellato G, Impellizzeri G, Terrasi A, Priolo F, Napolitani E, De Salvador D, Mastromatteo M, Carnera A - Radiation enhanced diffusion of B in crystalline Ge - THIN SOLID FILMS, Vol. 518, Pagg. 2386-2389

146 Donato MG, Gagliardi M, Sirleto L, Messina G, Lipovskii AA, Tagantsev DK, Righini GC - Raman optical amplification properties of sodium-niobium-phosphate glasses - APPLIED PHYSICS LETTERS, Vol. 97, Pagg. 231111-231111

147 Alessandri M, Del Vitto A, Piagge R, Sebastiani A, Scozzari C, Wiemer C, Lamagna L, Perego M, Ghidini G, Fanciulli M - Rare earth-based high-k materials for non-volatile memory applications - MICROELECTRONIC ENGINEERING, Vol. 87, Pagg. 290-293

148 Sugliani S, Bianconi M, Bentini GG, Chiarini M, De Nicola P, Montanari GB, Menin A, Malacarne A, Poti L - Refractive index tailoring in congruent Lithium Niobate by ion implantation - NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION B-BEAM INTERACTIONS WITH MATERIALS AND ATOMS, Vol. 268, Pagg. 2911-2914

149 Paladino E, D´Arrigo A, Mastellone A, Falci G - Relaxation processes in solid-state two-qubit gates - PHYSICA E-LOW-DIMENSIONAL SYSTEMS & NANOSTRUCTURES, Vol. , Pagg. -

150 Marcelli R, Bartolucci G, Papaioannu G, De Angelis G, Lucibello A, Proietti E, Margesin B, Giacomozzi F, Deborgies F - Reliability of RF MEMS switches due to charging effects and their circuital modelling - MICROSYSTEM TECHNOLOGIES-MICRO-AND NANOSYSTEMS-INFORMATION STORAGE AND PROCESSING SYSTEMS, Vol. 7, Pagg. 1111-1118

151 Eriksson J, Weng MH, Roccaforte F, Giannazzo F, Fiorenza P, Lorenzzi J, Ferro G, Raineri V - Reliability of thin thermally grown SiO2 on 3C-SiC studied by scanning probe microscopy - MATERIALS SCIENCE FORUM, Vol. 645, Pagg. 833-836

152 Delugas P, Alippi P, Fiorentini V, Raineri V - Reorientable dipolar Cu-Ca antisite and anomalous screening in CaCu3Ti4O12 - PHYSICAL REVIEW B, Vol. 81, Pagg. 081104-081104

153 Innocenti D, Poccia N, Ricci A, Valletta A., Caprara S., Perali A. and Bianconi A. - Resonant and crossover phenomena in a multiband superconductor: Tuning the chemical potential near a band edge - PHYSICAL REVIEW B, Vol. 82, Pagg. 184528-

154 D'Urso L, Grasso G, Messina E, Bongjorno C, Scuderi V, Scalese S, Puglisi O, Spoto G, Compagnini G - Role of Linear Carbon Chains in the Aggregation of Copper, Silver, and Gold Nanoparticles - JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY C, Vol. 114, Pagg. 907-915

155 Sonde S, Giannazzo F, Vecchio C, Yakimova R, Rimini E, Raineri V - Role of graphene/substrate interface on the local transport properties of the two-dimensional electron gas - APPLIED PHYSICS LETTERS, Vol. 97, Pagg. 132101-132101

156 Bagiante S, Scalese S, Scuderi V, D'Urso L, Messina E, Compagnini G, Privitera V - Role of the growth parameters on the structural order of MWCNTs produced by arc discharge in liquid nitrogen - PHYSICA STATUS SOLIDI B-BASIC SOLID STATE PHYSICS, Vol. 247, Pagg. 884-887

157 Venditti I, Fratoddi I, Bearzotti A - Self-assembled copolymeric nanoparticles as chemically interactive materials for humidity sensors - NANOTECHNOLOGY, Vol. 21, Pagg. 355502-355502

158 Kruglenko I, Shirshov Y, Burlachenko J, Savchenko A, Kravchenko S, Manera MG, Rella R - Sensitive coating for water vapors detection based on thermally sputtered calcein thin films - TALANTA, Vol. 82, Pagg. 1392-1396

159 Perego M, Seguini G, Wiemer C, Fanciulli M, Coulon PE, Bonafos C - Si nanocrystal synthesis in HfO2/SiO/HfO2 multilayer structures - NANOTECHNOLOGY, Vol. 21, Pagg. 55606-55606

160 Bianconi M, Bentini GG, Chiarini M, De Nicola P, Montanari GB, Menin A, Nubile A, Sugliani S - Simulation of damage induced by ion implantation in Lithium Niobate - NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION B-BEAM INTERACTIONS WITH MATERIALS AND ATOMS, Vol. 268, Pagg. 3452-3457

161 Alberti A, La Magna A, Cuscuna M, Fortunato G, Privitera V - Simultaneous nickel silicidation and silicon crystallization induced by excimer laser annealing on plastic substrate - APPLIED PHYSICS LETTERS, Vol. 96, Pagg. 142113-142113

162 Buick B, Speiser E, Prete P, Paiano P, Lovergine N, Richter W - Single AlxGa1-xAs nanowires probed by Raman spectroscopy - PHYSICA STATUS SOLIDI B-BASIC SOLID STATE PHYSICS, Vol. 247, Pagg. 2027-2032

163 Persano A, Nabet B, Currie M, Convertino A, Leo G, Cola A - Single-Layer InAs Quantum Dots for High-Performance Planar Photodetectors Near 1.3 mu m - IEEE TRANSACTIONS ON ELECTRON DEVICES, Vol. 57, Pagg. 1237-1242

164 Messina E, Compagnini G, D'Urso L, Puglisi O, Bagiante S, Scalese S - Size distribution and particle shape in silver colloids prepared by laser ablation in water - RADIATION EFFECTS AND DEFECTS IN SOLIDS, Vol. 165, Pagg. 579-583

165 Fraboni B, Scida A, Cavallini A, Cosseddu P, Bonfiglio A, Milita S, Nastasi M - Spectroscopic investigation of the semiconductor molecular packing in fully operational organic thin-film transistors - APPLIED PHYSICS LETTERS, Vol. 96, Pagg. 163302-163302

166 Camarda M, La Magna A, Canino A, La Via F - Stacking faults evolution during epitaxial growths: Role of surface the kinetics - SURFACE SCIENCE, Vol. 604, Pagg. 939-942

167 Debernardi A, Fanciulli M - Stark effect of confined shallow levels in phosphorus-doped silicon nanocrystals - PHYSICAL REVIEW B, Vol. 81, Pagg. 195302-195302

168 Berbezier I, Ayoub JP, Ronda A, Oehme M, Lyutovich K, Kasper E, Di Marino M, Bisognin G, Napolitani E, Berti M - Strain engineered segregation regimes for the fabrication of thin Si1-xGex layers with abrupt n-type doping - JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, Vol. 107, Pagg. 034309-034309

169 Capellini G, De Seta M, Busby Y, Pea M, Evangelisti F, Nicotra G, Spinella C, Nardone M, Ferrari C - Strain relaxation in high Ge content SiGe layers deposited on Si - JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, Vol. 107, Pagg. 063504-063504

170 Vanzetti L, Pucker G, Milita S, Barozzi M, Ghulinyan M, Bersani M - Structural analyses of thermal annealed SRO/SiO2 superlattices - SURFACE AND INTERFACE ANALYSIS, Vol. 42, Pagg. 842-845

171 Roccaforte F, Weng MH, Bongiorno C, Giannazzo F, Iucolano F, Raineri V - Structural defects and device electrical behaviour in AlGaN/GaN heterostructures grown on 8A degrees off-axis 4H-SiC - APPLIED PHYSICS A-MATERIALS SCIENCE & PROCESSING, Vol. 100, Pagg. 197-202

172 Weng MH, Roccaforte F, Giannazzo F, Di Franco S, Bongiorno C, Zanetti E, Ruggiero A, Saggio M, Raineri V - Study of Morphology, Electrical Activation and Contact formation of Ion Implanted 4H-SiC - SOLID STATE PHENOMENA, Vol. 156-8, Pagg. 493-

173 Bisognin G, Vangelista S, Berti M, Impellizzeri G, Grimaldi MG - Substitutional and clustered B in ion implanted Ge: Strain determination - JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, Vol. 107, Pagg. 103512-103512

174 Taurino A, Catalano M, Creti A, Lomascolo M, Martucci C, Quaranta F - Substrate-Au catalyst influence on the growth of ZnO nanorods - MATERIALS SCIENCE AND ENGINEERING B-SOLID STATE MATERIALS FOR ADVANCED TECHNOLOGY, Vol. 172, Pagg. 225-230

175 Roccaforte F, Giannazzo F, Iucolano F, Eriksson J, Weng MH, Raineri V - Surface and interface issues in wide band gap semiconductor electronics - APPLIED SURFACE SCIENCE, Vol. 256, Pagg. 5727-5735

176 Forleo A, Francioso L, Capone S, Siciliano P, Lommens P, Hens Z - Synthesis and gas sensing properties of ZnO quantum dots - SENSORS AND ACTUATORS B-CHEMICAL, Vol. 146, Pagg. 111-115

177 Epifani M, Arbiol J, Pellicer E, Sergent N, Pagnier T, Morante JR - Synthesis and structural properties of ultra-small oxide (TiO2, ZrO2, SnO2) nanoparticles prepared by decomposition of metal alkoxides - MATERIALS CHEMISTRY AND PHYSICS, Vol. 124, Pagg. 809-815

178 Compagnini G, Patane G, D'Urso L, Puglisi O, Scalese S, Scuderi V, Bagiante S, Privitera V - Synthesis of carbon nanowires and nanotubes by plasma ignition in liquid environments - JOURNAL OF OPTOELECTRONICS AND ADVANCED MATERIALS, Vol. 12, Pagg. 456-460

179 Mannino G, Spinella C, Bongiorno C, Nicotra G, Mercorillo F, Privitera V, Franzo G, Piro AM, Grimaldi M, Di Stefano MA, Di Marco S - Synthesis of crystalline Si quantum dots by millisecond laser irradiation of SiOxNy layers - JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, Vol. 107, Pagg. 023703-023703

180 Cerofolini GF, Ferri M, Romano E, Suriano F, Veronese GP, Solmi S, Narducci D - Tera scale integration via a redesign of the crossbar based on a vertical arrangement of poly-Si nanowires - SEMICONDUCTOR SCIENCE AND TECHNOLOGY, Vol. 25, Pagg. 095011-095017

181 Matteucci G, Ferrari L, Migliori A - The Heisenberg uncertainty principle demonstrated with an electron diffraction experiment - EUROPEAN JOURNAL OF PHYSICS, Vol. 31, Pagg. 1287-1293

182 Armenante A, Longobardi S, Rea I, De Stefano L, Giocondo M, Silipo A, Molinaro A, Giardina P - The Pleurotus ostreatus hydrophobin Vmh2 and its interaction with glucans - GLYCOBIOLOGY, Vol. 20, Pagg. 594-602

183 Prati E - The finite quantum grand canonical ensemble and temperature from single-electron statistics for a mesoscopic device - JOURNAL OF STATISTICAL MECHANICS-THEORY AND EXPERIMENT, Vol. , Pagg. P01003-P01003

184 Melucci M, Favaretto L, Zanelli A, Cavallini M, Bongini A, Maccagnani P, Ostoja P, Derue G, Lazzaroni R, Barbarella G - Thiophene-Benzothiadiazole Co-Oligomers: Synthesis, Optoelectronic Properties, Electrical Characterization, and Thin-Film Patterning - ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS, Vol. 20, Pagg. 445-452

185 Valletta A, Gaucci P, Mariucci L, Pecora A, Cuscuna M, Maiolo L, Fortunato G - Threshold voltage in short channel polycrystalline silicon thin film transistors: Influence of drain induced barrier lowering and floating body effects - JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, Vol. 107, Pagg. 074505-074505

186 Napolitani E, Bisognin G, Bruno E, Mastromatteo M, Scapellato GG, Boninelli S, De Salvador D, Mirabella S, Spinella C, Carnera A, Priolo F - Transient enhanced diffusion of B mediated by self-interstitials in preamorphized Ge - APPLIED PHYSICS LETTERS, Vol. 96, Pagg. 201906-201906

187 Persano A, Quaranta F, Martucci MC, Creti P, Siciliano P, Cola A - Transport and charging mechanisms in Ta2O5 thin films for capacitive RF MEMS switches application - JOURNAL OF APPLIED PHYSICS, Vol. 107, Pagg. 114502-114502

188 Cavaliere P, Prete P - Tribomechanisms of pure electrodeposited Ni at ultra-fine and nanoscale level - WEAR, Vol. 268, Pagg. 1490-1503

189 Siegel J, Puerto D, Solis J, de Abajo FJG, Afonso CN, Longo M, Wiemer C, Fanciulli M, Kuhler P, Mosbacher M, Leiderer P - Ultraviolet optical near-fields of microspheres imprinted in phase change films - APPLIED PHYSICS LETTERS, Vol. 96, Pagg. 193108-193108

190 Sonde S, Giannazzo F, Huntzinger JR, Tiberj A, Syvajarvi M, Yakimova R, Raineri V, Camassel J - Uniformity of Epitaxial Graphene on On-axis and Off-axis SiC Probed by Raman Spectroscopy and Nanoscale Current Mapping - MATERIALS FORUM, Vol. 645, Pagg. 607-610

Articoli non ISI

1 D'Arrigo G, Severino A, Milazzo G, Bongiorno C, Piluso N, Abbondanza G, Mauceri M, Condorelli G, La Via F - 3C-SiC heteroepitaxial growth on Inverted Silicon Pyramids (ISP) - Materials Science Forum, Vol. , Pagg. -

2 Distante C, Diraco G, Leone A - Active Range Imaging Dataset for Indoor Surveillance - Annals of the BMVA, Vol. 3, Pagg. 1-16

3 Tong-Ho Kim1, Soojeong Choi,1 April S. Brown1,Maria Losurdo,2 Giuseppe V. Bianco2 Maria M. Giangregorio2, Giovanni Bruno2 - Advanced real time metrology of AlGaN/GaN and InGaN/GaN epitaxy - Advances in Science and Technology, Vol. 75, Pagg. 124-129

4 Severino A, Camarda M, Piluso N, Italia M, Condorelli G, Mauceri M, Abbondanza G, La Via F - Bow in 6 inch high-quality off-axis (111) 3C-SiC films - Materials Science Forum, Vol. , Pagg. -

5 Fortunato G, Cuscunà M, Gaucci P, Maiolo L, Mariucci L, Pecora A, Valletta A - Downscaling issues in polycrystalline silicon TFTs - ECS Transaction, Vol. 33, Pagg. 3-22

6 Eriksson J, Roccaforte F, Weng M-H, Leone S, Lorenzzi J, Giannazzo F, Bongiorno C, Di Franco S, Raineri V - Elecrical activity and device limitations of defects in 3C-SiC - Proceedings of the 34rd Workshop on Compound Semiconductor Devices and Integrated Circuits, Ed. D. Pavlidis, -Darmstadt/Seeheim (Germany) 17-19.05.2010, Vol. , Pagg. -

7 Roccaforte F, Greco G, Weng MH, Giannazzo F, Raineri V - Electrical behaviour of detective AlGaN/GaN heterostructures grown on misoriented (8°-off-axis) 4H-SiC substrates - Proceedings of the 34rd Workshop on Compound Semiconductor Devices and Integrated Circuits, Ed. D. Pavlidis, -Darmstadt/Seeheim (Germany), Vol. , Pagg. 109-

8 Eriksson J, Roccaforte F, Reshanov S, Giannazzo F, Lo Nigro R, Raineri V - Evolution of the electrical characteristics of Pt/3C-SiC Schottky contacts upon thermal annealing - Proceedings of the EMRS Spring Meeting Symposium F, Strasbourg – France, June 7-11.2010, publisher AIP, eds G. Ferro and P. Siffert, Vol. , Pagg. 75-78

9 Simion S, Bartolucci G, Marcelli R - Frequency doubler based on cascaded non-linear composite right-/left-handed structures - The Mediterranean Journal of Electronics and Communications, Vol. 6, Pagg. 93-100

10 Longobardi S, De Stefano L, Ercole C, Picone D, Rea I, Giardina P - Fungal hydrophobins, proteins as natural emulsifiers - Household and Personal Care Today, Vol. 4, Pagg. 21-25

11 Anzalone R, Locke C, Carballo J, Piluso N, Severino A, D'Arrigo G, Volinsky AA, La Via F, Saddow SE - Growth rate effect on 3C-SiC film residual stress on (100) Si substrates - Materials Science Forum, Vol. , Pagg. -

12 Eriksson J, Roccaforte F, Weng MH, Lorenzzi J, Jegenyes N, Giannazzo F, Fiorenza P, Raineri V - Impact of Morphological Features on the Dielectric Breakdown at SiO2/3C-SiC Interfaces - Proceedings of the EMRS Spring Meeting Symposium F, Strasbourg – France, June 7-11.2010, publisher AIP, eds G. Ferro and P. Siffert, Vol. , Pagg. 47-50

13 Maria M.Giangregorio1, Giuseppe V.Bianco1, Alberto Sacchetti1, Pio Capezzuto1, Maria Losurdo1, and GiovanniBruno1 - Interface and surface modification of ZnO induced by hydrogen and nitrogen and their impact on optical properties - Advances in Science and Technology, Vol. 75, Pagg. 130-135

14 Camarda M, Severino A, La Magna A , La Via F - Monte Carlo study of morphological surface instabilities during misoriented epitaxial growth of cubic and hexagonal polytypes - AIP Conference Proceedings, Vol. , Pagg. -

15 Moscatelli F, Poggi A,Solmi S, Nipoti R, Armigliato A, Belsito L - Nitridation of the SiO2/SiC Interface by N+ implantation: Hall versus field effect mobility in n-channel planar 4H-SiC MOSFETs - Materials Science Forum, Vol. 645, Pagg. 491-494

16 Piluso N, Severino A, Camarda M, Canino A, La Magna A, La Via F - Optical characterization of bulk mobility in 3C-SiC films grown on different orientation of Si substrates - AIP Conference Proceedings, Vol. , Pagg. -

17 De Pascali C, Francioso L, Capone S, Siciliano P - Preparation and Electrical-Functional Characterization of Gas Sensors based on TiO2 nanometric Strips Using Impedance Spectroscopy - Proceedings of the 14th Italian Conference on Sensors and Microsystems, in ʻSensors and Microsystemsʼ, copyright © 2010 by Springer Science + Business Media B.V., Vol. 14, Pagg. 71-75

18 Piluso N, Severino A, Camarda M, Anzalone R, Canino A, Condorelli G, Abbondanza G, La Via F - Raman characterization of doped 3C-SiC/Si for different silicon substrates and C/Si ratios - Materials Science Forum, Vol. , Pagg. -

19 Forleo A, Francioso L, Capone S, Siciliano P, Lommens P - Synthesis and gas Sensing propeties of ZnO Quantum Dots - Proceedings of the 14th Italian Conference on Sensors and Microsystems,in ʻSensors and Microsystemsʼ, copyright ©2010 by Springer Science + Business Media, Vol. 14, Pagg. 169-172

20 Persano A, Quaranta F, Cola A, Taurino A, De Angelis G, Marcelli R, Siciliano P - Ta2O5 Thin films for Capacitive RF MEMS Switches - Journal of Sensors, Vol. , Pagg. -

21 Cartwright JHE, Douthett J, Gonzalez D L, Krantz R, and Piro O - Two Musical Paths to the Farey Series and Devilʼs Staircase - Journal of Mathematics and Music, Vol. 4, Pagg. 57-74

22 Mulpuri V Rao, Tian YL, Qadri SB, Freitas JA Jr, Nipoti R - Ultra Fast High Temperature Microwave Annealing of Ion Implanted Large Bandgap Semiconductors - Materials Science Forum, Vol. 645, Pagg. 709-712


1 Leone A, Diraco G, Siciliano P - A 3D Range Vision System for Abnormal Behavior Monitoring of Elderly People in Ambient Assisted Living Applications - AALIANCE Conference, Malaga

2 Trotta M, Asquini R, Beccherelli R, DʼAlessandro A - A Nonlinear Liquid Crystal Optical Waveguide on Silicon - NTuB2, Nonlinear Photonics (NP), 21-24 June 2010, Karlsruhe, Germany, Optical Society of America, Karlsruhe

3 Grassi M, Lombardi A, Rescio G, Malcovati P, Leone A, Diraco G, Siciliano P, Malfatti M, Gonzo L - A Wearable Wireless MEMS Accelerometer as Validating Device dor 3D camera Based Fall Detector Within Ambient Assisted Living Application - MEMSWAVE&MEMS in Italy, Otranto

4 Leone A, Diraco G, Siciliano P, Grassi M, Lombardi A, Rescio G, Malcovati P, Malfatti M, Gonzo L - A multi-sensor platform with data fusion capabilities for the detection of dangerous events of elderly people - European AAL FORUM, Odense

5 Lo Nigro R - A nanoscale approach to advanced dielectrics and related applications - Catania Nanotech day, Catania

6 Astarita A, Scala A, Squillace A, Iodice M, Monetta T, Mitton DB, Bellucci F - A new approach in the monitoring of metal coupon subjected at fatigue load in aggressive solution - The 13th International ESAFORM Conference on Material Forming ESAFORM, Brescia

7 Rea I, Coppola G, Gioffrè M, De Tommasi E, Rendina I, Lamberti A, De Stefano L - A porous silicon based microarray for label-free optical detection of DNA hybridization - SPIE: Silicon Photonics V, San Francisco, California, USA

8 Persano A, Quaranta F, Cola A, Martucci MC, Cretì P, Taurino A, Siciliano P, Marcelli R, De Angelis G, Lucibello A - Alternative Materials for RF MEMS Switches in III-V Technology - DTIP MEMS and MOEMS, Siviglia

9 Diraco G, Leone A, Siciliano P - An Active Vision System for Fall Detection and Posture Recognition in Elderly Healthcare - International Conference IEEE DATE, Dresden

10 Leone A, Diraco G, Siciliano P - An Automated Active Vision System for Fall Detection and Posture Analysis in Ambient Assisted Living Applications - IEEE ISIE International Conference, Bari

11 Grassi M, Lombardi A, Rescio G, Malcovati P, Leone A, Diraco G, Siciliano P, Malfatti M, Gonzo L - An Indoor 3D ToF Based People Fall-Detector Validated by a Wearable Wireless Accelerometer - Italian Forum FORITAAL, Trento

12 Grassi M, Lombardi A, Rescio G, Malcovati P, Leone A, Diraco G, Siciliano P, Malfatti M, Gonzo L - An Integrated System for People Fall-Detection with Data Fusion Capabilities Based on 3D ToF Camera and Wireless Accelerometer - International Conference IEEE SENSORS, Waikoloa (US),

13 Nicotra G, Bongiorno C, Convertino A, Cuscunà M, Martelli F, Spinella C - Atomic structure of metal-free and catalyzed Si nanowires - MRS Fall Meeting, Boston (USA)

14 Prete P, Marzo F, Miccoli I, Paiano P, Lovergine N - Au-assisted MOVPE self-assembly and properties of GaAs, AlGaAs, and GaAs-AlGaAs core-shell nanowires - Fourth International Conference on Sensing Technology, Lecce

15 Nipoti R, Mancarella F, Moscatelli F, Rizzoli R, Zampolli S - Carbon-cap for ohmic contacts on n-type ion implanted 4H-SiC - ECSCRM 2010 - 8th European Conference on Silicon Carbide and Related Materials, Oslo (Norway)

16 Pace C, Libertino S, Crupi I, Marino A, Lombardo S, Sala ED, Capuano G, Lisiansky M, Roizin Y - Compact instrumentation for radiation tolerance test of flash memories in space environment - Instrumentation and Measurement Technology Conference (I2MTC), Binjiang, Hangzhou, China

17 Persano A, Quaranta F, Martucci MC, Cretì P, Taurino A, Siciliano P, Cola A - Conduction and Charging Mechanisms in Ta2O5 Thin Films for Application in Capacitive RF MEMS Switches - MEMSWAVE&MEMS IN ITALY, Otranto

18 Lo Nigro R, Fiorenza P, Raineri V - Conductive atomic force microscopy and Scanning impedance microscopy for the imaging of electrical domain in CaCu3Ti4O12 perovskite oxide - Mater. Res. Soc. Symp. Proc. Volume 1232E, Warrendale, PA, 2010), MRS Symposium Proceeding, Vol. 1232, 1232-OO07-01, 2010, Boston, USA

19 Convertino A, Cuscunà M, Martelli F - Control of the reflectivity of highly disordered Si nanowire for photovoltaic application - NANO2010, Roma

20 De Bastiani R, Carria E, Grimaldi MG, Nicotra G, Spinella C, Rimini E - Crystallization of Ion Amorphized Ge2Sb2Te5 Thin Films in Presence of Cubic or Hexagonal Phase - MRS Spring Meeting: Symposium H: Phase-Change Materials for Memory and Reconfigurable Electronics Applications, San Francisco, California, USA

21 Mio AM, Carria E, De Bastiani R, Miritello M, Bongiorno C, D´Arrigo G, Spinella C, Grimaldi MG, Rimini E - Crystallization of ion amorphized Ge2Sb2Te5 in nano-structured thin films - MRS Spring Meeting: Symposium H: Phase-Change Materials for Memory and Reconfigurable Electronics Applications, San Francisco (USA)

22 Casalino M, Gioffrè M, Coppola G, Iodice M, Rendina I, Sirleto L, Moretti L - Cu/p-Si Schottky photodetectors at 1.55 microns - SPIE: Silicon Photonics and Photonic Integrated Circuits II, Brussels, Belgium

23 Pagano R, Libertino S, Valvo G, Condorelli G, Carbone B, Piana A, Mazzillo M, Sanfilippo DN, Fallica PG, Falci G, Lombardo S - Dark count in single photon avalanche Si detectors - Optical Components and Materials VII, Proc. Of SPIE,

24 Simion S, Marcelli R, Bartolucci G, Proietti E, De Angelis G, Lucibello A - Design Optimization of Meta-Material Transmission Lines for Linear and Non-Linear Microwave Signal Processing - IRMMW-THz, Roma

25 Fortunato G, Cuscunà M, Gaucci P, Maiolo L, Mariucci L, Pecora A, Valletta A - Downscaling issues in polycrystalline silicon TFTs - 218th Electrochemical Society (ECS) Meeting, Las Vegas (USA)

26 Odorici F, Cuffiani M, Malferrari L, Rizzoli R,. Veronese GP, Celona L, Gammino S, Mascali D, Miracoli R, Romano FP, Gambino N, Castro G, Ciavola G, Serafino T - ENHANCEMENT OF ECR PERFORMANCES BY MEANS OF CARBON NANOTUBES BASED ELECTRON GUNS - ECRIS 2010, XIXth International Workshop on ECR Ion Sources, Grenoble (France)

27 Persano A, Cola A, Quaranta F, Martucci MC, Cretì P, Siciliano P, De Angelis G, Lucibello A, Marcelli R - Electrical Characterization of Alternative Materials for the Development of RF MEMS Switches in III-V Technology - MEMSWAVE&MEMS IN ITALY, Otranto

28 Fanciulli M, Vellei A, Canevali C, Baldovino S - Electron Spin Resonance Characterization of Silicon Nanowires - MRS Fall Meeting: Symposium AA: Group IV Semiconductor Nanostructures and Applications, Boston, USA

29 Miritello M, Lo Savio R, Cardile P, Priolo F - Er-Y Disilicate Thin Films for Optical and Photovoltaic Applications - MRS Fall Meeting: Symposium AA: Group IV Semiconductor Nanostructures and Applications, Boston, USA

30 Lamagna L, Wiemer C, Baldovino S, Molle A, Perego M, Schamm-Chardon S, Coulon PE, Fanciulli M - Evolution of Interface Properties During Atomic Layer Deposition of Rare Earth-based High-k Dielectrics on Si, Ge and III-V Substrates - MRS Spring Meeting: Symposium I: Materials for End-of-Roadmap Scaling of CMOS Devices, San Francisco, California, USA

31 Eriksson J, Roccaforte F, Reshanov S, Giannazzo F, Lo Nigro R, Raineri V - Evolution of the electrical characteristics of Pt/3C-SiC Schottky contacts upon thermal annealing - 2010 Wide bandgap cubic semiconductors: from growth to devices Book Series: AIP Conference Proceedings, Vol: 1292 Pages: 75-78, 2010,

32 Spinella C, Nicotra G, Bongiorno C, Convertino A, Cuscuna' M, Martelli F - Fabrication and Characterization of Catalyzed and Metal-free Low-temperature Si Nanowires for Flexible Devices and Photovoltaic Solar Cells - MRS Fall Meeting: Symposium AA: Group IV Semiconductor Nanostructures and Applications, Boston, USA

33 Forleo A, Francioso L, Capone S, Casino F, Siciliano P, Huang H, Tan OK - Fabrication at wafer level of miniaturized gas sensors based on SnO2 nanorods deposited by PECVD and gas sensing characteristics - 13th International Meeting on Chemical Sensors (IMCS),, Perth, Western Australia

34 Forleo A, Francioso L, Capone S, Casino F, Siciliano P, Huang H, Tan OK - Fabrication at wafer level of miniaturized gas sensors based on SnO2 nanorods deposited by PECVD and gas sensing characteristics - MEMSWAVE 2010 & MEMS in Italy, Otranto (Le),

35 Francioso L, De Pascali C, Farella I, Martucci C, Creti P, Siciliano P, Perrone A - Flexible thermoelectric generator for wearable biometric sensors - IEEE Sensors, Hawai

36 Deleruyelle D, Dumas C, Carmona M, Muller C, Spiga S, Fanciulli M - From Sub-micrometric to Nanometric Electrical Investigation of Resistance Switching Operations in NiO Films Dedicated to Resistive RAM Applications - MRS Fall Meeting: Symposium K: Oxide Nanoelectronics, Boston, USA

37 Loiacono R, Reed GT, Gwilliam R, Mashanovich GZ, O'Faolain L, Krauss T, Lulli G, Jeynes C, Jones R - Germanium implanted Bragg gratings in silicon on insulator waveguides - ,

38 Trotta M, Asquini R, DʼAlessandro A, Beccherelli R - Guida dʼonda ottica non lineare a cristallo liquido su Silicio - Fotonica - 12° Convegno Nazionale delle Tecnologie Fotoniche, P2.20, Pisa, 27-29 maggio 2010, Pisa

39 Casini F, Farinelli P, Mannocchi G, Di Nardo S, Margesin B, De Angelis G, Marcelli R, Vendier O, Vietzorreck L - High performance RF-MEMS SP4T switches in CPW technology for space applications - European Microwave Week, Paris

40 Gay G, Molas G, Bocquet M, Jalaguier E, Gely M, Masarotto L, Colonna JP, Grampeix H, Martin F, Brianceau P, Vidal V, Kies R, Bongiorno C, Lombardo S, Baron T, Ghibaudo G, De Salvo B - Hybrid silicon nanocrystals/SiN charge trapping layer with high-k dielectrics for FN and CHE programming - International Symposium on VLSI Technology, Systems, and Applications (VLSI-TSA), Hsin Chu, Taiwan

41 Eriksson J, Roccaforte F, Weng MH, Lorenzzi J, Jegenyes N, Giannazzo F, Fiorenza P, Raineri V - Impact of Morphological Features on the Dielectric Breakdown at SiO2/3C-SiC Interfaces - Conference of the E-MRS Symposium F Strasbourg, FRANCE, JUN 08-10, 2010, Strasburgo

42 Convertino A, Cuscunà M, Fortunato G, Martelli F, Felisari L, Nicotra G, Spinella C - Indium catalyzed growth of silicon nanowires - 5th Workshop on Nanowire Growth, Roma

43 Cerofolini GF, Ferri M, Romano E, Roncaglia A, Selezneva E, Arcari A, Suriano F, Veronese GP, Solmi S, Narducci D - Industrially Scalable Process for Silicon Nanowires for Seebeck Generators - 8th European Conference on Thermoelectrics, Como (Italy)

44 Del Vitto A, Piagge R, Ravizza E, Spadoni S, Sebastiani A, Scozzari C, Wiemer C, Ghidini G, Alessandri M, Fanciulli M, Maes JW, Verghese M, - LaHfOx Films Analyses for NVM Applications - 218th ECS Meeting: E5 - High Dielectric Constant and Other Dielectric Materials for Nanoelectronics and Photonics, Las Vegas, USA

45 De Tommasi E, Rea I, Mocella V, Moretti L, De Stefano M, Rendina I, De Stefano L - Light confinement in marine centric diatoms: main characteristics and wavelength dependence - SPIE: The Nature of Light: Light in Nature III, San Diego, California, USA

46 Carria E, De Bastiani R, Gibilisco S, Mio AM, Miritello M, Pennisi AR, Bongiorno C, Grimaldi MG, Rimini E - Local order and crystallization of laser quenched and ion implanted amorphous Ge1-xTex thin films - MRS Spring Meeting: Symposium H: Phase-Change Materials for Memory and Reconfigurable Electronics Applications, San Francisco (USA)

47 Martelli F, Convertino A, Cuscunà M, Mariucci L, Fortunato G, Nicotra G, Spinella C, Felisari L - Low-temperature, Au-, In- and self-catalyzed growth of Si nanowires - Italian Crystal Growth 2010, Parma

48 Longo M, Wiemer C, Salicio O, Fanciulli M, Varesi E, Targa P - MOCVD Growth of Ge-Sb-Te Nanowires by the VLS Process - MRS Spring Meeting: Symposium H: Phase-Change Materials for Memory and Reconfigurable Electronics Applications, San Francisco, California, USA

49 Wiemer C - Material Perspectives for Phase Change Memories: The Role of Chemical Composition, Deposition Method, and Interfaces on the Thermal Properties of the Chalcogenide Material and of its Interfaces - MRS Spring Meeting: Symposium G: Materials and Physics of Nonvolatile Memories, San Francisco, California, USA

50 Johnson BC, Mastromatteo M, De Salvador D, Napolitani E, Carnera A, McCallum JC - Modeling of hydrogen diffusion and segregation in amorphous silicon during solid phase epitaxy - 218th ECS Meeting, High Purity Silicon 11, Las Vegas (USA)

51 Camarda M, Severino A, La Magna A, La Via F - Monte Carlo study of morphological surface instabilities during misoriented epitaxial growth of cubic and hexagonal polytypes - Conference of the E-MRS Symposium F, Strasbourg, France

52 Pecora EF, Irrera A, Boninelli S, Romano L, Spinella C, Priolo F - Nanoscale Amorphization, Bending and Recrystallization in Silicon Nanowires - MRS Fall Meeting: Symposium W: Nanowires--Growth and Device Assembly for Novel Applications, Boston, USA

53 Sonde S, Giannazzo F, Raineri V, Rimini E - Nanoscale capacitive behaviour of ion irradiated graphene on silicon oxide substrate - Symposium on Carbon Nanotubes and Graphene - Low Dimensional Carbon Structures held at the E-MRS 2009 Spring Meeting Strasbourg, FRANCE, JUN 08-12, 2009, Strasburgo

54 Dardano P, De Stefano L, De Tommasi E, Ferrara MA, Mocella V, Rea I, Sirleto L, Rendina I - New perspectives and applications of silicon nanophotonics - SPIE: Optoelectronic Integrated Circuits XII, San Francisco, California, USA

55 Polignano ML, Codegoni D, Borionetti G, Bonoli F, Brivio J, Greco S, Marino A, Monge P, Patoprsta I, Privitera V, Riva C - Niobium Contamination in Silicon - 218th ECS Meeting: E6 - High Purity Silicon 11, Las Vegas, USA

56 DʼAlessandro A, Asquini R, Trotta M, Beccherelli R - Nonlinear switching of near infrared light in liquid crystal on silicon channel waveguides - . of SPIE Vol. 7775 in Liquid Crystals XIV, (SPIE, Bellingham, WA, 2010), SPIE Optics + Photonics, Organic Photonics and Electronics, 1-2 and 4 August 2010, San Diego, California (USA), pp. 777510(1)- 777510(10), San Diego

57 Prete P, Lovergine N, Miccoli I, Marzo F, Burger JS, Salviati G, Lazzarini L - On the luminescence of VLS-grown GaAs-AlGaAs core-shell nanowires and its dependence on MOVPE conditions - ,

58 Piluso N, Severino A, Camarda M, Canino A, La Magna A, La Via F - Optical characterization of bulk mobility in 3C-SiC films grown on different orientation of Si substrates - Conference of the E-MRS Symposium F, Strasbourg, France

59 Mariucci L, Pasquini L, Rapisarda M, Simeone D, Valletta A, Pecora A, Maiolo L, Fortunato G - Pentacene TFTs with ink-jet printed source/drain electrodes - ICOE - International Conference on Organic Electronics, Paris

60 Rapisarda M, Simeone D, Cuscunà M, Fortunato G, Maiolo L, Minotti A, Pecora A, Valletta A, Mariucci L - Pentacene Thin Film Transistors with PTFE-like encapsulation layer - 6th International Thin-Film Transistor Conference, Hyogo (Japan)

61 Gulinatti A, Panzeri F, Rech I, Maccagnani P, Ghioni M, Cova SD - Planar silicon SPADs with improved photon detection efficiency - Advanced Photon Counting Techniques IV, Orlando (Florida)

62 Pecora A, Bearzotti A, Cuscunà M, Macagnano A, Maiolo L, Maita F, Mariucci L, Minotti A, Pantalei S, Simeone D, Valletta A, Zampetti E, Fortunato G - Polysilicon thin film transistor circuits for integrated flexible sensors - ITC06 - 6th International Thin-Film Transistor Conference, Hyogo (Japan)

63 Pagano R, Libertino S, Valvo G, Condorelli G, Carbone B, Piana A, Mazzillo M, Sanfilippo DN, Fallica PG, Principato F, Cannella G, Falci G, Lombardo S - Preliminary radiation hardness tests of single photon Si detectors - Silicon Photonics V, Proc. Of SPIE,

64 De Pascali C, Francioso L, Capone S, Siciliano P - Preparation and Electrical-Functional Characterization of Gas Sensors based on TiO2 nanometric Strips Using Impedance Spectroscopy - 14th Italian Conference on Sensors and Microsystems, Pavia

65 Horzel J, Schum B, Lachowicz A, Rossa J, Vaas K, Jahn M, Gassenbauer Y, von Camp H, Boubekeur H, Blendin G, Weber U, Seidl A, Armigliato A, Seid F, Hantschel T, Eyben P, Vinzelberg S, Gerstl SSA, Schmidt W - Presentazione orale - ,

66 Leone A, Diraco G, Siciliano P - Range Imaging for Fall Detection and Posture Analysis in Ambient Assisted Living Applications - Italian Conference AISEM 2010, Messina

67 Milita S, Liscio F, Quiroga SD, Shehu A, Biscarini F, Frank C, Schreiber F, Kowarik S - Real-time Structural and Electrical Investigation of PDI8-CN2 based OFET - MRS Fall Meeting: Symposium UU: Real-Time Studies of Evolving Thin Films and Interfaces, Boston, USA

68 Mirabella S, De Salvador D, Bruno E, Napolitani E, Scapellato GG, Mastromatteo M, Impellizzeri G, Bisognin G, Boninelli S, Terrasi A, Carnera A, Priolo F - Recent Insights in the Diffusion of Boron in Silicon and Germanium - 218th ECS Meeting, High Purity Silicon 11, Las Vegas (USA)

69 Marcelli R, Proietti E, Lucibello A, De Angelis E, Bartolucci G, Quaranta F, Martucci C, Persano A, Mannocchi G, Di Nardo S, Pochesci D, Margesin B, Giacomozzi F, Casini F, Farinelli P - Reliable RF Microsystem Technologies for Space Applications - MEMSWAVE&MEMS IN ITALY, Otranto

70 Irrera A, Artoni P, Franzo' G, Pecora EF, Priolo F - Room Temperature Luminescence from Si Nanowires - MRS Fall Meeting: Symposium AA: Group IV Semiconductor Nanostructures and Applications, Boston, USA

71 Ruffino F, Crupi I, Irrera A, Grimaldi MG - Room-Temperature Electrical Characteristics of Pd/SiC Diodes with Embedded Au Nanoparticles at the Interface - Proceedings of the E-MRS Symposium F: 2010 WIDE BANDGAP CUBIC SEMICONDUCTORS: FROM GROWTH TO DEVICES, Strasbourg (France)

72 Gaucci P, Valletta A, Cuscunà M, Maiolo L, Mariucci L, Pecora A, Fortunato G - Self-Heating Related Instability in Polysilicon TFTs - 6th International Thin-Film Transistor Conference, Hyogo (Japan)

73 Mirabella S, Di Martino G, Crupi I, Gibilisco S, Miritello M, Lo Savio R, Simone F, Terrasi A, Priolo F - Si:O Alloys for Photovoltaics: Optical and Electrical Properties from Quantum Dots to Thin Films - 218th ECS Meeting: E8 - Photovoltaics for the 21st Century 6, Las Vegas, USA

74 Russo U, Spiga S, Congedo G, Lamperti A, Salicio O, Fanciulli M - Stack Engineering of HfO2-based Charge Trapping Non-volatile Memory - MRS Spring Meeting: Symposium G: Materials and Physics of Nonvolatile Memories, San Francisco, California, USA

75 Wiemer C, Lamagna L, Baldovino S, Perego M, Salicio O, Schamm-Chardon S, Coulon PE, Fanciulli M - Structural and Electrical Properties of ALD Deposited Er-HfO2 for Gate Dielectric - MRS Spring Meeting: Symposium I: Materials for End-of-Roadmap Scaling of CMOS Devices, San Francisco, California, USA

76 Sonde S, Giannazzo F, Raineri V, Rimini E - Symposium on Carbon Nanotubes and Graphene - Low Dimensional Carbon Structures held at the E-MRS 2009 Spring Meeting Strasbourg, FRANCE, JUN 08-12, 2009 - Symposium on Carbon Nanotubes and Graphene - Low Dimensional Carbon Structures held at the E-MRS 2009 Spring Meeting Strasbourg, FRANCE, JUN 08-12, 2009, Strasburgo

77 Forleo A, Francioso L, Capone S, Siciliano P, Lommens P - Synthesis and gas Sensing propeties of ZnO Quantum Dots - 14th Italian Conference on Sensors and Microsystems, Pavia

78 Raineri V - The graphene / SiC interface and local transport properties - ECSCRM2010 - European Conference on Silicon Carbide and Related Materials, OSLO

79 Lo Nigro R, Fiorenza P, Raineri V, - Thin films advanced dielectrics for high frequency applications: deposition, (nano)characterization and device fabrication - CIMTEC 2010- 12th International Ceramics Congress & 5th Forum on New Materials, Montecatini Terme (Fi)

80 Gilardi G, lmazb HY, Sharif Murib M, Asquini R, D'Alessandro A, Serpengüzel A, Beccherelli R - Tunable Integrated Optical Filters Based on Sapphire Microspheres and Liquid Crystals - Proc. of SPIE Photonics Europe - Silicon Photonics and Photonic Integrated Circuits Vol. 7719, 7719-1E, Bruxelles (B) 12-16 Aprile 2010, Bruxelles

81 Pagano R, Lombardo S, Libertino S, Valvo G, Condorelli G, Carbone B, Sanfilippo DN, Fallica G - Understanding dark current in pixels of silicon photomultipliers - Solid-State Device Research Conference (ESSDERC), Seville, Spain

82 Forleo A, Francioso L, Capone S, Casino F, Siciliano P, Huang H, Tan OK - Wafer-Level Fabrication and Gas Sensing Properties of miniaturized gas sensors based on Inductively Coupled Plasma deposited Tin Oxide Nanorods - NANO 2010, Roma

Libri

1 D. Valerini, A. Cretí, A.P. Caricato, M. Lomascolo, R. Rella, and M. Martino - Advances in Nanotechnology (Volume 4) - , Nova Science Publishers,

2 G. De Angelis, Andrea Lucibello, F. Giacomozzi, B. Margesin, G. Bartolucci, Romolo Marcelli - Characterization of MIM Capacitors for the Investigation of RF MEMS Switch Charging Effects - Microwave and Millimeter Wave MEMS, Editura Academiei Române, Bucure_ti, Romania, Seri, Bucuresti

3 Stefan Simion, Romolo Marcelli, Giancarlo Bartolucci, Florea Craciunoiu, Andrea Lucibello, Giorgio De Angelis, Andrei A. Muller, Alina Cristina Bunea, Gheorghe Ioan Sajin - Composite Right / Left Handed (CRLH) based devices for microwave applications - Advanced Microwave and Millimeter Wave Technologies Semiconductor Devices Circuits and Systems, Intech Publishing, pp. 89-112, ISBN 978-953-307-03,

4 F. Casini, P. Farinelli, G. Mannocchi, S. Di Nardo, B. Margesin,. G. De Angelis, Romolo Marcelli, O. Vendier, L. Vietzorreck - High Performance RF MEMS SP4T Switches in CPW Technology for Space Applications - Microwave and Millimeter Wave MEMS, Editura Academiei Române, Bucure_ti, Romania, Seri, Bucuresti

5 D. Valerini, A. Cretí, A.P. Caricato, M. Lomascolo, R. Rella, and M. Martino - Laser Beams: Theory, Properties and Applications - , Nova Science Publishers,

6 P. Prete, N. Lovergine - MOVPE SELF-ASSEMBLY AND PHYSICAL PROPERTIES OF FREE-STANDING III-V NANOWIRES - , IN-TECH publications,

7 R. Lo Nigro, G. Malandrino, R.G. Toro, P. Fiorenza, and V. Raineri - Praseodymium based dielectrics: Metal-Organic Chemical Vapor Deposition (MOCVD) growth, characterization and applications - Advances in Materials Sciencer Research, Nova Science Publishers Inc., 2010, ISBN: 978-1-61, Hauppauge NY

8 Andrea Lucibello, G. De Angelis, M. Maiani, E. Proietti, Romolo Marcelli - SU-8 based Processes for the Realization of RF MEMS Structures - Microwave and Millimeter Wave MEMS, Editura Academiei Române, Bucure_ti, Romania, Seri, Bucuresti

9 Iacona F, Franzò G, Irrera A, Boninelli S, Priolo F - Structural and optical properties of silicon nanocrystals synthesized by plasma enhanced chemical vapor deposition - Silicon Nanocrystals: Fundamentals, Synthesis and Applications, ed. by L. Pavesi and R. Turan, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co.,

10 Gonzalez D L, Giannerini S and Valentinuzzi M - Theoretical Models - Cardiac Fibrillation-Defibrillation, World Scientific Ed., Singapore

11 Sirleto L., Coppola G., Iodice M., Casalino M.,Gioffrè M., Rendina I. - Thermooptical switches - Optical Switches: materials and design, Baojun Li and Soo Jin Chua Editors, Cambridge

12 M. Martino, D. Valerini, A.P. Caricato, A. Cretí, M. Lomascolo, R. Rella - ZnO Nanostructures Deposited by Laser Ablation - , Nova Science Publishers,

Rapporti

1 Mariucci L, Fortunato G, Valletta A. M. Rapisarda, Tramontana F. Cantatore E. - Reliability and Modelling of organic TFTs

2 Mariucci L, Fortunato G, Valletta A. M. Rapisarda, Tramontana F. Cantatore E. - Testing procedures for organic TFTs

3 Odorici F, Cuffiani M, Malferrari L, Rizzoli R, Veronese GP, Gammino S, Celona L, Mascali D, Gambino N, Miracoli R, Castro G, Romano FP, Serafino T, Di Bartolo F, Guglielmotti V, Orlanducci S, Sessa V, Terranova ML - The CANTES experiment: a carbon nanotubes based electron gun to improve the performances of the electron cyclotron resonance ion sources


1 F.Odorici, L. Malferrari, R.Rizzoli, G.P.Veronese, M.L. Terranova, S. Gammino - CANTES (CArbon NanoTubes Electron Sources)

2 EuRaMIG Core Committe - Marcelli R. - European Radio and Microwave Interest Group - EuRaMIG

3 V. Raineri (coordinator), T. Seyller, R. Ykimova, J. Camassel - Graphene on SiC wafers for high performant RF transistors (GRAPHIC-RF)

4 A. Scuderi (coordinator), V. Raineri, G. Abbondanza, D. Crippa, A. Schoener, Sabine Storm - Large area silicon carbide substrates and heteroepitaxial GaN for power devices applications (LAST - POWER)

5 Coffa S, Priolo F, Mula G, Colocci M, Andreani LC, Iacona F, Franzò G - Laser ed amplificatori ottici Si-based (SILICON LASER)

6 Priolo F, Franzò G, Whelan-Curtin W, Galli M, Auffeves A - Lasing of Erbium in Crystalline Silicon Photonic Nanostructures (LECSIN)

7 Comitato Operativo Imprese Aerospaziali del Lazio - Marcelli R. - Lazio Connect8 Pietro Sicliano, Benedetto Vigna - MEMSWAVE & MEMS IN ITALY9 Simona Capone, Luca Francioso, Mauro Epifani, Chiara Ingrosso, Pietro Siciliano - Nuova

metodologia per la rivelazione di gas basata su una griglia bidimensionale di microsensori interconnessi

10 G.F.Cerofolini, M.Ferri, A..Roncaglia, F. Suriano, S.Solmi, D.Narducci - Realizzazione di prototipi di generatori termoelettrici

11 Emiliano Zampetti, Antonella Macagnano - SOnda GAmma INtelligente- SOGAIN12 F. Giannazzo, P. Eyben, J. Baranowski, J. Camassel, S. Lányi. - Simposio D

“Multidimensional Electrical and Chemical Characterization at the Nanometer scale of Organic and Inorganic Semiconductors” dellʼEMRS fall meeting 2010

13 Antonella Macagnano, Emiliano Zampetti, Simone Pantalei, Fabrizio De Cesare, Giuseppe Bianchi, Marco Sgroi - Sistema Integrato per la Sicurezza Ambientale- SISA

14 F. Giannazzo S. Lanyi - advanced scanning probe microscopy for analysis of defects in inorganic and organic semiconductors and nanostructures


1 Giorgio Lulli - Codice MC-BCA per simulazione 2D impianto ionico in SiC

2 Maccagnani P - Flusso di processo tecnologico per la fabbricazione di rivelatori SPAD integrati con l'elettronica di controllo

3 De Angelis G., Lucibello A., Proietti E., Bartolucci G., Marcelli R. - Messa a punto di una facility per caratterizzazione di RF MEMS

4 F. Roccaforte, S. Di Franco, V. Raineri - Metodo per proteggere la superficie del 4H-SiC durante processi termici ad alta temperatura

5 R.Rizzoli, G.P.Veronese - Processo di deposizione C-CVD selettiva di pochi strati di grafene su larga area

6 R.Rizzoli, G.P.Veronese - Processo di riduzione termica in vuoto di ossido di grafene in foglietti di dimensioni definite durante la preparazione chimico-fisica

7 Maccagnani P - Realizzazione di SPAD con grande area attiva (diametro >200 micron) e basso rumore intrinseco

8 R.Rizzoli, G.P.Veronese - Realizzazione di membrane sospese su fori passanti in LTO / Si costituite da reti di SWNTs ad alta densità

9 Lucibello A., De Angelis G., Proietti E., Bartolucci G., Marcelli R. - Realizzazione di micro-interruttori e strutture in configurazione coplanare per trattamento del segnale RF e Microonde

10 G.F. Cerofolini, M. Ferri, A. Roncaglia, F. Suriano, S. Solmi, D.Narducci - Realizzazione di nanofili di Si mediante processo top-down di crescita templata di poly-Si su wafer di Si, per applicazioni termoelettriche

11 G. Diraco, A. Leone, P. Sicliano - Realizzazione di un sensore di posizione per la rivelazione della caduta di persone anziane in ambienti domestici

12 F. Giannazzo, V. Raineri - Sintesi di grafene su substrati SiC off axis


1 P. Muralt, V. Raineri, M Kosec, S. Ravesi - Fundamentals and Technology of Multifunctional Oxide Thin Film

2 Autori Vari - Nanowires3 Pelaz L, Mirabella S, Nylandsted Larsen A - Silicon and germanium issues for future

CMOS devices

Principali risorse strumentali dellʼIstitutoL'Istituto e' dotato di strumentazione che consente di coprire l'intero percorso che va dalla ricerca delle proprieta' fondamentali dei materiali fino alla progettazione, simulazione e realizzazione di prototipi di dispositivi elettronici, sensori e microsistemi. In particolare le principali risorse strumentali consistono in:

Clean rooms facilities for microelectronics devices and microsystem fabricationInductive coupled plasma etching systemsUHV sputter deposition facilitiesNano-imprinting lithographyElectron beam lithography & electron beam assisted processingFocused Ion Beam (FIB) facilityOptical lithography systemsLaser annealing facilitiesApparati per deposizioni chimica da fase vapore (CVD)Apparato per Atomic Layer Deposition (ALD)Apparato per Molecular Beam Epitaxy (MBE)Forni a flusso laminare per wafer di SiForni Tubolari per trattamenti termici e crescita CVDEvaporatori UHV e-gun

Microscopi elettronici in trasmissione con sorgente a emissione di campo o con sorgente LaB6Microscopi elettronici a scansione con sorgente a emissione di campoAtomic force, conductive and scanning capacitance microscopesLaboratori di misure elettricheLaboratori di misure otticheLaboratorio di microlavorazioniCluster di microprocessori per il calcolo avanzatoImpiantatori ionici ad alta energia e alta corrente

Considerazioni generali ed elementi di autovalutazioneConsiderazioni generaliNel 2010 l'Istituto ha visto l'inserimento di due nuove unita' provenienti dall'ex INFM: il centro di ricerca e sviluppo MATIS di Catania e il laboratorio MDM di Agrate Brianza. Esse, dal punto di vista delle attivita' e della missione, hanno parecchie analogie con le strutture di ricerca IMM. MDM, per esempio, rappresenta l'analogo INFM ad Agrate Brianza di laboratorio localizzato all'interno della STMicroelectronics in una forma del tutto simile a quella realizzata, diversi anni prima, dalla sede di Catania dell'IMM. L'unità MATIS, localizzata entro il Dip. Fisica e Astronomia dell'Università di Catania consente di sviluppare ulteriormente il rapporto proficuo col mondo accademico. L'accorpamento di queste due unita' all'interno dell'IMM ha reso l'Istituto ancora piu' competitivo, per massa critica e focalizzazione delle attivita', nel panorama internazionale. A titolo di esempio, puo' essere utile il confronto con il Centro Nacional de Microelectronica (CNM) spagnolo. Dal punto di vista economico il CNM conta su un budget annuo di 12 MEuro contro i 14 Meuro dell'IMM nella sua nuova configurazione (MDM e MATIS inclusi). Le unita' di personale che operano all'interno del CNM sono numericamente confrontabili con quelle di IMM e, dal punto di vista della produttivita' scientifica, l'IMM "allargato" conta su circa 200 pubblicazioni per anno contro le 120 dichiarate dal CNM. Preoccupa l'insufficiente ammontare delle risorse che la Sede Centrale assegna per far fronte alle spese cogenti dell'Istituto. Anche per il 2010 parte delle entrate derivanti da progetti di ricerca e/o contratti sono state utilizzate per la gestione ordinaria della struttura, sottraendole ad interventi di rinnovamento delle attrezzature scientifiche e di inserimento di giovani ricercatori nelle attivita'.Dal punto di vista organizzativo sono state individuate e sviluppate, nel corso del 2010, un certo numero di attivita' strategiche di Istituto che coinvolgano, simultaneamente, il maggior numero possibile di gruppi di ricerca o commesse, anche se dislocate in strutture territoriali distinte.

Elementi di autovalutazioneNel corso del 2010 l'Istituto e' stato intensamente impegnato nello svolgimento di diversi progetti di ricerca finanziati dall'Unione Europea nell'ambito del VII programma quadro e/o dall'Industria.Nel campo della nanoelettronica sono in corso i progetti "Atomic functionalities on silicon devices (AFSID)", "Giga-scale oriented solid state flash memory for Europe (GOSSAMER), "Magnetic nanowires for high density non volatile memories (MAGWIRE)", "Nanodevice fabrication using block-copolymer based technology (NANOBLOCK)" e "Graphene on SIC wafers for high performant RF transitors (GRAPHIC-RF)"; in quello della nanofotonica sono in corso i progetti "Photonics electronics functional integration on CMOS (HELIOS)" e "Lasing of erbium in crystalline silicon photonic nanostructures (LECSIN)"; in quello della sensoristica sono attualmente attivi i progetti europei "Fiber optic sensors application for structural health monitoring (FOSAS)", "Parallel fluorescence spectroscopy tools for micro and nano-analytical applications down to single biomolecules (PARAFLUO)", "Rapid screening and identification of illegal drugs by IR absorption spectroscopy and gas chromatography (DIRAC)" e "Nanostructured active magneto-plasmonic materials (NANOMAGMA)"; nel campo del fotovoltaico avanzato l'Istituto e' impegnato nel progetto "Silicon nanodots for solar cell tandem (NASCENT)"; nel campo dell'elettronica su materiali organici ed interfaccie biologiche sono attivi i progetti "Complementary organic semiconductor and metal integrated circuits (COSMIC)" e "A brain-chip interface for high-resolution bi-directional communication (CYBERRAT)" rispettivamente. L'Istituto e' anche coinvolto in tre progetti europei

nell'ambito della piattaforma ENIAC insieme all'industria microelettronica nazionale: "Implementing manufacturing science solutions to increase equipment productivity and fab performance (IMPROVE)", "Large area silicon carbide substrates and heteroepitaxial GaN for power device applications (LAST-POWER)" e "Energy for a green society: from sustainable harvesting to smart distribution equipment, materials, design solutions and their applications (ERG)".Nel 2010 le entrate accertate, provenienti da progetti di ricerca e/o contratti con l'industria, hanno toccato il livello di 6.486.696 Euro (circa 800.000 Euro in piu' rispetto all'anno precedente). L'Istituto dimostra, pertanto, una crescente capacita' di autofinanziamento delle proprie attivita' di ricerca. Sul fronte della produttivita' scientifica va rilevato che il numero di lavori pubblicati su riviste scientifiche JCR nel corso del 2010 e' stato pari a 157, di cui 94 su riviste con impact factor maggiore di due. Nel corso del 2010 si e' conclusa la procedura di valutazione degli Istituti del CNR avviata, nel 2008, dal CNR stesso. L'IMM e' stato valutato come il migliore Istituto nel campo delle "Scienze Fisiche" e si e' piazzato al terzo posto tra gli Istituti valutati dal panel "Scienze e Tecnologie dei materiali".Nel corso del 2010 due ulteriori strutture sono confluite nell'IMM: il centro di ricerca e sviluppo MATIS di Catania e il laboratorio MDM di Agrate Brianza. L'integrazione con le altre componenti dell'Istituto e' avvenuta in perfetta armonia e ha consentito il rafforzamento di attivita' strategiche per l'Istituto come la nano-fotonica e la nano-elettronica e il fotovoltaico avanzato

Proposta di interventi organizzativiNel 2010 e' stato avviato il processo che mira allo sviluppo di un certo numero di attivita' strategiche di Istituto che coinvolgano, simultaneamente, il maggior numero possibile di gruppi di ricerca o commesse, anche se dislocate in strutture territoriali distinte. E' in corso la definizione di task-force sul tema dell'energia (fotovoltaico avanzato e nano-elettronica per efficienza energetica) e sul fronte delle applicazioni di nanostrutture a base di carbonio (carbon nanotubes e grafene).

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